【導(dǎo)讀】車零件等方面的應(yīng)用，更使其成為切削加工中不可或缺的重要刀具。造成關(guān)鍵性的影響，尤其在NC加工的程式設(shè)計上更是如此。削條件的選擇便甚為重要。因此，在不同切削條件下的球銑刀切削力學(xué)。因此本篇報告的章節(jié)及重點包含以下數(shù)項：。以下將分別對上述五項主題來進行探討。angle)為公稱螺旋角oi。由於在X－Y平面上的半徑會往。i亦會隨著Z方向位置?！?(zR在球尖的位置時等於零。而在刀刃上任一點的Z方向座標位置可由?！?。z)及在某軸向高度z之間的落後角(lag. Y軸往順時鐘方向旋轉(zhuǎn)至凹槽之間的角度。而上兩式中的L為在某。軸向高度z之下的XY切面凹槽弧長。當(dāng)?shù)毒叩膶?dǎo)程為常數(shù)。ooiRR—————————。，至於法向斜角n?則由通過切點與球心的平面來量測出，實際情形如圖6所示。為刀具的節(jié)距角，即2?tnst——————————。上式中之ts為刀具之進給率。經(jīng)由以上之分析，我們可以明確地定義出。切削力之建模及預(yù)測。故可將任一點上所受到的切

　　

【正文】 milling)實驗及模擬曲線圖 ， 細黑線代表實驗值 ， 粗黑線代表模擬值 ， 其中法向斜角 o0?n? 。 除了在銑削結(jié)束前一小段的模擬值之切削資料參考點較難掌握 ， 以至於出現(xiàn)較大誤差之 外 ， 圖 9 中的實驗值及模擬值之間的吻合度還算相當(dāng)高 。 (a) (b) 圖 9 不同進給率之半浸入逆銑實驗結(jié)果圖 ： Nf 1? ， Ro ? mm， a = mm，269?N rpm， io o30? ， α n o0? ； (a) st? mm/flute1； (b) st? mm/flute1 討論與結(jié)論 1. 在參考資料 [1]中所提出的切削力預(yù)測方法在與實驗值比較之後 ， 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(yù)測的角度來看 ， 其準確度已經(jīng)算是相當(dāng)高了 ， 所以確實是一種可行的方法 。 2. 在參考資料 [1]中所 提出的切削力預(yù)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(zhuǎn)換 ， 才能進行切削力的預(yù)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(zhuǎn)換的工作 ， 實在不太符合成本及效率上的考量 ， 故在實際應(yīng)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(dāng)別論 。 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(yīng) 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(dāng)薄 ， 故犁入力的效應(yīng)和剪力的效應(yīng)所佔的比率可能相當(dāng)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 。 4. 在參考資料 [1]中 ， 用來預(yù)測切削力的一些基本加工參數(shù) ， 包括剪應(yīng)力?、 平均摩擦角 ?及 切屑厚度比 r 等項均由正交切削實驗之?dāng)?shù)據(jù)資料代入相關(guān)公式所計算出來的理論值 進行最小平方曲線揉合 ， 來加以估計出通過數(shù)據(jù)點的各個函數(shù) ， 此方法有時候會造成一定程度的誤差 ， 故就方法上的改進而言 ， 我們可以採用類神經(jīng)網(wǎng)路或者基因遺傳演算法來找出更確切的函數(shù)關(guān)係 ， 這對正交切削與斜交切削之間的轉(zhuǎn)換誤差上應(yīng)該能有所改善 。 5. 在參考資料 [1]中將球銑刀的螺旋刀刃離散成不同角度的斜交刀刃 ， 由於球銑刀的幾何構(gòu)造較為複雜 ， 因此在離散的過程中已經(jīng)造成第一次誤差的出現(xiàn) ， 而在正交切削與斜交切削之間的轉(zhuǎn)換又會造成第二次的誤差 ， 況且參考資料 [1]中所採用的模型已經(jīng)有做過一些假設(shè)及簡化的動作 ， 所以誤差的存在是無法避免的 ， 若能夠以斜交切削的模型直接進行分析的話 ， 情況可能會有所改善 ， 但過程可能比現(xiàn)在所使用的方法複雜許多 。 6. 我上個學(xué)期的精密加工實驗是以 CNC銑床加工一半球型的曲面 ， 然後再以三次元量床量測加工曲面上的座標值 ， 並與理論座標值相比較 ，探討曲面加工的形狀精度 。 在讀完 參考資料 [1]之後 ， 我發(fā)覺當(dāng)初應(yīng)該在加工過程中順便以動力計進行切削力的量測 ， 那現(xiàn)在就可以根據(jù)參考資料 [1]的方法來進行切削力的理論模擬值計算 ， 並實際進行模擬與實驗之間的比較 ， 甚至探討切削力與 形狀精度之間的關(guān)係 ， 或者以ARMA Model來進行一些數(shù)據(jù)上的分析 ， 使上 、 下學(xué)期的課程能夠有所連貫 。 參考資料 [1] P. Lee, Y. Altintas, “Prediction of BallEnd Milling Forces From Orthogonal Cutting Data,” International Journal of Machine Tool and Manufacture, , , pp. 10591072, 1996. [2] M. Yang, D. Park, “The Prediction of Cutting Forces in BallEnd Milling,” International Journal of Machine Tool and Manufacture, , , pp. 4554, 1991. [3] C. Sim, M. Yang, “The Prediction of Cutting Forces in BallEnd Milling with a Flexible Cutter,” International Journal of Machine Tool and Manufacture, , , pp. 267284, 1993. [4] H. Y. Feng, C. H. Menq, “The Prediction of Cutting Forces in BallEnd Milling Process—I. Model Formulation and Model Building Procedure,” International Journal of Machine Tool and Manufacture, , , pp. 697710, 1994. [5] H. Y. Feng, C. H. Menq, “The Prediction of Cutting Forces in BallEnd Milling Process—II. Cut Geometry Analysis and Model Verification,” International Journal of Machine Tool and Manufacture, , , pp. 711719, 1994. [6] C. C. Tai, K. H. Fuh, “Model for Cutting Forces From Prediction in BallEnd Milling,” International Journal of Machine Tool and Manufacture, , , pp. 511534, 1995. [7] E. J. A. Armarego, R. H. Brown. The Machining of Metals. Prentice Hall. New York, 1969. [8] D. A. Stephenson, J. S. Agapiou. Metal Cutting Theory and Practice. Marcel Dekker, Inc. New York, 1997. [9] 蔡忠良 ， “斜交切削的泛用幾何模型與切削力模式之研究 ”， 國立臺灣大學(xué) ， 機械工程研究所 ， 博士論文 ， 20xx 年 1 月 。 附件 —參考資料 [1] (見下頁