精车工件表面粗糙度预测系统的开发

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表面粗糙度

表面粗糙度
表面粗糙度
• 表面粗糙度是指工件表面上具有的较小间距的微小峰谷组 成的微观几何形状特性。表面缺陷应从中排除,且不考虑 表面其他物理特性诸因素;为避免与光亮,清洁的概念混 淆并与国际间称呼一致,不采用“表面光洁度”这一术语, 而称作表面粗糙度。表面粗糙度是在机械加工过程中,由 于刀痕,材料的塑性变形,工艺系统的高频振动,刀具与 被加工表面的摩擦等原因引起的。它对零件的配合性能, 耐磨性,抗腐蚀性,接触刚度,抗疲劳强度,密封性和外 观等都有影响。为了提高产品质量,促进互换性生产,必 须对表面粗糙度的评定方法,测量手段等提出科学的规定 和要求。表面粗糙度是工件表面上的微观几何特性。形状 误差是工件表面上的宏观几何特性。而表面波纹度是工件 表面上介于微观和宏观几何特性之间的特性。形状误差, 波纹度,粗糙度常于一个表面轮廓叠加出现,这中结构即 为所有表面几何误差的总和。表面波纹度是间距比粗糙度 大得多,随机的或接近周期形式的成分构成的表面不平度。
• 2表面粗糙度的评定参数: 表面粗糙度的常用评定参 数有5个即: • 轮廓的算术平均偏差Ra • 轮廓单元的平均线高度Rc • 轮廓的最大高度Rz • 轮廓单元的平均宽度RSm • 轮廓的支承长度率Rmr(c) • 与高度特性有关的参数为Ra,Rc,Rz,它们是基本评定参数。 • 与间距特性有关的参数为RSm. • 与形状特性有关的参数为Rmr(c)。
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加工纹理方向的符号有下列几种: ⑴ =:纹理方向平行于注有符号的视图投影面。 ⑵ ⊥:纹理方向垂直于注有符号的视图投影面。 ⑶ X:纹理对注有符号的视图投影面是两个相交的方相。 ⑷ M:纹理呈多方向。 ⑸ C:纹理对于注有符号表面的中心来说是近似同心圆。 ⑹ R:纹理对于注有符号表面的中心来说近似放射形。 ⑺ P:纹理无方向或呈凸起的细粒状。 表面粗糙度在图样的标注示例,如图所示。

数控车床复习题

数控车床复习题

一、名词解释1.数控编程2.插补3.车床参考点4.工件原点5.增量编程6.机床原点7.M308.机床参考点9.子程序10绝对编程11.M98 12.切削用量13.宏程序二、填空题1、从零件图开始,到获得数控机床所需控制()的全过程称为程序编制,程序编制的方法有()和()。

