數(shù)控加工工藝決策與切削參數(shù)規(guī)范化研究

鳳偉

摘要：數(shù)控加工從技術(shù)上而言，屬于一種相對(duì)自動(dòng)化的技術(shù)工種，但從宏觀角度而言，這種技術(shù)將直接影響國(guó)家的經(jīng)濟(jì)發(fā)展與綜合國(guó)力，尤其在當(dāng)今社會(huì)經(jīng)濟(jì)不斷深入的今天，數(shù)控加工技術(shù)是提升國(guó)內(nèi)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的重要手段。因此，本文主要就零件數(shù)控加工工藝具體原則、決策模型與數(shù)控加工切削參數(shù)規(guī)范化研究進(jìn)行逐一分析，希望能夠給相關(guān)從業(yè)人員提供一定的參考與幫助。

關(guān)鍵詞：數(shù)控加工;工藝;決策;切削參數(shù)

在數(shù)控加工的實(shí)際過程當(dāng)中，數(shù)控加工工藝的決策與支持是數(shù)控加工過程當(dāng)中的重要基礎(chǔ)，其中數(shù)控切削參數(shù)是對(duì)其加工狀態(tài)信息的有效體現(xiàn)。但由于數(shù)控加工環(huán)境與涵蓋的信息資源比較復(fù)雜。因此，切削參數(shù)的科學(xué)性與規(guī)范性就顯得尤為重要。只有切削參數(shù)具備一定的規(guī)范性，才能為數(shù)控加工工藝設(shè)計(jì)提供一定的技術(shù)與手段支持，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)數(shù)控加工工藝在實(shí)際運(yùn)作過程中對(duì)切削參數(shù)的精準(zhǔn)優(yōu)化。

一、零件數(shù)控加工過程中應(yīng)遵循的具體原則

（一）零件數(shù)控加工工藝設(shè)計(jì)原則

簡(jiǎn)單來講，零件的數(shù)控加工工藝過程也就是確定零件各項(xiàng)功能是否符合數(shù)控加工條件，并對(duì)其中的工序進(jìn)行確定的過程。數(shù)控機(jī)床中對(duì)零件加工工序的劃分方法主要包括：第一，加工順序劃分法【1】。它是參考零件的組織結(jié)構(gòu)與毛坯狀況，同時(shí)按期粗糙與精細(xì)度進(jìn)行劃分;第二，所用刀具劃分法。第三，加工順序劃分法。這種劃分法主要是通過對(duì)零件的精度以及變形因素進(jìn)行分析，并通過對(duì)刀具的集中，并按先粗后精原則，將加工部位進(jìn)行分解。

（二）零件加工當(dāng)中的數(shù)控加工工藝設(shè)計(jì)原則

零件加工當(dāng)中的數(shù)控加工工藝是把所符合的工序通過有效集中、定位的原則。它是把零件按粗、精區(qū)分原則;由遠(yuǎn)到近、由面到孔原則;由內(nèi)到外、內(nèi)外相融原則;刀具條用次數(shù)最少化原則;程序最簡(jiǎn)化原則;數(shù)控加工工序當(dāng)與普通工序有效銜接原則;特別情況特別處理原則等。

二、數(shù)控加工工藝當(dāng)中的決策模型

（一）決策知識(shí)獲取基礎(chǔ)

工藝當(dāng)中的決策知識(shí)獲取基礎(chǔ)是指操作者對(duì)于工藝設(shè)計(jì)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間的積累，并向客戶闡明決策推理與工步、工序的過程。在實(shí)際應(yīng)用當(dāng)中，應(yīng)充分了解各個(gè)子任務(wù)的復(fù)雜程序，并在對(duì)工藝決策支持的獲取過程中，構(gòu)建加工元與工藝決策子任務(wù)的定義【2】。加工元是根據(jù)零件特點(diǎn)進(jìn)行加工的實(shí)體信息，其中工步是指通過同一刀具把連續(xù)加工的特征進(jìn)行有效集合，同時(shí)同一工序可以進(jìn)行多次裝夾，并通過具體工藝來對(duì)子任務(wù)進(jìn)行最終決策。

（二）工藝創(chuàng)成系統(tǒng)

數(shù)控工藝決策規(guī)則是創(chuàng)成原理與機(jī)制的重要基礎(chǔ)，作為數(shù)控機(jī)床而言，要想一次性完成零件的精度與密度要求，就需要在對(duì)數(shù)控工藝決策的過程當(dāng)中，嚴(yán)格按照刀具相應(yīng)配置原則，讓其作為一道工序的內(nèi)容。同時(shí)，還必須與數(shù)控機(jī)床工件裝夾的特點(diǎn)有效呼應(yīng)，并對(duì)數(shù)控工藝工序進(jìn)行細(xì)致研究。

