外文翻譯--微螺紋的旋風式加工 中文版.doc

原 文 題 目： 原 文 來 源： 學 生 姓 名： 所在院 (系 )部： 專 業(yè) 名 稱： 微螺紋 的旋風 式 加工 旋風式切削用于細軸微螺紋的加工，為此，開發(fā)了微型旋風式切削設(shè)備。為了抑制工件的振動，細絲軸被插在在金屬桿上的聚氨酯管中。通過向線 軸中心施加脈沖載荷對系統(tǒng)進行了頻率分析。由于開封的夾持系統(tǒng)減小夾持力的振動，系統(tǒng)動態(tài)響應得到改進。應用開發(fā)的機床，在 簡介 微螺釘用于機械接頭和運動控制在微器件。不銹鋼和鈦合金難切材料，用于醫(yī)療和牙科設(shè)備 。 由于其生物相容性。雖然，到現(xiàn)在為止，大多數(shù)微元件已通過化學腐蝕和能源束過程，一些生產(chǎn)成本和生產(chǎn)利率問題依然存在。更有效和靈活的流程是對于微細的大規(guī)模生產(chǎn)要求。微機械處理，一個替代的過程，有顯著的進展隨著微型工具和運動控制。微尺度切割、成 型和注塑成型的研究最近被應用于微細 1,2制造。螺紋旋轉(zhuǎn)，這是一個用工具的材料去除過程和工件旋轉(zhuǎn)，已應用于螺桿制造在許多機械行業(yè)，因為它是由是用硬材料制成的，是用旋轉(zhuǎn)機械加工的。刀具磨損和切屑控制方面有許多優(yōu)點，旋轉(zhuǎn)已被廣泛應用于軸承和醫(yī)療產(chǎn)業(yè)。莫漢和 孫姆緹 提出數(shù)學控制切削過程的模型和確定的工具在旋轉(zhuǎn) 4 的配置文件。提出了一個完整無缺的模型芯片形狀來估計最大芯片的切削力厚度和刀具工作接觸長度。他們分開了切削形成的材料去除前切邊和邊切割邊，并估計切割力由有限元（有限元）分析 5 。歌與作一種基于等 效切削體積的新模型在鐵的商業(yè)工具的切屑形成， 6 等。測量切削力分量與非接觸旋轉(zhuǎn)工具測功機與測量使用有限元分析工具，變形和模擬力亞當斯 7 。郭等。還分析了刀具的加工角在旋轉(zhuǎn) 8 。雖然旋轉(zhuǎn)是有效的線程，在大直徑軸上的螺絲是一般的加工。這項研究適用于旋轉(zhuǎn)的細線切割細線微機械裝置。本文首先提出了一個概述旋轉(zhuǎn)過程及其加工優(yōu)勢。基于旋風機構(gòu)，微旋轉(zhuǎn)機床一直開發(fā)的細線上加工微螺釘。因為薄絲的剛度和阻尼較低，夾緊設(shè)備也被開發(fā)，以支持電線。振動試驗已經(jīng)進行了驗證改進的動態(tài)工件與夾持裝置的響應。微螺釘已在 面精細，使用發(fā)達機床。一種機械模型描述獲得。 圖： 1螺紋旋轉(zhuǎn) 刀具 圖 2： 床 在切削參數(shù)切削厚度。這個切削厚度進行驗證其效果的螺紋薄絲旋風。 旋轉(zhuǎn) 旋轉(zhuǎn)是應用于機械螺絲的組合工具和工件的旋轉(zhuǎn)，如圖 1所示。切割工具固定在旋轉(zhuǎn)環(huán)上的半徑，以及環(huán)的旋轉(zhuǎn)在角速度 著工件半徑 與在旋轉(zhuǎn)環(huán)旋轉(zhuǎn)角速度 心電子控制著切割的深度。在旋轉(zhuǎn)的在低轉(zhuǎn)速下旋轉(zhuǎn)工件被切割切割邊旋轉(zhuǎn)的高轉(zhuǎn)速。螺絲的鉛由旋轉(zhuǎn)環(huán)的傾斜和進給速度控制關(guān)于工件軸。在 車削一個小直徑的工件時，切削速度受到限制要低的最大限度的主軸轉(zhuǎn)速，作為結(jié)果，表面光潔度變差。