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1 保证顶尖孔定位精度的一般工艺措施
加工精密主轴零件时，最典型的工件定位方式为两端顶尖孔定位，这种定位方式符合基准重合原则和基准统一原则。为保证顶尖定位精度，一般在对主轴的主要外圆表面进行终加工前，需重新对顶尖孔进行修研加工，常用的修研方法有：
①用油石或橡胶砂轮修研顶尖孔。将圆柱形油石或橡胶砂轮装夹在车床卡盘上，用金刚石笔将其修整为60°圆锥体；将工件顶夹在油石与车床后顶尖之间，并加入少量柴油或轻机油润滑，然后开动车床使油石高速转动进行修研，同时操作者手握工件断续转动。
②用铸铁顶尖修研顶尖孔。该方法原理同上，不同的是用铸铁顶尖代替油石顶尖，修研时应加入研磨剂，顶尖转速略低。
③用硬质合金顶尖修研顶尖孔。该方法加工效率高，但修研质量稍差，多用于修研普通轴顶尖孔或作为精密轴顶尖孔的粗研加工。
④用顶尖孔磨床研磨顶尖孔。该机床加工精度较高，顶尖孔表面粗糙度可达Ra0.32μm，圆度可达0.8μm。
加 工精密主轴外圆时，主轴顶尖孔支承在固定的前、后顶尖上，此时工件的回转轴线由两个固定顶尖决定。理论上回转轴线是固定不变的，可加工出高精度的外圆。 但当两顶尖孔存在形状误差(如圆度、角度误差等)或同轴度误差时，均会造成定位截面上的顶尖与顶尖孔之间呈非圆周线接触的有限点接触状态(如图1所示)， 这将导致支承刚度不足而使工件轴线发生变动，造成加工面的圆度误差。在终磨(超精磨)图2所示精密主轴的主要外圆时，由于其圆度允差极小，即使对两顶尖孔 进行了仔细修研，使两顶尖孔具有很低的表面粗糙度、较高的形状精度和同轴度，但其接触面积仍很难达到85%以上，工件轴线变动依然较明显，仍会对工件外圆 圆度产生显著影响，外圆圆度超差现象时有发生。

(a)顶尖定位示意图 (b)定位截面有限点接触状态图
图1 双锥形顶尖定位状态图

图2 高精度磨床砂轮主轴简图
2 顶尖定位精度的精化方法
为提高加工精密主轴时顶尖的定位精度，保证主轴外圆终加工的圆度要求，可采取以下顶尖定位精度精化措施。
2.1采用外圆终磨专用球形顶尖
利 用球体任意截面均为圆形和球体与锥孔接触均呈圆周线接触的特点，设计外圆终磨专用球形顶尖对工件进行顶夹定位(如图3所示)。球形顶尖可从几何原理上保 证顶尖与顶尖孔在定位截面上始终保持圆周线接触状态，即使两顶尖孔存在较明显的锥度误差和同轴度误差，也不会改变其圆周线接触状态。采用球形顶尖定位时， 定位圆截面的接触应力分布均匀，接触刚度显著提高，被磨削主轴零件因定位面接触变形引起的轴线位移基本消除，从而可显著提高主轴回转轴线的位置稳定性，使 主轴外圆终磨后的圆度大大提高。

(a)顶尖定位示意图 (b)定位截面接触状态图
图3 球形顶尖定位状态图
2.2顶尖孔的多次修研
精密主轴零件的主要外圆表面(如主轴轴颈面)一般需经粗磨→半精磨→精磨→终磨(超精磨)等多道工序加工，在每道磨削工序之前均应对顶尖孔进行仔细修研，以逐步减小顶尖孔的表面粗糙度值，提高两顶尖孔的形状精度和同轴度，达到提高顶尖与顶尖孔接触精度的目的。
各道磨削工序前的顶尖孔修研精度应达到以下要求：
①粗磨外圆前修研精度：表面粗糙度Ra0.63μm以下，用标准顶尖着色检查，接触面积不小于60%；
②半精磨外圆前修研精度：表面粗糙度Ra0.32μm，用标准顶尖着色检查，接触面积不小于65%；
③精磨外圆前修研精度：表面粗糙度Ra0.32μm，用磨床工作顶尖着色检查，接触面积不小于75%，且在近大端接触。
④终磨外圆前修研精度：表面粗糙度Ra0.32μm，在终磨磨床上用专用终磨球形工作顶尖加研磨剂研磨并着色检查，接触面积不小于95%；同时应保证恒温加工条件(20±1℃)。
3 结语
工 艺试验表明，通过对顶尖孔进行多次修研，并在外圆终磨前采用球形顶尖研磨，可显著提高顶尖孔质量，精化顶尖定位精度。球形顶尖的制造、使用、维护方便， 研磨质量高，可使接触面积稳定达到95%以上，且易保证在近大端接触。通过采取顶尖定位精度的精化措施，精密主轴零件的外圆加工精度明显提高，圆度误差分 散范围缩小(可稳定在0.005mm以内)，保证了精密主轴零件的加工合格率。

