刀具刃口钝化及刀具管理集成信息系统研究
摘要
刀具在切削加工过程中占用重要地位,刀具性能的改善与提高对于切削加工具有重要意义。
刀具刃口钝化技术在目前尚未引起人们足够的重视。相较于刀具材料、刀具结构、刀具涂层等技术的发展,刀具刃口钝化技术相对滞后。通过对刀具刃口进行合理的钝化处理,可以明显提高刀具寿命及切削性能,提高切削系统的稳定性。
本文对刀具刃口钝化技术进行了综合研究,主要研究内容包括:针对目前刀具刃口钝化名称及内涵的庞杂,对刀具刃口钝化技术的内涵进行界定,提出了刀具刃口钝化的狭义范畴和广义范畴;分析了刀具刃口钝化对于切削加工的影响,包括对切削力的影响,对切削温度的影响,对切削系统稳定性的影响等;通过单因素对比试验,分析了刀具刃口钝化对于切削力与表面粗糙度的影响;刀具刃口钝化尺寸计算公式推导,提出了钝化尺寸的计算公式,该公式可以用于进行钝化参数的计算,以做钝化参数选择的参考依据;刀具刃口钝化参数的选择,总结了钝化参数的选择原则,以及一些常用的钝化参数;刀具刃口钝化的工艺方法和设备研究,对钝化设备的设计进行了研究,包括刀片的刃口钝化设备及整体立铣刀的钝化设备设计;开发了刀具刃口钝化查询系统,该系统是本课题所开发的刀具管理集成信息系统的子模块。
针对具体企业需求,对刀具管理集成信息系统进行研究。本文详细论述了刀具管理系统的内涵,分别讨论了刀具管理系统与PDM系统、ERP系统、工作流管理系统的集成问题。开发了基于开源平台的刀具管理集成系统,该刀具管理集成信息系统,集成了工作流管理、PDM系统以及刀具管理等技术,基于APACHE+PHP+MYSQL开源平台,开发了独创的工作流引擎,实现了刀具订货流程管理、刀具图纸设计流程管理、刀具品种表管理、刀具数据管理、用户角色及权限管理、系统管理等功能。
The tool plays an important role in the machining process, so the improvement of the cutting tool capacity is meaningful to the machining.
The importance of the cutting tool edge preparation is not regarded enough now. Comparaed to the development of the tool material, the tool configuration and the tool coating, the development of the cutting tool edge preparation is lagged. The tool life, the cutting capacity and the cutting stability could be improved by the proper edge preparation.
The basic research work has been done by the author. The contents include:
(1)The regulation of the cutting tool edge is preparated. The narrow sense and the broad sense of the concept are both brought forward.
(2)The influence of the edge preparation to the machining process is studied, including the cutting force, cutting temperature and the tool coating.
(3)The caculating equation of the edge radius is brought forward, too. The equation could be used to calculate the smallest edge radius as the reference for the confirmation of the edge radius.
(4)The principals of the confirmation of the edge radius are studied.
(5)The equipment design work has been done by the author, including the design of the inserts and the integrated tool edge preparation equipments.
The integrated tool management system has been studied in the paper. The integration of the tool management system with PDM system, ERP system and the workflow system is studied. The integrated tool management based on the open source software (OSS) has been developed. The workflow system, PDM system are both integrated in the tool management system. The open source software (OSS) is APACHE+PHP+MYSQL. The original workflow engine is developed, too.The function modules of integrated tool management system include: the order workflow; the tool design workflow; the tool category sheet management; the tool data management; the user role and authority management; the system management.
