俗話說“工欲善其事必先利其器”，這個道理從古至今都被很好地延續(xù)并傳揚(yáng)著，然而在機(jī)床行業(yè)，刀具似乎并不是越“快”越好，很多在初接觸到機(jī)床刀具的時候，都有著一個疑問“為何好好的刀具要進(jìn)行鈍化處理呢？”今天就讓我們一起來了解一下關(guān)于“刀具鈍化”的那些事兒。

其實，刀具鈍化并不是大家字面理解的意思，而是一種有效提高刀具使用壽命的手段。通過平整、拋光、去毛刺等工序達(dá)到提高刀具質(zhì)量的目的。這其實是刀具在精磨之后，涂層之前的一道正常工序。一般來說，刀具鈍化拋光的方式分為毛刷、噴砂、拖拽式拋光機(jī)，這其中又屬毛刷與拖拽式的應(yīng)用為廣泛。

從事金屬切削行業(yè)的人都知道，刀具在成品前會經(jīng)過砂輪刃磨，但是刃磨加工會造成不同程度的微觀缺口。這就導(dǎo)致數(shù)控機(jī)床在進(jìn)行高速切削的同時微觀缺口會極易擴(kuò)展，從而加快刀具的磨損和損壞?，F(xiàn)代的切削技術(shù)中對刀具的穩(wěn)定性和精密性都有了嚴(yán)格要求，因此數(shù)控刀具在涂層前必須經(jīng)過刀口的鈍化處理，才能保證涂層的牢固性和使用壽命。

刀具鈍化的優(yōu)勢與目的

1.抵抗刀具物理磨損

在切削過程中刀具表面會被工件逐漸耗損，切削過程中切削刃在高溫高壓下也易發(fā)生塑性變形。刀具的鈍化處理可以幫助刀具提高剛性，避免刀具過早喪失切削性能。

2.保持工件的光潔度

刀具刃口有毛刺會導(dǎo)致刀具磨損，加工工件的表面也會變得粗糙。經(jīng)鈍化處理后，刀具的刃口會變得很光滑，崩刃現(xiàn)象也會相應(yīng)減少，工件表面光潔度也會提高。

3.方便凹槽排屑

對刀具凹槽拋光處理可以提高表面質(zhì)量和排屑性能，凹槽表面越平整光滑，排屑就越好，就可實現(xiàn)更連貫的的切削加工。

數(shù)控機(jī)床的刀具在經(jīng)過鈍化拋光后，表面會留下許多小孔，在加工時這些小孔可以吸附更多的切削液，使得切削時產(chǎn)生的熱量大大減少，極大得提高切削加工的速度。

綜上所述，刀片刃口鈍化十分重要，正如我國古人所說“千里之堤，潰于蟻穴”，刀片刃口微觀缺口這個“蟻穴”雖小，卻影響刀具性能和壽命這個“千里之提”，是不可小視的大問題。刀片刃口鈍化技術(shù)是提高刀具壽命減少刀具消耗的有效措施之一。無論在經(jīng)濟(jì)和技術(shù)兩個方面都是可行的、有效的，進(jìn)一步推動我國切削加工水平的提高，縮小與國外刀具切削性能的差距。

德國轎車齒輪加工技能，震撼解讀！

現(xiàn)在，我國已成為世界地一轎車制作與銷售大國，轎車制作業(yè)已成為我國經(jīng)濟(jì)不可或缺的支柱產(chǎn)業(yè)。轎車齒輪制作與運(yùn)用量（主機(jī)及配件運(yùn)用）無疑成為世界地一。

轎車齒輪作為轎車上要害零件，首要用于傳遞動力和運(yùn)動，并通過它們來改動發(fā)動機(jī)曲軸和主軸齒輪的速比。因為轎車行進(jìn)狀況隨路況隨機(jī)改變，因而轎車齒輪的工作狀況非常復(fù)雜，這就要求轎車齒輪具有杰出的內(nèi)質(zhì)量。

轎車齒輪熱處理工藝、特點(diǎn)與效果

轎車齒輪的內(nèi)涵質(zhì)量首要是指齒輪的顯微安排、力學(xué)功能等目標(biāo)滿意技能要求，一起其他缺陷必須操控在規(guī)則的技能范圍之內(nèi)。

轎車齒輪內(nèi)涵質(zhì)量的好壞是決定齒輪質(zhì)量的要害，其徹底取決于熱處理質(zhì)量，是齒輪完成低噪聲、，長壽命的要害因素。

轎車齒輪熱處理（工藝）包括：一是普通熱處理，如退火、正火、淬火、回火、調(diào)質(zhì)；二是外表熱處理，其包括外表淬火（如感應(yīng)淬火、激光淬火等）和化學(xué)熱處理（如滲碳、碳氮共滲、滲氮、氮碳共滲等）。