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在切削过程中,刀具发生破损必然会通过各种现象或信号(如切削力、声音等)表现出来，使用切削力信号进行刀具破损监测是最具实用前景的方法之一。目前，基于切削力的刀具破损监测系统的信号处理方法可以分为基于模型和基于特征的2个方面。
　　基于模型的算法就是将切削力信号当作一个时间序列模型。使用最多的时间序列模型是自回归(autoregressive)模型。其运算过程不太复杂，可以满足刀具破损监测对实时性的要求。但自回归模型的破损阈值需要实验确定^［1］。
　 　基于特征的方法是在对切削力信号进行理论和实验分析的基础上，找出刀具发生破损前后切削力的特征。它又可分为时域和频域两种分析方法。时域分析方法使用 较多，这类算法的破损阈值往往也需要通过实验进行确定。在频率域内进行切削力数据处理的算法(如快速傅立叶变换等)比较复杂、运算时间较长，并要求较高的 信号采集频率。
　　由于过去一般计算机的运算速度很难满足刀具破损监测系统的实时性要求，随着计算机运算速度的大大提高，频域内监测算法用于刀具 破损在线监测已逐渐成为可能，如文献［2］曾介绍了一种称为小波变换(wavelet transformations)的信号处理方法，并将之用于铣刀破损监测中。
　　本文在实验研究的基础上，提出运用低通数字滤波算法利用铣削扭矩信号对刀具破损进行监测。铣削扭矩的测量使用一把带有力传感器和感应供电装置的切削力遥测刀柄^［3］。实验所用铣刀为高速钢螺旋槽三齿立铣刀,工件材料为调质45^#钢。铣削扭矩的频谱特征分析　 　采用铣削扭矩对刀具破损进行监测，要了解铣削扭矩的频谱特征。图2是实验所得铣削扭距波形图，从图中看出，铣床主轴每旋转1周(2π)时(时间为 0.63s)，3个刀齿依次产生1个类似于正弦曲线的扭矩波形。可以认为，铣削扭距波形中存在两种基本周期信号：铣刀每旋转1周形成铣刀转动周期(其值等 于主轴的转动周期)，前后两齿之间波形对应点之间的间隔形成1个单齿铣削周期(其值等于主轴转动周期/铣刀刀齿数)，1个铣刀转动周期包括m个(m表示铣 刀齿数)单齿铣削周期。对于多刃铣刀，单齿铣削频率总大于铣刀转动频率。如果切削过程是理想平稳的话，前后两个铣刀转动周期之间铣削扭矩的波形是相同的。 但相邻2个单齿铣削周期之间的铣削扭矩波形却不一定相同，这是因为每个刀齿的几何角度、刃口质量等略有差异，主要的还是由于刀齿制造和安装误差造成偏心引 起的切削用量的改变。另外切削过程中还存在着许多振源，所以实际上铣削扭矩信号中还包含着其他频率的成分。
　　文献［4］对铣削扭矩信号进行了频 谱分析，实验中使用Kistler Model 9067型台式测力仪测量切削扭矩。图1a、图1b分别表示正常铣削和铣刀破损时铣削扭矩在时域和频域内的记录。从频谱分析图中可以看出，在正常铣削时 (图1a)，铣削扭矩中存在着明显的单齿铣削周期(对应的频率为f_t)，铣刀转动周期成分(对应的频率为f_r) 相对较小；而当铣刀发生破损时(图1b)，频谱中除保留了未破损时的单齿铣削频率成分外，还出现了明显的铣刀转动频率成分。这一实验结论为监测刀具破损的 低通滤波算法提供了客观依据。可以设想，若能将铣削扭矩中单齿铣削频率及其以上频率的成分通过低通滤波的方法滤掉，那么，在理想情况下正常铣削过程经滤波 后的铣削扭矩基本上是一条以铣削扭矩均值为大小的常量(铣削扭矩直流分量)；而在刀具破损的时候，因为产生了明显的铣刀转动频率成分，而其频率小于单齿铣 削频率，可以通过低通滤波器而不被衰减，这样，经滤波后的铣削扭矩信号就变成了以铣刀转动周期为周期波动的量。

图1　铣削扭矩的频谱分析^［4］
注：主轴转速=600r/min，铣刀齿数为8齿

　 　最常用的硬件滤波器(无源或有源模拟低通滤波器)只能针对某一固定频率进行设计，一旦完成电路设计，滤波器的截止频率也就确定了。而不同的切削过程，单 齿铣削频率的值不一定相同，它将随着铣刀齿数和铣床主轴转速的改变而改变，所以采用硬件电路滤波缺少柔性，不实用。基于此，可采用计算机数字滤波的方法， 与模拟滤波器相比，数字滤波器具有精度高、可靠性高的优点，最主要的是它有较高的柔性，可以通过改变参数实现不同频率的滤波。

低通数字滤波器的设计

　 　数字滤波器通常分为2种：1种是递归数字滤波器(又称为无限脉冲响应Infinite Impulse Response滤波器，简称IIR)，另1种是非递归数字滤波器(又称为有限脉冲响应Finite Impulse Response滤波器，简称FIR)。本文使用IIR滤波器，它的优点是可用较少的阶数获得很高的选择特性，可以节省执行时间及存储量，适合刀具破损监 测系统对实时性的要求；它的缺点是相位非线形，即滤波后会使波形产生一定程度的失真^［5］，但这不影响它在刀具破损监测中的应用。
　 　数字滤波实质上是一个对数字序列进行运算处理的过程，它的输入是一个数字序列，输出是另一个数字序列。所以数字滤波器的设计实际上就是确定滤波器的传递 函数，使之满足预定的性能指标。在设计数字滤波器的传递函数时，往往从常见的模拟滤波器的传递函数H(s)入手，再使用双线形变换将其变换成Z域的传递函 数H(z)。模拟滤波器一般有巴特沃思滤波器和切比雪夫滤波器，本文采用巴特沃思滤波器。
　　1. 确定数字滤波器的模拟指标
　　设铣床主轴转速为n(r/min),铣刀齿数为m，则铣刀转动频率为f_r=n/60(Hz)，单齿铣削频率f_t=n^。m/60(Hz)。因为巴特沃思滤波器的幅值随频率升高而单调下降，为了使信号幅值在铣刀转动频率f_r处不被滤波器衰减，所以滤波器通频带采用2倍铣刀转动频率,而不只是1倍铣刀转动频率，这样可以提高监测系统识别刀具破损的灵敏度。
　　单齿铣削频率f_t不仅受主轴转速的影响，也受刀齿数m的影响，当m增大时，单齿铣削频率也将增大。本文以3齿铣刀为依据设计滤波器，这个滤波器同样适用于3齿以上的铣刀。归纳所设计滤波器的模拟指标为：
　　通带：0～ω_p(2×铣刀转动频率=2×2π×n/60)(rad/s)，1dB波动
　　阻带：ω_z(单齿铣削频率=m×2π×n/60)(rad/s)～ ∞，15dB衰减(m=3)
　　2. 确定传递函数阶数
　　下面按照公式Ω=ωT,将模拟指标转变为数字指标,其中T为铣削扭矩信号的采样间隔时间。实验中铣刀每旋转1周均匀间隔采集60个数据,所以T=60/(n×60)= 1/n(s)。设数字指标的通带截止频率为Ω_p，阻带起始频率为Ω_z，则有

