車刀報(bào)廢后的故事

車刀報(bào)廢后的故事

今天在線上忙活時(shí)，聽到一車加工中，怪叫聲是一聲接一聲。當(dāng)時(shí)也沒反應(yīng)過來，主要是一車加工時(shí)，都會(huì)出現(xiàn)因切削用量太大而宣布嘰嘰的聲響?；蚴乔邢魉墓β蔬^大，引起V帶短暫打滑的聲響…唔…唔…。（廠里的車床都是V帶直聯(lián)主軸的，V帶也非一般V帶，里邊的抗拉體為鋼絲）這些聲響早都習(xí)慣了，僅僅保全人員偶爾會(huì)報(bào)怨V帶咋這個(gè)簡(jiǎn)單壞了？頃刻，一車就報(bào)警啦！曩昔一看，NC反常！主軸不動(dòng)！想想這個(gè)警，經(jīng)常報(bào)，沒大聯(lián)系，直接找保全來，好處理的很！

話說保全師傅來了，當(dāng)安全門打開的一瞬，眼前的一幕讓人大吃一驚，刀片崩成兩節(jié)，內(nèi)孔車刀的刀桿現(xiàn)已死死的陷在工件的內(nèi)孔里邊，任憑保全師傅用多大的銅錘敲擊，刀桿都紋絲不動(dòng)，終只好把刀具從刀盤上下了下來，拿維修班吹焊去了！我想刀具是必定廢了，好歹也值一千多塊錢??！就讓我給遇上了！唉…

咱們疑問，刀具這個(gè)慘烈的作廢，必定是有原因的。這兒在介紹原因前，就讓我來敘述一下刀具的詳細(xì)模樣。這把內(nèi)孔車刀，切當(dāng)說應(yīng)該叫深孔車刀才妥貼，由于其長(zhǎng)徑比現(xiàn)已遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于5了，其刀桿蕞前端也就15個(gè)毫米左右吧！從蕞前端往后端慢慢增大，刀桿上面開有兩條螺旋槽，兩條螺旋槽的前面，各開了三個(gè)定位面，用來裝置左右對(duì)稱兩塊刀片（刀片很小，用螺絲固定）。反正跟麻花鉆多像的。咱們聽來，這把車刀規(guī)劃相當(dāng)?shù)暮侠砺?！左右?duì)稱兩刀片，切削時(shí)，力的大小是相等，方向相反，剛好形成一力偶，避免了刀桿單側(cè)受力，引起的懸臂梁曲折變形，并且左右兩刀片一起承擔(dān)切削使命，刀片的切削條件天然要好的多。已然規(guī)劃上沒有問題，為啥仍是這個(gè)慘烈的作廢了呢？這兒邊就要從車刀執(zhí)役的歷史講起了。

車刀買回來后，天然是很好用了，但一次小小意外，一側(cè)的刀片崩了。崩了就崩了嘛！一樣持續(xù)切削沒問題了，沒什么大不了的。關(guān)鍵是當(dāng)工人師傅準(zhǔn)備換新刀片時(shí)，發(fā)現(xiàn)刀片的定位面現(xiàn)已破壞了，無法裝置刀片了，這樣就剩余一個(gè)刀片孤孤單單戰(zhàn)斗了。按說現(xiàn)在只剩一個(gè)刀片了，切削用量應(yīng)該減一減才對(duì)，不過這是理論上的，切削用量嘛，必定只有增沒的減啦！否則單件切削時(shí)刻會(huì)延伸的，否則功率又低了。至于刀具壽數(shù)了，這個(gè)我就不曉得改沒改了。改小了，我看用途也不大，總有那么一個(gè)刀片不到壽數(shù)就崩了的，一崩刀桿就完蛋。就這樣，單側(cè)刀刃切削了一個(gè)來月吧！效果很好啦！從沒崩過，功率也沒落下，認(rèn)為從此能夠天常地久了。不過今天就崩了，崩了后，刀桿持續(xù)進(jìn)給，主軸持續(xù)滾動(dòng)，僅僅這次一塊刀片也沒了，螺旋槽上開出的定位面做為刀具前刀面持續(xù)車削，終刀桿就死死的陷在工件的內(nèi)孔里了，主軸直接中止?jié)L動(dòng)，然后報(bào)警，終刀具就慘烈的犧牲了！