1調(diào)質(zhì)

調(diào)質(zhì)是將齒輪等零件淬火后進(jìn)行高溫（500~650℃）回火的操作。調(diào)質(zhì)處理常用于含碳量0.3%~0.5%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）的碳素鋼或合金鋼制作的齒輪。

調(diào)質(zhì)能夠細(xì)化晶粒，并獲得均勻、具有必定彌散度、尤秀力學(xué)功能的回火索氏體安排。一般經(jīng)調(diào)質(zhì)處理后，齒輪硬度可達(dá)220~285HBW。調(diào)質(zhì)齒輪的歸納功能優(yōu)于正火。

調(diào)質(zhì)常用于齒輪的準(zhǔn)備熱處理（如滲氮、感應(yīng)淬火前的調(diào)質(zhì)處理）和終究熱處理。

2外表淬火

齒輪齒面淬火硬度一般為45~55HRC。外表淬火齒輪承載才能高，并能夠承受沖擊載荷。通常外表淬火齒輪的毛坯經(jīng)正火或調(diào)質(zhì)處理，以便使齒輪心部有必定的強(qiáng)度和韌度。

外表淬火首要有感應(yīng)淬火、激光淬火與火焰淬火等。與滲碳淬火比較，外表淬火變形小、成本低、。

轎車齒輪外表淬火首要選用感應(yīng)淬火工藝。因為感應(yīng)加熱速度快，幾乎沒有氧化、脫碳，齒輪變形很小，還易于完成局部加熱及主動化生產(chǎn)，熱處理成本低。因而，在現(xiàn)代化轎車行業(yè)中得到廣泛應(yīng)用。

3滲碳與碳氮共滲

滲碳淬火

滲碳淬火是先將齒輪等零件放入滲碳介質(zhì)中，在880~950℃下加熱、保溫，使齒輪外表增碳，然后進(jìn)行淬火。

轎車齒輪常用氣體滲碳工藝。滲碳淬火、回火后齒輪外表硬度一般在58~63HRC。現(xiàn)在，滲碳淬火已經(jīng)成為重要轎車齒輪（如差速器齒輪、驅(qū)動橋主從動弧齒錐齒輪、變速器齒輪等）的主導(dǎo)熱處理工藝。

碳氮共滲

近幾年轎車用主動變速器AIT滲碳齒輪的齒面在工作中的實踐溫度約達(dá)300℃，遠(yuǎn)高于正常的回火溫度（150~200℃）。這種外表的溫度將導(dǎo)致硬度下降，引發(fā)點(diǎn)蝕的產(chǎn)生。選用碳氮共滲后噴丸硬化可進(jìn)步疲憊強(qiáng)度。在碳氮共滲時，隨著含氮量的添加ΔHV（硬度降）進(jìn)步，抗回火功能進(jìn)步，抗回火溫度到達(dá)300℃。

4滲氮與氮碳共滲

滲氮

滲氮是向齒輪等零件外表進(jìn)入氮原子形成氮化層的化學(xué)熱處理工藝。滲氮能夠進(jìn)步齒輪外表硬度、耐磨性、疲憊強(qiáng)度及抗蝕才能。滲氮處理溫度低，因而齒輪變形小，無需磨削或只需精磨即可。

日本在轎車變速器齒輪熱處理時選用滲氮工藝，德國Clocker-離子公司將離子滲氮應(yīng)用于轎車齒輪，均進(jìn)步了齒輪精度和運(yùn)用壽命。

氮碳共滲

氮碳共滲是以滲氮為主一起進(jìn)入碳的化學(xué)熱處理工藝。氮碳共滲能夠顯著進(jìn)步齒輪的耐磨性、抗膠合和抗擦傷才能、耐疲憊功能及耐腐蝕功能。現(xiàn)在，氣體氮碳共滲應(yīng)用于轎車、輕型客車變速器齒輪等零件。

轎車齒輪熱處理的開展趨勢

未來轎車齒輪正向重載、高速、和率等方向開展，并力求尺寸小、重量輕、壽命長和經(jīng)濟(jì)可靠。

（1）高品質(zhì)

首要表現(xiàn)在：資料的均勻性，即要求資料具有杰出的成分和安排的均勻性；溫度場和流體場，即不斷改進(jìn)溫度場和各種流體場，如滲碳、滲氮、碳氮共滲的流體場和淬火的液體場的改進(jìn)，進(jìn)一步進(jìn)步齒輪內(nèi)涵質(zhì)量。