在旋轉(zhuǎn)，切割速度是由旋轉(zhuǎn)半徑和旋轉(zhuǎn)控制在旋轉(zhuǎn)環(huán)的切削工具率 此，表面可以在一個細的電線上完成，即使是高的切削速度雖然最大主軸速度是有限的。因為工具和工件旋轉(zhuǎn)偏心中心，切削和非切削的交替旋轉(zhuǎn)。因此，由于冷卻過程中的溫度上升空，工具邊緣不那么高。材料的去除量也被控制要小，如切削厚度后來描述計算模型。切削力，因此，變得很小，在中斷切割。因為刀具磨損取決于應力和溫度 9 ，刀具磨損被抑制。因此，很難把材料是用長工具 加工的，生活在旋轉(zhuǎn)的。因為在旋轉(zhuǎn)，芯片上執(zhí)行中斷的切割形成是間歇的，形成的芯片是短。 圖 3：安裝在旋轉(zhuǎn)環(huán)上的工具 因此，一個精細的表面沒有刮傷的芯片完成工件上。 微旋轉(zhuǎn)機床 機床結(jié)構(gòu)。圖 2顯示了 件裝夾在夾頭兩空心電機。一個電機安裝在兩個線性階段（ 工件的直線度進行調(diào)整，對工件夾緊 旋轉(zhuǎn)軸 工件 空心電動機 Y 軸 空心電動機 刀具 到旋轉(zhuǎn)環(huán)的進給。電機旋轉(zhuǎn)的工具旋轉(zhuǎn)環(huán)。旋轉(zhuǎn)電機（軸）控制的傾向旋轉(zhuǎn)環(huán)；三線性階段（ X， Y，和 制切削位置和旋轉(zhuǎn)環(huán)的進給。旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)環(huán)和工件同時控 制，與電機的最大主軸轉(zhuǎn)速 4000轉(zhuǎn)。切割工具被夾緊在旋轉(zhuǎn)環(huán)上，如圖所示圖 3。因為工具邊緣對齊對 加工精度，刀具的懸進行一設(shè)備如圖 4所示。工件夾在相對的夾頭，如圖 5所示（一）。工件振動發(fā)生薄絲的剛度很低，切割被中斷了旋轉(zhuǎn)過程。為了支持工件，緊密貼合聚氨酯管被滑到它，一個到每邊的切割區(qū)域。這些都是在一個支持的金屬槽鉗位酒吧，并通過旋轉(zhuǎn)的環(huán)，如圖 5（ b）。這為工件提供了很高的剛度和阻尼。 夾緊工件的動態(tài)響應。動力響應進行了測試，以驗證該支持系統(tǒng)的有效性，如圖 6所示。薄絲的位移不被測量，因為測量面積是小的和圓形。因 此，振幅和頻率夾頭的夾緊力的振動進行比較三當產(chǎn)生沖擊力時，不同的夾緊條件在電線的中心。一個 沖產(chǎn)生的切割燃燒火焰的線。由此產(chǎn)生的振動在夾緊用壓電測功儀測量。圖 7比較了（軸向）和垂直（垂直）組件夾緊力振動，如圖 6所示。圖 7（一） 圖 4：邊對齊調(diào)整 圖 5：工件夾緊系統(tǒng)：（一）工作區(qū)域和（二）工件支承裝置 配套設(shè)備 空心電動機 刀具 聚氨酯管 彈簧夾頭 配套設(shè)備 彈簧夾頭 工件 空心電動機 圖 6：脈沖響應測試 圖 7：夾緊力振動：（一）不配套的電線，（二）鋼絲固定在配套設(shè)備，（三）鋼絲固支與聚氨酯管配套設(shè)備 支撐桿 工件 砝碼 支撐桿 工件 彈簧夾頭 壓電測力計 零件 圖 8：頻 率分析：（一）無支撐線的電線，（二）線夾持在支護裝置，和（三）鋼絲固定在支撐裝置上，用聚氨酯管 沒有支撐裝置的自然振動。大振幅在和 7（乙）顯示振動沒有聚氨酯管支撐的金屬桿限制了工件。的幅度被限制接觸的槽在支撐桿上。該振動持續(xù) 1秒左右，可能在圖 7（三），支持與聚氨酯管是有效的控制細導線的振動。