【正文】 所出現(xiàn)的平均偏差量大約在 %? ～ %左右 ， 其最大偏差量大約在35? %～ 40%左右 ， 然而大部分的偏差量均集中在 %15? 之間 ， 就 切削力 預測的角度來看 ， 其準確度已經(jīng)算是相當高了 ， 所以確實是一種可行的方法 。 附件 —參考資料 [1] (見下頁 ) 。 3. 在參考資料 [1]中所分析的切削力中包含犁入力和剪力兩個部分 ， 一般而言 ， 在粗加工時由於剪力的效應 遠大於犁入力 ， 故犁入力可以被忽略不計 ， 但是在精加工的時候 ， 切屑的厚度相當薄 ， 故犁入力的效應和剪力的效應所佔的比率可能相當接近 ， 甚至犁入力的影響可能超過剪力 ， 故參考資料 [1]中進行犁入力係數(shù)測定的方法 ， 對於精加工而言較為適用 。 表 2 實驗及模擬所採用之切削條件 球銑刀半徑 ?oR ， mm 法向斜角 n? oo 15~0? 公稱 螺旋角 o30?oi 凹槽數(shù)目 1?fN 進給率 ~?ts mm/flute1 軸向切深 ~?a mm 主軸轉速 269?N rpm 在參考資料 [1]中列出三種不同的比較結果 ， 分別如圖 圖 8 及圖9 所示 。 而上式中之垂直摩擦角 n? 則被定義為 ： ???? co st ant an ————————— (24) 式 (24)中之 ?為正交切削時刀具斜面上的平均摩擦 角 ， c? 為斜交切削時之切屑流動角 (chip flow angle)。 在參考資料 [1]中所使用的正交切削實驗程序為 ： 以不同斜角 (rake angle)的刀具在不同進給率及不同切削速度下進行鈦合金 (Ti6Al4V)圓管之切削 ， 圓管直徑為 100 mm， 而切削速度範圍為 ～ 47m/min， 在與切削速度方向一致 (0o 或 180o )的有效力 PtF (force in the power direction)及與刀具速度方向垂直的推入力 FQt(force in the thrust direction)均由動力計所量得 。 而在圖 1(d)中定義出軸向角 ? 以表示局部座標系統(tǒng)之軸向 a 與全域座標系統(tǒng)之 Z方向的偏差角度 ， 如下所示 ： oRR )(sin 1 ??? ? ———————————— (9) 由上式及圖 1(d)， 我們可以得出與刀刃方向相垂直的切屑厚度 nt ， 如下所示 ： ???????? s i n ()s i n ()( ?tn st —————————— (10) 上式中之 ts 為刀具之進給率 。 本篇報告是以 P. Lee 及 Y. Altintas 於 1996 年發(fā)表在 International Journal of Machine Tool and Manufacture, , 的 “Prediction of BallEnd Milling Forces From Orthogonal Cutting Data”(即參考資料 [1])做為基礎，來探討如何以不同切削條件下之正交切削實驗所得到的各項切削參數(shù) ， 諸如降伏剪應力 (yield shear stress)、斜面上之平均摩擦係數(shù)(average friction coefficient on the rake face)及剪切角 (shear angle)等項 ， 來建立一個資料庫 (database)， 並經(jīng)由正交切削與斜交切削之間的轉換公式(classical oblique transformation method)， 得到球銑刀之螺旋刀刃在經(jīng)過離散之後 ， 其微小切刃於斜交切削過程中的近似切削力值 ， 其中包含犁入力 (plowing force)及剪力 (shearing force)兩部分 ， 將之轉換並加總而得到整體的刀具切削力預測值 ， 並透過超過 60 次以上的球銑刀切削實驗來加以驗證 ， 其所採用之切削實驗工件材料為難削材中的鈦合金(Ti6Al4V)。因此 ， 在不同切削條件下的球銑刀切削力學模式 (cutting force model)之建立與分析 ， 便成為增進其切削加工品質的重要參考指標。 而在某軸向 高度 z 下之第 j 個凹槽中的位置於全域座標系統(tǒng) (global coordinate system)中的角位置 Ψ可表示為以下之型式 ： oopj iRzjz t an)1()( ??????? ———————— (8) 上式中之 P? 為刀具的節(jié)距角 (pitch angle)， 即 2? 除以凹槽的數(shù)目 ， 而 ?為以 1?j 為基準 的旋轉角 (rotation angle)。 在參考資料 [1]中所採用的方法為 ： 將每一個刀刃視為與工件處於斜交之狀態(tài) ， 先以欲加工之工件材料進行正交切削實驗 ， 然後將正交切削實驗所得到的數(shù)據(jù)資料經(jīng)過 E. J. A. Armarego及 R. H. Brown所提出之典型斜交轉換模型 (classical oblique transformation model)的轉換 ， 得出在斜交刀刃上的犁入力係數(shù)及剪力係數(shù)之估計值 。 以 M. E. Merchant 所提出的切削理論 ， 來解出在剪切平面上造成剪力的相互垂直之三分量分力 Fp、 Fq、 Fr， 可得出以下之關係式 ： ?????????????????????????????????????????nnnnnnrnnnqnnnpccibtFcibtFcibtF222s i nt an)(co ss i nt ant an)co s (s i n)s i n (co ss i nt ans i nt an)co s (s i n??? ———— (23) 上式中之 Fp、 Fq、 Fr分別為與切削速度方向一致 (0o 或 180o )的有效分力 (power force)、 與刀具速度方向垂直且與法向斜角 (normal rake angle)位於同一平面的推入分力 (thrust force)及與以上兩分力相 垂直的徑向分力 (radial force)(此徑向分力與式 (11)及式 (13)中之 dFr不同 )， 此三分力即圖 6 中的 FP 、 FQ 、 FR 。 表 2中所列出者 ， 為實驗及模擬中所採用的切削條件 。 2. 在參考資料 [1]中所 提出的切削力預測方法必頇先以欲加工之工件進行至少數(shù)十次之多的正交切削實驗 ， 然後建立一個資料庫 ， 並經(jīng)由正交切削與斜交切削之間的轉換 ， 才能進行切削力的預測 ， 若欲以不同材料之工件進行加工 ， 則必頇重新對新的材料進行正交切削實驗 ， 然後再進行轉換的工作 ， 實在不太符合成本及效率上的考量 ， 故在實際應用時 ， 此方法原則上可能會不太適合 ， 但若事先已經(jīng)進行過每一種切削加工用材料的正交切削實驗 ， 且已經(jīng)建立好完整之資料庫的話 ，則又另當別