切削刀具角度模型示教系统设计与制作

切削刀具角度模型示教系统设计与制作-主副偏角与后角机构设计摘要切削刀具角度模具示教系统（Teachingsystemofcuttingtoolanglemodel）是一种能够直观地、动态的展示刀具切削角度的示教系统。它是一个以车刀为原型能够在课堂上进行辅助教学的较小型的教学模型，能够直观的展示出切削刀具的虚拟平面：基面、正交平面；将虚拟的、抽象的转换为实体，通过单片机、电机和传动机构将主副偏角、前角和后角等角度的变化在基面、正交平面和切削平面上直观的展现；并且直接的体现出刀具角度变化的度数。关键词：切削刀具角度，角度变化，直观的展示，模具示教系统Designandmanufactureofcuttingtoolanglemodelteachingsystem-designofmainandauxiliarydeclinationandbackanglemechanismAbstractTeachingsystemofcuttingtoolanglemodel(Teachingsystemofcuttingtoolanglemodel)isateachingsystemthatcanintuitivelyanddynamicallydisplaythecuttingangleofthetool.Itisasmallteachingmodelthatcanusetheturningtoolasaprototypetoprovideauxiliaryteachingintheclassroom.Itcanintuitivelydisplaythevirtualplaneofthecuttingtool:thebaseplaneandtheorthogonalplane;convertthevirtualandabstractintoasolid,Throughthesingle-chipmicrocomputer,themotorandthetransmissionmechanism,theanglechangesofthemainandauxiliarydeclinationangle,rakeangleandbackanglearevisuallydisplayedonthebaseplane,theorthogonalplaneandthecuttingplane;andthedegreeofchangeofthetoolangleisdirectlyreflected.Keywords:Cuttingtoolangle,anglechange,visualdisplay,moldteachingsystem目录1前言 11.1本设计的目的、意义及应达到的技术要求 11.2本设计在国内外的发展概况及存在的问题 21.3本设计应解决的主要问题 32整体设计说明 33后角的设计 43.1后角的设计原理和与其在总体上的布局关系 43.2电机的选择安装以及零部件的分析 53.3后角的分析 74主副偏角的设计 124.1后角的设计原理和与其在总体上的布局关系 124.2主副偏角零部件的分析 134.3主副偏角的分析 155结论 17参考文献 18谢辞 19附录 20PAGE191前言切削刀具（Cutting-tool）是学习《机械制造技术》的重难点，也是认识刀具的基础，只有明白了刀具的各个面、刀刃、角度，才能更好的应用刀具；同时也是进行机械加工制造切削过程中必不可少的刀具，是进行机械或者金属加工制造过程中不可缺少的一种加工工具。随着机械和金属加工制造的发展，对刀具种类的需求也越来越多样化，因此，刀具的种类也越来越多样化，像车刀、钻头和磨刀等。它们几何形状各异，复杂程度不等，但它们切削部分的结构和几何角度都具有许多共同的特征，其中车刀是最常用、最简单和最基本的切削工具，因而最具有代表性[1]。切削刀具角度模型示教系统设计主要是为了模拟切削刀具在静止的状态下的刀尖、切削刃和刀面，即三面中的前刀面、后刀面、副后刀面，两刃中的主切削刃、副切削刃，以及最后的刀尖。更关键的是模拟切削刀具在动态下，各个面和刀刃与刀具运动所产生的夹角，如前角、后角、主副偏角、刃倾角等；以及运动中各个夹角角度的变化和对刀具的影响。在我们学习切削刀具知识时，仅仅只通过课本的知识或者教师的讲解，学生很难理解刀具的各个知识点，需要对刀具进行直接的接触和实践，并且需要比较高的空间想象能力。因此，需要设计一种以基础车刀为原型的课堂辅助教学模型。1.1本设计的目的、意义及应达到的技术要求切削刀具是金属加工制造过程中所必须的工具，其中车刀是应用最广泛的，也是最简单和基础的一种刀具。因此，车刀的几何角度也是最具有代表性的，也是最容易学习和认识的，在刀具上建立平面坐标参考系，以及在参考系的基准下定义和认识刀具的工作角度。车刀的切削部分主要是由车刀切削刃和刀面构成，如图1.1.1所示；其中车刀的三个刀面就有前刀面、后刀面和副后刀面。