（2）低能耗

齒輪熱處理先進(jìn)配備的研制和開展，如開發(fā)更好的爐襯耐熱和保溫節(jié)能資料，盡可能下降爐壁溫升，削減爐壁熱損耗；廢熱歸納使用，如鑄造余熱的使用，進(jìn)行鑄造余熱正火等，下降齒輪成本。

（3）環(huán)保

研究開發(fā)齒輪的新工藝，這些新工藝少（無）污染、環(huán)保，如低壓真空滲碳、離子滲氮、雙頻感應(yīng)淬火、激光淬火、稀土及BH催滲等技能的開展。

（4）智能化

智能化是齒輪熱處理操控技能開展的必然趨勢，計算機(jī)、傳感器、智能庫將構(gòu)成智能熱處理的中心，首要表現(xiàn)在：依據(jù)齒輪等零件的資料、技能要求等，體系主動生成工藝；生產(chǎn)過程的徹底閉環(huán)主動操控；齒輪等零件的熱處理質(zhì)量的預(yù)測、預(yù)判；體系故障主動診斷與處置；在線的自適應(yīng)及應(yīng)急應(yīng)變才能，如開發(fā)了離子滲氮、碳氮共滲所用的氮勢傳感器和低壓滲碳的碳勢傳感器等。

高溫合金

一、高溫合金的概念、原理和分類

高溫合金一般是指能在600~1200℃的高溫下抗癢化、抗腐蝕、抗蠕變，并能在較高的機(jī)械應(yīng)力效果下長期作業(yè)的合金資料。

高溫合金強(qiáng)調(diào)的不是耐受溫度指標(biāo)，耐受溫度比高溫合金高的資料有很多，比如難熔合金、陶瓷及碳碳復(fù)合資料等。高溫合金底子的特性在于必定溫度下所具有的高強(qiáng)度。以一般的修建用鋼材為例，它在室溫下強(qiáng)度很高，但在修建焚燒時強(qiáng)度會急劇下降，從而導(dǎo)致修建坍塌。高溫合金的長處是，在600~1200℃的高溫下，它仍然能堅持極高的強(qiáng)度和硬度以接受較高的載荷。因而俄羅斯將其稱為熱強(qiáng)合金，而歐美稱之為超合金（superalloy）。

一般鋼材含有十多種化學(xué)元素，而高溫合金一般含有超越30-40種元素，高溫合金之所以能在高溫下堅持較高的強(qiáng)度和硬度首要原因在于這些元素在安排中發(fā)揮著強(qiáng)化金屬功能的效果。

高溫合金的分類有多種：1）按制造工藝分為變形高溫合金、鑄造高溫合金和粉末高溫冶金三類。2）按合金的首要元素分為鐵基高溫合金、鎳基高溫合金和鈷基高溫合金三類。3）按強(qiáng)化辦法分為固溶強(qiáng)化、時效強(qiáng)化、氧化物彌散強(qiáng)化和晶界強(qiáng)化等。

以工藝分類來看，變形高溫合金運(yùn)用規(guī)劃廣，占比達(dá)70%，其次是鑄造高溫合金，占比20%。以合金首要元素來看，鎳基高溫合金運(yùn)用規(guī)劃廣，占比達(dá)80%，其次為鎳-鐵基，占比14.3%，鈷基占比少，占比5.7%。

二、高溫合金展開進(jìn)程及概略

高溫合金早誕生于20世紀(jì)初期的美國，被用作車站的防腐支架。從開端，高溫合金的研發(fā)進(jìn)入了高速展開時期，鎳基高溫合金、鈷基高溫合金、鐵基高溫合金紛紛研發(fā)成功，并大量運(yùn)用?，F(xiàn)在鎳基高溫合金是現(xiàn)代航空發(fā)起機(jī)、航天器和火箭發(fā)起機(jī)以及艦船和工業(yè)燃?xì)廨啓C(jī)的要害熱端部件資料（如渦輪葉片、導(dǎo)向器葉片、渦輪盤、焚燒室等），也是核反應(yīng)堆、化工設(shè)備、煤轉(zhuǎn)化技能等方面需求的重要高溫結(jié)構(gòu)資料。