刀具刃口钝化技术在目前尚未引起人们足够的重视。相较于刀具材料、刀具结构、刀具涂层等技术的发展,刀具刃口钝化技术相对滞后。通过对刀具刃口进行合理的钝化处理,可以明显提高刀具寿命及切削性能,提高切削系统的稳定性。
本文对刀具刃口钝化技术进行了综合研究,主要研究内容包括:针对目前刀具刃口钝化名称及内涵的庞杂,对刀具刃口钝化技术的内涵进行界定,提出了刀具刃口钝化的狭义范畴和广义范畴;分析了刀具刃口钝化对于切削加工的影响,包括对切削力的影响,对切削温度的影响,对切削系统稳定性的影响等;通过单因素对比试验,分析了刀具刃口钝化对于切削力与表面粗糙度的影响;刀具刃口钝化尺寸计算公式推导,提出了钝化尺寸的计算公式,该公式可以用于进行钝化参数的计算,以做钝化参数选择的参考依据;刀具刃口钝化参数的选择,总结了钝化参数的选择原则,以及一些常用的钝化参数;刀具刃口钝化的工艺方法和设备研究,对钝化设备的设计进行了研究,包括刀片的刃口钝化设备及整体立铣刀的钝化设备设计;开发了刀具刃口钝化查询系统,该系统是本课题所开发的刀具管理集成信息系统的子模块。
针对具体企业需求,对刀具管理集成信息系统进行研究。本文详细论述了刀具管理系统的内涵,分别讨论了刀具管理系统与PDM系统、ERP系统、工作流管理系统的集成问题。开发了基于开源平台的刀具管理集成系统,该刀具管理集成信息系统,集成了工作流管理、PDM系统以及刀具管理等技术,基于APACHE+PHP+MYSQL开源平台,开发了独创的工作流引擎,实现了刀具订货流程管理、刀具图纸设计流程管理、刀具品种表管理、刀具数据管理、用户角色及权限管理、系统管理等功能。
The tool plays an important role in the machining process, so the improvement of the cutting tool capacity is meaningful to the machining.
The importance of the cutting tool edge preparation is not regarded enough now. Comparaed to the development of the tool material, the tool configuration and the tool coating, the development of the cutting tool edge preparation is lagged. The tool life, the cutting capacity and the cutting stability could be improved by the proper edge preparation.
The basic research work has been done by the author. The contents include:
(1)The regulation of the cutting tool edge is preparated. The narrow sense and the broad sense of the concept are both brought forward.
(2)The influence of the edge preparation to the machining process is studied, including the cutting force, cutting temperature and the tool coating.
(3)The caculating equation of the edge radius is brought forward, too. The equation could be used to calculate the smallest edge radius as the reference for the confirmation of the edge radius.
(4)The principals of the confirmation of the edge radius are studied.
(5)The equipment design work has been done by the author, including the design of the inserts and the integrated tool edge preparation equipments.
The integrated tool management system has been studied in the paper. The integration of the tool management system with PDM system, ERP system and the workflow system is studied. The integrated tool management based on the open source software (OSS) has been developed. The workflow system, PDM system are both integrated in the tool management system. The open source software (OSS) is APACHE+PHP+MYSQL. The original workflow engine is developed, too.The function modules of integrated tool management system include: the order workflow; the tool design workflow; the tool category sheet management; the tool data management; the user role and authority management; the system management.
引文
[1]戚正风,任瑞铭.国内外刀具材料发展现状[J].金属热处理.2008,33(1):15-20.
[2]于启勋.硬质合金刀具材料技术水平的进展[J].新技术新工艺.2007(5):8-10.
[3]刘战强.先进刀具设计技术:刀具结构、刀具材料与涂层技术[J].航空制造技术.2006(7):38-42.
[4]于启勋.涂层刀具的新进展[J].机械工人冷加工.2007(9):34-35.
[5]林文松,李培耀,等.纳米涂层的研究现状与展望[J].材料保护.2003,36(4):1-3.
[6]吕天宝,彭端元.2006年刀具行业展望[J].数控机床市场.2005(10):43-44
[7]Reeder,et al.Uniform coarse tungsten carbide powder cemented tungsten carbide article and process for producing same:USS071473[P].December 10,1991.
[8]ANG.Kerman,et al.Cemented carbide body with improved high temperature and thermomechanical properties:US6692690[P].February 17,2004.
[9]Collin C,et al.Processing of functional gradientWC-Co cermets by powdermetallurgy[J].RM&HM,1993-1994(12):145-152.
[10]CollinM,et al.Hardness grandient in WC-Co created by local addtition of Cr3C2[J].Proc.16th Int.Plansee Seminal,Plansee AG,reutte,2005(2):227-241.