　　　　　　　　　　　　　　　(1)

　　　　　　　　　　　　　　　(2)

　　模拟原型指标λp、λz可以按照下面的公式计算

　　　　　　　　　　　　　　　(3)

将式(3)代入式(2)，得

　　　　　　　　　　　　　　　(4)

巴特沃思滤波器的幅度平方函数为

　　　　　　　　　　　　　　　(5)

对式(5)两边取对数，得

　　　　　　　　　　　　　　　(6)

将式(6)代入式(4)，得

　　　　　　　　　　　　　　　(7)

解式(7)可得:

　　　　　　　　　　　　　　　(8)

取整数n=5，即为数字滤波器阶数。
　　3. 确定滤波器传递函数
　　查巴特沃思滤波器传递函数在n=5时的多项式因式形式^［5］，得传递函数为

　　　　　　　　　　　　　(9)

对式(9)进行双线形变换，可得

　　　　　　　　　　　　(10)

　　数字滤波器多采用级联形结构，即将数字滤波器的高阶传递函数分解为几个一阶或二阶传递函数的乘积^［6］。上式表示的传递函数可分解为

　　　　　　　　　　　　　　　(11)

　　使用直接Ⅱ结构将上述传递函数表示为差分方程如下

　　　　　　　　(12)

　　将输入序列x(n)代入上述方程并利用计算机求解，就可以得到经过滤波的输出信号y(n)，实现了数字滤波功能。

低通数字滤波算法的实验验证

　　1. 正常铣削过程的特征波形
　 　图2a是正常铣削时铣削扭矩波形，图中横坐标表示数据采集点数，纵坐标表示铣削扭矩的幅值，单位为伏特，因为刀具破损监测关心的是刀具破损前后(也就是 正常铣削过程和刀具破损过程)铣削扭矩的变化(频域的或时域的)，所以这里没有必要将铣削扭矩的准确值表达出来。将这个信号中的单齿周期成分进行低通数字 滤波，就得到如图2c所示的曲线，称之为铣削扭矩特征波形。由图2c可以看出，特征波形是一个以铣刀转动周期为周期的信号，其中已经不包含单齿周期的成 分。但是特征波形并没有如预期的那样是一条平直的线，仍然是曲线。原因是铣刀各齿径向尺寸不同，铣刀刀齿总存在着偏心，特别是在齿数较少或刀齿浸入率较低 时更是如此。由于这个偏差的存在，各个齿的径向切削深度就会有所不同，从而各个刀齿铣削扭矩的波形也不完全相同。所以，即使在正常铣削过程中，也存在着铣 刀转动周期的成分，只是当刀齿偏心在正常范围内时，这一周期成分不太明显而已。

图2　铣削扭矩波形及特征波形
注：主轴转速=95r/min(0.63s/r)，铣刀齿数为3齿

　　将特征波形在一个完整铣刀转动周期内的值求方差，就得到铣削扭矩的低通滤波特征值。通过大量实验(200多组实验数据)可以得出，正常铣削时低通滤波特征值最大为0.8V。
　　2. 铣刀破损时的特征波形
　 　刀具破损的形式很多，一般来讲刀具破损定义为刀具丧失其基本几何形状的大规模损伤，此时需要立即停车换刀。刀具破损的随机性很大，在实验过程中很难捕捉 到刀具破损的瞬态波形,所以本文采取了模拟破损的方法。具体方法是：在工件中钻一个小孔(直径为1.5mm)，然后将硬度较高的材料(高速钢钻头的柄部) 镶嵌在小孔中，用来模拟工件材料中的硬夹杂物。铣刀切削到硬材料时，刀刃将发生破损，由于破损后刀刃几何角度的改变，将造成铣刀与工件之间的摩擦加剧，切 削力将会有较大幅度的增加，见图2b，其特征波形见图3d。比较图2c和图2d可以看出，当刀具发生破损时，特征波形的峰值将大幅度增大，其特征值最大可 达到1.4V。
　　3. 铣刀破损阈值的确定
　　通过上面的实验可以看出，当刀具破损时，经过低通滤波得到的特征值比正常铣削过程有较大 增大，只要检测出特征值增大值，就可断定刀具发生了破损。具体做法是：计算每一个完整铣刀转动周期内的低通滤波特征值。在正常铣削过程中，这一特征值保持 稳定，只有极微小的随机波动；当刀具发生破损时，一个完整铣刀转动周期内的特征值将发生较大变化，当其超过某一阀值时就认定刀具发生了破损。重要的是，破 损阈值仍然依赖于实验确定。为了不使监测系统太敏感以至于发生误报，破损阈值应比正常铣削时的特征值略大。

作者单位：宋德朝（同济大学机械工程系　200092）　
　　　　　刘晓东（同济大学机械工程系　200092）

参考文献：

［1］刘晓东.自回归算法在铣刀破损监测中的应用.组合机床及自动化加工技术.1999，3
［2］Ibranhim Tansel, Christine Mekde et al. Detection of Failure in End Milling. ASME Publication,Miami,Florida,1988
［3］刘晓东. 新型四维切削力测量刀柄. 仪表技术与传感器.1999，1
［4］ Y. S. Tarng. Study of Milling Cutting Force Pulsation Applied to the Detection of Tool Breakage. Annals of CIRP,42(1),651～660,1991，5
［5］T.J.特雷尔著. 程佩青译. 数字滤波器引论. 清华大学出版社，1986，9
［6］周耀华等. 信号处理技术. 复旦大学出版社

