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· 机械研究与应用 ·2012年第2期(总第118期) 应用与试验
除材料的量,插人一个合理的进给速率 F。可以看 轴转速、进给速率与刀具直径、刀具最优切削速度、刀
出,这种方法不同于多 目标参数的组合优化,而实际 具每齿进给量、进给速率、单位时间切削材料体积的
上是一种按照材料切削量的反馈来调节进给速率的 体积、轴向切削深度为H(mm)、径向切削宽度
一 种分配策略。对进给速率 的调节不会改变刀具 (mm)之间的关系。
的运动轨迹,在处理完成后新的信息会 自动加人到数 设刀具的相关参数为:最优切削速度:Vo(mm/
控程序中去。进给速率的优化分配策略如图1所示。 min);每齿进给量 (nlln);每转进给量 (mm/r);刀
从图1中可以看到,经过优化后,在切削过程 中 具直径:d(mm);刀具齿数:。其中最优切削速度和
的各个状态的进给速率发生变化:在切人时切削量相 每齿(每转)进给量一般可以查阅相关工艺手册或刀
对较小,因而分配了相对较高的进给速率,随着切削 具制造商提供刀具参数手册来确定。
量的增加进给速率降低,当切削量最大时进给速率最 主轴转速:n(r/min);进给速度 (mm/min)。
低 ,随着切削量的减少,切削速率增加。通过这种优 则主轴转速in=Lxl000(
r/min)
化可以有效提高刀具寿命和切削加工效率。 …
3 进给速率 F的约束条件和影响因子
进给速率:Vf=f, (mm/min)
根据进给速率F调节的原理,在实现对进给速
率的调节之前,需先确定进给速率 F的约束条件和 另外在数控编程中,通常可以设定进给速率的单
影响因子。对进给速率F的约束条件如下。 位是按照每分钟进给(mm/min)还是每转进给(mm/
(1)机床最大进给速率F 和最小进给速率 r),如用G99指令设定进给速率单位为每分钟进给,
F~和Fi是一种边界约束,它限定了可以选 G98指令设定进给速率单位为每转进给,它们之间的
择的进给速率的范围。 换算关系为:
(2)机床允许的最小进给速率变化量:在切削过 = f,xz(mm/r),则又可得:
程中改变进给速率 F时,需要考虑机床对 F进行调 Vf ××n ×n(mm/min)
节时的反应时间,在调整过程中机床的功率和切削力 在数控程序中s代表主轴转速,F代表进给速
会发生波动,如果机床不能快速响应变化,可能会对 率,可令:
机床或刀具造成损伤。机床允许的最小进给速率变 S=n
化量是对机床响应性能的一种衡量 。
F=vf=f, (mrrdmin) (1)
(3)刀具允许的最大轴向切深和径向切宽:当切
削深度超出最大轴向切深或径向切宽时,对进给速率 这是在实际中确定主轴转速和进给速率的基本
F的调节应当终止,并输出警告信息,这是对刀具切 方法。设刀具在单位时 间切 削材料的体积为
削用量的一种检查。 (mm /rain),某一时刻刀具的径向切宽 W(mm),轴
(4)刀具允许的最大单位时间切除材料的体积: 向切深H(ram),则有:
单位时间的切除体积(min/min)反映了轴向切深、径
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