本设计主要负责后角α0、主偏角kr和副偏角kr'的角度变化，如图1.1.2所示。而后角α0主要是后刀面和切削平面之间两个面的夹角，而且随着后角的逐渐增大能够减小刀具切削时刀具的后刀面与加工工件之间的摩擦，选用大小合适的后角的刀具能够有效的保证刀具的强度和磨损状况。主偏角kr是切削加工进给反向与主切削刃之间的夹角，主偏角kr的大小能够改变刀具的主切削刃在切削加工中的长度进而影响刀具的使用寿命，也能够影响切削加工中刀具的径向切削力的大小。而副偏角kr'则是切削刀具角度模型示教系统为了更加直观展示刀具角度的动态变化；刀具角度模型示教系统主要采取单片机控制直流电机的方式来调节刀具角度的变化，主要包括了主偏角、副偏角和后角的角度变化。而且刀具角度模型示教系统是通过电机进行连续性的联动变化，需要进行不同角度的变化。图1.1刀具的组成图1.2车刀的几何角度1.2本设计在国内外的发展概况及存在的问题车刀主要由负责切削部分和与机床刀具夹具想接触的刀柄部分。切削部分由一个刀尖，主副切削刃，前刀面、主后刀面和副后刀面组成，既常说的“一尖两刃三面”[5]。国内外关于用车刀角度进行教学的教具有很多，有运用3D打印技术打印进行打印教学车刀模型，或者直接用钢铁、铝合金或者硬质合金制造的车刀教学模具。比如现在已经比较规模化生产的切削刀具陈列柜，这种刀具陈列柜摆放了许多种刀具，如车刀、铣刀、磨刀、钻头等等，但是这种刀具陈列柜体型一般都较大，其中的车刀模具虽然也能够让大部分学生在一定程度上认识刀具的“一尖两刃三面”，但是没有办法让学生学习认识刀具的参考平面，如基面、主切削平面和正交平面。而且这些刀具都是单一的、静止的教学刀具，没有办法让学生认识到刀具的工作角度及其变化。而由李国和、蔡玉俊、戚厚军和闫辉等人发明的一种基于3D打印的分体式外圆车刀刀具角度教具[6]和戚月珍研发的可拆式典型车刀教具模型[7]，虽然能够直观的体现出正交平面参考系与各个刀面的之间关系，也能够表现出各个车刀的工作角度；但是这两种教学模型都不能进行刀具的多个角度的动态变化，而且又需要进行装备的拆卸，操作繁琐的同时也可能发生部件的丢失或者损坏。所以，需要设计一个能够直观地将正交平面参考系简单的表现出来的且能够动态展示车刀的每个角度的动态变化的示教系统，利用直流电机、电池和按键操作装置，再由铝合金板、丝杆和3D打印技术结合制作，使得示教系统有结构严谨，操作简单，便于携带等优点。1.3本设计应解决的主要问题目前，限制切削刀具角度模型应用范围的因素主要有两个：正交平面参考系难以直接认识了解；刀具工作角度变化比较单一。后角和主副偏角的角度变化的直观显示和定量理解，如何在理解角度变化的基础上，还能理解角度变化的量。2整体设计说明切削刀具角度模型如图2.1所示是由电机、丝杆、托盘、底座、螺纹杆、支撑柱、刻度盘和刀具刀面模型等构成的简单的模型刀具。而后角的角度变化是由L298N模板进行运行，控制电机进行正转和反转，而带电机的正反转会产生转矩，而电机产生的转矩能够带动马达的运作，马达开始工作时能够让丝杆产生推力，而丝杆的推力能够会对刀具模型的刀面产生一定拉伸作用从而带动刀具模型的刀面运动，从而使得模型刀具的后角发生角度的变化。而切削刀具角度模型的主副偏角则主要是通过手动的方法进行角度变化，主要是用手转动托盘进而间接的带动刀具模型的主刀面进行转动从而改变主副偏角的大小。图2.1切削刀具角度模型以及切削刀具角度模型的装配示意图（图2.2）如下所示：图2.2装配示意图副后刀面2.电机3.后刀面4.托盘5.底盘6.前刀面7.合页8.支撑柱9.模拟参考坐标10.鱼眼轴承11.角度测量器12.螺纹杆13.子母铆钉3后角的设计（1）根据所学的课程知识，再结合查阅相关书籍与论文，在了解和掌握车刀结构特点和几何角度的基础上，首先确定各个零件的基本尺寸和使用的材料，进行力学分析和结构分析，通过MATLAB软件建立运动学仿真模型。经仿真，得到后角机构的运动学特性，为确定后角机构的角度变化提供依据；（2）采用UG软件对切削刀具角度模型进行整体的规划和设计，然后，在对各个机构进行分析和具体的设计以及对零部件的选择和设计，形成完整的3D模型，再将整体进行拆分形成各个机构和零部件，以及对机构的合理性和刚度校核，以及绘制各零部件的工程图。3.1后角的设计原理和与其在总体上的布局关系后角的设计原理：后角的角度变化的演示主要是采用L298N模板、直流电机，马达和采用3D打印的非标准的后刀面教具，以及连接销钉和合板。具体的设计是用L298N模板接线直流电机，直流电机连接丝杠，丝杠通过销钉和前刀面教具连接。后角运动机构的分析：当启动直流电机时，电机正转时会带动丝杠转动，通过反作用力使套筒上升，并且带动后刀面教具以主切削刃为轴心进行转动，从而实现后角的角度的动态变化。此时就能够通过计算后刀面教具转动的幅度，或者是根据观察刻度板的读数的前后变化即可知道后角的角度的变化情况。