車刀慘烈的作廢了，咱們可能要疑問了，不就作廢一把車刀嘛？還有啥后續(xù)故事，換把新的持續(xù)。不過真不好意思，庫(kù)房里沒有。咱們這兒又想說：“哪買把新的”。還真不好意思，真的不好買，不是市面上沒有這種車刀，而是國(guó)企的制度??！買一把車刀要報(bào)要批，要找這個(gè)領(lǐng)導(dǎo)簽字，要找哪個(gè)領(lǐng)導(dǎo)簽字，費(fèi)事死了。買這把車刀的時(shí)刻，少者等個(gè)把星期，多者就遙遙無期了。

想想每天這個(gè)重的生產(chǎn)使命，靠等新刀的到來，仍是死了這條心吧！這不，車刀作廢不到一小時(shí)，部門的工藝工程師，車間工藝技術(shù)員，就把地點(diǎn)事故車床圍滿了。不過這件事功率仍是挺高的，半天后，車間主任就叫我回原來的生產(chǎn)線持續(xù)干活了。哪這兒就讓咱們來看看技術(shù)人員是怎么處理這個(gè)扎手問題的了。

說來很簡(jiǎn)單啊！直接換了把很一般的內(nèi)孔車刀，（主體就是一圓桿，前面裝置一塊小刀片哪種，再一般不過了）然后調(diào)整了一下每把車刀的刀補(bǔ)量就好啦！是??！確實(shí)是好了，反正是粗車刀，加工出來的孔直徑小了，沒事！內(nèi)孔表面布滿了一條又一條很嚴(yán)重的螺旋型震痕，也沒事！（現(xiàn)已不能用震紋來描述了，由于波峰與波谷間的高度都能夠用毫米計(jì)量了）說來也是，反正是粗車刀，對(duì)加工出來孔的直徑及表面質(zhì)量沒啥要求，精車余量也是足夠的，不會(huì)對(duì)后續(xù)工序產(chǎn)生多大影響。哪還等什么，用就用吧！僅僅車削內(nèi)孔時(shí)宣布的聲響，比殺豬還刺耳幾倍啊！真苦了我的耳朵了，可真真正正的苦惱還在后邊了！

前面我現(xiàn)已說了，這把車刀是用來加工深孔的，上把車刀在壞了后，技術(shù)人員換了一把一般的內(nèi)孔車刀，新車刀除了懸伸量很長(zhǎng)外，沒有什么共同之處。哈哈！問題就出在這兒了，新車刀懸伸量太大，剛度極差??！加工出來的孔小了，表面質(zhì)量太差，加工過程中切削聲響太刺耳，這兒就不談了。而在我接連加工了十來個(gè)工件后，還發(fā)現(xiàn)了一個(gè)新缺陷，哪就是崩刀片?。∮袝r(shí)做一個(gè)零件就崩了，有時(shí)做幾個(gè)又崩了，搞的我很動(dòng)火??！刀片換個(gè)不停了。不一會(huì)，剛剛散了的技術(shù)人員些又聚了過來了。這兒，咱們就不看技術(shù)人員咋處理這個(gè)問題了，咱們自己來理論談?dòng)懸幌隆?