2、数控机床实现插补运算较为成熟并得到广泛应用的是()插补和()插补。

5、数控机床由控制介质、()和()、()等部分组成。

6、数控机床按控制运动轨迹可分为()、点位直线控制和()等几种。

按控制方式又可分为()、()和半闭环控制等。

7、对刀点既是程序的(),也是程序的()。

为了提高零件的加工精度,对刀点应尽量选在零件的()基准或工艺基准上。

8、在数控加工中,刀具刀位点相对于工件运动的轨迹称为()路线。

9、在轮廓控制中,为了保证一定的精度和编程方便,通常需要有刀具()和()补偿功能。

11、切削用量三要素是指主轴转速(切削速度)、()、()。

对于不同的加工方法,需要不同的(),并应编入程序单内。

17、切削用量中对切削温度影响最大的是(),其次是(),而()影响最小。

32、常用的刀具材料有碳素工具钢、合金工具钢、()、()四种。

34、零件的主要精度包括精度()、精度()及精度()等三项内容。

47、刀具磨损到一定程度后需要刃磨换新刀,需要规定一个合理的磨损限度,即为()。

51、数控机床控制介质有()、()、()等。

穿孔带上的代码信息可由送入数控系统。

57、数控机床中的标准坐标系采用(),并规定()刀具与工件之间距离的方向为坐标正方向。

60、与机床主轴重合或平行的刀具运动坐标轴为()轴,远离工件的刀具运动方向为()。

62、刀具位置补偿包括()和()。

69、粗加工时,应选择()的背吃刀量、进给量,()的切削速度。

70、精加工时,应选择较()背吃刀量、进给量,较()的切削速度。

1.切削液的作用包括冷却作用、作用、作用和作用。

2.数控机床由控制介质、和、等部分组成。

国外超精密数控机床概述

国外超精密数控机床概述

国外超精密数控机床概述20世纪50年代后期,美国首先开始进行超精密加工机床方面的研究,当时因开发激光核聚变实验装置和红外线实验装置需要大型金属反射镜,急需反射镜的超精密加工技术和超精密加工机床。

人们通过使用当时精度较高的精密机床,采用单点金刚石车刀对铝合金和无氧化铜进行镜面切削,以此为起点,超精密加工作为一种崭新的机械加工工艺得到了迅速发展。

1962年,Union Carbide公司首先开发出的利用多孔质石墨空气轴承的超精密半球面车床,成功地实现了超精密镜面车削,尺寸精度达到士0.6 um,表面粗糙度为Ra0.025um,从而迈出了亚微米加工的第一步。

但是,金刚石超精密车削比较适合一些较软的金属材料,而在航空航天、天文、军事等应用领域的卫星摄像头方面,最为常用的却是如玻璃、陶瓷等脆性材料的非金属器件。

用金刚石刀具对这些材料进行切削加工,则会使己加工表面产生裂纹。

而超精密磨削则更有利于脆性材料的加工。

Union Carbide公司的另一代表性产品是其在1972年研制成功的R-0方式的非球面创成加工机床。

这是一台具有位置反馈的双坐标数控车床,可实时改变刀座导轨的转角0和半径R,实现非球面的镜面加工。

加工直径达380mm,工件的形状精度为士0.63um,表面粗糙度为Ra0.025 um。

摩尔公司(Mood Special Tool)于1968年研制出带空气主轴的Moori型超精密镜面车床,但为了实现脆性材料的超精密加工,该公司又于1980年在世界上首次开发出三坐标控制的M-18AG型超精密非球面金刚石刀具车削、金刚石砂轮磨削机床。

该机床采用空气主轴,回转精度径向为0.075pm;采用Allen-Braley 7320数控系统;X,Z 轴行程分别为410mm和230mm,其导轨的平直度在全长行程范围内均在0.5um以内,B轴的定位精度在3600范围内是0.38um;采用金刚石砂轮可加工最大直径为356mm的各种非球面的金属反射镜。

国外超精密数控机床概述

国外超精密数控机床概述

国外超精密数控机床概述20世纪50年代后期,美国首先开始进行超精密加工机床方面的研究,当时因开发激光核聚变实验装置和红外线实验装置需要大型金属反射镜,急需反射镜的超精密加工技术和超精密加工机床。

人们通过使用当时精度较高的精密机床,采用单点金刚石车刀对铝合金和无氧化铜进行镜面切削,以此为起点,超精密加工作为一种崭新的机械加工工艺得到了迅速发展。

1962年,Union Carbide公司首先开发出的利用多孔质石墨空气轴承的超精密半球面车床,成功地实现了超精密镜面车削,尺寸精度达到士0.6 um,表面粗糙度为Ra0.025um,从而迈出了亚微米加工的第一步。

但是,金刚石超精密车削比较适合一些较软的金属材料,而在航空航天、天文、军事等应用领域的卫星摄像头方面,最为常用的却是如玻璃、陶瓷等脆性材料的非金属器件。

用金刚石刀具对这些材料进行切削加工,则会使己加工表面产生裂纹。

而超精密磨削则更有利于脆性材料的加工。

Union Carbide公司的另一代表性产品是其在1972年研制成功的R-0方式的非球面创成加工机床。

这是一台具有位置反馈的双坐标数控车床,可实时改变刀座导轨的转角0和半径R,实现非球面的镜面加工。

加工直径达380mm,工件的形状精度为士0.63um,表面粗糙度为Ra0.025 um。

摩尔公司(Mood Special Tool)于1968年研制出带空气主轴的Moori型超精密镜面车床,但为了实现脆性材料的超精密加工,该公司又于1980年在世界上首次开发出三坐标控制的M-18AG型超精密非球面金刚石刀具车削、金刚石砂轮磨削机床。

