在銑削過程中有針對性地利用動力參數(shù)

傳感器和過程模擬的應用已成為生產(chǎn)技術范疇內(nèi)的一個重要組成部分。借助于現(xiàn)代化的分析和優(yōu)化計算等手段，這些技術應用將有助于對生產(chǎn)流程的設計、匹配和監(jiān)管。工業(yè)研究聯(lián)合會(AiF)通過Cornet網(wǎng)絡所贊助的研究項目“Dyna-Tool”旨在釋放這方面的潛力，并利用這些潛力來預測和管控銑削動力特性。

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

在銑削復雜部件時，有可能會出現(xiàn)一些不穩(wěn)定的生產(chǎn)條件，從而影響到部件的表面質量。所謂的顫振紋便是其中的一個體現(xiàn)。因此，在生產(chǎn)過程中應盡量避免振動或減小振動。模擬過程便是基于對一個通行的可直接用在機床上的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。在每個模擬步驟中，對工件與刀具之間的干涉狀況進行計算。通過一個力的模型，可以對切削力作出預測。該模型對力與切削厚度之間的相互關系作出描述，并通過先前的試驗進行校驗。

模擬工作可以減緩刀具磨損程度

機床和刀具的動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運動進行測定。如果把偏差值納入到力的計算中去的話，即可實現(xiàn)對再生效應的模型化試驗。由于刀具在切削時受到載荷作用，因此刀具的局部地方會出現(xiàn)磨損現(xiàn)象，從而導致刀具的微觀幾何結構發(fā)生改變并縮短刀具的使用壽命。這種效應無法在目前的模擬工作中體現(xiàn)出來。而刀具狀態(tài)的改變則會極大限制對較長時間和磨損嚴重的切削過程的模擬結果的可預測性。

為了獲得有關在切削過程中刀具動力性能因刀具磨損而發(fā)生改變的相關信息，可以采用傳感技術來獲取數(shù)據(jù)。但是，傳感技術只能提供一種選擇，即它只對已經(jīng)產(chǎn)生的振動作出反應。通過結合采用過程模擬和傳感技術，即可把這兩種途徑的優(yōu)勢結合在一起。由此，可以實現(xiàn)刀具狀態(tài)對切削力和偏差產(chǎn)生的影響進行監(jiān)視，以避免在后續(xù)加工過程中產(chǎn)生不希望出現(xiàn)的刀具動力性能。對此，把事先通過模擬試驗所計算得出的偏差與傳感器在作業(yè)流程中所測得的偏差進行連續(xù)比對。如果發(fā)現(xiàn)存在很大的差異，則說明模擬試驗喪失了其預測能力。應該利用傳感器測得的數(shù)據(jù)，來對模擬試驗中的切削力參數(shù)進行重新校驗。但這是一項很大的挑戰(zhàn)，因為校驗工作必須在數(shù)毫秒之內(nèi)進行完畢。對刀具狀態(tài)與模擬切削力數(shù)值之間的相互關系的詳細把握是至關重要的。為了對這種相互關系進行詳細的分析，在屬于粉末冶金范疇的1.3344號快速鋼(淬火到62 HRV硬度)上進行了銑削試驗，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導致較大的切削力。借助于試驗中所測得的切削力或偏移量，可以對刀具的切削力參數(shù)進行二次校驗。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。通過采用實驗模型來實施各種不同的模擬過程，可以對刀具介于所顯示的兩個狀態(tài)之間的中間狀態(tài)作出描述。根據(jù)所獲得的信息，可以實現(xiàn)模擬切削力的在線匹配。模擬試驗的預測能力由此可以得到恢復，在未來切削條件下的刀具動力性能也可以得到預測。一旦模擬工作經(jīng)過后續(xù)流程校驗之后發(fā)現(xiàn)有不良的切削狀態(tài)出現(xiàn)，則可以對切削參數(shù)值進行重新匹配。通過傳感器與切削模擬相結合，可以實現(xiàn)具有匹配能力的切削監(jiān)控。