高溫合金的展開首要閱歷了幾個階段：二十世紀(jì)40時代以前提出概念，40-50時代實現(xiàn)在噴氣發(fā)起機(jī)的運(yùn)用，50-60時代在真空熔煉技能取得重大進(jìn)展，60-70時代會集在合金化方面，70時代后首要在工藝研討方面，定向凝結(jié)、單晶合金、粉末冶金、機(jī)械合金化和陶瓷過濾等新工藝成為高溫合金展開的首要動力，其間定向凝結(jié)工藝制備的單晶合金尤為重要，在航空發(fā)起機(jī)渦輪葉片中運(yùn)用尤為廣泛。二十世紀(jì)80時代以來，國內(nèi)外廣泛展開數(shù)值模仿研討，取得了重要進(jìn)展，并在此基礎(chǔ)上展開了顯微安排及冶金缺點(diǎn)猜測研討。

三、鎳基高溫合金

在整個高溫合金領(lǐng)域中，鎳基高溫合金占有特別重要的地位，與鐵基和鈷基合金比較，鎳基合金具有更好的高溫功能、良好的抗癢化和抗腐蝕功能。鎳基高溫合金是高溫合金中運(yùn)用廣、高溫強(qiáng)度蕞高的一類合金。其首要原因，一是鎳基合金中能夠溶解較多合金元素，且能堅持較好的安排安穩(wěn)性；二是能夠構(gòu)成共格有序的A3B型金屬間化合物[Ni3(Al,Ti)]相作為強(qiáng)化相，使合金得到有用強(qiáng)化，獲得比鐵基高溫合金和鈷基高溫合金更高的高溫強(qiáng)度；三是含鉻的鎳基高溫合金具有比鐵基高溫合金更好的抗癢化和抗燃?xì)飧g才能。能夠說，鎳基高溫合金的展開決定了航空渦輪發(fā)起機(jī)的展開，也決定了航空工業(yè)的展開。選用定向凝結(jié)技能制備出的鎳基單晶合金，其運(yùn)用溫度已接近合金熔點(diǎn)的90%，成為今世先進(jìn)航空發(fā)起機(jī)熱端部件不行替代的重要結(jié)構(gòu)資料。

鎳基高溫合金含有十多種元素，增加合金元素對高溫合金的功能起要害的效果。以鑄造鎳基高溫合金為例，鑄造鎳基高溫合金以γ相為基體，增加鋁、鈦、鈮、鉭等構(gòu)成γ’相進(jìn)行強(qiáng)化，γ’相數(shù)量較多，有的合金高達(dá)60%；參加鈷元素能前進(jìn)γ’相溶解溫度，前進(jìn)合金的運(yùn)用溫度；鉬、鎢、鉻具有強(qiáng)化固溶體的效果，鉻、鉬、鉭還能構(gòu)成一系列對晶界發(fā)生強(qiáng)化效果的碳化物；鋁、鉻有助于抗癢化才能，但鉻下降γ’相的溶解度和高溫強(qiáng)度，因而鉻含量應(yīng)低些；鉿改進(jìn)合金中溫塑性和強(qiáng)度；為了強(qiáng)化晶界，增加適量的硼、鋯等元素。研討標(biāo)明，GMR235鑄態(tài)合金的含碳量為0.18%時，高溫耐久壽數(shù)和抗拉強(qiáng)度蕞大，且具有較好的塑性，增加硼和鋯的合金耐久性明顯改進(jìn)，合金的枝晶距離削減，碳化物的析出量削減且碳化物顆粒細(xì)化，從而改進(jìn)各方面功能。

鎳基高溫合金是20世紀(jì)30時代后期開端研發(fā)的。英國于1941年首先出產(chǎn)出鎳基高溫合金Nimonic75；為了前進(jìn)蠕變性又增加了鋁，研發(fā)出Nimonic80。美國于40時代中期，蘇聯(lián)于40時代后期，我國于50時代中期也研發(fā)出鎳基合金。

鎳基合金的展開包含兩個方面：合金成分的改進(jìn)和出產(chǎn)工藝的改造。50時代初，真空熔煉技能的展開，為煉制含高鋁和鈦的鎳基合金創(chuàng)造了條件。初期的鎳基合金大都是變形合金。50時代后期，因為渦輪葉片作業(yè)溫度的前進(jìn)，要求合金有更高的高溫溫度，可是合金的強(qiáng)度高了，就難以變形，乃至不能變形，于是選用熔模精細(xì)鑄造工藝，展開出一系列具有良好高溫強(qiáng)度的鑄造合金。60時代中期展開出功能更好的定向結(jié)晶和單晶高溫合金以及粉末冶金高溫合金。為了滿意艦船和工業(yè)燃?xì)廨啓C(jī)的需求，60時代以來還展開出一批抗熱腐蝕功能較好、安排安穩(wěn)的高鉻鎳基合金。在從40時代初到70時代末大約40年的時間內(nèi)，鎳基合金的作業(yè)溫度從700℃前進(jìn)到1100℃，平均每年前進(jìn)10°C左右。