后角机构与总体设计的关系：后角机构的设计是在总体设计的一部分，是在不影响其他刀具角度的变化而又与其它刀具组成部分形成整体的条件下设计而成的，因此在后刀面刀尖一侧靠近中部位置即角度测量道具的位置形成一个矩形缺口，这样既能测量后角变化的角度又能为教具整体转动时留下一定运动空间。另外后刀面模具和前刀面模具采用合页连接，合页的轴心与主切削刃相重合，这样后刀面模具在转动的时候不会对其它结构产生影响。3.2电机的选择安装以及零部件的分析电机选择12V直流电机，12V直流电机在教具的实验中可以带动丝杠，可以满足电机的正转，反转，停止等要求。刚开始电机的选择是选用6V直流电机，转速是60r/min。但是在具体教具的实验中，发现6V的直流电机转矩比较小不足以支撑教具的运动要求。尽管好控制，但不满足需求，也只能换别的电机了。所选用的12V电机，具体参数如下：电压DC\V空载转速rpm\min负载转速Rpm\min额定力矩Kg\cm额定电流MA堵转力矩Kg\cm堵转电流MA减速比1：0012100802.0030016.00300298电机的安装位置，机构3为电机，根据简图3.1可知，电机的安装位置:该电机未启动时候，距离前刀面的位置为丝杠的原始长度L2=75.57mm。图3.1后角机构简图丝杆是属于标准件，选用丝杠主要是将电机的转动化为直线运动的形式，以此来达到前刀面教具的上下摆动。螺纹丝杠选择M4X0.7 其中M4表示螺纹外径4mm，0.7表示两个牙尖间距0.7mm，也就是导程0.7mm。丝杆长度在电机的驱动下会产生伸缩运动，而丝杆的伸缩的长度会直接影响后角角度的变化的度数，而且丝杆是直接与电机相连接的；而丝杆的具体形状和尺寸参数如图3.2.2所示：图3.2丝杆与电机示意图后刀面如图3.3所示是属于非标准件，采用3D打印，材料是ABS。后刀面和丝杠之间的连接是在前刀面靠近丝杠的那一端，加一个凹槽如图3.4，凹槽一方面用来放置丝杠，一方面凹槽的两端用来固定丝杠通过销钉。后刀面和前刀面连接采用合页连接，合页的轴心与主切削刃重合。图3.3后刀面零件图图3.4凹槽零件图3.3后角的分析后角运动机构的分析：当启动直流电机时，电机正转时会带动丝杠转动，通过反作用力使套筒上升，并且带动后刀面教具以主切削刃为轴心进行转动，从而实现后角的角度的动态变化。此时就能够通过计算后刀面教具转动的幅度，或者是根据观察刻度板的读数的前后变化即可知道后角的角度的变化情况。对后角的角度变化过程进行受力分析，受力分析如图3.5所示：图3.5受力分析当电机不转时，F推故：X:FY:Y当电机转动时：F推存在.此时:F推=2π已知数据：n取0.9，T=2kg可得F由丝杆是直接垂直与后刀面，因而后刀面所受的力也也是垂直与后刀面。F而后刀面在运动中的应力为:σ=其中A是横截面积，A=195.27表3.1即后角的运动机构完全满足教具的设计要求。对刀具模具的后角角度变化的变化角度进行分析，受力分析如图3.6所示：图3.6受力分析图机构1后刀面和水平线之间的夹角θ1，后刀面到机构2丝杠的长度L1=61.60mm（L1是指后刀面转动的点到前刀面和机构2丝杠所连接的点之间的距离），丝杠加电机的长度L2=75.57mm，丝杠和水平线之间的夹角θ2，电机3的转速ω。由图2.3.3所示，θ2当投影到X轴时：L当投影到Y轴时：L当电机启动时：L2变大，然后导致θW∙S=∆L.其中W表示转速、S表示导程、∆L表示丝杆增加的距离（mm/s）.那么：（L2+∆L(得：θ1其中θ1已知数据=78°，L1=61.60mm，L2=75.57mm。代入数据得θ1利用MATLAB运动仿真，θ1的变化情况如图3.7所示：图3.7仿真图其中横坐标是时间，纵坐标是角度。纵坐标的单位是弧度制。大概趋势是，随着时间的增加，后角的角度变化越来越大。后刀面的刚度分析：刚度分析就是指机构受到外力的作用下，能够来抵抗变形的程度。分析的情况和强度校核的时候一样，选择在后刀面处于极限状态的时候来分析，设计的教具，在实物下的极限状态是前角的角度处于90°，即后刀面教具处于垂直状态，此时的受力分析如图3.3.1：由上面的受力分析的各类方程式和强度校核同理可知，最终后刀面受到的合力是推力F，且。保证刚度的校核要满足两个刚度条件，其中w为挠度，为跨长，载荷到绕轴旋转的距离。为转角。具体的刚度分析情况如下：以A点为原心，水平方向建立X轴，向左为正，竖直方向建立Y轴，向上为正。列弯矩方程：列挠度曲线近似微分方程：积分可得：由边界条件确定积分常数，在x=0处，有w=0，=0，可得建立转角方程和挠度方程：最大转角和最大挠度，在的时候分别取到绝对值最大。所得的转角为正值，说明是沿着逆时针方向往上推的。挠度为正值，说明推力支点往上移动。具体数据的代入，L1=61.60mm，EI为抗弯刚度。ABS材料的测试项目中没有刚度值，一般来说可以用抗拉强度等等参数来拟合刚度值。查表如下，选择抗拉强度53MPa来代替EI。