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，屬于一種相對自動化的技術(shù)工種，但從宏觀角度而言，這種技術(shù)將直接影響國家的經(jīng)濟發(fā)展與綜合國力，尤其在當今社會經(jīng)濟不斷深入的今天，數(shù)控加工技術(shù)是提升國內(nèi)市場競爭的重要手段。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)控加工的實際過程當中，數(shù)控加工工藝的決策與支持是數(shù)控加工過程當中的重要基礎(chǔ)，其中數(shù)控切削參數(shù)是對其加工狀態(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雜。因此，切削參數(shù)的科學性與規(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)計提供一定的技術(shù)與手段支持，進而實現(xiàn)數(shù)控加工工藝在實際運作過程中對切削參數(shù)的精準優(yōu)化。

一、零件數(shù)控加工過程中應遵循的具體原則

（一）零件數(shù)控加工工藝設(shè)計原則

簡單來講，零件的數(shù)控加工工藝過程也就是確定零件各項功能是否符合數(shù)控加工條件，并對其中的工序進行確定的過程。數(shù)控機床中對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，同時按期粗糙與精細度進行劃分;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零件的精度以及變形因素進行分析，并通過對刀具的集中，并按先粗后精原則，將加工部位進行分解。

（二）零件加工當中的數(shù)控加工工藝設(shè)計原則

零件加工當中的數(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;程序最簡化原則;數(shù)控加工工序當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)控加工工藝當中的決策模型

（一）決策知識獲取基礎(chǔ)

工藝當中的決策知識獲取基礎(chǔ)是指操作者對于工藝設(shè)計實踐經(jīng)驗進行長時間的積累，并向客戶闡明決策推理與工步、工序的過程。在實際應用當中，應充分了解各個子任務的復雜程序，并在對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的定義【2】。加工元是根據(jù)零件特點進行加工的實體信息，其中工步是指通過同一刀具把連續(xù)加工的特征進行有效集合，同時同一工序可以進行多次裝夾，并通過具體工藝來對子任務進行最終決策。

（二）工藝創(chuàng)成系統(tǒng)

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

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，設(shè)計出所需處理零件的知識庫。同時構(gòu)建出符合約束條件的工藝知識庫，并對零件與工藝知識庫當中的接收編輯器進行設(shè)計，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)計提供有力的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)支持。

對于數(shù)控工藝知識主要需通過對加工知識的建立原則所體現(xiàn)。對于數(shù)控加工工藝知識的信息模型來講，必須完全依據(jù)實際要求，宏觀的對數(shù)控工藝規(guī)程與文件數(shù)據(jù)進行反映，同時，還應強化對類象數(shù)控加工工藝的完整與全面性，對于類的屬性與名稱必須以企業(yè)習慣為基礎(chǔ)，同時類的層次不應過于繁瑣，這樣能夠有效降低其復雜程度。對于對象的數(shù)控加工工藝表達方式而言，其屬性值必須有固定的范圍，同時還應對對象屬性之間的關(guān)系進行有效明確。

三、數(shù)控加工切削參數(shù)規(guī)范化研究

對切削參數(shù)科學合理的運用，能夠有效提升數(shù)控加工的總體質(zhì)量，同時先進的切削理論、并通過對數(shù)學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，是對切削參數(shù)的選擇。科學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，就是對切削參數(shù)的優(yōu)化過程。切削的速度、深度、寬度及進給量都是切削參數(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)化過程當中的搜索空間，對于切削參數(shù)的選擇是關(guān)鍵步驟。其中對于模型求解的優(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)域當中的一個組成部分。

同時，切削參數(shù)優(yōu)化的數(shù)學模型主要涵蓋以生產(chǎn)率為目地的目標性函數(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，對加工工藝決策和切削參數(shù)進行科學合理的選擇運用，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。特別是針對切削參數(shù)的優(yōu)化策略而言尤為重要，它是縮短加工時間，提升加工質(zhì)量與精度的重要手段，同時，它對現(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，必須嚴格遵循零件數(shù)控加工過程中的各項原則，深入研究數(shù)控加工工藝當中的決策模型板塊，并對數(shù)控加工切削參數(shù)進行科學規(guī)范的運用。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)計提供有效輔助，進而實現(xiàn)數(shù)控加工工藝在實際運作過程中對切削參數(shù)的有效優(yōu)化，并全面提升企業(yè)的工作效率。

參考文獻

[1]王小輝，喬立紅.基于特征的數(shù)控加工工藝的決策支持[J].成組技術(shù)與生產(chǎn)現(xiàn)代化，2005，01：39-42+49.

[2]樂光學.數(shù)控加工工藝規(guī)劃創(chuàng)成過程的研究[J].組合機床與自動化加工技術(shù)，2001，08：18-21.

[3]歐敏.分析數(shù)控加工工藝決策與切削參數(shù)規(guī)范化[J].煤炭技術(shù)，2013，3204：21-22.

[4]張振明，許建新，田錫天，黃乃康，張瑞鋒，徐黔，王保忠，錢應璋.飛機結(jié)構(gòu)件數(shù)控加工工藝決策知識獲取[J].航空工藝技術(shù)，1995，04：6-8.

[5]黃利江，田錫天，賈曉亮，耿俊浩，劉書暖，張振明.融合規(guī)則的典型工藝表示與工藝決策方法研究[J].西北工業(yè)大學學報，2009，2705：583-589.