计算机技术在数控加工切削优化中实际应用

　　摘要:本文将会针对计算机技术在数控加工切削优化中的实际应用等内容进行具体的分析和论述，为关注这一话题的人们提供参考。

　　关键词:计算机技术;数控加工;切削;优化

　　近些年，我国工业迅猛发展，与此同时也为该行业带来了新的发展机遇与挑战，很多技术都已经实现了智能化的发展趋势，而数控机床也在不断的完善自身的技术优势，例如将数控机床中的加工切削技术与计算机实现完美的融合，这不仅能够提升其加工效率，还能够增强加工精准度。数控加工离不开计算机技术，两者有着相辅相成的内在联系，从目前情况来看，数控加工过程中，切削速度、深度、宽度和进给量等都属于切削参数，参数值的大小、精准度会对切削质量产生直接的影响。

　　这些因素也将会直接影响零件加工质量、效率、成本等，数控加工切削优化可以分为很多种，其中参数优化是最为重要的一部分，所以本文将对其进行重要论述，只有做好参数优化工作，才能够为零件加工提供更高效、更优越的加工环境，继而为企业带来经济效益。

　　进入二十一世纪后，计算机技术的飞速发展，为人们的生活和机械制造发展带来了很多帮助，传统的数控机床在切削工艺中存在很多问题，经过人们不断地改良和完善，现在已经有了明显进展，加工工艺开始不断完善，要想更好地适应现代化社会的发展，满足人们的需求，就要不断地探索和前进，将现代化的计算机技术与数控机床加工工艺完美融合到一起，彰显出数控机床智能化的优势。

　　一、数控加工切削优化问题

　　数控机床的切削方式有很多，较为常见的有车削、铣削、钻削等，这些切削加工工艺对精准度都有严格要求，不同的切削形式有着各自的参数表述形式，例如切削功率、切削速度、切削深度、切削宽度等，这些都是切削的各种参数。其中比较重要切削参数为切削速度、进给量、切削深度，即切削三要素。

　　要想更好地确保切削质量和切削精准度，就应当提高刀具的耐用度，并以刀具的耐用度为衡量标准，一定要将这一问题视为关键点，只有优化刀具自身质量和耐用度，才能够为加工切削优化给予更多帮助。通常情况下，人们在确定切削用量的时候，都根据背吃刀量的最大值来断定，这是较为常用的切削用量测量形式，数控机床与传统的手动机床有着很大差异性，相比之下数控机床不仅仅工作效率高、精准率高，还能够满足很多动力和刚性要求，在切削零件的时候，所考虑的给进量大小不仅仅要根据尺寸，还需要根据零件表面是否粗糙等来判定，两者综合才能决定进给量大小。

　　但是在实际数控加工切削过程中，经常会遇到加工效率低、加工切削速度慢等问题，这与人们选择的切削方式有很大关系，查表法会大大降低加工效率，不能够更好地确保零件的高质量，这是零件加工切削过程中急需解决的问题。完善数控加工切削工艺，首先就要采取科学的切削参数优化方法，这是基础条件也是前提条件，只有充分的认识到现有问题，并且加以改进和完善，才能够更好地促使数控加工质量和效率同时得到提高。[1]

　　二、计算机技术在数控加工切削优化中的引用

　　(一)建立优化模型

　　计算机技术的应用方式有很多，要想将其与数控加工切削技术紧密结合，就需要注意机械设计问题，运用计算机将物理模型转化为数学模型，通过模型的优化构建来实现模型参数的记录和整理。需要注意的是，对现有模型参数，人们一定要融入数学计算方法来完成参数简单有效的计算，这一过程非常重要。

　　在实际的操作过程中，人们可以借助计算机来设计相应的函数模型，然后在实际的加工切削操作过程中设备就会按照事先设计好的参数准确反映，进而得到相应的参数对照优化模型，在这个过程中计算机技术发挥了非常大的优势。建立优化模型一定要考虑一些影响因素，例如机床参数、刀具参数、加工条件等，这些因素都会影响切削的加工效率与加工质量。

　　计算机技术的融入大大提高了切削的效率与质量，因为当具体变量确定后，人们可以结合目标函数完成具体参数优化模型的构建，最大生产率就是最终的目标，其中已知量与变量的关系一目了然。切削工艺不仅受上述因素的影响，还会受进给力、切削扭矩、主轴转速、工件质量及机床功率等因素的限制，当面对这些问题的时候，人们可以通过构建模型来求解，这一过程充分发挥出了计算机技术的作用和价值所在。[2]

