淺析數控加工切削參數優化方法范文

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摘要：數控加工是基于計算機編程與控制技術進行的一種加工方式，這種加工能夠通過數控機床完成一系列自動化工作。目前，數控切削參數優化直接決定了切削工藝是否能夠達到對零件的加工要求，并且對加工效率有著一定的影響。其技術所存在的問題無法被忽視，本文結合數控加工切削參數優化問題提出了幾種優化方法并對其進行探討。

關鍵詞：數控加工；切削參數優化；研究

引言

數控加工最為重要的就是參數的設置與優化，這關系到加工零部件的參數是否能夠達到精度要求。很多機床自身存在著一定的加工精度誤差，那么這時候對于加工切削參數的優化就顯得尤為重要。通過對加工步驟的小小改進，能夠使得零件加工質量得到很大提升。

1數控加工中影響切削參數的問題

在零件加工過程之中，影響零件的參數是多種多樣的。有可能是因為外界環境的影響，有可能是因為熱力變形的影響，有可能是因為刀具的使用程度以及切削量多少的影響，還有可能是進給量的多少等等。這些因素的影響是無法避免的，但是通過參數優化能夠使得加工精度和加工要求控制在要求的精度范圍。隨著自動化加工設備的不斷發展，越來越多的設備實現了半自動、全自動加工。在這樣的加工過程之中，人所能夠控制的變量是十分有限的。只能夠通過不斷對于加工參數的優化與設置使得各個步驟實現，從而實現零部件的整體加工完成。筆者認為，自動化程度越高的加工設備對于參數的敏感程度以及仿真模擬相似程度也就越高。因此，無論是硬件上的優化還是軟件上的優化，都是能夠影響切削參數變化的因素，需要不斷探討和研究。筆者認為這樣才能夠有更多的解決方案去實現更具備挑戰性的加工要求。

2數據機床加工參數優化模型

數控機床加工中，加工參數的主要作用是為了控制加工速度，因為眾所周知，隨著加工速度的選擇，加工質量以及加工精度甚至是加工成本都會發生一定的變化。那么對于參數的各種調節就是變相的對于速度的控制，也就是對于質量和成本的控制。那么，機床的加工速度又怎么控制呢？我們通常通過控制機床的進給量，切削寬度和深度等可控制量來進行加工速度的變相控制，這些參數是相互影響，相互制約的。他們之間存在著一定的關系公式，很多加工過程都是依據這個公式而進行的。同樣，這些公式又組成了一個個的數學模型，通過修改數學模型而得到最符合加工要求的加工變量也就是加工的最終目標，是我們所需要的實際加工參數，數控機床加工的模型就是對于這么一條影響因素公式的定型。但是這個公式沒有絕對值，沒有絕對的公式，需要結合機床，結合加工實際影響進行不斷地摸索。并且在加工過程之中，這個公式很有可能發生一絲的變化，需要實際操作人員不斷地變更變量去進行研究和探討。在實際的數控機床工作時間段，數控機床的切削速度變化與理論是截然不同的，其切削速度變化是相對較為明顯的。并且，由于速度的不斷變化，甚至會出現加工時間段出現產品不均勻的現象。那么零部件不同部位的切削深度以及切削厚度都會出現不一樣的參數，這是一個不可控制的因素。數控機床在加工過程之中，加工特征段的參數優化實則可以看為一種多元參數問題的優化，為了降低這種問題的復雜性，在建立數學模型的時候可以設定一些簡單的模型進行實驗和總結，最后再進行最優解的探討。

3優化切削參數的幾種方法

3.1建立優化模型

針對于模型參數，依舊需要利用數學的計算方法以及參數設計進行一些合理的計算，這樣能夠得到最為優秀的模型參數。那么在設計實際操作步驟的時候，就可以利用零件設計的具體約束實現函數的關系構建，從而使得變量以及控制條件得到一定的反映。并且，在模型的建設過程之中，我們可以確定所需機床的參數，刀具的參數以及加工的一些基礎條件，那么結合所選擇的刀具進行多次試切，能夠將一些參數進行細化。

3.2算法優化

在進行零部件加工的時候，數控機床是依據一定的算法進行操作的。那么在走刀的過程之中可能會存在著一定的加工難度和加工差異。因此筆者認為加工同一種零部件需要設置多種算法，選擇影響最小的一種算法進行加工才是最科學的。現在，數控機床中都有了模型求解過程，但是對于精度的實際情況依舊需要一定的實驗。首先，模型決策變量、零件、刀具以及機床被確定之后，選擇一定的切削深度和切削速度，給與一定的進給速度，這是影響加工效率的主要因素，但是在實際之中，我們發現切削深度和寬度是與切削余量緊密相關的。因此在優化模擬數據的時候也需要將實際因素考慮進去，要將影響因素考慮進去。

3.3分析優化結果

利用模型獲得優化結果之后，接下來就是對優化結果進行判斷，將所有的結果結合加工經驗，完成切削參數的優化，掌握優化結果的優化價值。進行對比之后，我們可以發現通過優化結果的的數據模型建設的確能夠提升一定的加工效率，減少加工時間，并且工藝成品也有了一定量的提升。并且，通過具體的實驗我們可以發現，如果將單道工序壓縮一定時間后，那么每個攻堅的切削時間降低的會更加明顯，甚至是一個部件的加工時間能夠節約到一分鐘左右。并且對于半精加工的部件，這個時間還會擴大。每次優化算法之后的分析與評估是必不可少的。

3.4建立多目標函數

在多目標函數的優化問題之中，各個目標的優化其實是存在著一定的矛盾的。所有加工程序達到最優顯然是不可能的。因此需要在各個步驟之間選擇最優解。可以利用加權組合方法選擇最節約的成本和最多的加工量。

3.5約束條件的確定

在機械加工過程之中，加工設計總是受到一定現實因素的制約。比如說加工零部件的強度、剛度等等，這些條件我們可以統稱為加工約束條件。這些約束條件往往都是變量，可以用不等式或者是等式表示。數控機床加工參數受到機床、刀具、工件以及加工質量等等技術條件的影響。因此，在優化參數的過程之中，可以根據這些限制建立一定的參數設定優化條件。

4參數優化過程

通過對數控機床加工過程的仿真模擬，我們可以獲得不同加工工序對于工件的加工情況，結合不同的切削情況可以構建不同的函數組合特征。加工段的特征很有可能由于工序的不同而出現優化效果的不同，那么這就導致了優化參數可能出現一定的實際區別。這個時候可以進行一定量數據統計報告，得到一些結果，再根據結果分析尋求最優解，如果沒有其余解決方法，那么這組參數優化就是最為科學的優化參數，其整體加工要求和加工結果都是最為優秀的。參數優化過程在數控加工過程之中是十分重要的，是我們所不能忽略的。參數的優化能夠減少機床自身缺陷所帶來的“變化”，能夠幫助加工人員更“省時，省力”的去完成高精度加工作品。

5結論

通過研究表明，在數控加工過程之中，結合工藝參數條件去建設參數優化模型相比較于理論值而言更科學，其優化算法也的確能夠實現變量參數的具體優化。從而實現對加工工藝的調整，實現成本的節約和質量的提升。這對于制造業而言是有著重要的意義和影響。因此，筆者認為在后期的工業發展之中，參數優化依舊需要較多的研究和探討。

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作者：楊配輕 單位：渤海理工職業學院