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The Study on a Method of Automatically Inspecting the Initial Contact of the Grinding Wheel and the Work-piece for the Ultra-precision Surface Gr inding MachineGe Genyan　Li Shenyi
（NUDT）
Xu Yahui　Wu Minggen
（CPEI）Abstract：The paper introduces a method of automatically ins pecting the initial contact of the grinding wheel and the work-piece method by inspecting the load moment output of the frequency converter,with a steady accu racy of 0.5μm.
Key words：ultra-precision surface grinding machine，inspec ting the initial contact of the grinding wheel and the work-piece，moment inspe cting，the frequency converter，spindle　 　传统的磨削对刀主要采用听磨削声音、看磨削火花等手工方法，这些方法存在效率低、对刀 精度依赖于操作者的经验与熟练程度等缺点。自动对刀对磨削加工，尤其在超精密磨削加工 中，快速准确地检测出砂轮和工件的初始接触时间，对于控制工件尺寸精度、提高加工效率 、保护砂轮和工件表面都有重要意义。目前应用于工程实际的磨削自动对刀方法主要有检测 砂轮与工件接触瞬间主轴电机功率(扭矩)、负载电流变化以及采用专门的对刀仪等。
　　直接测量主轴电机功率方法具有信号采集简便、检测装置易于安 装、可避免切削环境(切 削液、切 屑、振动等)因素干扰等优点，是目前应用较为广泛的1种检测方法。其主要缺点是 该方法受电网电压不稳定、电磁噪声干扰及负载本身变化等的影响较大，使得该方法灵敏度 较低，目前采用这种方法的对刀精度为5～10μm左右。
　　采用专门对刀仪的方法目前主要可以进行刀具磨损量和尺寸精度的检测和补偿，其精度可达 5～10μm。但这种方法需要专门装置，只能进行间断在位测量，因此无法及时发现刀具的急 剧磨损或破损。
　　采用声发射检测和振动加速度变化的方法也开始应用于磨削对刀，但这些方法还不够成熟， 可靠性
尚有待提高，目前处于实验研究或完善阶段。
　　在“大型CNC超精密平面磨床”研制项目中，要求实现1μm乃至更高精度、稳定可靠的自动 对刀，这样就需要寻找高精度的检测手段并研究相应的信号处理方法。自动对刀方法及实验研究　 　图1所示为超精密平面磨床主轴系统简图，这里主轴驱动采用了FRENIC 5000G9S变频调速器 ，由于超精密平面磨床的主轴电机和砂轮轴都进行了精化及动平衡实验并采用了气浮轴承 支撑，因此，主轴系统本身负载波动的影响非常小，另外在超精密加工环境下，电网及外界 电磁干扰等影响也很小，这样对磨削液、磨屑等干扰不敏感的测量主轴电机功率(力矩、电 流)变化的方法就可能得到高精度对刀结果。

图1　超精密平面磨床主轴系统简图

　　1. 利用变频调速器获得力矩信号
　 　图2所示为变频调速器的原理简图，它通过检测主轴电机电压、电流的大小，并经过运算处理得到精确的负载力矩，以实现对砂轮主轴恒转速控制。如果通过变频 调速器的输出端口将计算得到的力矩信号同时输出给计算机系统，就可以利用变频调速器这一功能进行高精度的力矩检测，同时利用计算机快速强大的信号处理能力 与CNC系统的端口操作控制能力，实现机床自动对刀功能。通过检测变频调速器输出力矩信号还可以对砂轮磨损，磨头进给过深， 电网电压信号波动过大等意外情况进行监控以保护机床免受损坏。

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（１） 优先选用基孔制 在工业生产中，孔的加工难度比有相同精度要求的轴要大得多，而且孔的加工和检验常采用钻头，铰刀，拉刀和量规等定值刀具和量具，如果孔的公差带固定，则可 相应减少刀具和量具的数量，因此一般情况下，总是优先选用基孔制，以便减少刀具及量具的规格，数量，从而降低生产成本。但在某些情况下，必须采用
（１）优先选用基孔制 在工业生产中，孔的加工难 度比有相同精度要求的轴要大得多，而且孔的加工和检验常 采用钻头，铰刀，拉刀和量规等定值刀具和量具，如果孔的公差带固定，则可相应减少刀具和量具的数量，因此一般情况下，总是优先选用基孔制，以便减少刀具及 量具的规格，数量，从而降低生产成本。但在某些情况下，必须采用基轴制，例如当与孔有配合的轴类零件为标准件时，如滚动轴承的外圈与轴承孔的配合就应采用 基轴制。另外，当同一尺寸的轴段要与多个有不同配合要求的孔相结合而形成不同的配合性质时，则宜采用基轴制，图11 所示的活塞销，它与活塞孔的配合为过渡配合，而与连杆衬套的配合为间隙配合，如要采用基孔制，则要把活塞销加工成两头大中间小的阶梯轴，显然不利于加工及 装配。

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一、 入水：gate 进入位：gatelocation 水口形式：gatetype 大水口：edgegate 细水口：pin-pointgate 水口大小：gatesize 转水口：switchingrunner/gate 唧嘴口径：spruediameter 二、流道:runner 热流道：hotrunner,hotmanifold 热嘴冷流道:hotsprue/coldrunner 唧嘴直流:directspruegate 圆形流道：round(full/halfrunner
一、入水：gate
进入位：　gate location
水口形式：gate type
大水口：edge gate
细水口： pin-point gate
水口大小：gate size
转水口：　switching runner/gate
唧嘴口径：　sprue diameter
二、流道: runner
热流道：　hot runner,hot manifold
热嘴冷流道: hot sprue/cold runner
唧嘴直流: direct sprue gate
圆形流道：round(full/half runner
流道电脑分析：mold flow analysis
流道平衡:runner balance
热嘴：　hot sprue
热流道板：hot manifold
发热管：cartridge heater
探针: thermocouples
插头：　connector plug
插座： connector socket
密封/封料： seal
三、运水：water line
喉塞：line lpug
喉管：tube
塑胶管：plastic tube
快速接头：jiffy quick connector plug/socker
四、模具零件：　mold components
三板模：3-plate mold
二板模：2-plate mold
边钉/导边：leader pin/guide pin
边司/导套：bushing/guide bushing
中托司：shoulder guide bushing
中托边L：guide pin
顶针板：ejector retainner plate
托板：　support plate
螺丝： screw
管钉：dowel pin
开模槽：ply bar scot
内模管位：core/cavity inter-lock
顶针：　ejector pin
司筒：ejector sleeve
司筒针：ejector pin
推板：stripper plate
缩呵：movable core,return core core puller
扣机（尼龙拉勾）：nylon latch lock
斜顶：lifter
模胚（架）： mold base
上内模：cavity insert
下内模：core insert
行位（滑块）： slide
镶件：insert
压座/斜鸡：wedge
耐磨板/油板：wedge wear plate
压条：plate
撑头: support pillar
唧嘴： sprue bushing
挡板：stop plate
定位圈：locating ring
锁扣：latch
扣鸡：parting lock set
推杆：push bar
栓打螺丝：S.H.S.B
顶板：eracuretun
活动臂：lever arm
分流锥：spure sperader
水口司:bush
垃圾钉：stop pin
隔片：buffle
弹弓柱：spring rod
弹弓:die spring
中托司：ejector guide bush
中托边：ejector guide pin
镶针：pin
销子：dowel pin
波子弹弓：ball catch
喉塞: pipe plug
锁模块：lock plate
斜顶：angle from pin
斜顶杆：angle ejector rod
尼龙拉勾：parting locks
活动臂：lever arm
复位键、提前回杆：early return bar
气阀：valves
斜导边：angle pin
术语：terms
承压平面平衡：parting surface support balance
模排气：parting line venting
回针碰料位：return pin and cavity interference
模总高超出啤机规格：mold base shut hight
顶针碰运水：water line interferes withejector pin
料位出上/下模：part from cavith (core) side
模胚原身出料位：cavity direct cut on A-plate,core direct cut on B-plate.
不准用镶件： Do not use (core/cavity) insert
用铍铜做镶件： use beryllium copper insert
初步（正式）模图设计：preliinary (final) mold design
反呵：reverse core
弹弓压缩量：spring compressed length
稳定性好：good stability,stable
强度不够：insufficient rigidity
均匀冷却：even cooling
扣模：sticking
热膨胀：thero expansion
公差：tolorance
铜公(电极)：copper electrode

