基于工藝特征的刀具管理系統技術研究

梁丹 周保菊

摘要：文中對基于工藝特征的刀具管理系統進行了簡要地論述，并介紹了其中所使用的技術以及相關模塊，并強調使用該系統之后，能夠按照工藝特征以及相關的條件內容，可以選擇出最為合適的加工刀具和切削參數。此外該系統還具有良好的實用性以及靈活性，不但有利于刀具的選擇，同時還能夠對切削參數的效率進行確定。

關鍵詞：工藝特征;刀具管理系統;技術研究

引言：

作為機械制造領域中的核心環節，刀具質量的好壞優劣與機械制造產業的發展息息相關。隨著工業化進程的不斷加快，當前的機械制造當中所需要的刀具品種不僅繁多，而且刀具的使用數量與規模也越來越大。與新時期的機械制造業相比，傳統的機械制造業企業必須要投入大批量的物質資源以及人力資源，同時還要構建一個獨立的部門來進行切削加工，生產，以及刀具的維護與保養。而工業化發展的不斷提高，人們對于工業產品的精度要求變得越來越嚴格，而且產品結構也開始呈現出復雜化的趨勢，傳統的刀具管理系統已經不能夠再適應新時期的刀具管理需求。為了能夠有效地解決工件材料中的加工工序，以及尺寸公差等問題，應當要采用最為合適的刀具（比如說刀具所使用的相關材料，刀具加工當中所需要的參數，刀具涂層的搭配是否合理等等）以及切削數據，從而有效地提高刀具管理的效率，以減少生產與加工過程當中所需要的成本投入，并全面性地提高生產效率。

1 系統總體設計與規劃

基于工藝特征的刀具管理系統，在能夠容納大量刀具數據并做到有效管理的同時，還必須要做好刀具數據的輸入、查詢、以及修改等等相關操作，而且還必須要按照具體的施工工藝以及參數要求，選擇正確的加工方式來完成刀具的加工，最后再按照所需要的內容來對切削參數進行優化與調整。

1.1 ?刀具數據庫

刀具數據庫就是基于工藝特征的刀具管理系統中的關鍵環節，整個數據庫在設計的過程當中，必須要對質量以及各項功能的完整性進行嚴格的測試與檢驗，只有確保數據庫的質量，才能夠讓刀具數據庫變得更加穩定、安全，按照數據庫當中功能的不同，可以將其劃分為兩個區塊，即資料型數據庫與濃縮型數據庫。所謂的資料型數據庫，就是將一些使用性較為頻繁的的刀具資料，手冊，或者由刀具廠商所出據的樣本，以及相關的文本資料中的相關數據內容。將這些數據內容進行認真、嚴格地分類、整理之后，再把它發送給廣大用戶，讓每個用戶不需要查找大量的資料，就能夠準確地查找到所需要的信息與資料。濃縮型數據庫是利用存儲數學模型，如果用戶需要某種特定的刀具加工工藝特征時，基于工藝特征的刀具管理系統就能夠按照這些相關的數據模型，來對切削參數進行計算，若是用戶所出據的切削工件材料，以及機床型號、加工時所需要的深度要求等相關條件之后，系統就能夠即時地調用出儲存在數據庫當中的與之相關的數據內容，然后再經過相應的分析與研究之后，計算出所需要的切削力度以及切削速度等內容。這些數據信息對于加工工藝人員，以及生產人員的順利操作提供了重要的數據參考。

1.2 刀具選擇專家系統

機械加工專家在選擇何種刀具牌號來進行加工的時候，就必須要對整個工藝的特征進行了解，并收集以下數據：（1）工件材料的牌號以及所需要的類別;（2）工件硬度范圍，或者熱處理狀態;（3）工件加工的流程與工序（比如說車削、以及銑削等等）;（4）工件加工的性質（比如說粗加工，或者半精加工，再到精加工）;（5）加工過程當中的各項性能是否穩定、可靠（比如說工件的沖擊性）。只有構建一個完善的刀具選擇專家系統，才能夠對現有的加工材料，以及加工過程當中所需要的精確度，加工模式等等相關內容進行專業化、工程化處理，最終再統計出最為合適、最為科學的切削參數，這樣才能夠提高切削加工的效率。

2 刀具信息維護

用戶通過對基于工藝特征的刀具管理系統的管理界面，在各個對話框當中選擇不同的功能與選項，來對所需要數據進行采集與維護。信息維護功能主要包括了以下幾個部分：（1）顯示記錄。按照查詢條件的內容，來調用數據庫當中的相關信息，將數據庫當中的相關刀具，以及工件材料的信息，機應設備的型號以及加工時間等等信息，來為后續的生產做好充分的準備工作。（2）增加記錄。用戶在使用基于工藝特征的刀具管理系統的時候，可以在該系統中的數據庫選項當中加入一條新的內容。系統的用戶能夠通過新建的方式，將新置的刀具信息，以及適合該刀具的工件材質，以及加工方法，還有配套的機床設備等資料添加到其中。（3）記錄的修改。在基于工藝特征的刀具管理系統界面中，有一個選項是進行記錄修改的，通過點擊記錄修改就能夠進入到修改窗口當中，修改窗口內記錄著大量的參數值，而且這些不同的參數都被歸類整齊地放在文本框當中，用戶能夠對該項記錄進行改寫，或者進行修正。（4）刪除記錄。用戶按照自身的具體現狀，把一些無用的，或者過期的刀具信息資料進行徹底刪除。

3 切削參數優化

因為切削參數容易受到外界因素的干擾與影響，這也使得被加工零件的切削條件也出現了不同的變化，不僅需要專業的技術人員來進行相關的資料與內容查找，還必須要利用豐富的實踐經驗，以及扎實的理論基礎知識來制定出最科學、最合理的切削參數。但是想實現這樣的目標，難度是相當大的，所以本刀具管理系統所具備的優化切削參數的功能，對于提高工作效率及切削質量起到了重要的作用。

3.1 ?優化基本的評價指標

切削參數優化，指的是向著既定的發展方向，以及一些特定的限制條件當中選擇出最為合理的切削參數。而能夠成為優化切削用量目標的包括了：成本、生產效率，以及利潤比率等等這幾個方面。

3.2 優化應考慮的約束條件

約束條件：在優化的過程當中必須要把工藝系統，以及工件加工當中所需要的限制條件進行全面性了解。比如說機床的極限轉速n，進給量f，以及最大功率p，切削力f，扭矩m，零件加工當中產生的粗糙值p等等內容。

4 結語：

綜上所述，伴隨著科學技術的進步與發展，新時期的刀具管理系統也開始向著智能化方向發展，通過電子計算機來替代傳統的管理模式也成為了刀具管理發展的必經之路。該系統不但適用于智能制造技術系統，還能夠在網絡技術以及虛擬制造技術的支持下，全面提高刀具管理系統效率，這對于整個企業的進步與發展具有重要的促進作用。

參考文獻

[1]劉赟. 基于特征的數控刀具分類體系及編碼系統研究[J]. 南昌大學s，2016（12）：124-137.

[2]孔林. 刀具材料及其合理選擇[J].上海交通大學，2015（03）：155-168.

（作者單位：長春軌道客車股份有限公司工程技術中心工程技術管理部）