刚度校核条件：，根据计算可得，最大转角和最大挠度显然符合条件。综上所述：刚度满足要求。4主副偏角的设计（1）根据所学的课程知识，再结合查阅相关书籍与论文，在了解和掌握车刀结构特点和几何角度的基础上，首先确定各个零件的基本尺寸和使用的材料，进行力学分析和结构分析，得到后角机构的运动学特性，为确定后角机构的角度变化提供依据；（2）采用UG软件对切削刀具角度模型进行整体的规划和设计，然后，在对各个机构进行分析和具体的设计以及对零部件的选择和设计，形成完整的3D模型，再将整体进行拆分形成各个机构和零部件，以及对机构的合理性和刚度校核，以及绘制各零部件的工程图。4.1后角的设计原理和与其在总体上的布局关系主副偏角的设计原理：主副偏角的角度变化的展示主要是由底部的托盘、中间部分的直流电机以及丝杆作为固定连杆、前刀面教具以及作为转动中心的鱼眼轴承组成。主要是由底部的托盘以鱼眼轴承为圆心转动而带动主副偏角变化。主副偏角运动机构的分析：当用手摇动底部的托盘时，而作为中间连杆的直流电机和丝杆保持静止不动，这时主副偏角机构会以鱼眼轴承为中心，在反作用力的作用下发生左右转动，进而实现主副偏角的角度变化。此时就能够观察刻度板的读数的前后变化即可知道主副偏角的角度的变化情况。后角机构与总体设计的关系：主副偏角机构的设计是在总体设计的一部分，是在不影响其他刀具角度的变化而又与其它刀具组成部分形成整体的条件下设计而成的，因此在转动底部托盘时直流电机时处于不工作的状态，这样教具的前刀面不会进而影响主副偏角的角度变化。主副偏角的示意图如图4.1所示：图4.1主副偏角示意图4.2主副偏角零部件的分析主副偏角的运动机构主要是由鱼眼轴承、前刀面、螺纹杆和底部托盘等直接参与角度变化运动的部件组成；以及一些中间零部件如电机、丝杆等，这些中间部件并不会直接参与主副偏角的角度变化。主副偏角机构简图如图4.2.1所示：图4.2.1主副偏角结构简图其中1是鱼眼轴承、2是前刀面、3是底部托盘而其中前刀面跟后刀面一样都是采用3D打印ABS材料的非标准零部件，并且根据整体设计的要求进行形状上的设计和调整。后刀面的基本形状和尺寸参数如图4.2.2所示，图4.2.2前刀面零件图底部托盘也跟前刀面后刀面一样也是采用3D打印ABS材料的方式制造的非标准零部件，同时托盘也是前角和后角所用电机的承载体，因为电机就安装在底部托盘上面；其也是主副偏角运动的主要动力来源点，因为就是通过手动转动托盘来改变主副偏角的角度。托盘的零件图如图4.2.3所示，图4.2.3底部托盘零件图鱼眼轴承是标准件，也是整个主偏角和副偏角机构在运动过程中的中心点，整个主副偏角机构的运动就是以鱼眼轴承为圆心，前刀面为转轴的偏转运动；并且鱼眼轴承是跟螺纹杆的上端通过螺纹连接的，鱼眼轴承的具体结构和零件图如图4.2.4所示，图4.2.4鱼眼轴承零件图4.3主副偏角的分析由于主副偏角机构的运动时利用人手去转动刀具托盘引起变化的，人的手所施加的力，一般来说是在合理范围之内的，所以这里的主副偏角倾角变化的情况和人手的力作用有关，而且仅仅利用左右转动就可以调节到所需要的主副偏角倾角角度。当刀具托盘受到往左的力时候，整个机构往左运动，此时的主偏角角度变小而副偏角的角度变大；当刀具托盘受到往右的力时候，整个机构往右运动，此时的主偏角角度变大而副偏角的角度变小。所以，主副偏角的角度变化并不会对前刀面施加力而产生形变，主要是对鱼眼轴承及与其连接的螺纹杆的连接处产生一定的转矩，因此对主副偏角角度变化过程进行受力分析，受力分析如图4.3.1所示:图4.3.1受力分析其中1是鱼眼轴承与螺纹杆的连接处，且其横截面的直径为∅=6而L则表示鱼眼轴承与螺纹钢连接处的一点到前刀面一边连接丝杆电机的一点之间的距离，其长度由测量的L=165由受力分析可得：τpW式中：T——横截面上的扭矩，由截面外通过外力偶矩获得；Ρ——该点到圆心的距离；Ip——查表获得螺纹钢的需用剪应力为：τ即τ又因为T=得F所以，当人施加给机构的力小与8574N时，机构能够满足设计要求；即主副偏角的机构满足教具的设计要求。5结论刚开始我们主要通过《机械制造基础》这本教材对刀具的知识进行更深层次的理解，然后分析怎么让刀具的不同的工作角度能够在同一个示教系统上面展示出来，以及应该采用什么样的方式让示教系统动起来以能够达到简单直观的了解切削刀具在加工过程中刀具不同角度的演示。通过对刀具示教系统的整体设计，再到对各个角度变化的机构进行设计和完善，以及最后对非标准零件的设计加工和对标准零件的分析选择，以及对机构的整体的刚度校核，我发现我们的设计以及选择的电机能够满足我们最早对于示教系统的预想，选择的各个零部件也能够满足要求，所以，我们的示教系统能够达到我们设计的预想。不足之处在于主副偏角角的角度变化，过于依靠人的手力作为外力来驱动，所以运动方面的研究不能够很定量地描述出来。另外一点的不足之处，在于实验的数据过少，不能够完美地比较理论和实践之间的误差。