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六角蓋頭螺帽 HEX CAP NUTS
六角鋸齒螺帽 HEX SERRATED NUTS
六角輪緣螺帽 HEX FLANGE NUTS
高腳螺帽 HEX COUPLING NUTS(HIGH NUTS)
圓螺帽 ROUND NUTS
四角螺帽 SQUARE NUTS
管用螺帽 PIPE NUTS
輪殼螺帽 WHEEL NUTS
蝶型螺帽 WING NUTS
U形螺帽 U NUTS
T形螺帽 T NUTS
環首螺帽 EYE NUTS
齒形螺帽 KEP NUTS
齒花螺帽 CLINCH NUTS
耐候鋼六角重型螺帽 CORTEN STEEL HEAVY HEX NUTS
焊接螺帽 WELD NUTS
高張力螺帽 HEIGH STRENGTH NUTS
建業用螺帽 STRUCTURAL NUTS
不鏽鋼螺帽 STAINLESS STEEL NUTS
銅螺帽 BRASS NUTS
鋁螺帽 ALUMINUM NUTS
合金鋼螺帽 ALLOY STEEL NUTS
重型車螺帽 HEAVY DUTY WHEEL HUB NUTS
鐵器焊接袋帽 ACORN CAP NUTS
金屬預置扭矩式螺帽 ALL-METAL PREVAILING TORQUE TYPE NUTS
壁虎螺帽 ANCHOR NUTS
大尺寸螺帽 BIG SIZE NUTS
鐵蓋袋帽 CLOSED END ACORN NUTS
盤形華司螺帽 CONICAL WASHER NUTS
鐵蓋+尼龍圈組合蓋帽 DIN 986 DOMED CAP NUTS
突緣尼龍蓋帽 FLANGE NYLON INSERT LOCK NUTS
平面華司螺帽 FLAT WASER NUTS
六角割溝螺帽 HEX SLOTTED NUT
自鎖螺帽 SELF-LOCKING NUTS
制止螺帽 SLIDING NUTS
SLN-自動防鬆螺帽 SLN SELF-LOCKING NUTS
其它特殊螺帽 SPECIAL NUTS
彈簧螺帽 SPRING NUTS
不鏽鋼突緣螺帽 STAINLESS STEEL FLANGE NUTS
不鏽鋼六角輪緣尼龍螺帽 STAINLESS STEEL FLANGE NYLON INSERT LOCK NUTS
不鏽鋼六角重型螺帽 STAINLESS STEEL HEAVY HEX NUTS
不鏽鋼六角螺帽 STAINLESS STEEL HEX NUTS
不鏽鋼尼龍嵌入螺帽 STAINLESS STEEL NYLON INSERT LOCK NUTS
鋅壓屬螺帽 ZINC DIE CASTING NUTS
普通六角螺帽 HEX NUTS
六角重型螺帽 HEAVY HEX NUTS
薄型螺帽 HEX JAM NUTS
尼龍嵌入防鬆螺帽 NYLON INSERT LOCK NUTS
機械螺絲用六角螺帽 HEX MACHINE SCREW NUT

