數(shù)控切削加工工藝參數(shù)及刀具運動軌跡的研究
2017-1-24 來源：中航飛機(jī)股份有限公司漢中飛機(jī)分公司 作者：余凱
摘要：闡述當(dāng)前數(shù)控加工的特點以及工藝參數(shù)優(yōu)化研究的現(xiàn)狀，同時進(jìn)一步研究數(shù)控切削加工工藝參數(shù)及刀具運動的軌跡，旨在為當(dāng)前數(shù)控加工生產(chǎn)環(huán)節(jié)的有序開展提供有效的參考。
關(guān)鍵詞：數(shù)控加工；刀具運動軌跡；1-藝參數(shù)
0.引言
在數(shù)控加工工藝流程開展過程中，數(shù)控加工工藝參數(shù)影響著工藝生產(chǎn)質(zhì)量及零件加工成本的投入，因而在此基礎(chǔ)上，當(dāng)前數(shù)控加工領(lǐng)域在實踐操作過程中應(yīng)注重基于夾具、刀具、機(jī)床等參數(shù)的導(dǎo)向下對數(shù)控加工流程進(jìn)行適宜地調(diào)整，繼而達(dá)到最佳的工藝生產(chǎn)狀態(tài)，并就此提升設(shè)備整體生產(chǎn)效率。以下就是對數(shù)控切削加工工藝參數(shù)及刀具運動軌跡的詳細(xì)闡述，望其能為當(dāng)前數(shù)控加工生產(chǎn)環(huán)節(jié)的有序開展提供有效的參考。
1.數(shù)控加工特點
就當(dāng)前的現(xiàn)狀來看，數(shù)控加工的特點主要體現(xiàn)在以下幾個方面：第一，數(shù)控加工旨在利用數(shù)字信息對零件加工進(jìn)行操控，并實現(xiàn)對機(jī)床的自動化控制。因而在此基礎(chǔ)上，數(shù)控加工工序在開展過程中逐漸呈現(xiàn)出復(fù)雜形狀加工能力強(qiáng)的特點，為此，當(dāng)前制造業(yè)在發(fā)展過程中應(yīng)提高對此問題的重視程度，即注重結(jié)合數(shù)控加工特點來優(yōu)化自身工藝手段。第二，高效率、高質(zhì)量、高柔性亦是數(shù)控加工過程中凸顯出的主要特征之一，為此，應(yīng)強(qiáng)化對其的深人認(rèn)知，并注重將數(shù)控加工應(yīng)用于二維車削、模具型腔等零件加工流程中，由此達(dá)到最佳的加工狀態(tài)。
2.工藝參數(shù)優(yōu)化研究現(xiàn)狀分析
就當(dāng)前的現(xiàn)狀來看，在工藝參數(shù)優(yōu)化研究過程中單目標(biāo)優(yōu)化、無約束優(yōu)化、約束優(yōu)化等內(nèi)容被逐步納入到其中，同時，在實際生產(chǎn)應(yīng)用過程中，要求車間應(yīng)綜合考慮目標(biāo)函數(shù)、約束條件、機(jī)床精度等的影響作用，繼而達(dá)到最佳的數(shù)控切削加工狀態(tài)，滿足其零件加工條件。此外，當(dāng)前加工參數(shù)優(yōu)化方法主要涉及到實驗優(yōu)化方法、數(shù)值模擬優(yōu)化方法、專家／知識優(yōu)化方法等幾個方面，而優(yōu)化方法中專家／知識優(yōu)化方法被廣泛應(yīng)用于切削實驗領(lǐng)域，繼而由此實現(xiàn)實際加工參數(shù)信息的獲取。但此優(yōu)化方法在應(yīng)用過程中逐漸凸顯出效率低、周期長、成本高的問題，因而在當(dāng)前工藝參數(shù)研究過程中應(yīng)提高對此問題的重視程度。同時，注重將MATLAB—GUIDE、VERICUT、MARC等先進(jìn)的數(shù)值模擬軟件引入到實踐研究活動中，繼而達(dá)到最佳的參數(shù)研究狀態(tài)，并就此提升研究結(jié)果的精準(zhǔn)性。
3.數(shù)控切削加工工藝參數(shù)優(yōu)化路徑
3．1設(shè)計參數(shù)
在數(shù)控切削加工工藝參數(shù)優(yōu)化過程中強(qiáng)調(diào)對參數(shù)的設(shè)計是非常必要的，為此，應(yīng)從以下幾個層面人手：第一，在參數(shù)設(shè)計過程中應(yīng)注重堅守參數(shù)獨立性、基本性、目標(biāo)性設(shè)計原則。同時，在復(fù)雜零件銑削加工過程中為了實現(xiàn)參數(shù)的精準(zhǔn)確定，要求相關(guān)操作人員應(yīng)注重綜合刀位點切削條件的影響，繼而實現(xiàn)對參數(shù)的實時調(diào)整，最終由此滿足路徑段內(nèi)的數(shù)控加工需求。第二，由于在數(shù)控加工過程中涉及到了多個路徑段的應(yīng)用，因而在參數(shù)確定過程中應(yīng)注重用相同的數(shù)值進(jìn)行表示。例如，某工廠在數(shù)控加工過程中為了保障參數(shù)設(shè)計的合理性，即基于n個路徑的加工條件下，將參數(shù)切削寬度、背吃刀量、進(jìn)給量、