上面所談到的一切加工問題，原因都在新裝置的內(nèi)孔車刀的剛度太差。而進(jìn)步內(nèi)孔車刀剛度，減小車刀轟動(dòng)。在我看來，方法無非三種，下面依次討論一下。

榜首種方法，咱們首先翻書《材料力學(xué)》，上面說了，想進(jìn)步懸臂梁的剛度，在這兒就要加大刀桿直徑，削減懸伸量。不過這個(gè)還真行不通，工藝條件決議了，刀桿直徑不能再小了，懸伸量不能再短了。已然這些條件無發(fā)改動(dòng)了，哪咱們就選個(gè)彈性模量較大的刀桿來進(jìn)步刀桿剛度總行了吧！不過又覺得鋼材的彈性模量都差不多，沒啥必要?。∧脑蹅兙桶选恫牧狭W(xué)》放一放，看看其它的。

第二種方法，翻書《金屬切削原理與刀具》，不過這兒，咱們先來了解一下新車刀裝置好后，刀片各個(gè)獨(dú)立的視點(diǎn)。榜首眼就看出來，刀尖圓弧半徑太大了，形成背向力很大，所以引起轟動(dòng)。再仔細(xì)看看，刀具主偏角差點(diǎn)快一百度了，切削時(shí)，刀尖先觸摸工件，所以簡(jiǎn)單崩了。再看看，如同仍是個(gè)正直刃傾角，前角也太小了，副偏角也很小?。“パ?！不看了不看了，刀具視點(diǎn)問題大大的有了。

第三種方法，咱們接著翻書《機(jī)械制造基礎(chǔ)》。這兒咱們就能夠減小切削用量嘛！不過這種方法不可行，由于在廠里，功率是很重要的。當(dāng)然了，還能夠改動(dòng)工藝道路了，詳細(xì)說來就是把粗車孔這個(gè)工步，改成一道工序，用鉆床鉆了，只要余量夠，也不怕粗基準(zhǔn)運(yùn)用兩次（三爪卡盤夾持外圓了，定位基準(zhǔn)面為毛丕外圓），但是這也不行了，由于這兒是標(biāo)準(zhǔn)化企業(yè)，沒通用機(jī)床。說了這個(gè)多，咱們?nèi)允莵砜纯醇夹g(shù)員又是哪個(gè)處理這個(gè)問題的呢？

哈哈！換了塊三角形刀片，刀片的視點(diǎn)變了。詳細(xì)說來前角和副偏角變大了，主偏角和刀尖圓弧半徑都變小了，刃傾角也變成了零度。車刀刀桿也換了，換了把重的，比原來哪把車刀重多了，我想彈性模量必定大了不少吧！試切了十來個(gè)工件，轟動(dòng)小了許多，刀片也沒崩。哪還等什么啊！持續(xù)操機(jī)！

加工刀紋

產(chǎn)品和機(jī)床

有著人造板機(jī)械行業(yè)技能“珠峰”美譽(yù)的連續(xù)壓機(jī)的重要零件熱壓板，其韌硬資料耐熱合金鋼硬度要求400HB以上；具有7 000mm×2 650mm（長(zhǎng)×寬）的大平面標(biāo)準(zhǔn)和橫向平面度0.015mm/全長(zhǎng)一級(jí)平板、縱向平面度0.1mm/全長(zhǎng)三級(jí)平板、厚度公役±0.03mm、表面粗糙度值Ra＝0.8μｍ以下的要求。因而成為規(guī)劃中的重中之重，工藝中的難中之難。如圖１所示。              

加工重任落在了“精密、大型、數(shù)控”機(jī)床之一沈陽(yáng)機(jī)床12m數(shù)控龍門銑床上，啟用二年的技改項(xiàng)目12m數(shù)控龍門銑床已過磨合期進(jìn)入精度”平板特點(diǎn)的熱壓板是對(duì)機(jī)床精度的一次實(shí)例查驗(yàn)，但即便在試切加工之初，問題就頻出，加工后的平面有正紋、網(wǎng)紋、反紋、接刀和橢圓內(nèi)凹等表面質(zhì)量差、平面度精度不合格等現(xiàn)象，所以課題攻關(guān)在所難免。