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尽管对高速加工的研究已有多年，但现在对高速加工还缺少一个明确简洁的定义和解释。高速加工的基本出发点是高速低负荷状态下的切削可较低速高负荷状态下切 削更快地切除材料。低负荷切削意味着可减轻切削力，从而减少切削过程中的振动和变形。使用合适的刀具，在高速状态下可切削高硬质的材料。同时，高速切削可 使大部分的切削热通过切屑带走，从而减少零件的热变形。
上述这些优点仅在合适的加工策略的情况下才能实现。如果使用了不适当的加工策略，轻则会导致刀具寿命的降低，重则可能导致更加可怕的结果。有一点必须记住，这就是高速加工并不是简单地使用现有刀具路径，通过提高主轴转速和进给率实现。
高速加工刀具路径
高速铣削刀具路径有多种限制，当将这些限制逐一列出后，则之所以需要这些限制的原因就一目了然。
1. 刀具不能和零件产生碰撞
2. 切削负荷必须在刀具的极限负荷之内
3. 残留材料不能大于指定极限
4. 应避免材料切除率的突然变化
5. 切削速度和加速度必须在机床能力范围内
6. 切削方向（顺铣/逆铣）应保持恒定
7. 应避免切削方向的突然变化
8. 尽量减少空程移动
9. 切削时间应减少到最短
然 而，在实际零件的刀具路径编制过程中，很难全部满足上述要求。事实上，在加工复杂形状的零件时，也根本无法全部满足上述要求。在这种情况下，应尽可能地满 足这些要求，同时，在必要的情况下可忽视一个或多个限制。在上述限制中，有些限制相对其它限制来说显然更加重要，应首先满足这些限制。上述的这些限制是大 致按其重要性而顺序列出。
精加工为高速加工提出了一个特殊的问题，即刀痕问题。由于零件形状的限制，对切削条件的妥协常常会在加工后的零件表 面上留下可见刀痕。当然，可通过抛光的方法来消除这些刀痕，但这样就违背了我们使用高速加工的初衷。可很容易地对粗加工和半精加工进行优化处理，因为在进 行过这些操作后，CAM操作者有多种选择来修改零件的形状，刀痕可通过随后的精加工来消除。
编程能力
好的高速加工程序在机 床上执行得非常快，但它的产生却需花费很长的时间和大量的精力。在如模具制造这样的单件加工领域，因等待加工程序而导致机床停机的现象非常普遍。如果简单 地将这种压力强加给CAM操作者，让他们更快地产生刀具路径，常常会迫使他们走捷径。其结果是所编制的程序并不经济、有效。尽管机床在继续运转，但加工速 度却大打折扣。
显然，使用这种策略进行高速加工是不明智的。要得到最好的高速加工结果，必须提供足够强大的CAM能力，以能得到高质量的加工程序，保证机床能全负荷地进行工作。为此需：
• 使用具备自动高速加工功能的CAM软件。这样可减少操作者优化程序的工作量。
• 使用能快速计算出无过切刀具路径的CAM软件。批处理功能可将复杂程序的计算留在夜间进行。
• 使用高性能的计算机并经常更新配置。确保计算机具有足够内存，以提高其运行效能。
• 确保每台机床都配备有足够多的CAM编程人员。培训机床操作者，使他们能直接在车间进行加工编程，这样可最大限度地发挥他们的加工技能。
• 确保对操作者进行了适当的高速加工编程培训。
安排加工顺序
除 最简单的零件外，高速加工总是牵扯到多个加工步骤。在高速加工编程中，最重要的是选取正确的加工顺序。Delcam所遇到的用户问题，有很大一部分都是策 略的使用顺序问题，而不是策略本身的使用问题。尽管CAM软件如PowerMILL的自动化水平日益提高和增强，但它最终代替不了用户自己对加工零件和加 工策略的理解和经验。
在这里我们无法详细讨论如何安排加工顺序，在此，仅给出几条安排加工顺序的基本原则：
• 永远同时考虑欲切除的材料，而不是仅仅考虑要加工成形的几何形状。
• 尽可能地将加工步骤减少到最少。
• 尽可能地使用连续策略，例如，偏置路径通常比平行路径好。
• 在可能情况下应尽量避免垂直下刀，尽量从材料外部切入材料。
• 在零件的一些临界区域应尽量保证不同步骤的精加工路径不重叠。这些区域如果出现路径重叠，势必会出现刀痕。
• 尽量不换刀，使用单个刀具精加工临界区域。刀具设置错误常常导致精加工后加工表面出现刀痕。
• 尽可能使用短刀具。长刀具更容易磨损。如有可能，应考虑重新定位零件方向，使用短刀具来加工不容易加工的区域。
结论：
高速加工对加工工程中的每个环节的要求都很苛刻。使用正确的物理设备是进行高速加工的基本要求，可精确指定这些物理设备的参数。很难具体指定高速加工中需要什么样的CAD和CAM功能，而CAD和CAM对高速加工的质量和稳定性具有显著影响。
供高速加工使用的CAD模型必须能精确地表达要加工出的模型形状，这意味着两点，其一，模型精度必须大于加工公差；其二，在可能的情况下，应将不需要进行铣削加工的模型特征从模型中删除或遮盖。
昂贵的高速加工设备必须配备以足够的CAM编程人员，以保证机床使用的是最好的程序。让机床加工人员在车间编制加工程序是提高编程质量的一个途径。
确保CAM操作者和机床操作人员进行过良好的高速加工技术培训。
仔细安排加工顺序至关重要。适当使用CAM系统所提供的加工策略是获得良好高速加工结果的最有效途径。

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ドリルの刃先に付着するのは「構成刃先」という現象です。ドリルではすくい面（捩れ溝の側）に構成刃先が形成されます。
構成刃先とは、切削時の刃先の高温・高圧によって、刃物の鋼組織に被削材である鉄その他が熱拡散による合金層を形成し、これによって刃先に被削材が付着する現象の総称です。
従って、構成刃先を防ぐためには、合金層の形成を妨げることです。
切削油は合金層形成を直接妨げたり、摩擦抵抗を小さくして発熱を軽減します。ドライ加工は切削油の効果を期待できないので構成刃先ができやすくなります。
逃げ面、すくい面の研磨は摩擦抵抗を軽減し、発熱を押さえます。当然のことながら、表面荒さが良いほど摩擦抵抗は小さくなりますのでメッシュの細かい研磨の方が有利です。また、研磨によって表面積も少なくなるので、構成刃先の形成を遅らせます。
コーティングは合金層形成プロセスそのものを変更させて構成刃先形成を阻害するほか、摩擦抵抗を軽減します。
こうしたことから、HikaruSaiさんのご指摘が的を得ていると考えます。