在加工工藝沖程模型的步驟中，主要通過其構(gòu)造的完整描述與存儲(chǔ)，設(shè)計(jì)出所需處理零件的知識(shí)庫。同時(shí)構(gòu)建出符合約束條件的工藝知識(shí)庫，并對(duì)零件與工藝知識(shí)庫當(dāng)中的接收編輯器進(jìn)行設(shè)計(jì)，構(gòu)建出數(shù)控加工基元，最終打造出數(shù)控加工基元與制造資源二者間的關(guān)系模型。

（三）工藝決策模型

以特征技術(shù)為決策系統(tǒng)的輸入內(nèi)容，可以有效適用于數(shù)控加工決策支持當(dāng)中的零件信息描述【3】。其特征主要涵蓋零件的幾何與加工融合體，通過對(duì)形狀、精度、技術(shù)、才料、管理等特征的具體定義，來為日后數(shù)控加工工藝設(shè)計(jì)提供有力的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)支持。

對(duì)于數(shù)控工藝知識(shí)主要需通過對(duì)加工知識(shí)的建立原則所體現(xiàn)。對(duì)于數(shù)控加工工藝知識(shí)的信息模型來講，必須完全依據(jù)實(shí)際要求，宏觀的對(duì)數(shù)控工藝規(guī)程與文件數(shù)據(jù)進(jìn)行反映，同時(shí)，還應(yīng)強(qiáng)化對(duì)類象數(shù)控加工工藝的完整與全面性，對(duì)于類的屬性與名稱必須以企業(yè)習(xí)慣為基礎(chǔ)，同時(shí)類的層次不應(yīng)過于繁瑣，這樣能夠有效降低其復(fù)雜程度。對(duì)于對(duì)象的數(shù)控加工工藝表達(dá)方式而言，其屬性值必須有固定的范圍，同時(shí)還應(yīng)對(duì)對(duì)象屬性之間的關(guān)系進(jìn)行有效明確。

三、數(shù)控加工切削參數(shù)規(guī)范化研究

對(duì)切削參數(shù)科學(xué)合理的運(yùn)用，能夠有效提升數(shù)控加工的總體質(zhì)量，同時(shí)先進(jìn)的切削理論、并通過對(duì)數(shù)學(xué)建模與模型的有效分析使切削參數(shù)最優(yōu)化，是提升企業(yè)效率的重大手段【4】。

首先，是對(duì)切削參數(shù)的選擇。科學(xué)合理的選擇切削用量是提升產(chǎn)品精度的必要前提，其中車削、鉆削、端面銑削、立式銑削等都是比較常用的方法。

其次，就是對(duì)切削參數(shù)的優(yōu)化過程。切削的速度、深度、寬度及進(jìn)給量都是切削參數(shù)所需優(yōu)化的步驟【5】。一般來講，每到工序加工參數(shù)的選擇范圍都比較廣泛，為了有效降低工藝參數(shù)優(yōu)化過程當(dāng)中的搜索空間，對(duì)于切削參數(shù)的選擇是關(guān)鍵步驟。其中對(duì)于模型求解的優(yōu)化算法而言，遺傳算法較為常用，這種算法也是人工智能領(lǐng)域當(dāng)中的一個(gè)組成部分。

同時(shí)，切削參數(shù)優(yōu)化的數(shù)學(xué)模型主要涵蓋以生產(chǎn)率為目地的目標(biāo)性函數(shù)、模型在決策過程中的數(shù)量變化、以及符合約束的條件等。

結(jié)束語：

總而言之，對(duì)加工工藝決策和切削參數(shù)進(jìn)行科學(xué)合理的選擇運(yùn)用，是決定數(shù)控加工總體工作效率與工作質(zhì)量的必要前提，它讓企業(yè)的數(shù)控加工工藝得以大幅度提升。特別是針對(duì)切削參數(shù)的優(yōu)化策略而言尤為重要，它是縮短加工時(shí)間，提升加工質(zhì)量與精度的重要手段，同時(shí)，它對(duì)現(xiàn)代制造業(yè)的發(fā)展也同樣具有至關(guān)重要的作用。因此在加工過程中，必須嚴(yán)格遵循零件數(shù)控加工過程中的各項(xiàng)原則，深入研究數(shù)控加工工藝當(dāng)中的決策模型板塊，并對(duì)數(shù)控加工切削參數(shù)進(jìn)行科學(xué)規(guī)范的運(yùn)用。只有切削數(shù)據(jù)具備一定的規(guī)范性與合理性，才能為數(shù)控加工工藝設(shè)計(jì)提供有效輔助，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)數(shù)控加工工藝在實(shí)際運(yùn)作過程中對(duì)切削參數(shù)的有效優(yōu)化，并全面提升企業(yè)的工作效率。

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