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機(jī)床精度成因

12m數(shù)控龍門銑床精度由4根軸（即線軌X、橫梁Y、滑枕Z和主軸S）及互相間的幾何公役構(gòu)成。

（1）機(jī)床的XY平面由兩根直線導(dǎo)軌組成，因?yàn)槟軌蜻x用的水平儀和準(zhǔn)直儀并根底可調(diào)，其XY平面的水平度和X軸的直線度是可調(diào)整項(xiàng)，依托調(diào)整能夠確保達(dá)到較高的精度，一起它也是其他平面和軸的基準(zhǔn)，為重要。是熱壓板縱向平面度0.1mm的確保。

（2）機(jī)床的橫梁Y軸，一是要求與XY平面平行，因?yàn)闄M梁自重下?lián)虾皖A(yù)留磨損，Y軸被規(guī)劃成單波中高，所以這項(xiàng)精度是不行調(diào)整項(xiàng)，依托Y軸的中高操控和立柱的等高加工確保平行，是熱壓板橫向平面度0.015mm和厚度±0.03mm的確保；二是與X軸的筆直，此項(xiàng)是可調(diào)整項(xiàng)，經(jīng)過調(diào)整來確保精度。

（3）機(jī)床的滑枕Z軸，有著與XY平面雙向筆直的要求，即Z軸在XZ平面內(nèi)與XY平面的筆直度，此項(xiàng)為不行調(diào)整項(xiàng)，依托加工確保精度，Z軸在YZ軸平面內(nèi)與XY平面的筆直度是可調(diào)整項(xiàng)，依托調(diào)整來確保精度。

（4）機(jī)床的主軸S軸，也有著與Z軸雙向平行的要求，即S軸在XZ平面與Z軸平行，S軸在YZ平面內(nèi)與Z軸平行，此兩項(xiàng)為不行調(diào)整項(xiàng)，有必要依托加工確保。

從以上剖析可出看出：①工件容易實(shí)現(xiàn)精度的定位是XY平面和X軸，也是機(jī)床悉數(shù)精度的基準(zhǔn)。②因?yàn)椴恍姓{(diào)整項(xiàng)依托機(jī)床制造進(jìn)程加工確保，所以機(jī)床是否的要點(diǎn)是對(duì)不行調(diào)整項(xiàng)精度的進(jìn)程檢測(cè)和鏟刮研修，杜絕終究插補(bǔ)修整的貓膩。③要點(diǎn)操控Y軸微量（＜0.02mm）中高單波型線。④在S軸和Z軸的調(diào)整次序上，單從大面加工和接刀來說，在調(diào)整與XY平面的雙向筆直度時(shí)以S軸為優(yōu)先。⑤充沛依托可調(diào)整項(xiàng)的可調(diào)整，經(jīng)過檢測(cè)和觀察加工刀紋，彌補(bǔ)進(jìn)步機(jī)床精度。

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從刀紋窺破機(jī)床精度

因?yàn)闄C(jī)床的在時(shí)效中不知不覺失掉，在熱壓板加工之初，在大平面構(gòu)成了一些較為典型的刀紋和接刀亂象，經(jīng)過觀察從中能夠剖析機(jī)床精度問題和成因。如圖2所示。

（1）正紋。由刀盤正傾引起，正紋加工的長(zhǎng)處是刀紋一致漂亮、后不拖刀單次切削、刀具磨損少，缺陷是因?yàn)榈侗P歪斜，刀路中心構(gòu)成橢圓內(nèi)凹。