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1模具的维护要领 级 进模的维护，须做到细心、耐心、按部就班，切忌盲目从事。因故障拆模时，需附有料带，以便问题的查询。打开模具，对照料带，检查模具状况，确认故障原 因，找出问题所在，再进行模具清理，清洗掉料屑等，方可进行拆模。拆模时，受力要均匀。针对卸料弹簧在上模(固定)板与卸料板之间的模具结构形式，其卸料 板的拆卸，应保证平衡弹出。卸料板的倾斜有可能导致模内凸模断裂。 1.1凸凹模的维护 凸、凹模拆卸时，应留意模具原有的 状况，以利后续装模时方便复原。更换凸模时，应看通过卸料板是否顺畅。针对维修后凸模总长度变短，需加垫片达到需要的长 度时，应检查凸模有效长度是否足够。使用新凸模或凹模镶块时，要注意清角部位的处理。内凹清角因研磨中砂轮的磨损，会有较小R产生，相对在外凸处，亦需人 为修出R，以使配合间隙合理。对成形的细小突出部位更需注意。更换已断凸模，应查其原因，同时对凹模进行检查是否已引起崩刃，是不是需研磨刃口。组装凹 模，应水平置入，再用较平的铁块置于模芯上用铜棒将其轻轻敲到位，切不可斜置而靠强力敲入(必要时，可在模芯底部角倒出R以便容易导入)，组装时如受力不 均，在凹模下加设垫片应平整，一般不超过两片(且尽可能使用钢垫)，否则容易引发凹模的断裂或成形尺寸不稳定(特别是弯曲成形)。凸模及模芯等组装完毕， 应对照料带作必要检查，各部位是否装错或装反，检查凹模芯有无倒装现象发生，确认无误后方可组装卸料板或合模。注意做卸料板螺丝的锁紧确认，以便获得足够 的锁紧力。锁紧时应从内到外，平衡用力交叉锁紧，不可一次锁紧某一个螺丝再一次锁紧另一个螺丝，否则会造成凸模断裂或降低模具精度。 1.2卸料板的维护 卸 料板的拆卸，可用两把起子平衡撬起，再用双手平衡使力将其取出。遇拆卸困难时，应检查模具是否清理干净，锁紧螺丝是否已全部拆卸，是否因卡料等引起模具 损伤。查明原因，再作相应处理，切不可盲目处置。组合卸料板时，先将凸模及卸料板清理干净，在导柱及凸模的导入处加润滑油，将其平稳放入，使用橡胶槌子或 铜棒平衡敲入至适当位置，再用双手压到位，并反复几次。如太紧，应查其原因：导柱和导套导向是否正常，各部位有否损伤，新换件是否已作适当的处理(如凸模 也是否倒角，是否能通过卸料板等)，查出原因，再作适当的处置。卸料板与凹模间的材料接触面，长时间冲压产生压痕(卸料板与凹模间容料间隙一般为料厚减 0.03-0.05mm，当压痕严重时，会影响材料的压制精度，造成产品尺寸异常、不稳定等，需对料板镶块和卸料板进行维修或重新研磨。等高套筒应作精度 检查，它不等高时会导致卸料板倾斜，其精密导向、平稳弹压功能将遭到破坏，须加以维护。 1.3导向部位的检查 导柱、导套 配合间隙如何，是否有烧伤或磨损痕迹，模具导向的给油状态是否正常，应作检查。导向件的磨损及精度的破坏，使模具的精度降低，模具的各个部位就 会出现问题，故必须作适当保养以及定期的更换。检查导料件的精度，若导料销磨损，已失去应有的料带导正精度及功能，必需进行更换。检查弹簧状况(卸料弹簧 和顶料弹簧等)，视其是否断裂，或长时间使用虽未断裂，但已疲劳失去原有的力度，必须作定期的维护、更换，否则会对模具造成伤害或生产不顺畅。 1.4模具间隙的调整 模 芯定位孔因对模芯频繁、多次的组合而产生磨损，造成组装后间隙偏大(组装后产生松动)或间隙不均(产生定位偏差)，均会造成冲切后断面形状变差，凸模易 断，产生毛刺等，可通过对冲切后断面状况检查，作适当的间隙调整。间隙小时，断面较少，间隙大时，断面较多且毛边较大，以移位的方式来获得合理的间隙，调 整好后，应作适当记录，也可在孔位作记号等，以便后续维护作业。日常生产应注意收集保存原始的模具较佳状况时的料带，如后续生产不顺畅或模具产生变异时， 可作为模具检修的参考。另外，辅助系统如顶料销是否磨损，是否能顶料，导正销及衬套是否已磨损，应注意检查并维护。

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主として金属切削用として一般に用いるリーマに関する用語について規定しているリーマ用語において、”c）リーマの角度”に分類されている用語のうち、『外周すくい角』、『0°すくい』、『正のすくい』のJIS規格における定義その他について。
金 属部品などの下穴を正確に仕上げると共に、滑らかな仕上げ面を得るために用いるめ穴加工（下穴加工）工具であるリーマの、種類（構造、機能、用 途、取付方法などによる分類）リーマの要素、リーマの角度、精度などに関連する用語として、リーマ用語（JIS B 0173）において、”c）リーマの角度”に分類されているリーマ用語には、以下の、『外周すくい角』、『0°すくい』、『正のすくい』などの用語が定義されています。 リーマ用語（JIS B 0173）
⇒【c）リーマの角度】
分類： リーマ用語 > c）リーマの角度 番号： 3004（3.36） 用語： 外周すくい角 定義：
軸に垂直な面で、外周切れ刃（※1）のすくい面（※2）と半径方向の線がなす角度（図11参照）。

図11（外周すくい角・外周逃げ角）

図11（食付きすくい角・食付き逃げ角） 量記号（参考）：
γ_f 対応英語（参考）：
radial rake,
bock rake angle
分類： リーマ用語 > c）リーマの角度 番号： 3005（3.36.1） 用語： 0°すくい 定義：
軸に垂直な面で、すくい面と半径方向の線が一致するとき。 量記号（参考）：
－ 対応英語（参考）：
radial face
分類： リーマ用語 > c）リーマの角度 番号： 3006（3.36.2） 用語： 正のすくい 定義：
軸に垂直な面で、すくい面と半径方向の線がなす角度が、主運動方向に対して半径方向の線の後になるとき。 量記号（参考）：
－ 対応英語（参考）：
undercut face
（※1）
外周切れ刃とは、外周の切れ刃（刃部の構成要素の一つで、すくい面と逃げ面との交線）のことです（以下の図4参照）。 （※2）
すくい面とは、切れ刃に続く溝面のことです（以下の図4参照）。