该机床采用空气主轴,回转精度径向为0.075pm;采用Allen-Braley 7320数控系统;X,Z 轴行程分别为410mm和230mm,其导轨的平直度在全长行程范围内均在0.5um以内,B轴的定位精度在3600范围内是0.38um;采用金刚石砂轮可加工最大直径为356mm的各种非球面的金属反射镜。

谈车削加工中的粗车和精车

谈车削加工中的粗车和精车

论文谈车削加工中的粗车和精车辉县市职业中专王其华2012年5月谈车削加工中的粗车和精车辉县市职业中专王其华【摘要】:车削加工实质就是按照零件图纸尺寸的要求,在确保公差质量的情况下,将毛坯多余的材料快速去除的过程。

加工既要保证质量又要保证效率,工艺上将车削分为粗车和精车,工序中讲究先粗后精的原则。

粗车是尽可能快的去除多余的余量以提高效率,精车是保证工件的精度以达到技术参数要求,二者之间既有联系又有区别。

【关键字】:粗车精车切削用量加工工艺【正文】:车削加工实质就是按照零件图纸尺寸的要求,在确保公差质量的情况下,将毛坯多余的材料快速去除的过程。

加工既要保证质量又要保证效率,工艺上将车削分为粗车和精车,工序中讲究先粗后精的原则。

粗车是尽可能快的去除多余的余量以提高效率,精车是保证工件的精度以达到技术参数要求,二者之间既有联系又有区别。

下面结合我的实践和认识谈一下我个人的看法:一、什么是粗车和精车。

“粗车”是加工工艺中的粗加工工序,主要是将工件表面的多余材料切削,一般对产品尺寸、粗糙度要求不高。

粗加工主要是切除加工表面的大部分加工余量,在允许范围内应尽量选择大的切削深度和进给量。

而切削速度则相应选低点。

粗车所能达到的加工精度为IT12~ITll,表面粗糙度Ra为50~12.5μm。

“精车”是加工工艺中的精加工工序,需要保证产品的尺寸公差,行位公差,表面粗糙度的相应要求。

精加工主要是达到零件的全部尺寸和技术要求,半精车和精车应尽量选取较小的切削深度和进给量,而切削速度则可以取高点。

精车要求切削深度要小,走刀量也要小,精车完毕后,不但工件的直径几何尺寸要合格,而且对表面的粗糙度要求也较高,而且也要合格。

精车的加工精度可达IT8~IT6级,表面粗糙度Ra可达1.6~0.8μm。

二、为何在车削时要分粗车和精车。

我们在正常进行零件加工时,一开始要对零件各个表面位置粗车,只有在全部表面进行粗车后,才能进行半精车和精车。

粗加工、半精加工、精加工 国标 表面粗糙度

粗加工、半精加工、精加工 国标 表面粗糙度

粗加工、半精加工、精加工国标表面粗糙度【主题】粗加工、半精加工、精加工国标表面粗糙度【导言】在工程制造领域,粗加工、半精加工、精加工是我们经常会遇到的工艺术语,而国标表面粗糙度则是评定加工质量的重要标准。