（2）反紋。由刀盤負(fù)傾引起，反紋加工的缺陷是后拖刀兩次切削、刀具磨損大，同樣因?yàn)榈侗P歪斜，刀路中心構(gòu)成橢圓內(nèi)凹。

（3）網(wǎng)紋。由刀盤傾角為0時(shí)引起，是真實(shí)的平面加工，但缺陷是網(wǎng)紋較亂不漂亮，也有拖刀磨損。

（4）接刀。在粗加工時(shí)能夠是切削反彈、熱變形等要素引起，但在精加工時(shí)一定也有刀盤的歪斜原因，構(gòu)成臺(tái)階型接刀，嚴(yán)重時(shí)破壞了平面度、表面粗糙度和漂亮度。而刀盤歪斜實(shí)際上是由S軸與XY平面雙向筆直度引起，那么是哪些終究要素導(dǎo)致的呢？而如何只構(gòu)成有利的正紋減磨、微接刀和小凹面，是咱們觀察和剖析刀紋后要揣度和解決進(jìn)步機(jī)床精度問題的所在。

從圖2能夠看出刀紋從正紋、網(wǎng)紋及反紋的改變，其實(shí)暗示出Y軸的爬高落低的曲折走向，在對(duì)Y軸的準(zhǔn)直丈量中發(fā)現(xiàn)如圖的折線改變，Y軸直線差錯(cuò)并不大于0.03mm，但其折線特征使刀盤歪斜卻是刀紋構(gòu)成亂紋的原因，因?yàn)閅軸的直線度是不行調(diào)整項(xiàng)，有必要經(jīng)過機(jī)械批改，一起可微量加大刀盤在YZ平面內(nèi)的正傾角，確保全長(zhǎng)構(gòu)成的正刀紋。

從圖3咱們能夠看出接刀痕是臺(tái)階型，其實(shí)暗示由刀盤歪斜即S軸在XZ平面內(nèi)與XY平面不筆直引起的，在甩表丈量中也證實(shí)了此項(xiàng)差錯(cuò)的存在，而刀盤越大，臺(tái)階越大。因?yàn)榇隧?xiàng)精度也是死項(xiàng)，有必要經(jīng)過機(jī)械批改，因?yàn)闊o法悉數(shù)消滅筆直度差錯(cuò)，微量加大刀盤在YZ平面內(nèi)的正傾角，一是構(gòu)成一個(gè)方向的正紋；二是構(gòu)成相鄰兩內(nèi)凹橢圓，確保為微量相交型手感光滑的接刀，也能夠看出，如果相鄰刀路重合越多，接刀高度就越小，在1/2重合時(shí)蕞小。

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效果和定論

（1）一個(gè)合格的技師應(yīng)該熟悉和掌握機(jī)床精度的成因和各軸的精度凹凸次序，并能在加工刀紋和接刀痕中判斷出影響機(jī)床精度的要素所在，經(jīng)過反饋保護(hù)機(jī)床至狀態(tài)，作出習(xí)慣機(jī)床精度的定位和走刀方向挑選，進(jìn)步產(chǎn)品加工質(zhì)量。

（2）在熱壓板大平面加工的實(shí)例中，首先要檢測(cè)和操控Y軸直線度和曲線類型，確保其中高不大于0.02mm的單波弧線，確保主軸S在XZ平面內(nèi)與XY平面的筆直度在0.008mm之內(nèi)，并適當(dāng)調(diào)整主軸S在YZ平面內(nèi)與XY平面的筆直度，有意使其微量正傾，結(jié)合鎖定Z軸、Y軸向進(jìn)刀單向、相鄰刀路重合足夠大等辦法，從而構(gòu)成質(zhì)量較高的正紋和微量相交型平滑接刀痕的XY平面加工。

（3）裝上角銑頭，首先留意其雙向筆直也是不行調(diào)整項(xiàng)。然后同樣能夠推理在XZ和YZ平面加工中機(jī)床精度與刀紋和接刀的關(guān)系，舉一反三，快速找到問題和進(jìn)步產(chǎn)品質(zhì)量的辦法。

（4）課題攻關(guān)的終究效果是經(jīng)過刀紋剖析，得到機(jī)床精度問題的斷定和修正，從而使得熱壓板的平面加工順暢達(dá)到規(guī)劃要求。

