浅析数控铣削加工参数在线优化技术.docx
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1、浅析数控铣削加工参数在线优化技术zhangting导语:浅析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程度影响甚大。这是由于切削经过中,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程度上。为了防止或者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拟保守的参数设置,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,也存在着工艺治理程度不高,缺
2、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。理论证实,正确公道地选择切削参数和优化切削经过,对确保产品质量、进步消费率,降低制造本钱、保证数控机床平安运行和进步综合效益是特别重要的。1C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、加工途径优化、切削条件优化等等。加工时问优化是消费中碰到最多的情况。例如使用12mm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,假如给定一个切削进给速度,那么刀轴切削载荷是不一样的。铣削短边时,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
3、料设定此时刀轴切削载荷为100,那么铣削长边时刀轴那么没有发挥出全部功率,尚有进步消费效率的余地。为了进步加工效率,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程度。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。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程度上,可以通过手工编写在不同线段的进给速度。然而,在较复杂的二维加工中,由编程者来考虑怎样分配进给速度,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。假设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
4、度,将是一件很困难的事。CNC机床的加工经过受加工外形和切削状况的限制。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,没有足够的灵敏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,工件外表经常不平整。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,产僵硬点和软点。4工件的外形、尺寸变化。5加工中冷却效果不同产生外表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,使产品具有最正确的加工品质。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
5、原因,为保证加工平安,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,远不能知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本钱,这就要求消费者减少不必要的本钱消耗,包括:加工时间、机床保养、维护本钱、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,对加工经过实现实时完全优化,使CNC机床
6、发挥出最大潜力,刀具寿命到达最高。20世纪90年代初期,0MAT公司开场把自适应控制技术应用到数控加工经过中,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局部参数,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,操纵者不需要知道详细负载极限,对每把刀具,内部专家系统已经确定了它的负载极限。假如将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到最适宜
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