綠色制造高速加工能量模型范文
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1引言
綠色制造是一個綜合考慮環境影響和資源效率的現代制造模式，其目標是使得產品從設計、制造、包裝、運輸、使用到報廢處理的整個產品生命周期中，對環境的負面影響盡可能小，資源消耗盡可能少，并使企業經濟效益和社會效益協調優化。
制造業已成為創造人類財富的支柱產業，是人類社會物質文明和精神文明的基礎；但是，另一方面，制造業在將制造資源轉變為產品的制造過程中以及在產品的使用和處理過程中，消耗掉了大量人類社會有限的資源并對環境造成嚴重污染。有鑒于此，如何使制造業減少資源消耗和盡可能少地產生環境污染是當前制造業面臨的重大課題。為此，制造業實施綠色制造已勢在必行。
高速切削加工技術（HSM---HighSpeedMachining）由于符合高生產率、高加工精度和表面質量的特點而成為當代機械制造的一個重點發展領域，在航空、汽車、模具等領域都獲得廣泛應用，取得了巨大的經濟效益和社會效益。我國高速切削加工技術研究起步較晚，與國外相比還有很多差距，因此國家“十五”“十一五”重點領域技術預測研究和先進制造領域關鍵技術的分析論證，都將高速切削技術列為重大綜合型項目和經濟與社會發展急需技術項目之中。
鑒于此，建立高速加工能量模型具有比較深遠的意義。通過建立能量模型，可以得出各個參數與能量之間的關系，進而優化工藝參數，降低能量的消耗。
2模型的建立
能量模型可表示如下：Pi=PL+Pc，Pi表示輸入總功率，PL表示消耗總功率，Pc表示切削功率。切削加工的能量消耗特性的關鍵在于確定空載功率和切削功率特性。當機床處于空載狀態時，消耗總功率即為空載功率；當機床處于負荷狀態時，消耗總功率就要在原空載損耗的基礎上，增加上機床機械傳動系統和電動機的總消耗。
2.1直角車削時能量模型
直角車削的切削力可表示如下：
式中：Vo1-材料切除量，?茁-摩擦角，?覫-剪切角，?酌-前角，?子-剪切面上的剪切應力，h-剪切厚度，b-剪切寬度，v-速度
2.2銑削的能量模型
2.2.1直齒圓柱銑刀的能量模型
銑削時，銑刀刀齒給工件切削層施加一個切削力F，將切削力F分解為：主切削力Fc和垂直切削力FcN，由于只有主切削力做功，故能量模型只考慮主切削力。按照單位切削力計算的原理，主切削力可計算如下：Fc=kchb式中kc為單位切削力，h為切削厚度，b為切削寬度。單位切削力kc是隨切削厚度變化的，切削厚度增大時，單位切削力減少，故kc=Chy式中，C為系數，取決于被加工金屬和加工條件；y為指數，取決于工件材料，刀具磨損程度，銑削時，y=-0.2——-0.4。用直齒圓柱銑刀銑削時，某一刀齒上的主切削力Fci=kchibi=Chiyhibi（1）對于直齒圓柱銑刀的銑削，bi=B，h=fzsin?追x
式中：fz為每齒進給量，?追x為瞬時接觸角，它是該刀齒所在位置與切入位置之間的夾角，將h和b之值代入（1），得
Fc1=CBfzy+1sin?追xy+1式中B-工件待切層寬度，?追1-所考慮刀齒的瞬時接觸角
在同時有幾個刀齒切削的情況下，主切削力之和為
3結論
本文給出幾種加工的能量模型，在傳統銑削力的基礎上引入了能量的模型，但是能量的消耗與眾多的因數有關，在分析能量模型的時候，還需要處理參數。