刀具的挑選是數(shù)控加工工藝中的重要內(nèi)容之一，不只影響機(jī)床的加工功率，并且直接影響零件的加工質(zhì)量。因?yàn)閿?shù)控機(jī)床的主軸轉(zhuǎn)速及規(guī)模遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于一般機(jī)床，并且主軸輸出功率較大，因而與傳統(tǒng)加工辦法相比，對(duì)數(shù)控加工刀具的提出了更高的要求，包含精度高、強(qiáng)度大、剛性好、耐用度高，并且要求尺度安穩(wěn)，裝置調(diào)整便利。這就要求刀具的結(jié)構(gòu)合理、幾許參數(shù)規(guī)范化、系列化。

1 數(shù)控刀具是進(jìn)步加工功率的先決條件之一，它的選用取決于被加工零件的幾許形狀、資料狀況、夾具和機(jī)床選用刀具的剛性。應(yīng)考慮以下方面：

（1）依據(jù)零件資料的切削功能挑選刀具。如車或銑高強(qiáng)度鋼、鈦合金、不銹鋼零件，建議挑選耐磨性較好的可轉(zhuǎn)位硬質(zhì)合金刀具。

（2）依據(jù)零件的加工階段挑選刀具。即粗加工階段以去除余量為主，應(yīng)挑選剛性較好、精度較低的刀具，半精加工、精加工階段以確保零件的加工精度和產(chǎn)品質(zhì)量為主，應(yīng)挑選耐用度高、精度較高的刀具，粗加工階段所用刀具的精度蕞低、而精加工階段所用刀具的精度蕞高。如果粗、精加工挑選相同的刀具，建議粗加工時(shí)選用精加工篩選下來的刀具，因?yàn)榫庸ずY選的刀具磨損狀況大多為刃部細(xì)微磨損，涂層磨損修光，持續(xù)運(yùn)用會(huì)影響精加工的加工質(zhì)量，但對(duì)粗加工的影響較小。

（3）依據(jù)加工區(qū)域的特色挑選刀具和幾許參數(shù)。在零件結(jié)構(gòu)允許的狀況下應(yīng)選用大直徑、長(zhǎng)徑比值小的刀具；切削薄壁、超薄壁零件的過中心銑刀端刃應(yīng)有滿意的向心角，以削減刀具和切削部位的切削力。加工鋁、銅等較軟資料零件時(shí)應(yīng)挑選前角稍大一些的立銑刀，齒數(shù)也不要超越4齒。

選取刀具時(shí)，要使刀具的尺度與被加工工件的外表尺度相適應(yīng)。出產(chǎn)中，平面零件周邊概括的加工，常選用立銑刀；銑削平面時(shí)，應(yīng)選硬質(zhì)合金刀片銑刀；加工凸臺(tái)、凹槽時(shí)，選高速鋼立銑刀；加工毛坯外表或粗加工孔時(shí)，可選取鑲硬質(zhì)合金刀片的玉米銑刀；對(duì)一些立體型面和變斜角概括外形的加工，常選用球頭銑刀、環(huán)形銑刀、錐形銑刀和盤形銑刀。

在進(jìn)行自在曲面加工時(shí)，因?yàn)榍蝾^刀具的端部切削速度為零，因而，為確保加工精度，切削行距一般很小，故球頭銑刀適用于曲面的精加工。而端銑刀無論是在外表加工質(zhì)量上還是在加工功率上都遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于球頭銑刀，因而，在確保零件加工不過切的前提下，粗加工和半精加工曲面時(shí)，盡量挑選端銑刀。別的，刀具的耐用度和精度與刀具價(jià)格聯(lián)系極大，有必要引起注意的是，在大多數(shù)狀況下，挑選好的刀具盡管增加了刀具本錢，但由此帶來的加工質(zhì)量和加工功率的進(jìn)步，則能夠使整個(gè)加工本錢大大下降。

