数控铣削加工参数在线优化技术

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1、数控铣削加工参数在线优化技术从多数企业数控机床使用的现状而言，切削参数的选择是困扰数控加工的一个大问题。目前，数控加工切削参数的选用尚无标准可循，其选用受到个人技术水平影响甚大。这是因为切削过程中，工件材质硬度的变化、切削深度的不同、刀具磨损状况、切削液流量变化等因素，都将导致实际切削工况偏离理想状态。而这种偏离程度也不是保持在一个稳定的水平上。为了避免或减少这种偏离对刀具、对加工工件质量的影响，数控编程人员在实际工作中往往采用比较保守的参数设置，来应对复杂、多变的切削加工。即使在大量使用数控机床的企业，也存在着工

2、艺管理水平不高，缺乏典型零件NC加工工艺指导文件和NC切削参数等突出问题。实践证明，正确合理地选择切削参数和优化切削过程，对确保产品质量、提高生产率，降低制造成本、保证数控机床安全运行和提高综合效益是十分重要的。　　1.CNC加工优化技术难题　　优化NC程序的作用可以概括为：加工时问优化、加工路径优化、切削条件优化等等。加工时问优化是生产中遇到最多的情况。例如使用φ12mm立铣刀铣削图1所示零件。从图1中可以看到，加工时长、短边的材料去除率是不一样的。也就是讲，如果给定一个切削进给速度，则刀轴切削载荷是不一样的。铣

3、削短边时，材料去除率高，刀具切削载荷大；而铣削长边时，材料去除率低，刀具切削载荷小。既然刀轴能正常铣削掉短边的材料(设定此时刀轴切削载荷为100％)，则铣削长边时刀轴则没有发挥出全部功率，尚有提高生产效率的余地。　为了提高加工效率，编程者可以考虑到使铣四边时的刀轴切削载荷都保持一个较高的水平。如将铣短边的进给速度设为120mm/min，铣长边的进给速度设为160mm/min，这样可以缩短铣削时间。www.jikemuju.com　简单的二维轮廓加工，为尽可能使材料等体积去除率保持在较好水平上，可以通过手工编写在不同

4、线段的进给速度。然而，在较复杂的二维加工中，由编程者来考虑如何分配进给速度，其工作量是很大的，即使在NC程序中分别编辑不同的进给速度，实际刀轴切削载荷也会有较大波动。若要人工在三维零件的NC程序中为每个切削程序段分配不同的进给速度，将是一件很困难的事。CNC机床的加工过程受加工形状和切削状况的限制。这样，在每个加工阶段，必须采用程序设定的转速和进给速率，没有足够的灵活性以适应加工时的动态变化。实际上，由于以下几个方面的原因，切削条件倾向于动态变化。这些原因包括：　　(1)无论胚料还是棒料、锻件还是铸件，工件表面经常

5、不平整。　　(2)加工中刀具逐渐磨损。　　(3)工件间材料不同和工件内材料硬度不均匀，产生硬点和软点。　　(4)工件的形状、尺寸变化。　　(5)加工中冷却效果不同产生表面硬度变化。　　研究切削参数和加工刀具轨迹优化的目的就是使数控机床发挥出最优的加工效率，使产品具有最佳的加工品质。切削参数与刀具寿命、机床参数(主轴转速、功率、转矩)等因素有关。考虑到以上原因，为保证加工安全，程序员除了采取最保守的切削参数外别无选择，这就导致加工效率降低。相反，想要缩短加工时间，程序员不得不设定较大的加工参数，这样会导致对刀具工件和

6、机床的破坏。无论数控程序多么优化，它们不能把加工中的动态变化考虑进去，远不能满足根据实际切削情况来实时调整切削参数的需要。　　2.OMAT机床自适应系统　　日益加剧的市场竞争要求急剧降低成本，这就要求生产者减少不必要的成本消耗，包括：加工时间、机床保养、维护成本、刀具费用和长交货周期的费用。自适应系统中采用的实时最优化技术在解决这些经济问题时是不可缺少的。高效自适应控制系统是根据连续检测到的切削参数，对加工过程实现实时完全优化，使CNC机床发挥出最大潜力，刀具寿命达到最高。20世纪90年代初期，0MAT公司开始把自

7、适应控制技术应用到数控加工过程中，即把自适应控制技术与0MAT公司总结出的金属加工专家系统结合起来。O-MAT机床自适应系统最大的特点是根据特定主轴和工件材料的大部分参数，可以实现实时最优进给，这些参数可以被输入，也可以来自外来的刀具目录，操作者不需要知道具体负载极限，对每把刀具，内部专家系统已经确定了它的负载极限。如果将0MAT自适应控制器(优铣控制器OptiMil-XL，优车控制器0ptiTurn-XL，优钻控制器OptiDrill-XL)直接安装到数控机床上，实时监测切削状况并把每一步走刀的进给速率自动地调节

8、到最合适的数值，这就保证了恒定的切削负载，这个恒定的负载是考虑到了切削条件的变化而得到的，从而保证加工时间最短以及刀具、机床所允许的最大能力工作。O-MAT的OptiMonitor-XL(监测控制器)连续地监测切削过程，只有在过载情况下才动作(停机或和报警)。BB霜排名美白黑眼圈怎么快速消除润唇左旋肉碱什么牌子好保湿美宝莲BB霜好用吗去痘印减肥哪个牌子的好此