参考文献［1］乔世民．机械制造基础［M］.北京高等教育出版社，2003：256-257.［2］张太萍，郝用兴，冯鑫.刀具角度说课案例研究[J].教改探索,2018,11:127.

［3］张银霞，王栋，郜伟.“金属切削刀具”课程多元化教学方法研究［J］.新乡学院学报：自然科学版，2010，27（3）：94-95.［4］乔世民．机械制造基础［M］．北京高等教育出版社，2003：261.［5］李国和，蔡玉俊，戚厚军，闫辉．一种基于3D打印的分体式外圆车刀刀具角度教具［P］．中国专利：201720000552.1，2017-01-03.［6］戚月珍.可拆卸式典型车刀教具的设计与制作［J］.山东工业技术，2015，（6）：50［7］王旭东.浅谈如何选择刀具的几何角度[J].职业,2010(36):145-145.［8］邹国楚.谈刀具角度的教学设计[J].科教导刊,2012(9):220-221.［9］黄晓艳,耿京,王轩,等.结合制图知识的刀具角度教学[J].镇江报,2018,31(2):98-100.DOI:10.3969/j.issn.1008-8148.2018.02.027.［10］杨洋,李金良,朱先勇.《机械制造基础》中关于刀具几何角度的微教学思考[J].山东工业技术,2016,(20):294.DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2016.20.257.［11］Deere&Company;PatentApplicationTitled"ImplementToolAngleControlSystem"PublishedOnline(USPTO20200053941)[J].AgricultureWeek,2020.［12］SadredineAbainia,NouredineOuelaa.Experimentalstudyofthecombinedinfluenceofthetoolgeometryparametersonthecuttingforcesandtoolvibrations[J].SpringerLondon,2015,79(5-8).［13］邓文超.车刀角度对切削过程的影响[J].科技创新导报,2015,12(13):81-82.［14］胡万超.浅谈车削加工中车刀几何角度的选择[J].科学咨询(科技·管理),2014(09):77-78.［15］朱彬.“刀具几何角度”教法探究[J].机械管理开发,2012(04):176+178.谢辞时光荏苒，一晃眼四年的大学生活即将结束，随着为时一个学期的毕业设计即将结束了，这也意味者我在北京理工大学珠海学院的大学生涯也即将结束。在毕业设计这段时间里，我得到了很大的自身提高，也对自身所学的知识有了比较好的巩固。而在这毕业设计的过程中，我发现了团队的合作是多么的重要，从选题开始，我和我的另外三个队友一直保持这沟通交流，以保证我们之间的想法或者思路的碰撞，尽量去弥补对方身上的不足，减少彼此之间在毕业设计中的失误，以及分享各自对于毕业设计有益的观点和资源。而且，合理的分工合作能够让我们完成毕业论文的速度更快，效率更高。此外，也要感谢陈东林老师的指导，从选题开始，到确认题目，再到开题报告，再到中期检查，以及到完成初稿，都离不开陈东林老师的细心指导。是老师让我们明白应该怎么进行毕业设计，在毕业设计中我们都应该完成什么样的工作，以及对我们在毕业设计中出现的错误进行纠正指导。同样，也离不开老师的时时的关心和督促，我们才能够全身心的投入到毕业设计中去。这次做论文的经历也会使我终身受益，我感受到做论文是要真真正正用心去做的一件事情，是真正的自己学习的过程和研究的过程，没有学习就不可能有研究的潜力，没有自己的研究，就不会有所突破，那也就不叫论文了。期望这次的经历能让我在以后学习中激励我继续进步。附录英文文献及其汉语翻译英文原文：Inmachining,cuttingtoolgeometryplaysagreatimportanceforthereasonthatisdirectlyincontactwiththeworkpiece,whichaffectsthesurfaceroughness.Thetooldesignershouldbetakenwithmoreattentionfortheselectionofthegeometricparameters.Twokindsofanglescanbeconsideredinthecuttingtooldesignstep:toolangles(toolbackrake(γp),etc.)andcuttingedgeangles(thetoolcuttingedgeangleofthemajorcuttingedge(κr),cuttingedgeinclinationangle(λs),etc.).Theselectionoftoolgeometrydependsofmanyparameterssuchasthetypeofmachiningoperation,tool-workpiecematerial,machinetoolpower,etc.Eachangleofthecuttingtoolhasitsindividualinfluenceforagivenmachiningoperation,inwhich,infact,allcuttingtoolanglesareinterrelatedandeachoneshouldbecombindesignstepwastoselecttheappropriatetoolgeometrybyfindinganoptimumvalueofeachangletoolcombinedwiththeothergeometricanglevaluesforagiventurningoperation.So,afewresearchesaredoneinthisway.Fromthistoolgeometricoptimization,theobjectivesinpracticalaspectaretominimizetherequiredcuttingforce,toreducetoolvibrations(minimizetoolwear),andtoobtainanacceptablerequiredmachinedsurfaceroughness.Somestudieswereconductedtoinvestigatethetoolgeometryoptimizationanditsinfluenceontheperformanceofturningoperations.Astakhov[1]presentedageneralmethodologyfortheselectionoftheoptimaltoolgeometrybasedupontheminimizationoftheworkofplasticdeformationinmetalcutting.Hediscussedandincludedintheconsiderationmanygeometricparameters(angles)ofcuttingtoolgeometry;thoseareinterrelatedandshouldbecombined,bystudyingtheirsimultaneousmulti-influenceonthemetalcuttingprocess.Fromtheauthor’sopinion,understandingthesesimultaneousmulti-influenceinthisresearchwayisimportantandthereisnosystematicguidanceoralgorithmtomakesuchaselectionclearandstraightforward.Günayetal.[2]foundthatthemaincuttingforcewasreducedforpositivevaluesofrakeangleandwasincreasedfornegativevaluesbyinvestigatingtheinfluenceoftherakeanglevaryingonlyincuttingspeeds.Again,Günayetal.[3]concludedthatadecreasingtrendwasobservedforthecuttingforcewhentherakeangleincreasedfromnegativetopositivevalues.Also,thecertainpercentageofdeviationwasfoundbetweenempiricalandexperimentalcuttingforces.Itsresearchworkincludestheeffectsofbothrakeanglesandcuttingspeedvariationsonthecuttingforce.Moreover,Günayetal.[4]provedthatincreasingtherakeanglereducedthecuttingforcesmeasuredusingaconstructeddynamometer.So,Günayetal.intheirworksinvestigatedonlytheinfluenceofoneangletool(rakeangle)combinedwithcuttingspeed.Saglametal.[5]concludedthattherakeanglehadasignificanteffectoncuttingforcecomponentsandthecuttingspeedhadaneffectontooltiptemperature.Asaresult,chipflowisdirectedbymajorcuttingedgeandrakeangleandthenitcanbecontrolledbyanoptimizeddesignoftheseangles.Neselietal.[6]foundthatthemostimportantfactorontheaveragesurfaceroughness(Ra)wastoolnoseradius;thenextcomesfromtheapproachandnegativerakeangleinturningofAISI1040steel.Saglametal.