本文将对这些主题进行全面解读,帮助您更深入地理解工程制造中的精度和粗糙度要求。

一、粗加工、半精加工、精加工的定义和区别1. 粗加工:指在工件上去除余量,但不要求高精度和光洁度的加工工艺。

通常是为了消除初始形状和大小偏差,使工件成为半成品状态,为后续的半精加工或精加工提供基础。

2. 半精加工:介于粗加工和精加工之间的加工过程,既要求加工精度,又要求较高的表面质量。

通常需要在粗加工的基础上进行二次加工,以获得更高的尺寸精度和表面质量。

3. 精加工:指在半成品上进行的高精度、高光洁度的加工工艺。

其目的是满足产品的特定精度要求,使产品达到设计要求的形状和表面状态。

二、国标表面粗糙度参数及其意义1. Ra值:表面粗糙度平均值,通常用于评定表面的整体光洁度,Ra值越小,表面越光滑。

2. Rz值:通常称为最大高度,是指由表面轮廓上最高点到最低点之间的距离,反映了表面的不规则程度。

3. Rt值:最大毛坯高度,是指在测定长度内,最大的毛坯表面高度差,用于评定最大局部高度差。

这些国标表面粗糙度参数是工件表面质量的重要指标,对机械零件的密封性、耐磨性、传动精度等都有着重要的影响。

三、文章总结和回顾本文首先对粗加工、半精加工、精加工进行了定义和区别,帮助读者了解工件加工的不同阶段和要求;接着介绍了国标表面粗糙度参数及其意义,让读者对表面质量的评定有了更清晰的认识。

笔者在个人观点中指出,粗加工、半精加工、精加工在工程制造中具有重要意义,对工件的质量、精度和表面质量都有着不可替代的作用,而国标表面粗糙度则是这些工艺的重要评定标准。

希望读者在实际工程应用中能够充分重视这些关键要素,从而保证制造出更加精密和优质的产品。

通过本文的阅读,相信您对粗加工、半精加工、精加工和国标表面粗糙度已经有了更深入的理解。

车削过程中工件表面粗糙度值的控制

车削过程中工件表面粗糙度值的控制

车削过程中工件表面粗糙度值的控制工件表面粗糙度值与机械零件的配合性质、耐磨性和耐腐蚀性有着密切的关系,影响机器的可靠性和使用寿命。

因此,车削加工过程减小工件表面的粗糙度值,是切削工作的重要任务之一。

一、切削过程中影响工件表面粗糙度的因素1.残留面积工件上的已加工表面是由刀具主、副切削刃切削后形成的。

这些在已加工表面上未被切去部分的面积,称为残留面积。

残留面积越大,高度越高,则表面粗糙度值越大。

而影响残留面积的因素有进给量、刀具的主偏角κr、副偏角κr′和刀尖圆弧半径r,减小进给量和刀具主偏角κr′副偏角κr′,增大刀尖圆弧半径r,都可以减小残留面积的高度,减小工件的表面粗糙度值。

2.积屑瘤用中等速度切削塑性金属材料会产生积屑瘤,产生积屑瘤后因积屑瘤既不规则又不稳定,一方面其不规则的部分会代替切削刃进行切削,留下深浅不一的痕迹;另一方面一部分积屑瘤又会脱落,嵌入已加工表面,使之形成硬点和毛刺,使表面粗糙度值变大。

3.机床部件振动由于机床部件产生周期性振动,会在工件表面上产生有规则的波纹,使工件表面粗糙值明显增大。

另外因刀具、工件的原因,也会使工件表面粗糙度值变大。

当刀具严重磨损和切削刃表面粗糙度值大时,也会在工件表面产生毛刺,使表面粗糙度值变大。

因此,应尽量减小前、后刀面的表面粗糙度值,经常保持刀具锋利。

二、减小工件表面粗糙度值的方法1.合理刃磨刀具角度工件表面的残留面积是影响工件表面粗糙度值的主要原因之一。

刀具的主偏角κr′副偏角κr′和刀尖圆弧半径r,对残留面积的高度影响最大,而进给量则影响残留面积的多少,减小刀具的主偏角κr′副偏角κr′,增大刀尖圆弧半径r,可以减小残留面积高度,减小进给量可以减小残留面积,从而达到减小工件表面粗糙度的目的。

