關于數控加工切削參數優化的幾點思考

成偉偉 張偉偉 馬康康 李江鑫 許慧東

【摘? 要】針對當前數控加工中往往具有較為復雜的切削加工工藝過程，在論述了切削參數優化必要性的基礎上，提出了借助于遺傳迭代算法的方式，提出了數控加工切削參數優化方案，希望對于今后全面保障數控加工質量有所幫助。

【關鍵詞】數控車床;數控加工;切削工藝;參數優化;遺傳算法

引言

在我國工業化大生產的背景下，數控加工技術則是推動我國工業化生產水平的重要方面，也是我國全力推動智能制造技術發展的重要組成部分。只有全方位重視數控加工技術的優勢，方可以全面推動行業的健康發展，借助于信息技術背景下的CAD/CAM技術優勢，全面實現優化切削參數，實現產品生產效率的全面提升。在具體的應用數控加工環節，特別是復雜曲面加工的實踐中，往往存在著動態化的切削條件的情況。在傳統的切削參數方法背景下，則會造成機床生產效率受到影響，直接造成刀具的使用壽命大打折扣，所以，應全面結合加工實際需求來進行切削參數的優化。

1.切削參數優化必要性

隨著我國智能工業化建設步伐的快速加大，各大企業都非常重視先進制造技術的發展，借助于信息化時代背景下的CAD/LAPP/CAM等技術優勢，能全面保障生產效率的提升，有效實現加工精度的提升，從而保障企業具有較強的競爭力。在實際運行中，大規模的CAD/CAM集成系統則需要投入較高的成本，相應的高素質技能人才也往往難以被中小企業所引進。在這樣的背景下，則應重點合理化開展相應的數控加工切削參數優化，從而不斷保障加工系統優勢得到全面提升，并能結合實際來豐富相應的數據庫。這樣能結合產品加工需求來實現自動編程系統的切削參數體系，便于實現預期的加工優化要求，有效控制相應的成本，實現產品質量得到全面提升，有致力于全面提升企業的核心競爭力。借助于優化切削參數，構建刀具管理數據庫，保障滿足規范化的切削參數設計，實現預期的經濟效益目標。

2.數控加工切削參數優化的措施

2.1 建立優化模型

在進行模型的優化過程中，則應保障先進算法來更好地實現采納數優化，這就應結合產品設計的需求來構建目標函數，并能合理化相應的設計條件要求，提出相應的變量范圍以及控制要求，從而構建好相應的模型。在具體的構建模型環節，則應明確相應的機床參數、實際工具，并明確影響到切削效率中的寬度、深度以及速度等方面的情況。在此基礎上，結合實驗測試情況，來保障進行相應的定位切削的深度、寬度等參數。這樣就可以涉及到切削速度和進給量等變量。在保障目標函數的基礎上，則應結合變量情況來構建相應的模型，從而落實好相應的最大效率目標函數的要求，并合理化相關的約束條件。

其中，影響機床因素并沒有單一化的情況，在具體加工環節，主要考慮以下方面的內容。一是，主軸轉速符合相關的切削速度;二是，滿足預期加工產品的給進量要求;三是，機床有效功率肯定超過切削功率;四是，機床主軸的最大進給力超過切削進給力;五是，要求相應的表面粗糙度要求。

2.2 優化方法

在具體的應用實踐中，切削過程的優化，則應從整體上來重點進行參數設計，以便更好地滿足切削工藝的實際要求。一般來說，重點可以從機床特性、夾具、刀具等角度來考慮，這是三個方面較為重要的約束限制因素，其他的相關影響因素肯定也會造成一定的影響，但可以結合實際問題的優化而采用一定的假設條件，不用考慮每種情況，從而忽略影響不大的因素。在進行切削參數優化方案的過程中，可以選擇符合工況要求的數學模式，結合相應的假設條件來構建目標函數，并結合實際需求來明確函數表達式、約束條件等。在這樣的基礎上，結合相應的算法編制程序，從而獲得目標函數的最優解。然后，可以進行實際應用中進行數據準確度的檢驗，逐步重復上述步驟得到相應的最優解。

2.3 遺傳迭代計算

上述所用的有效算法則是選擇遺傳迭代的方法。在基本參數輸入的基礎上，合理化開展相應的參數優化，并能隨機選擇基礎參數，借助于遺傳算法的方法，明確操作內容，并開展相應的交叉及變異操作，通過相應的迭代運算，如果結果滿足特定的誤差范圍內，則得到最優解。如果不滿足條件，則返回迭代過程，一直到獲得最優解位置。結合上述的方式，經過相應的數控加工切削參數優化過程，能全面保障機床利用效率的提升。比如，在粗加工環節，能有效節省0.86s的切削事件，而半精加工的環節能節省3.85s。結合相應的特征試驗件的加工來說，傳統模式涉及到12道交叉工序，借助于上述優化措施，則能有效整體節約112s。這些數據能充分表明了參數優化的有效性。

3.結語

由此可見，數控加工技術的全面提升有助于推動我國的智能制造加工技術的快速發展，由于數控加工切削過程具有一定的復雜性，所涉及到相關影響因素眾多，且呈現出非線性的復雜變化特點，借助于遺傳算法的優勢能有效進行數控加工切削參數的優化，實現加工質量以及效率的全面提升，大大降低了人工成本，有利于實現建工企業的預期經濟效益目標。

參考文獻

[1] 曹曉鋒. 數控加工切削參數優化的相關研究[J]. 華東科技：綜合， 2020年第4期：283-284.

[2] 楊雯俐. 計算機技術在數控加工切削優化中實際應用[J]. 科技風， 2019年第5期：95-95，102.

[3] 任德寶. 數控加工切削參數優化探討與實踐[J]. 世界有色金屬， 2019年第12期：200，202.

[4] 林朗. 航空制造數控加工切削參數優化研究[J]. 現代工業經濟和信息化， 2016年第3期：49-50.

[5] 崔海龍， 關立文 ， 王小龍. 基于VERICUT二次開發的數控加工切削力仿真研究[J]. 組合機床與自動化加工技術， 2012年第5期：9-12.

山西清華裝備有限責任公司?? ? ? ?山西長治? ? ?046000