小幅度測量的振動和高阻尼。圖 8比較的頻率分量的振動。一個大組件在 730赫茲出現(xiàn)在自然振動的薄電線，如圖 8所示（一）。支撐桿降低了這一條轉(zhuǎn)移到更高的頻率為 982 赫茲，如圖 8（乙）。圖 8（碳）顯示，支持與聚氨酯管安裝在支撐桿消除任何突出組分。根據(jù)模型試驗，所開發(fā)的支持系統(tǒng)工作很好。 切削厚度分析 切削試驗，在旋轉(zhuǎn)過程中切削厚度這里考慮。宋與左提出了一個模型來獲得切削厚度一般在旋轉(zhuǎn)的過程 6 。在線在這項研究中，在這項研究中的切割，一個模型是沒有傾斜角旋轉(zhuǎn)的描述戒指在這里。在模型中，只有軌跡的切割點在切削刃的中心進行了討論。忽略工具幾何。工具邊緣運動。工件以角速度旋轉(zhuǎn) 實際切削，如圖 9 所示（一）。在模刀具 圖 9：旋風加工：（一）實際切削過程中旋轉(zhuǎn)和（二）分析模型的旋轉(zhuǎn) 型中，同時，工件不旋轉(zhuǎn)。相反，中心在半徑為半徑的工件上繞工件旋轉(zhuǎn)的工具角速度 圖 9 所示（乙）。“ y”是參考坐標工件的系統(tǒng)，在那里的起源，哎喲， x0 y0 工具坐標系繞流和沿工件軸線， 工具在坐標系的角速度下旋轉(zhuǎn)系統(tǒng) y0 標（ 點 t 在你的角度位置的切削刃。例如，當四個邊被安裝在旋轉(zhuǎn)環(huán)上時，角是 0， P 2， P，和 3P / 2，分別。旋轉(zhuǎn)方向是順時針方向圖 9。因為起源的 x0 y0 繞流在工件的中心半徑在逆時針角速度 移動沿 ， 當磷的旋轉(zhuǎn)半徑在 X Y Z 小于工件半徑 此，切削面積是通過公式確定。（ 2）及（ 3）。 切削厚度 圖 10 顯示的切割區(qū)域劃分為區(qū)域的一個，乙和 B B，切削厚度由切割了位置 P 和工件表面的點 地區(qū) B C，切削厚度由 點 圖 10：切削區(qū) 被安裝在旋轉(zhuǎn)環(huán)上，角為 2。因為 割厚度由 1或 2給出。 2的 其中 1 或 材料去掉， T， 1 的確定 由下面的工件表面方程和方程（ 4）： 其中 H 是在工件坐標系中的 角 X Y Z 在區(qū)域中，在前角的前角的邊緣一個 T C = 刀具 工件 在 2確定滿足方程。（ 4）及（ 6）。因為進料沿 忽視了 削厚度由下式給出與確定的氮： 圖 11顯示了在 X 圖： 11 切削厚度 未經(jīng)切割切削厚度 時間 圖 12：工件表面的刀具運動軌跡：（一）在四分之一的工件和（二）放大 圖 13：機械加工實例：（一）例 1，（二）例 2，和（三）例 3 工件轉(zhuǎn)速為 裝在旋轉(zhuǎn)環(huán)上，在旋轉(zhuǎn)半徑 3000轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn) 14毫米。進給速度為 分鐘的切削深度是 30 流明與偏心 12（一）顯示一個季度工件。在這個規(guī)模，切割面積小。圖 12（乙）顯示放大的數(shù)字。切削刃滲透到工件在；通過 B 在最大切削厚度；從工件到乙，被拆除的區(qū)域工件表面與刀具軌跡之間的關(guān)系。這個切削厚度的增加在高變化率在時間（圖 11）從 后，從 除的區(qū)域是工具和以前的兩個位點之間的關(guān)系工具。切削厚度逐漸減小后 秒，如圖 11所示。這里的分析是為了削減除了第一個削減。