[11]Moriguchi,et al.Superhard composite member and method of manufacturing the same:US5889219[P].March 30,1999.
[12]Fang,et al.Double cemented carbide composites:US5880382[P].March 9,1999.
[13]陈石林,等.聚晶金刚石复合体的研究进展[J].矿冶工程,2004(4):85-89。
[14]吕智,等.金刚石聚晶技术与发展[J].超硬材料与宝石(特辑),2004(4):126.
[15]林明山.高速切削加工与刀具技术.机电技术.2007(4):33-36.
[16]Yung-Chang Yen,et al.A finite element analysis of orthogonal machining using different tool edge geometries.Journal of Materials Processing Technology,146(2004):72-81
[17]K.-D.Bouzakis et al.Optimisation of the cutting edge roundness and its manufacturing procedures of cemented carbide inserts,to improve their milling performance after a PVD coating deposition.Surface and Coatings Technology,163-164(2003):625-630
[18]N.Fang,Q.Wu.The effects of chamfered and honed tool edge geometry in machining of three aluminum alloys.International Journal of Machine Tools & Manufacture,45(2005):1178-1187
[19]J.Rech,Y.-C.Yen et al.Influence of cutting edge radius on the wear resistance of PM-HSS milling inserts.Wear,259(2005):1168-1176
[20]桂育鹏.可转位刀片刃口钝化机及钝化参数的推荐[J].产品与技术.2005(8):66-67
[21]陈德洪,等.硬质合金刀片刃部强化工艺的研究与应用[J].硬质合金.1999,16(4):228-231
[22]何邦勇,等.刀具管理开源数据库的研究与实现[J].上海电机学院学报.2007,10(3):221-223
[23]刘洋,等.刀具管理系统研究与应用[J].模具制造技术.2007(7):64-67
[24]关中全.基于B/S结构的Smart Crib刀具管理系统[J].CAD/CAM与制造业信息化.软件世界,2005(10):76-78
[25]许晓栋,等.基于B/S结构的集成信息刀具管理系统[J].制造业自动化.2005,27(3):5-8.
[26]冯永涛,等.基于DNC的刀具管理系统的研究与开发[J].航空精密制造技术.2004,40(5):26-29
[27]周占峰.面向ERP的刀具管理信息系统研究[J].组合机床与自动化加工技术.2004(11):106-107
[28]邓飞等.基于Web网络平台的刀具管理系统的模型研究[J].燕山大学学报.2005,29(3):242-245
[29]桂育鹏.刀具刃口钝化技术的探讨[J].数控天地.2005(12):96-100
[30]邓星钟,主编.机电传动控制(第三版)[M].武汉:华中科技大学出版社.2001:124-125
[31]李毅等.TDM刀具管理软件[J].现代制造.2003(8):80-84
[32]机电一体化技术手册编委会编.机电一体化技术手册[M].机械工业出版社,1 994
[33]叶伯生.计算机数控系统原理、编程与操作[M].华中理工大学出版社,1998
[34]李诚人,等编.机床计算机数控[M].西北工业大学出版社,1988
[35]SIMATIC S7-200 programmable Controller.System Manual[M].SIMENS AG1999
[36]钟南星,陈伯健,李国喜,吴宝中.刀具立体库管理软件设计[J].工具技术,2005(39):23-26
[37]Tugrul ozel.Modelling of hard part machining:effect of insert edge preparation in CBN cutting tools.Journal of Materials Processing Technology,141(2003),284-293
[38]Jiang Hua et al.Investigation of cutting conditions and cutting edge preparations for enhanced compressive subsurface residual stress in the hard turning of bearing steel.Journal of Materials Processing Technology,171(2006),180-187
[39]谭冠政,肖如健.基于Petri网的工作流时间动态预测及验证.计算机测量与控制[J].2007,15(12):1801-1803
[40]李俊,汪惠芬等.基于Web服务技术的工作流管理系统研究[J].中国制造业信息化.2008(3):1一3,9
[41]汤双权,金可音等.工作流过程模型研究[J].计算机技术与发展.2007,17(12):44-47,52
[42]付伟.工作流技术综述[J].河北北方学院学报:自然科学版,2007(1):68-70
[43]刘怡,张子刚.工作流模型研究述评[J].计算机工程与设计.2007,28(2):448-451
[44]鲍敢峰,朱鹏.一种基于Web,Java和CORBA技术的工作流管理系统结构[J].上海交通大学学报.1998年,32(10):87-90
[45]史美林,杨光信.WfMS:工作流管理系统[J].计算机学报.1999,22(3):325-334
[46]杨斌,郝克刚.基于Web工作流管理系统的解决方案[J].西北大学学报:自然科学版.1999.29(6):491-494
[47]G.E凯恩编.切削刀具新的发展方向[M].机械工业出版社,1987
[48]郭予明.C801 8B车轮车床数控改造[P].西南交通大学.2004.