在机床刚性较好的情况下,刃磨车刀的修光刃同样可以减小工件表面粗糙度值。

刀具前角的大小直接影响切削刃的锋利程度,影响切削力的大小与切削变形的大小,增大前角可使切削刃锋利,切削力减小,切削变形减小。

数控车削铝合金表面粗糙度的实验研究

数控车削铝合金表面粗糙度的实验研究
m, R 值测 量 范围 0 0单 因素 法实 验 。分 别选 择刀 具刀 尖 圆弧半径 前 角 。 主偏 角 三个 因素 , 了方便结 果分 析 , 、 为 车 刀的其 他 主要几何 参数 恒定 , 角 。 0 一 0 、 r 后 =1 。 = 。K
p r me e sa d to a a tr ,t e e h v e o h y t c n lg o i r v u t g e ce c n a a tr n o lp r me e s h s a e b c me t e ke e h o o y t mp o e c ti f in y a d n i
图 1 达 了车 削转速 与车 削表 面质量 的关 系 。随 表 着 切 削转速 的提 高 , 工件 表面 粗糙度 值呈 减小 的趋势 。 随着 主轴转 速 的提 高 , 削速 度增大 , 削刃对 工件材 切 切 料 进行 “ 耕犁 ” 挤 压程度 减少 , 切割 ” 力提 高 , 、 “ 能 刀具
2 5
25 0 0 35 0 0 350 o 35o o
350 0
20 5 l0 5 lO 5 2H O 0
2 0 0
5 1 3 1

