有針對性地利用動(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)測和管控銑削動(dòng)力特性。

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一個(gè)通行的可直接用在機(jī)床上的NC程序的詮釋。

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(yùn)動(dòng)進(jìn)行測定。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)勢結(jié)合在一起。由此，可以實(shí)現(xiàn)刀具狀態(tài)對切削力和偏差產(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)流程中所測得的偏差進(jìn)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(yàn)喪失了其預(yù)測能力。應(yīng)該利用傳感器測得的數(shù)據(jù)，來對模擬試驗(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。

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)中所測得的切削力或偏移量，可以對刀具的切削力參數(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。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。