在加工中心上，一切刀具全都預(yù)先裝在刀庫(kù)里，經(jīng)過數(shù)控程序的選刀和換刀指令進(jìn)行相應(yīng)的換刀動(dòng)作。有必要選用適合機(jī)床刀詳細(xì)系標(biāo)準(zhǔn)的相應(yīng)規(guī)范刀柄，以便數(shù)控加工用刀具能夠敏捷、準(zhǔn)確地裝置到機(jī)床主軸上或返回刀庫(kù)。編程人員應(yīng)能夠了解機(jī)床所用刀柄的結(jié)構(gòu)尺度、調(diào)整辦法以及調(diào)整規(guī)模等方面的內(nèi)容，以確保在編程時(shí)斷定刀具的徑向和軸向尺度，合理安排刀具的擺放次序。

特征造型不只能表達(dá)機(jī)械零件的底層幾許信息，并且可從具有工程意義的較高層次上對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行表達(dá)和建模，有用支持產(chǎn)品整個(gè)生命周期內(nèi)的各個(gè)環(huán)節(jié)。因而，特征造型是將規(guī)劃與質(zhì)量計(jì)算、工程分析、數(shù)控加工編程等環(huán)節(jié)聯(lián)結(jié)起來的樞紐。

大多數(shù)特征造型體系均選用鴻溝表明法(B-rep)和結(jié)構(gòu)幾許法(CSG)相結(jié)合的辦法來描繪零件的形狀特征。鴻溝表明法首要用于描繪構(gòu)成幾許體的幾許元素(頂點(diǎn)、線、面等)之間的拓?fù)渎?lián)系，并可輔佐用戶選取特定的幾許元素；結(jié)構(gòu)幾許規(guī)律經(jīng)過樹形操作完結(jié)實(shí)體體素的拼合，構(gòu)成終究規(guī)劃特征。本文首要討論結(jié)構(gòu)幾許法的擴(kuò)展及其在數(shù)控鏜刀特征造型體系中的使用。該辦法對(duì)于其它數(shù)控刀具相同適用。

2 輔佐面切開法的引進(jìn)

因?yàn)閿?shù)控刀具的形體為不規(guī)矩的棱柱體，而結(jié)構(gòu)幾許法選用的拼合體素為規(guī)矩形體，因而，單純選用結(jié)構(gòu)幾許法對(duì)數(shù)控刀具進(jìn)行造型，既不靈敏功率又低。如引進(jìn)輔佐面切開法，則可簡(jiǎn)化造型進(jìn)程，進(jìn)步造型功率，在某些狀況下還可下降造型難度。

若選用輔佐面切開法解決上述問題，則只需結(jié)構(gòu)原始長(zhǎng)方體和輔佐面P，然后用

P面切開原始長(zhǎng)方體，即可達(dá)到目的。

為取得形體Ⅰ，選用結(jié)構(gòu)幾許法需結(jié)構(gòu)三個(gè)別素，即原始長(zhǎng)方體、直棱柱Ⅱ和Ⅲ，且直棱柱Ⅱ和Ⅲ中總有一個(gè)直棱柱需被結(jié)構(gòu)為比實(shí)踐需要的體素大，這也增加了不必要的存儲(chǔ)空間。并且，如要確保圖2中Pt點(diǎn)的空間方位，則需進(jìn)步原始長(zhǎng)方體和直棱柱Ⅲ的造型要求，經(jīng)確規(guī)劃原始體素的尺度，才能得到符合要求的Pt點(diǎn)。

若選用輔佐面切開法，為取得形體Ⅰ，則只須結(jié)構(gòu)一個(gè)基本體素——原始長(zhǎng)方體，然后結(jié)構(gòu)切開輔佐面P1和P2，如需確保Pt點(diǎn)的方位，只要確保P1和P2平面均過Pt點(diǎn)即可，而這一點(diǎn)不難做到。