[49]葛江华等编.产品数据管理(PDM)技术及其应用[M].哈尔滨工业大学出版社.2002
[50]张毅编著.企业资源计划(ERP)[M].电子工业出版社.2001
[51]范玉顺编.工作流管理技术基础[M].清华大学出版社.2001
[52]赵强编.基于开源软件的J2EE企业级应用开发[M].电子工业出版社.2001
[53]高寿福编.PHP程序设计导学[M].北京科海电子出版社.2003
[54]马跃虹编.MySQL与电子商务[M].西南交通大学出版社.2001
[55]王敏锐.面向DNC的刀具管理系统技术研究[P].大连理工大学.2003
[56]冯永涛.基于Intranet的DNC系统的研究与开发[P].西北工业大学.2004
[2]于启勋.硬质合金刀具材料技术水平的进展[J].新技术新工艺.2007(5):8-10.
[3]刘战强.先进刀具设计技术:刀具结构、刀具材料与涂层技术[J].航空制造技术.2006(7):38-42.
[4]于启勋.涂层刀具的新进展[J].机械工人冷加工.2007(9):34-35.
[5]林文松,李培耀,等.纳米涂层的研究现状与展望[J].材料保护.2003,36(4):1-3.
[6]吕天宝,彭端元.2006年刀具行业展望[J].数控机床市场.2005(10):43-44
[7]Reeder,et al.Uniform coarse tungsten carbide powder cemented tungsten carbide article and process for producing same:USS071473[P].December 10,1991.
[8]ANG.Kerman,et al.Cemented carbide body with improved high temperature and thermomechanical properties:US6692690[P].February 17,2004.
[9]Collin C,et al.Processing of functional gradientWC-Co cermets by powdermetallurgy[J].RM&HM,1993-1994(12):145-152.
[10]CollinM,et al.Hardness grandient in WC-Co created by local addtition of Cr3C2[J].Proc.16th Int.Plansee Seminal,Plansee AG,reutte,2005(2):227-241.
[11]Moriguchi,et al.Superhard composite member and method of manufacturing the same:US5889219[P].March 30,1999.
[12]Fang,et al.Double cemented carbide composites:US5880382[P].March 9,1999.
[13]陈石林,等.聚晶金刚石复合体的研究进展[J].矿冶工程,2004(4):85-89。
[14]吕智,等.金刚石聚晶技术与发展[J].超硬材料与宝石(特辑),2004(4):126.
[15]林明山.高速切削加工与刀具技术.机电技术.2007(4):33-36.
[16]Yung-Chang Yen,et al.A finite element analysis of orthogonal machining using different tool edge geometries.Journal of Materials Processing Technology,146(2004):72-81
[17]K.-D.Bouzakis et al.Optimisation of the cutting edge roundness and its manufacturing procedures of cemented carbide inserts,to improve their milling performance after a PVD coating deposition.Surface and Coatings Technology,163-164(2003):625-630
[18]N.Fang,Q.Wu.The effects of chamfered and honed tool edge geometry in machining of three aluminum alloys.International Journal of Machine Tools & Manufacture,45(2005):1178-1187
[19]J.Rech,Y.-C.Yen et al.Influence of cutting edge radius on the wear resistance of PM-HSS milling inserts.Wear,259(2005):1168-1176
[20]桂育鹏.可转位刀片刃口钝化机及钝化参数的推荐[J].产品与技术.2005(8):66-67
[21]陈德洪,等.硬质合金刀片刃部强化工艺的研究与应用[J].硬质合金.1999,16(4):228-231
[22]何邦勇,等.刀具管理开源数据库的研究与实现[J].上海电机学院学报.2007,10(3):221-223
[23]刘洋,等.刀具管理系统研究与应用[J].模具制造技术.2007(7):64-67
[24]关中全.基于B/S结构的Smart Crib刀具管理系统[J].CAD/CAM与制造业信息化.软件世界,2005(10):76-78
[25]许晓栋,等.基于B/S结构的集成信息刀具管理系统[J].制造业自动化.2005,27(3):5-8.