[7]foundthatamongtheresults,theoptimumapproachingangleandtherakeanglewerebothequalto75°and12°,respectively,whenthecuttingforcesandtemperaturewereevaluatedtogether.Inaddition,theaveragedeviationofcuttingforcewas0.37%fororthogonalturning.Meietal.[8]concludedthatthesimultaneousadjustmentbyincreasingtherakeangleandbydecreasingtheclearanceangleinfluencesthenonlinearityofthecuttingforceandthevibration,limitingtheclearancefacerespectively.Therefore,thegoalwastosuppressachatter.Luoetal.[9]foundthatamongtheresults,thenegativerakeanglewassignificanttoobtainagoodsurfacefinish,whereastheedtoothergeometricanglevalues.Theobjectiveofthisradialforcewasthemostdominantcontributingtothegenerationofmachinedsurfaces.Adynamiccuttingforcemodelwasevaluatedbyincludingtheeffectsoftherakeandclearanceanglesandprocessvariables.HuangandLiang[10]foundthatmachiningwithalargenegativerakeangleincreasedthecuttingforcescomparedwithapositiverakeangleandaffectedthemachinedsurfaceinhardturning.Dimlaetal.[11]analyzedboththeforceandaccelerationcomponentsignals;itconcludedthatsomecomponentscorrelatedwellwithcuttingtoolwear.Also,itconcludedthatwhenflankwearincreased,accelerationsignalsincreasedatproportionalincrements.LinandChang[12]foundthatthesurfacefinishwasproperlysimulatedandmeasuredbyconsideringtheeffectsofcuttingtoolgeometry,thecuttingconditions,andtherelativemotionbetweenthecuttingtoolandtheworkpiece.Furthermore,radialvibrationeffectsweremoresignificantonsurfacefinishprofilethanbothtangentialandaxialvibrations.Abuthakeeretal.[13]foundthatamongtheresults,itwasobservedthatthenaturalfrequencyshiftsawayfromtheoperatingfrequency,therebyavoidingtheresonanceconditionofcuttingtool,wheretheaimwastoevaluatetheeffectofcuttingconditionsoncuttingtoolvibrationusingaCNClathe.Leeetal.[14]foundagoodcorrelationbetweenthedynamiccuttingforceandtheflankwear.Adistinctpeakfrequencywasidentifiedasbeingduetothenaturalfrequencyoftoolholdervibrationratherthanoscillationsarisingfromthechipformationprocess.Qinetal.[15]indicatedthatthemajorobservationsareiftheuncutchipthicknessincreases,alargemaximumprincipalstressshiftsfarfromthetooltipandanormalizedcuttingforceratiowasgreaterathighspeedthantheratioatlowspeed.Also,atsmalluncutchipthickness,thethrustforcesincreasenoticeably,andifcombinedwithhighspeed,alargecompressivetoolstresswasgained.Cuttingsimulationwasutilizedtoanalyzethesizeeffectsonmetalcuttingusingdiamond-coatedtools,takingsomeparametereffectsintoconsideration.Theobjectiveofthisconductedexperimentalresearchwastofindoptimumvaluesoftoolgeometryanglesrelatedbetweenthem(interrelated)basedonmeasurementsoftheforceandaccelerationcomponentsandroughnessparameters,thereforeselectingtheoptimumtoolgeometryforacceptableturningoperations.（英文原文）汉语翻译：在进行机械加工时，切削刀具的几何形状非常重要，因为它直接与工件接触，从而影响表面粗糙度。刀具设计者应该更加注重几何参数的选择。切削刀具设计步骤中可以考虑两种角度：刀具角度（刀具后倾角（γp）等）和切削刃角度（主切削刃的刀具切削刃角（κr），切削刃倾斜角（λs））刀具几何形状的选择取决于许多参数，例如加工操作的类型，刀具-工件材料，机床功率等。切削刀具的每个角度对于给定的加工操作都有其各自的影响，其中，实际上，所有切削刀具角度都是相互关联的，因此，应该针对每个给定的车削操作，通过找到每个角度刀具的最佳值并结合其他几何角度值来选择合适的刀具几何形状，从而选择合适的刀具几何形状。因此，以这种方式进行了一些研究。通过这种刀具几何优化，在实践方面的目标是使所需的切削力最小化，减少刀具振动（使刀具磨损最小化）并获得可接受的所需机加工表面粗糙度。进行了一些研究，以研究刀具几何形状的优化及其对车削操作性能的影响。Astakhov[1]提出了一种基于最小化金属切削塑性变形工作来选择最佳刀具几何形状的通用方法。他讨论了切削刀具几何形状的许多几何参数（角度）并将其纳入考虑范围；通过研究它们在金属切削过程中的同时多重影响，这些因素是相互关联的，应该结合起来。从作者的角度来看，以这种研究方式理解这些同时的多重影响很重要，并且没有系统的指导或算法来使这种选择清晰而直接。Günay等。文献[2]发现，通过研究仅在切削速度变化时前角的影响，主切削力在前角正值减小，而在负值时增加。Günayetal。[3]得出结论，当锥角从负向正值增加时，切削力呈下降趋势。同样，在经验和实验切削力之间发现一定百分比的偏差。它的研究工作包括前角和切削速度变化对切削力的影响。此外，Günay等。[4]证明增加前角会降低使用测功机测得的切削力。因此，Günay等。在他们的工作中，只研究了一种角度工具（前角）与切削速度的影响。Saglam等。[5]得出结论，前角对切削力分量有显着影响，切削速度对刀尖温度有影响。结果，切屑的流向由主要切削刃和切角控制，并且可以通过优化设计的切角来控制。Neselietal。[6]发现，平均切削刃半径（Ra）是最重要的因素；其次是AISI1040钢的车削方法和前倾角为负。Saglam等。文献[7]发现，当切削力和温度共同评估时，最佳贴图加工角度和前角分别等于75°和12°。此外，Metal。[8]得出切削正交切削的平均切削力降低了0.37％。结论是，通过增加前角和减小后角，同时进行的调整会影响切削力和振动的非线性，从而分别限制切削间隙。因此，目的是抑制颤振。罗等。[9]发现，在结果中，负前角对于获得良好的表面光洁度是有意义的，而对于其他几何角度值则是有意义的。此径向力的目的是对加工表面生成的最大贡献。通过包括前角和间隙角以及加工变量的影响，评估了动态切削力模型。HuangandLiang[10]发现，较大的前角切削加工会比正角切削加工增加切削力，并影响加工表面的硬车削。Dimlaet等人[11]分析了力和加速度分量信号；得出结论，某些分量与切削刀具磨损相关。此外，得出结论，当侧面磨损增加时，加速度信号按比例增加。Lin和Chang[12]发现，通过考虑切削刀具的几何形状，切削条件以及切削刀具与工件之间的相对运动，可以正确地模拟和测量表面粗糙度。此外，径向振动对表面光洁度的影响比切向振动和轴向振动都重要。Abuthakeer等。[13]发现结果，观察到固有频率偏离了工作频率，从而避免了切削刀具的共振条件，其目的是使用CNC车床评估切削条件对切削刀具振动的影响。Leeetal[14]发现了动态切削力和齿面磨损之间的良好相关性。峰值频率被确定是由于刀架振动的自然频率而不是由于切屑形成过程引起的振荡。钦塔尔[15]指出，如果未切削的切屑厚度增大，则切削速度要大，最大切削力比要大。在未切屑厚度的情况下，推力显着增加，并且如果与高速结合，则会获得较大的压缩工具应力。切削模拟被用于分析使用金刚石涂层工具对金属切削的尺寸影响，同时考虑了一些参数影响。进行这项实验研究的目的是基于对力和加速度分量以及粗糙度参数的测量来找到在它们之间相关的（相互关联的）刀具几何角度的最佳值，从而为可接受的车削操作选择最佳的刀具几何形状。（SadredineAbainia,NouredineOuelaa.Experimentalstudyofthecombinedinfluenceofthetoolgeometryparametersonthecuttingforcesandtoolvibrations[J].SpringerLondon,2015,79(5-8).）