7 0. 9 1 1 . 1 2 .
1 2 .
2 6
2 7
350 0
35 0 0
序 切 削 速 度 n

1 2

工 作 副后角 减小 , 副后 刀面 的熨烫修 复作用 加强 , 已 对
加工 表面起 到修 复光 整 的作 用 , 而 使 表 面粗 糙 度 值 从 会随 主轴 转速 的提高 而减 小 。实 验 中 , 削深 度 n 还 切
较大 程度地 左右 着切 削速度对 表 面粗糙 度 的影 响 。其 中当 a = m 时 , 低 于 35 0rmi 5m 在 0 / n时粗 糙 值 产 生
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处理 得到振 幅 的平均 值 l 将 其与切 削 参数一 同作 为神 经 网络 的输 入用于 表 面粗糙 度 预测. , .
2 系统 软 件 结 构
在 Wid w P环境 下进 行 系统 软 件 设计 . no sX 主要 以 Vi a B s s l ai 为 系统 的 软件 包 开 发 工 具 . u c作 VB支 持 A te ci X控制 端协议 , 以实现和 MaL b等语 言 之 间 的 自动 化连 接 .系统 软件 结构 如 图 2所 示 . v 可 ta 振动 数据 采
表 面 粗 糙 度 的 主 要 因 素 . 此 需 要 测 量 出 丁 件 和 刀 具 之 问 位 因
置 的微 幅 变 动值 .系统 选择 金 属 T件 作 为 被切 削 的对象 . 由 于 金属 材 料 在 切 削 时会 产 生 涡 流 . 因此 选用 D 9 0 C 0 0型 涡流 计拾 取 振 动信 号 : 用 凌华 公 司 的 P I 9 1 采 C 一 1 8数 据 采 集 卡 采 集振 动传感 器 的信号 . 统 的硬 件结 构 如图 1所示 . 系
收 稿 日期 :2 0 — 4 2 0 7 0— 6
作 者 简 介 : 毛伟 ( 9 2 , , 苏丹 阳人 , 士研 究 生 , 械 制 造 及 自动 化 专业 1 8 一) 男 汀 硕 机
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第 21卷 第 4期
毛 伟. 等 精 车 工件 表 面 粗 糙 度 预 测 系 统 的 开 发
和振 动 参数 作 为样 本输 入 . 以离线 测 量 得 到 的表 面粗糙 度 作 为样 本 输 出训 练 神经 网络 . 后 利用 训 练 好 的 最
网络 预测工 件 的表 面粗糙 度.
1 系 统 硬 件 结 构
在精 密车 削过程 中. 工件 和 刀 具 之 问 的相 对 振 动 是 影 响
精 车 工件 表 面 粗 糙 度 预 测 系统 的 开发
毛 伟 ,林 岗 ,张 家琪
( 海 大学 机 电工 程学 院 ,江 苏 常 州 2 3 2 ) 河 1 0 2
摘 要 :开 发精 车丁 件 表 面 粗 糙 度 预 测 系统 .应 用 模 糊 自适应 B P算 法 建立 件 表 面粗 糙 度 与 其 影 响 因 素 之 问 的关 系 模 型 : 据 给 定 的 数 据 样 本 对 模 型 进 行 训 练 , 训 练 好 的 网 络 用 于 实 际 的 工 件 表 面 粗 糙 度 预 测 : 用 V 和 依 将 采 B Ma L b 言 相 结 合 的 方 法 开发 系统 . 现数 据 采 集 和神 经 网 络 预测 功 能.实 验 结 果 表 明 . 用 该 系 统 进 行 工 件 表 面 ta 语 实 利
析和 预 测领 域得 到 了广 泛 应用 |. 2 为精 车过 程 工件 表 面 粗糙 度 的 预测 提供 了有效 的方 法 .本 文作 者 采用 基 于模 糊 自适应 B P算 法 _的 A N 网络建 立影 响 表面 粗糙 度 因素 与粗 糙度 之 间 的关 系模 型 . 实 际加 工参 数 3 _ N 将
择 都 有重要 的意 义.研究 表 明 …. 响 T件 表面 粗糙 度 的 因素 与表 面粗糙 度 之 间呈 高度 的非 线 性 映射关 系 . 影
因此 很难建 立精 确 的精 车工件 表 面粗糙度 预 测模 型.
人工 神经 网络 ( N 具有 非 线 性特 性 , 量 的并 行分 布 结 构 以及 学 习 和归 纳 能 力使 其 在 数 据统 计 、 A N) 大 分
4 7
集 和粗糙 度 预测 程 序在 VB环 境 中开 发 . P神 B
经 网络 训 练在Biblioteka Ma a t b环境 中进 行. L
软 件 设计 是 整 个 系 统设 计 的 重 点 . 主要 完 成 的功 能包 括 :a 实现 菜单 驱动 方式 的人 机交 () 互 界面 ;b 采 集 、 析 和 存储 振 动 数 据 ;C 训 () 分 () 练B P神经 网络 :d 根 据 车 削参 数 及振 动 数 据 ()
的粗 糙 度 预 测 是切 实可 行 的 .
关 键 词 :神 经 网络 :模 糊 自适 应 ;表 面粗 糙 度 ;V B
中 图分 类 号 :TP1 3:T 7 8 P2 3 文 献 标 识 码 :A
在精 密车 削加 工过 程 中 , 响 丁件 表 面粗糙 度 的切 削参 数有 刀 具 的几何 形 状 、 削速度 、 吃刀 量 和进 影 切 背 给量 等.实 际的工 艺 系统 是 一个非 常 复杂 的振动 系统 , 统 的振 动 使 _ 和 刀 具 之 间 的相 对 位 置 发 生 了微 系 T件 幅变 动 . 种变 动加 大 了T件 的表 面粗糙 度 . 这 降低 了_ 的表面 质量 .因此 在精 加 工条 件 下不 能忽 略振 动 对 T件 工件 表 明粗 糙度 的影 响.预 测工件 表 面粗糙 度 , 对于 _ 件加 工质 量 的评 定 、 [ 机械 性 能 的分析 和切 削 参数 的选
表面粗糙度预测程序在精车条件下影响工件表面粗糙度的因素主要是刀具刀尖半径切削速度背吃刀量进给量以及切削刀具与工件之间的相对振幅均值因此在利用神经网络程序预测工件表面粗糙度时将上述因素作为神经网络的输入输出为工件的表面粗糙度
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第 2 1卷第 4期 20 0 7年 1 2月










Vo121 . No4 . De c.2 7 00
J 0URNA L OF HOHAI UNI RS T C VE I Y HANGZ HOU
文 章编 号 : 0 9 3 ( 0 7 4— 0 6 0 1 0 —1 0 2 0 )0 0 4 — 4 1
D 0 0 涡流传感器 C9 0 图 1 测试 系统 示意 图
Fi g. 1 Expe i e als t rm nt e up
当刀 具与 工件 之间 的距离 发生 变化 时 , 涡流 传感 器 将此 变 化 转 换成 电压 变 化.模 拟 电压 信 号经 数 据 采 集卡 采 集后 , 转换 成 数字 信 号 , 入计 算机 进 行处 理 , 终得 到 刀具 和 T件 之 间 的相 对振 幅值 4, 输 最 .经过 数 据
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