為敘說便利和清楚，以上所舉二例都是經(jīng)化簡(jiǎn)的模型，實(shí)踐造型中所遇到的問題要雜亂得多，并且用結(jié)構(gòu)幾許法結(jié)構(gòu)一個(gè)空間形體能夠經(jīng)由不同的拼合路徑。與一切拼合辦法相比，選用輔佐面切開法都具有明顯的優(yōu)越性。

3 輔佐面切開法的完結(jié)

盡管選用輔佐面切開法可大大簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)幾許法，但并非在一切狀況下都能完結(jié)。如圖3所示狀況，為取得形體Ⅰ，有必要在原始長(zhǎng)方體上減掉長(zhǎng)方體Ⅱ，在此狀況下輔佐面切開法就無法運(yùn)用。因而，輔佐面切開法只能作為結(jié)構(gòu)幾許法的彌補(bǔ)和擴(kuò)展，而無法徹底取代結(jié)構(gòu)幾許法。

輔佐面切開法的使用條件為：

1) 結(jié)構(gòu)幾許法中兩體素有必要作差拼合運(yùn)算；

2) 拼合構(gòu)成的終究形體有必要坐落輔佐面一側(cè)。

因而，為了蕞大限度地使用輔佐面切開法，在構(gòu)成終究形體時(shí)，應(yīng)盡量選用差拼合辦法。但凡能經(jīng)機(jī)械加工得到的零件，均可經(jīng)過精心規(guī)劃基本體素而以差拼合辦法完結(jié)其特征造型。

完結(jié)輔佐面切開法的關(guān)鍵是輔佐面的結(jié)構(gòu)及體素被切開后兩部分的取舍。

平面的幾許界說為：經(jīng)過空間一固定點(diǎn)且垂直于一空間向量的曲面。即由一空間固定點(diǎn)和一空間向量可僅有地?cái)喽ㄒ粋€(gè)平面，其中固定點(diǎn)坐落平面上，空間向量為平面的法向量。因而，平面可由其點(diǎn)法度方程斷定，即

A(X-X0) B(Y-Y0) C( Z-Z0)=0 (1)

其中 P0(X0，Y0，Z0)為一固定點(diǎn)，而V={A，B，C}為平面的法向量。

依據(jù)界說，可用平面上一點(diǎn)和平面的法向量來結(jié)構(gòu)平面。在某些狀況下，如平面的法向量不易斷定，但能較容易地找到平面上的三個(gè)點(diǎn)P0、P1、P2，則可經(jīng)過結(jié)構(gòu)向量V1=P0P1和V2=P0P2，然后求V1和V2的叉積而得到平面的法向量V0=V1×V2。

輔佐面結(jié)構(gòu)完結(jié)后，切開后的形體如何取舍？在此作如下規(guī)則：凡切開后得到的兩個(gè)形體，坐落法向量正方向的形體為所需形體，坐落法向量負(fù)方向的形體為舍棄形體。在結(jié)構(gòu)平面時(shí)，一定要細(xì)心處理法向量的方向，使其指向所需形體。

4 數(shù)控刀具造型規(guī)劃實(shí)例

結(jié)構(gòu)幾許法是實(shí)體造型中廣泛使用的辦法，但單純選用結(jié)構(gòu)幾許法進(jìn)行造型規(guī)劃有時(shí)難度相當(dāng)大。本文提出使用輔佐面切開法對(duì)結(jié)構(gòu)幾許法進(jìn)行擴(kuò)展并使用于數(shù)控刀具的特征造型進(jìn)程，大大下降了造型規(guī)劃的雜亂程度和難度，具有較好的使用價(jià)值。

1．?dāng)?shù)牲加工常用刀具的種類及特色

數(shù)控加工刀具有必要適應(yīng)數(shù)控機(jī)床高速、和自動(dòng)化程度高的特色，一般應(yīng)包含通用刀具、通用連接刀柄及少量專用刀柄。刀柄要聯(lián)接刀具并裝在機(jī)床動(dòng)力頭上，因而已逐漸規(guī)范化和系列化。