[26]冯永涛,等.基于DNC的刀具管理系统的研究与开发[J].航空精密制造技术.2004,40(5):26-29
[27]周占峰.面向ERP的刀具管理信息系统研究[J].组合机床与自动化加工技术.2004(11):106-107
[28]邓飞等.基于Web网络平台的刀具管理系统的模型研究[J].燕山大学学报.2005,29(3):242-245
[29]桂育鹏.刀具刃口钝化技术的探讨[J].数控天地.2005(12):96-100
[30]邓星钟,主编.机电传动控制(第三版)[M].武汉:华中科技大学出版社.2001:124-125
[31]李毅等.TDM刀具管理软件[J].现代制造.2003(8):80-84
[32]机电一体化技术手册编委会编.机电一体化技术手册[M].机械工业出版社,1 994
[33]叶伯生.计算机数控系统原理、编程与操作[M].华中理工大学出版社,1998
[34]李诚人,等编.机床计算机数控[M].西北工业大学出版社,1988
[35]SIMATIC S7-200 programmable Controller.System Manual[M].SIMENS AG1999
[36]钟南星,陈伯健,李国喜,吴宝中.刀具立体库管理软件设计[J].工具技术,2005(39):23-26
[37]Tugrul ozel.Modelling of hard part machining:effect of insert edge preparation in CBN cutting tools.Journal of Materials Processing Technology,141(2003),284-293
[38]Jiang Hua et al.Investigation of cutting conditions and cutting edge preparations for enhanced compressive subsurface residual stress in the hard turning of bearing steel.Journal of Materials Processing Technology,171(2006),180-187
[39]谭冠政,肖如健.基于Petri网的工作流时间动态预测及验证.计算机测量与控制[J].2007,15(12):1801-1803
[40]李俊,汪惠芬等.基于Web服务技术的工作流管理系统研究[J].中国制造业信息化.2008(3):1一3,9
[41]汤双权,金可音等.工作流过程模型研究[J].计算机技术与发展.2007,17(12):44-47,52
[42]付伟.工作流技术综述[J].河北北方学院学报:自然科学版,2007(1):68-70
[43]刘怡,张子刚.工作流模型研究述评[J].计算机工程与设计.2007,28(2):448-451
[44]鲍敢峰,朱鹏.一种基于Web,Java和CORBA技术的工作流管理系统结构[J].上海交通大学学报.1998年,32(10):87-90
[45]史美林,杨光信.WfMS:工作流管理系统[J].计算机学报.1999,22(3):325-334
[46]杨斌,郝克刚.基于Web工作流管理系统的解决方案[J].西北大学学报:自然科学版.1999.29(6):491-494
[47]G.E凯恩编.切削刀具新的发展方向[M].机械工业出版社,1987
[48]郭予明.C801 8B车轮车床数控改造[P].西南交通大学.2004.
[49]葛江华等编.产品数据管理(PDM)技术及其应用[M].哈尔滨工业大学出版社.2002
[50]张毅编著.企业资源计划(ERP)[M].电子工业出版社.2001
[51]范玉顺编.工作流管理技术基础[M].清华大学出版社.2001
[52]赵强编.基于开源软件的J2EE企业级应用开发[M].电子工业出版社.2001
[53]高寿福编.PHP程序设计导学[M].北京科海电子出版社.2003
[54]马跃虹编.MySQL与电子商务[M].西南交通大学出版社.2001
[55]王敏锐.面向DNC的刀具管理系统技术研究[P].大连理工大学.2003
[56]冯永涛.基于Intranet的DNC系统的研究与开发[P].西北工业大学.2004
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