在銑削過程中有針對(duì)性地利用動(dòng)力參數(shù)

傳感器和過程模擬的應(yīng)用已成為生產(chǎn)技術(shù)范疇內(nèi)的一個(gè)重要組成部分。借助于現(xiàn)代化的分析和優(yōu)化計(jì)算等手段，這些技術(shù)應(yīng)用將有助于對(duì)生產(chǎn)流程的設(shè)計(jì)、匹配和監(jiān)管。工業(yè)研究聯(lián)合會(huì)(AiF)通過Cornet網(wǎng)絡(luò)所贊助的研究項(xiàng)目“Dyna-Tool”旨在釋放這方面的潛力，并利用這些潛力來預(yù)測(cè)和管控銑削動(dòng)力特性。

借助于Deckel Maho DMU 50 evolution型五軸加工中心可以進(jìn)行相應(yīng)的試驗(yàn)，以探索出與刀具磨損相關(guān)聯(lián)的刀具切削特性

在銑削復(fù)雜部件時(shí)，有可能會(huì)出現(xiàn)一些不穩(wěn)定的生產(chǎn)條件，從而影響到部件的表面質(zhì)量。所謂的顫振紋便是其中的一個(gè)體現(xiàn)。因此，在生產(chǎn)過程中應(yīng)盡量避免振動(dòng)或減小振動(dòng)。模擬過程便是基于對(duì)一個(gè)通行的可直接用在機(jī)床上的NC程序的詮釋。刀具模型以離散的步驟向NC程序所定義的位置移動(dòng)。在每個(gè)模擬步驟中，對(duì)工件與刀具之間的干涉狀況進(jìn)行計(jì)算。通過一個(gè)力的模型，可以對(duì)切削力作出預(yù)測(cè)。該模型對(duì)力與切削厚度之間的相互關(guān)系作出描述，并通過先前的試驗(yàn)進(jìn)行校驗(yàn)。

模擬工作可以減緩刀具磨損程度

機(jī)床和刀具的動(dòng)力性能可通過諧波阻尼振蕩器來得到均衡。在與切削力模型理想連接的情況下，即可對(duì)因切削力作用而在接觸面區(qū)域內(nèi)所產(chǎn)生的刀具與工件之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)進(jìn)行測(cè)定。如果把偏差值納入到力的計(jì)算中去的話，即可實(shí)現(xiàn)對(duì)再生效應(yīng)的模型化試驗(yàn)。由于刀具在切削時(shí)受到載荷作用，因此刀具的局部地方會(huì)出現(xiàn)磨損現(xiàn)象，從而導(dǎo)致刀具的微觀幾何結(jié)構(gòu)發(fā)生改變并縮短刀具的使用壽命。這種效應(yīng)無法在目前的模擬工作中體現(xiàn)出來。而刀具狀態(tài)的改變則會(huì)極大限制對(duì)較長時(shí)間和磨損嚴(yán)重的切削過程的模擬結(jié)果的可預(yù)測(cè)性。

為了獲得有關(guān)在切削過程中刀具動(dòng)力性能因刀具磨損而發(fā)生改變的相關(guān)信息，可以采用傳感技術(shù)來獲取數(shù)據(jù)。但是，傳感技術(shù)只能提供一種選擇，即它只對(duì)已經(jīng)產(chǎn)生的振動(dòng)作出反應(yīng)。通過結(jié)合采用過程模擬和傳感技術(shù)，即可把這兩種途徑的優(yōu)勢(shì)結(jié)合在一起。由此，可以實(shí)現(xiàn)刀具狀態(tài)對(duì)切削力和偏差產(chǎn)生的影響進(jìn)行監(jiān)視，以避免在后續(xù)加工過程中產(chǎn)生不希望出現(xiàn)的刀具動(dòng)力性能。對(duì)此，把事先通過模擬試驗(yàn)所計(jì)算得出的偏差與傳感器在作業(yè)流程中所測(cè)得的偏差進(jìn)行連續(xù)比對(duì)。如果發(fā)現(xiàn)存在很大的差異，則說明模擬試驗(yàn)喪失了其預(yù)測(cè)能力。應(yīng)該利用傳感器測(cè)得的數(shù)據(jù)，來對(duì)模擬試驗(yàn)中的切削力參數(shù)進(jìn)行重新校驗(yàn)。但這是一項(xiàng)很大的挑戰(zhàn)，因?yàn)樾ｒ?yàn)工作必須在數(shù)毫秒之內(nèi)進(jìn)行完畢。對(duì)刀具狀態(tài)與模擬切削力數(shù)值之間的相互關(guān)系的詳細(xì)把握是至關(guān)重要的。為了對(duì)這種相互關(guān)系進(jìn)行詳細(xì)的分析，在屬于粉末冶金范疇的1.3344號(hào)快速鋼(淬火到62 HRV硬度)上進(jìn)行了銑削試驗(yàn)，并探索了刀具的各種不同的磨損狀態(tài)。

值得注意的是，較大的磨痕寬度將會(huì)導(dǎo)致較大的切削力。借助于試驗(yàn)中所測(cè)得的切削力或偏移量，可以對(duì)刀具的切削力參數(shù)進(jìn)行二次校驗(yàn)。由此，可以使模擬工作與各種不同的刀具磨損狀態(tài)相匹配。通過采用實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ蛠韺?shí)施各種不同的模擬過程，可以對(duì)刀具介于所顯示的兩個(gè)狀態(tài)之間的中間狀態(tài)作出描述。根據(jù)所獲得的信息，可以實(shí)現(xiàn)模擬切削力的在線匹配。模擬試驗(yàn)的預(yù)測(cè)能力由此可以得到恢復(fù)，在未來切削條件下的刀具動(dòng)力性能也可以得到預(yù)測(cè)。一旦模擬工作經(jīng)過后續(xù)流程校驗(yàn)之后發(fā)現(xiàn)有不良的切削狀態(tài)出現(xiàn)，則可以對(duì)切削參數(shù)值進(jìn)行重新匹配。通過傳感器與切削模擬相結(jié)合，可以實(shí)現(xiàn)具有匹配能力的切削監(jiān)控。