図4（すくい面・食付き逃げ面・外周逃げ面・食付き切れ刃・外周切れ刃・ランド・マージン・ヒール・コーナ・溝・溝底の丸み）

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主として金属加工用として一般に用いるタップに関する用語について規定しているネジ加工工具用語（タップ）において、”f）タップ一般”に分類されている用語のうち、『構成刃先』、『溶着』、『切りくず詰まり』のJIS規格における定義その他について。
金 属部品などのねじ加工用の工具であり、主に下穴にめねじを形成するおねじ形のネジ加工工具であるタップの、種類（構造、機能、用途、ねじの種類、 製造方法、溝の形態などによる分類）タップの要素、タップの角、精度などに関連する用語として、ねじ加工工具用語-第1部：タップ（JIS B 0176-1）において、”f）タップ一般”に分類されているねじ加工工具用語（タップ）には、以下の、『構成刃先』、『溶着』、『切りくず詰まり』などの用語が定義されています。 ねじ加工工具用語-第1部：タップ（JIS B 0176-1）
⇒【f）タップ一般】
分類： ねじ加工工具用語（タップ） > f）タップ一般 番号： 6009 用語： 構成刃先 定義：
金属切削において、切削中に被削材の一部が加工硬化によって母材より著しく硬い変質物となって刃部（※1）にたい積凝着し、元の刃先に変わって新たな刃先が構成された状態になったもの（JIS B 0170（※2） 参照）。 量記号（参考）：
－ 単位（参考）：
－ 対応英語（参考）：
built-up edge
分類： ねじ加工工具用語（タップ） > f）タップ一般 番号： 6010 用語： 溶着 定義：
めねじ加工中に、食付き部（※3）の逃げ面、フランク（※4）、山の頂（※5）又はすくい面（※6）に被削材の一部が付着すること。 量記号（参考）：
－ 単位（参考）：
－ 対応英語（参考）：
welding
分類： ねじ加工工具用語（タップ） > f）タップ一般 番号： 6011 用語： 切りくず詰まり 定義：
切削中に切りくずが排出されずに溝（※7）に詰まる状態。 量記号（参考）：
－ 単位（参考）：
－ 対応英語（参考）：
chip packing
（※1）
刃部とは、タップの切削に直接あずかる部分のことです。
切れ刃、すくい面及び逃げ面からなります（下図参照）。
（※2）
JIS B 0170 は、以下のJIS規格になります。 JIS B 0170
切削工具用語（基本） この規格では、主として金属切削用として一般に用いられる切削工具に共通な基本的な用語及びその定義について規定されています。 （※3）
食付き部とは、タップが工作物に食い付いて、切削又は盛り上げながらタップ自身を案内する部分のことです（下図参照）。
（※4）
フランクとは、山の頂と谷底とを連絡する面のことです。
軸線を含んだ断面形では、一般に直線になっています。
JIS B 0101（ねじ用語）にも規定があります。
JIS B 0101（ねじ用語）では、一般に用いるネジの”ねじ基本”及び”ねじ部品”（座金・ピン・リベットを含む。）に関する用語及びその定義について規定されています。
詳細はこちらを参照ください。
ネジ規格・用語-ねじの種類,寸法,ボルト,ナット,タップ,インチ,管用,台形ネジ,加工等 （※5）
山の頂とは、ねじ山の両側のフラックを連絡する面のことです。 （※6）
すくい面とは、切削を営む主体となる面のことです。切りくずがこの面を擦過します。 （※7）
溝とは、隣り合った切れ刃とヒールとの間の切りくず排出のための凹んだ部分のことです（下図参照）。
溝・溝幅・溝底の径

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主として金属切削用として一般に用いるリーマに関する用語について規定しているリーマ用語において、”c）リーマの角度”に分類されている用語のうち、『外周逃げ角』、『食付き逃げ角』、『ねじれ角』のJIS規格における定義その他について。
金 属部品などの下穴を正確に仕上げると共に、滑らかな仕上げ面を得るために用いるめ穴加工（下穴加工）工具であるリーマの、種類（構造、機能、用 途、取付方法などによる分類）リーマの要素、リーマの角度、精度などに関連する用語として、リーマ用語（JIS B 0173）において、”c）リーマの角度”に分類されているリーマ用語には、以下の、『外周逃げ角』、『食付き逃げ角』、『ねじれ角』などの用語が定義されています。 リーマ用語（JIS B 0173）
⇒【c）リーマの角度】
分類： リーマ用語 > c）リーマの角度 番号： 3010（3.30） 用語： 外周逃げ角 定義：
軸に垂直な面で、仕上面に対する外周切れ刃（※1）の逃げ面（※2）の傾きを表す角。
外周逃げ角が複数からなる場合は切れ刃に近い方から順に第1外周逃げ角、第2外周逃げ角などという（図11参照）。

図11（外周すくい角・外周逃げ角） 量記号（参考）：
α_f 対応英語（参考）：
peripheral relief angle,
lead normal clearance
分類： リーマ用語 > c）リーマの角度 番号： 3011 用語： 食付き逃げ角 定義：
食付き角（※3）に平行な面と、食付き切れ刃（※4）の逃げ面の傾きを表す角（図11参照）。

図11（食付きすくい角・食付き逃げ角） 量記号（参考）：
α_o 対応英語（参考）：
chamfer relief angle
分類： リーマ用語 > c）リーマの角度 番号： 3012（3.23） 用語： ねじれ角 定義：
ねじれのつる巻線とその上の一点を通るリーマの軸に平行な直線とがなす角（図12参照）。

図12（ねじれ角・食付き角） 量記号（参考）：
σ 対応英語（参考）：
helix angle
（※1）
外周切れ刃とは、外周の切れ刃（刃部の構成要素の一つで、すくい面と逃げ面との交線）のことです（以下の図4参照）。

図4（すくい面・食付き逃げ面・外周逃げ面・食付き切れ刃・外周切れ刃・ランド・マージン・ヒール・コーナ・溝・溝底の丸み） （※2）
逃げ面とは、切削仕上げ面との不必要な接触を避けるために逃した面のことです。
逃げ面が複数からなる場合は、切れ刃に近い方から順に第一逃げ面、第二逃げ面などといいます。 （※3）
食付き角とは、軸に対して傾けた食付き部の角のことです。
食付き角が複数からなる場合は先端に近い方から順に第1食付き角、第2食付き角などといいます（以下の図12参照）。
図12（ねじれ角・食付き角）
図12（食付きテーパ） （※4）
食付き切れ刃とは、食付き部の切れ刃（刃部の構成要素の一つで、すくい面と逃げ面との交線）のことです（上のの図4参照）。