切削厚度是 30流明在第一次接觸到工工件表面 以前的邊緣軌跡 邊緣軌跡 以前扦插去除區(qū) 工件表面 去除區(qū) 邊座 以前的邊緣軌跡 件的邊緣，因為切削厚度只取決于地區(qū)之間工件表面和 刀具軌跡。后二的邊緣接觸，最大切削厚度不超過 明。這比那小得多 30流明的螺紋深度。據(jù)研究在微切削 10 ，切屑形成切削厚度時比“最小切屑厚度”，因為分析切削厚度， 最小的芯片體積更小厚度，預計將發(fā)生材料去除一些切邊。分析支持切割的選擇切削力與切削力有關(guān)的參數(shù)厚度。 表 1切削參數(shù) 圖 14：表面輪廓：（一）三維圖像 切削試驗 圖 13 顯示了在鈦無旋轉(zhuǎn)的例子合金（ ）和不銹鋼絲的直徑，是 米。用單點工具加工的螺紋以 60為 1顯示了使用的切削參數(shù)。圖 13（ a）， 1 例顯示在表面的鋸齒在一個螺絲削減四個邊。雖然對齊的四個邊緣被控制在徑向方向，如圖 4 所示，軸 向方向上有對準誤差。這導致鋸齒。圖 13（乙），例如 2 顯示一個不銹鋼螺絲切割鋼絲由一邊。圖 14（一）顯示了表面輪廓沿著圖 14（圖 2）所指定的工件 工件直徑 工件去除 刀具 刀具的楔角 刀具前角 刀具數(shù) 刀具旋轉(zhuǎn)直徑 刀具主軸轉(zhuǎn)速 進給速度 部分深度 潤滑 不銹鋼 不銹鋼 硬質(zhì)合金刀具 層 掃描長度 工件 掃描線 線路。表面輪廓是用激光共聚焦顯微鏡測量。毛刺的形成在一個高度為 10的 的深度是按規(guī)定的。它演示了有效性工件支承系統(tǒng)的高剛度。這個提出了旋轉(zhuǎn)還使一個高鉛螺桿加工在一個進給速度為 2毫米 /轉(zhuǎn)（ 1毫米 /分鐘），如圖 3圖 13（丙）。因為切削速度取決于旋轉(zhuǎn)的直徑在旋轉(zhuǎn)環(huán)上的工具，在高切削加工表面完成速度。這些例子中的切削速度， 132 米 /分鐘在刀具旋轉(zhuǎn)直徑 14 主軸轉(zhuǎn)速 3000 轉(zhuǎn)。在車削時，主軸轉(zhuǎn)速為140056 轉(zhuǎn)需要為 徑相同的切削速度工件。在旋轉(zhuǎn)的槽形狀是一致的芯片粘連。這些例子證明，旋轉(zhuǎn)是在微線程的支持裝置有效工件的。 結(jié)論 旋轉(zhuǎn)已應用于薄的微螺釘加工電線。在旋轉(zhuǎn)的切割，工件和工具旋轉(zhuǎn)他們中心的偏心。因為材料被移除在一個小批量的高速切削速度，旋轉(zhuǎn)的優(yōu)勢在表面光潔度，刀具磨損，和芯片控制相比車削。一個 床已開發(fā)加工上的溝槽直徑小的細導線超過 1毫米。為了提高剛度和阻尼工件的線，它夾在夾頭，也在金屬桿上，將其插入一個緊密裝配的 聚氨酯管。已經(jīng)進行了動態(tài)響應測試驗證支撐系統(tǒng)的效果。振幅和夾頭的夾緊力的振動頻率測量時，脈沖力被加載在中心的電線。他們展示了支持系統(tǒng)的有效性抑制振動。一個機械模型應用于考慮小毛邊切屑厚度。微槽群已加工 為一個高切削速度可以保持刀具的旋轉(zhuǎn)半徑，無粘連的芯片表面光潔度提高。在提出的加工實例，切削厚度遠小于槽深。因為沒有切屑厚度與切削力、規(guī)定溝槽的深度是產(chǎn)生一個小的切削力，與工件保持系統(tǒng)的高剛度。 工具書類 1 K., D., 2013, 2 F., Z., H. 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