HYPERLINK电脑文件整理懒招从来都是不会经常整理文件的，不过时间一长，众多的文档分布在硬盘的各个角落，用目录进行整理保存，工作量大、查看起来也不方便且还会浪费不少的磁盘空闻；用压缩工具打包，尽管可以节约空间但是却无法直接编辑修改或查看压缩包中的文件。这些招，懒人怎么会用，他们自有妙招!再多再乱的文件也能整理得井井有条，关键是不费力哦!

懒招1，自动提取乱中取胜

小张起初将照片、Office文档、电影、音乐等文件一股脑地存放在某一个磁盘分区，刚开始文件少使用起来倒也方便，但随着时间的推移，文件数量剧增，每次找所需的文件都要瞪大眼睛，不过有了MY文档管理器(下载地址：)就不用担心了。

第一步，下载MY文档管理器，解压到任意目录，直接双击其中的可执行性文件即可使用。依次单击“节点操作→添加节点”，分别添加多个节点，如“办公文档”、“电影”等分类，这样做的目的是方便归类。

第二步，在小张的F盘中的TEST目录下有众多的RM、MP3、JPG、DOC、TXT格式的文件，现在他要把JPG格式的文件提取到“照片”类别中。依次单击“系统配置→文件过滤”选项，打开Dialog对话框，输入“*.doc”，单击“添加”按钮，意思是过滤掉所有类型为“.DOC”的文件。然后按照同样的方法，将“*.txt”、“*.rm”、“*.MP3”一一添加进来。

第三步，双击左侧窗格中的“照片”节点，然后依次单击“记录操作→导入记录树”命令，在打开的对话框中单击浏览按钮，打开“F:\test”目录，单击“确定”按钮之后就可以将格式为JPG的文件提取出来并添加到“照片”节点中了。

懒招2，不同的电脑统一的管理

小张是电爱的Fans，工作之余常常为杂志写稿，他写完的和正在处理的稿件一般都存在一个稿件文件夹里。不过时间一长，家里的电脑(PC1)和单位的电脑(PC2)上都有这个文件夹。时常需要通过移动硬盘(U盘)在两台电脑之间传递，使用和管理都很不方便。不过他现在用优盘就可以统一管理了。

第一步，将上文提到的那个MY文档管理器解压后直接拷贝到优盘上。把优盘插到PC1上，并运行软件，依次单击“记录操作→导入记录树”命令，在随后弹出的对话框中设置好“稿件”文件夹的根目录，将“导入深度”设置为“5”，单击“确定”后，稍等片刻，软件就把PC1上的“稿件”导入到MY文档管理器中。

小提示：通过这种方式导入到程序中的仅仅是文件的路径、文件名等属性信息，并不是文件本身。

第二步，把优盘插到PC2上，按照同样的方法导入PC2上的“稿件”文件。以后要编辑“稿件”里的文件，你自己根本不用记住哪台电脑的哪个路径，只要把优盘插入到电脑，运行MY文档管理器，就可以直接编辑了。

第三步，为方便在异地使用，小张决定为当前正在处理的稿件增加一个副本。在需要异地处理的稿件上右键单击，选择“复制文件到(自动添加副本)”命令，在弹出的对话框中将保存目录设置为优盘上的某个目录即可。这样，就可以在优盘上编辑PC1或PC2的稿件了。