　　(二)选择优化算法

　　计算机技术的融入不仅可以提升数控加工切削的效率和质量，还能够完善传统算法，使数控加工技术更精确。合适优化算法的选择非常重要，通常情况下人们会通过计算程序进行编程，然后将程序输入到控制计算机存储器当中。很多时候，人们习惯性的使用遗传算法，将其看作是最优算法，这种算法的使用需要以计算机为前提，基于自然选择理论以及自然遗传机制来进行寻找最优值的一种计算方法。

　　遗传算法的使用比较简单，首先人们要随机创建一个初始种群，确保其个体数目保持一定，在这种情况下对其中的个体染色体进行编码，然后利用计算机内的程序计算个体适应度，再根据适应度来选择再生个体，这个环节是一个很重要的环节。遗传算法在切削参数计算中应用十分广泛，在计算这类问题的时候，首先将优化参数的各个变量和在群体中适应值区域计算出来，先解码然后再进行编码，这个顺序需要注意。而如果个体的适应值在零下，则需要对现有字符进行串编码变异操作，这样可以使个体重新复活，被选中的概率也大大提升。

　　(三)判断优化结果

　　模型所计算出的优化结果未必准确，需要人们进一步对其进行细致分析和计算，将先分析数据与以往经验所得数据进行对比分析，这样做也是为了更好地优化切削参数结果，通过分析可以判断优化结果是否能够真正的取得优化效果。通过对比分析可以明显的得出相应结论，也就是该种优化结果能够大大提高机床的利用率，在减少切削时间的同时提高零件的生产效率，真可谓是一举两得。

　　计算机技术在数控加工切削中具有举足轻重的地位，据有关调查研究结果显示，在融入计算机技术之后，单道工序优化能力减少0.96s切削时间，如果是半精加工的化能够减少3.6s的切削时间，可见优化力度之大，按照这样的计算方法，数控加工切削一个零件可以节省112s以上。

　　随着信息化技术的高速发展，数控加工机床也在不断的完善各项功能，计算机的融入已经实现了对加工工艺的检测，系统可以自行选择切削参数，将数控机床调整到最佳状态，这是传统数控切削技术所不具备的优势和特点。除此之外，计算机技术的融入也为自控系统带来很大帮助，使加工系统可以根据切削热度、挺度、材料以及磨损情况等对主轴转速进行调整，这样有助于保持数控机床整体处于最佳状态。

　　近些年也有人专注于研究计算机集成技术的发展，该项技术能够使现有数控加工工艺变得更加精细化、规范化，为实现计算机数控加工切削优化的高效发展夯实基础。

　　三、计算机数控的其他功能

　　数控机床运转起来转速非常高，这时要想借助计算机技术来实现无误差的调节非常重要，因为速度增益在一定范围内是没有阻尼的，因此进给轴的插补控制意义非常大，要想从根本上满足HSC的特殊加工需求，就应当注重研究开发新的速度控制及轨迹插补变化法。计算机技术在数控加工切削中的应用非常重要，即可以进行几何变换，又可以补偿机械误差，能够更好地提高轨道的精确度。

　　如今计算机技术能够有效的补偿基础的热误差与静态误差，没有这些误差可以确保零件的精准度更高，更符合人们的用工需求。而基于HSC技术的应用误差补偿主要分为几大类，分别是补偿测量系统误差和丝杆导程误差;补偿进给轴转向点处的摩擦误差;补偿由进给轴速度高和丝杆转速高引起的热误差等。

　　综上所述，本文主要论述了计算机技术在数控加工切削优化中的应用等内容，通过分析可以发现，在现代化的数控加工过程中，人们始终在探寻可以提高切削精准度的方法，而计算机技术的融入不仅仅可以建立切削参数优化模型，还能够对错误的操作给予相应提示，这些都是手动机床所不具备的优势。利用计算机技术能够通过概率搜索的技术来对切削参数进行优化处理，进而找到更适合的参数值，有助于提高人们的操作效率，在未来的数控机床加工过程中，计算机技术必将得到更加广泛的应用。

　　参考文献：

　　[1]崔海龙，关丽雯，王小龙.基于VERICUT二次开发的数据加工切削力仿真研究[J].组合机床与自动化加工技术，2016(09):109-111.

　　[2]欧敏.分析数控加工工艺决策与切削参数规范化[J].煤炭技术，2017(08):121-128.

　　相关刊物推荐：《煤炭技术》于1982年创刊，曾用名《国外煤炭》，1995年改现名。是经国家科技部和国家新闻出版总署批准的国家级期刊，是集技术性、实用性、导向性和服务性于一体的颇具影响力的综合性煤炭技术类月刊。