数控加工切削参数优化的研究

数控加工技术是现代自动化、柔性化及数字化生产加工技术的基础与关键技术。因此提高数控加工的效率已经成为当今机械行业的重要研究课题之一,通过计算机建立优化系统,自动优化出切削参数,以达到提高生产率、降低生产成本的目的。 由于在数控加工过程中,特别是复杂曲面加工过程中,切削条件不是一成不变的,但在目前的数控加工中大都是人为的选择保守的切削参数,并且在加工过程中保持切削参数不变,从而大大降低了数控机床的生产效率。 针对加工过程中切削参数变化较大的复杂零件数控加工参数优化问题,采用矩阵网格离散仿真算法,该算法用矩阵网格表示被加工零件的表面形状;并给出常用铣刀加工中网格点切削运算的计算公式;根据刀位文件计算出刀具在相应刀位点的背吃刀量,再由背吃刀量的变化情况将加工路径离散,将连续问题转化成离散问题,将变参数优化问题转化成多参数优化问题;并在各个离散的路径段按照定参数方法进行优化,建立了相应的数学优化模型;根据优化目标函数以及设计参数的性质,将多参数优化问题分解成若干独立的子问题,以简化问题的求解;同时编制出优化程序,并借助计算机运算,最后确定出该路径段的最佳切削参数。由于整个零件的加工过程可由若干个这样的路径段组合而成,因此通过对各个路径段的参数优化实现对整个加工过程的参数优化。 提出一种切削加工变参数优化的方法,采用该方法获得的切削参数能有效地提高加工效率,将工艺人员从大量的手工重复劳动中解放出来,并实现切削参数选取的科学化、合理化、规范化,为企业创造出良好的经济效益。