小提示：对于PC1、PC2上的同名文件，MY文档管理器以不同的磁盘号+文件路径来标识文件记录，因此，对于不同电脑上的同名文件，甚至是路径和文件名完全相同的文件，程序也可以准确识别哪个是哪个。

懒招3多种文件批量移动

要将文件管理得井然有序，就免不了要进行复制、删除、移动等等操作，如果一个个进行操作，工作量是非常巨大的。这时我们就需要借助于BelvedereAutomated(下载地址：.com/assets/resources/2008/03/Belvedere%200.3.exe)进行批量操作了。例如我们想把“F:\test”目录中的所有照片移动到F盘中的“北京游照片”目录中，可以按以下方法进行。

第一步，建立“F:\test”目录后在“rule”一栏中，单击“+”按钮，建立一个规则。在“Descriptior”文本框中为当前规则起一个名字如“批量整理移动”。单击第一个下拉列表，在这里可以选择Name(文件名)、Extension(扩展名)、Size(大小)等进行操作，这里选择扩展名“Extension”。单击第二个下拉列表，在这里设置的是操作条件，有is(是)、isnot(不是)、contains(包含)等操作可供选择，这里选择的是“is”。接下来，在最后的文本框中输入图片文件的扩展名，示例中是“JPG”。定义的规则合起来的意思就是“扩展名是JPG”。

第二步，在“Dothefollowing”区域设置操作动作，单击第一个下拉列表进行操作动作的选择，有“Movefile(移动)、Renamefile(重命名)、Deletefile(删除)”等动作可供选择，我们要批量移动，那就选择重命名“Movefile(移动文件)”。接下来，单击后面的按钮选择“F:\北京游照片”目录。

第三步，规则设置完毕，单击“Test”按钮应用规则，程序即可一次性地将所有扩展名为“JPG”的图片文件移动到“F:\北京游照片”目录中了。

懒招4提纲挈领一点即得

在前面几大懒招的帮助下，你电脑里的文件应该已经有点类别了吧。如果从此想告别懒人的生活，那就要养成管理文件的好习惯了。

第一步，在你保存资料的电脑分区中，要接类别建立多个文件夹，可以按用途分为：学习、娱乐、暂存、工作、下载，在娱乐下又可以建立二级目录：电影、歌曲、动画等。也可以按照常见的文件性质进行分类，例如分为：图片、电影、电子书、安装文件等，当然也可以按照你的需要再建立二级目录，以后每有文件需要保存就按这个类别保存到相应的目录。

第二步，虽然现在已经把文件分门别类存放了，但时间长了，目录太深，一层一层查找也很麻烦的，在EXCEL里建一个目录就可以统一管理了。运行EXCEL后，新建一个表格，然后按照我们的分类方式隔行输入：图片、电影、电子书，在图片分类下再建立二级目录名，例如明星、汽车、壁纸等。

第三步，右键单击“图片文字”，选择“超链接”，在弹出的对话框中选择电脑里图片目录文件夹，单击“确定”后EXCEL里的“图片”文字就变成彩色。用同样的方法为一级目录的“电影、电子书”和二级目录的“明星、汽车、壁纸”等添加超链接。然后将这个EXCEL文件命名为文件目录，保存到桌面上，以后打开这个文档，直接单击相应的文字，比如单击“壁纸”，就可以切换到壁纸文件夹了。

小提示：如果要更改某个超链接，直接右键单击该文字，选择“编辑超链接”就可以了。本人的电脑分类原则简述如下。

硬盘的第一层(请在自己的件夹中右键“按组排列”查看)

第一位字母表示A生活娱乐B教学C工作D安装程序

第二位字母表示只是流水号

AA影视

AB音乐

AC阅读

AD图片

AE相册

生活娱乐

BA计算机

BB英语

BC运动

BD游戏攻略

BE衣食住行

BF文艺

教学

CA管理制度

CB流程图

CC程序文件

工作

DA娱乐

DB其它

安装程序

硬盘的第二层(进入“AA影视”的文件夹举例)

第一位字母表示只是流水号

第二位字母表示只是流水号

AA电影

BA电视剧

CAMTV

硬盘的第三级(进入“AA电影”的文件夹举例)

第一位字母表示A动作片B剧情片C动画片

第二位字母表示A未看过B已看过

AA导火线

AB尖峰时刻

动作片

BA独自等待

剧情片

CB机器猫

CB狮子王

动画片

利用“字母排序”和“按组排列查看”可以使文件查看和存放简洁明了，结合自己资料的特点和实际需求，给自己定一个分类原则并严格执行。个人电脑资料的资源会得到高效而充分的利用。电脑文件管理八条小技巧

在电脑的内部，在电脑的桌面上，在“资源管理器”中，充斥着无序与混乱,这种虚拟的混乱极大地影响了电脑的性能和我们办公的效率，当大家面临这个问题时，通常认为硬盘空间又不够了，电脑性能又不跟不上了，需要再换一台新的电脑了。事实上，我们真正需要的是坐下来，好好花时间将电脑里的文件真正管理起来，会为自己日后省下更多的时间。

文件管理的真谛在于方便保存和迅速提取，所有的文件将通过文件夹分类被很好地组织起来，放在你最能方便找到的地方。解决这个问题目前最理想的方法就是分类管理，从硬盘分区开始到每一个文件夹的建立，我们都要按照自己的工作和生活需要，分为大大小小、多个层级的文件夹，建立合理的文件保存架构。此外所有的文件、文件夹，都要规范化地命名，并放入最合适的文件夹中。这样，当我们需要什么文件时，就知道到哪里去寻找。

这种方法，对于相当数量的人来说，并不是一件轻松的事，因