數控加工參數優化的研究現狀與進展

閻競實

（長春職業技術學院,長春 130012）

數控加工參數優化的研究現狀與進展

閻競實

（長春職業技術學院,長春 130012）

摘要：數控加工技術是當前比較先進的一種制造技術，為提高生產力和生產效率做出了很大的貢獻。但是當前數控加工技術還存在著一些的問題，給生產和制造帶來了一定的影響。本文對數控加工參數優化的發展現狀進行了分析，探討了由于其優化不當所帶來的影響，并有針對性的提出了一些優化方案。

關鍵詞：數控加工；參數優化；研究現狀與進展

0　前言

數控加工是一種通過計算機編程和控制進行自動生產加工活動的技術。在對于數控加工的優化方面，主要是在其加工路徑和工藝參數方面。而當前對于加工路徑的優化已經取得了很大的成果，但是對于工藝參數方面的優化研究卻比較少。數控加工參數關系到生產率、生產成本以及超頻的質量，對于現代生產制造十分的重要。因此，要加強對這方面的研究，才能全面提高數控加工的技術水平。

1　數控加工參數優化的發展

1.1數控加工的發展

數控加工技術出現在上世紀中葉，為生產制造行業帶來了很大的變革。它是一種機電一體化的技術，能夠加工和生產一些精密的零件。相比于傳統的加工工藝，它具有更高的效率和更好的質量。到了今天，隨著科技的不斷發展，對于零件的要求也越來越高。因此，對于數控加工也提出了更高的要求。現代化的數控加工技術正在朝著更高速、更精密、更可靠、更智能的方向發展。

1.2數控加工參數優化的發展

加工參數是整個數控加工技術當中一個十分重要的組成部分，它在很大程度上影響著加工質量和加工效率[1]。由于加工參數基本上不會涉及到管理及維護的各方面的問題，可以直接應用到數控加工當中，所以，應該用科學化的手段選擇最為合理的參數，來實現加工效率和加工質量的最大化。多年來，人們在選擇加工參數方面雖然取得了一定的進展，但仍然存在著很大的局限性。近年來、隨著新技術、新材料、新工藝的不斷誕生和發展，數控加工參數也在不斷的優化和進步，在此過程中，要采取科學、合理的優化方案，對數控加工參數進行優化，以進一步提高數控加工的效率。

2　數控加工參數優化中不當造成的影響

傳統的數控加工參數是根據實際加工生產中得出的經驗和數據，加上一些計算，所得出的結果。但是，由于受到了各種內外部原因的影響，所得到的數據始終無法達到最優。而加工參數的選擇和優化不當，將會對加工生產活動造成很大的影響。

2.1加工結果不可控

由于加工參數在優化過程中的局限性，使得其與加工結果之間的關系無法確定。這就導致了無法對加工生產的過程進行控制，使得所加工零件的質量難以得到保障。除此之外，對于加工生產的時間也無法進行控制，會對工時定額產生影響，使得對數控加工的管理水平無法進一步提升。

2.2生產成本不可控

對于單件或小批量的加工生產，生產人員通常根據對加工手冊或以往經驗來確定加工參數。而對于大批量的加工，則還要根據實驗結構來對加工參數進行修改和校正。這些問題都是由于數控加工參數的優化不當造成的，不僅增加了加工成本，拖延了加工進度，無法滿足現代化工業生產的需求[2]。

2.3生產效率不可控

在加工一些諸如自由曲面等特殊的零件時，數控加工參數是需要進行變化的。但是由于加工參數的優化不到位，在加工生產過程中，為了保險起見，大多根據以往的經驗選擇了比較保守的、保持不變的加工參數，使得加工效率大大降低。因此，應采取科學、有效的優化措施，對數控加工參數進行優化，以解決這些問題，提高生產效率。

3　數控加工參數優化方案

3.1試驗

對數控加工參數的優化試驗是以最優化思想為指導，以具體加工實驗為基礎，來實現加工參數的優化[3]。將優化思想貫穿于整個試驗過程中，合理的運用概率論和數理統計。在眾多的試驗方法中，最常用的是田口方法，將方差分析、正交試驗設計、信噪比分析等技術手段綜合運用。在實際應用中，它具有信息豐富、次數少、效果顯著等優點。不過，這種試驗方法需要進行一定數量的試驗和長期實踐經驗的積累，對于人力、物力、時間的消耗較大。因此，在采用這種方法的時候，一定要慎重的選擇。

3.2數值模擬

由于計算機技術的發展和應用，數值模擬的方法在數控加工參數的優化當中應用的越來越廣泛。隨著CAD、CAM、CAE等技術日益普遍的應用，計算機數值模擬也變得越來越常用。在具體的實踐當中，首先要對成形過程進行模擬和分析，從而能夠正確的對目標函數、約束條件、進行正確的優化，并選擇適合的設計變量。利用數值模擬的方法對數控加工參數進行優化，可以將時間大大縮短，提高工作效率，還能夠對加工生產的質量進行有效的控制。

3.3專家知識

在計算機網絡應用當中，有將人類專家的知識和經驗進行歸納和總結，建立知識庫的專家系統[4]。它能夠模擬人類專家的思維方式進行問題的解答，利用知識庫當中的知識和經驗，對現實中存在的問題進行判斷和解決。在數控加工參數優化方面，專家系統能夠利用知識庫中的知識和經驗，來進行試驗、數值模擬、結果解釋的工作，選擇最為合適的優化方案。從而達到減少試驗次數，提高精確度，降低優化成本等目的。

因此，建立和完善一個科學、合理的數控加工專家系統對于數控加工參數優化乃至加工生產事業的發展都具有十分重要的意義。一旦成功，通過互聯網就能實現數據和資料的共享，以輕易獲取各種所需要的加工參數。

4　總結

數控加工參數是影響數控加工的效率和質量的關鍵性因素，科學、合理的加工參數能夠保證數控加工產品的質量，提高加工效率，還能夠有效的降低加工成本。因此，對于數控加工參數的優化具有十分重要的意義。針對當前數控加工參數優化和選擇過程中存在的一些問題，本文提出了幾點解決方案和優化措施。這些方法由于技術特點的不同，各有利弊。因此在具體的加工參數優化實踐當中，要根據實際情況，選擇合適的優化方案，以達到最好的優化目的。

參考文獻：

[1]李新宇.數控加工參數優化的研究現狀與進展[J].航空制造技術,2010（11）.

[2]應培源.數控加工過程工藝參數優化的研究[D].吉林大學,2013.

[3]董世鋼.數控加工切削參數優化的研究[D].長春理工大學,2011.

作者簡介：閻競實（1959—），男，吉林長春人，副教授，高級工程師，研究方向：數控技術應用及教學。