鎳基高溫合金按照制造工藝，可分為變形高溫合金、鑄造高溫合金、粉末冶金高溫合金。

3.1 變形高溫合金

變形高溫合金是高溫合金中運(yùn)用廣的一類，占比到達(dá)70%。變形高溫合金首要選用常規(guī)的鍛、軋和揉捏等冷、熱變形手段加工成材。我國鎳基變形高溫合金以拼音字母GH加序號表明，如GH4169、GH141等。

變形高溫合金塑性較低，變形抗力大，運(yùn)用一般的熱加工手段變形有必定困難，因而需求采納鋼錠直接軋制、鋼錠包套直接軋制和包套墩餅等新工藝來加工，也選用加鎂微合金化和彎曲晶界熱處理工藝來前進(jìn)塑性。

變形高溫合金在航空發(fā)起機(jī)中至今仍然是首要用材。其間GH4169在我國航空發(fā)起機(jī)中已得到廣泛運(yùn)用，被稱為高溫合金中的。其材質(zhì)水平和加工工藝水平近年來得到明顯前進(jìn)。GH4169合金的冶金產(chǎn)品有不同標(biāo)準(zhǔn)的鍛棒、熱軋棒、冷拉棒、板、帶、絲、管和鍛件，制造的零件有各類盤、轉(zhuǎn)子、環(huán)、機(jī)匣、軸、緊固件、彈性元件、阻尼元件等。

3.2 鑄造高溫合金

跟著運(yùn)用溫度和強(qiáng)度的前進(jìn)，高溫合金的合金化程度越來越高，熱加工成形越來越困難，必須選用鑄造工藝進(jìn)行出產(chǎn)。另外，選用冷卻技能的空心葉片的內(nèi)部雜亂型腔，只能選用精細(xì)鑄造工藝才能出產(chǎn)，因而鎳基鑄造高溫合金在實際出產(chǎn)運(yùn)用中不行缺少。鑄造高溫合金運(yùn)用也較為廣泛，占比約20%。國內(nèi)的鑄造高溫合金以“K”加序號表明，如K1、K2等。

按結(jié)晶辦法，鑄造高溫合金又能夠分為多晶鑄造高溫合金、定向凝結(jié)鑄造高溫合金、定向共晶鑄造高溫合金和單晶鑄造高溫合金等4種類型。鑄造高溫合金的特點(diǎn)是：1）具有更寬的成分規(guī)劃。因為不用統(tǒng)籌變形加工功能，合金的規(guī)劃能夠會集考慮優(yōu)化其運(yùn)用功能。2）具有更廣闊的運(yùn)用領(lǐng)域。因為鑄造辦法具有的特別長處，可依據(jù)零件的運(yùn)用需求，規(guī)劃、制造出近終型或無余量的具有任意雜亂結(jié)構(gòu)和形狀的高溫合金鑄件。

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。因為數(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，建議粗加工時選用精加工篩選下來的刀具，因為精加工篩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)用會影響精加工的加工質(zhì)量，但對粗加工的影響較小。

（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，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，應(yīng)選硬質(zhì)合金刀片銑刀；加工凸臺、凹槽時，選高速鋼立銑刀；加工毛坯外表或粗加工孔時，可選取鑲硬質(zhì)合金刀片的玉米銑刀；對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，因為球頭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，盡量挑選端銑刀。別的，刀具的耐用度和精度與刀具價格聯(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。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產(chǎn)品進(jìn)行表達(dá)和建模，有用支持產(chǎn)品整個生命周期內(nèi)的各個環(huán)節(jié)。因而，特征造型是將規(guī)劃與質(zhì)量計算、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。該辦法對于其它數(shù)控刀具相同適用。

2 輔佐面切開法的引進(jìn)

因為數(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)原始長方體和輔佐面P，然后用

P面切開原始長方體，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)三個別素，即原始長方體、直棱柱Ⅱ和Ⅲ，且直棱柱Ⅱ和Ⅲ中總有一個直棱柱需被結(jié)構(gòu)為比實踐需要的體素大，這也增加了不必要的存儲空間。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)一個基本體素——原始長方體，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)化簡的模型，實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，有必要在原始長方體上減掉長方體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，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斷定一個平面，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，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)劃實例

結(jié)構(gòu)幾許法是實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)劃有時難度相當(dāng)大。本文提出使用輔佐面切開法對結(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)床動力頭上，因而已逐漸規(guī)范化和系列化。