3．2優(yōu)化問題的求解
基于參數(shù)設(shè)計的基礎(chǔ)上，要求工藝技術(shù)人員在數(shù)控切削加工過程中應(yīng)注重對問題求解的優(yōu)化，即在參數(shù)優(yōu)化過程中以實驗的形式獲取到rt路徑段中切削深度、切削寬度等數(shù)據(jù)信息，并以劃分?jǐn)?shù)據(jù)帶的形式求出對應(yīng)的代表數(shù)據(jù)，由此滿足參數(shù)優(yōu)化需求。同時，在數(shù)據(jù)帶劃分過程中為了確保其合理|生，要求相關(guān)技術(shù)人員應(yīng)注重在最大、最小值間進(jìn)行取值劃分，從而保障問題的高效求解。此外，由于過多參數(shù)的加人將在一定程度上增加求解難度，因而在實踐求解過程中應(yīng)注重應(yīng)用問題分解方法，例如，將多目標(biāo)優(yōu)化函數(shù)合理劃分為幾個子目標(biāo)函數(shù)，即：F=F。+......F'+C(固定準(zhǔn)備時間)，最終由此簡化問題求解過程，達(dá)到最佳的求解狀態(tài)。
4.數(shù)控切削加工刀具運動軌跡分析
4．1刀具優(yōu)選
在數(shù)控切削加工刀具運動過程中刀具的優(yōu)選是非常必要的，為此，應(yīng)從以下幾個方面人手：第一，基于切削技術(shù)不斷發(fā)展的背景下，要求當(dāng)前操作人員在刀具優(yōu)選過程中應(yīng)注重綜合可靠度、高耐用度、高精度、經(jīng)濟(jì)性等指標(biāo)展開優(yōu)選行為。同時，在對精度要求相對高的零件加工中刀具優(yōu)選過程中亦應(yīng)注重強(qiáng)調(diào)對國外先進(jìn)刀片等產(chǎn)品的引進(jìn)，由此來增強(qiáng)當(dāng)前數(shù)控加工生產(chǎn)水平和產(chǎn)品質(zhì)量。第二，在數(shù)控切削加工過程中要求車間應(yīng)注重強(qiáng)調(diào)對刀具CAD／CAM技術(shù)的引進(jìn)，同時結(jié)合自身機(jī)械加工需求，對刀具結(jié)構(gòu)、切削部分形狀等進(jìn)行合理選用，由此來實現(xiàn)對刀具運動軌跡的有效控制，最終由此滿足產(chǎn)品生產(chǎn)條件，達(dá)到最佳的生產(chǎn)狀態(tài)。例如，某工廠在數(shù)控加工過程中即依據(jù)自身需求將ISO標(biāo)準(zhǔn)的刀具引人到自身實際生產(chǎn)流程中，繼而由此凸顯出高效率的生產(chǎn)優(yōu)勢，達(dá)到了最佳的生產(chǎn)狀態(tài)。
4．2刀具運動軌跡優(yōu)選
在數(shù)控切削加工過程中刀具運動軌跡的優(yōu)選是非常必要的，為此，相關(guān)技術(shù)人員在實際工作開展過程中應(yīng)提高對此問題的重視程度，并注重分析曲面曲率對切削力的具體影響，即隨著曲率的增大，切削力不斷減小。繼而在刀具運動軌跡控制過程中注重結(jié)合此因素的影響，由此達(dá)到最佳的數(shù)控加工狀態(tài)，提升整體加工效率。
5.結(jié)語
當(dāng)前中國數(shù)控加工工藝在開展過程中仍然存在著效率低等問題，影響到了整體加工成效，因而在此背景下，為了穩(wěn)固我國制造領(lǐng)域在國際市場競爭中的地位，要求當(dāng)前工廠在可持續(xù)發(fā)展過程中應(yīng)注重強(qiáng)調(diào)對切削參數(shù)的選用，建立工藝參數(shù)數(shù)據(jù)庫，并在注重基于參數(shù)合理化選擇的基礎(chǔ)上，把控刀具運動軌跡的優(yōu)選，達(dá)到高效率數(shù)控加工狀態(tài)，并就此為自身發(fā)展贏得更大的經(jīng)濟(jì)效益。
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