加工中心鏜削用量的優(yōu)化

　　加工中心加工箱體零件時(shí)，精密孔的加工是最耗時(shí)的，下面就鏜削加工切削用量的優(yōu)化加以說(shuō)明。

　　為解決提出的問(wèn)題，必須建立程序運(yùn)行所必需的數(shù)據(jù)庫(kù)。

圖1

　　切削刀具數(shù)據(jù)庫(kù)根據(jù)ISO標(biāo)準(zhǔn)，刀片參數(shù)包括刀片類型，切削邊長(zhǎng)度，刀尖圓弧半徑，切削邊的數(shù)量和刀片的成本。刀桿的參數(shù)包括刀桿的類型，刀片在刀桿上的夾持方式，切削邊的長(zhǎng)度、刀桿的直徑，所能加工孔的最小直徑，刀片切削邊的角度和刀桿的成本。根據(jù)這個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)，在加工時(shí)就可以選擇合適的刀片和刀桿。

　　切削用量數(shù)據(jù)庫(kù)切削用量數(shù)據(jù)庫(kù)采用瑞典SandvikCoromant公司提供的工藝參數(shù)。它包括零件的材料、進(jìn)給量、切削速度，刀片硬質(zhì)合金的牌號(hào)等。

　　加工中心數(shù)據(jù)庫(kù)包括機(jī)床型號(hào)、在機(jī)床上所要加工零件的最大總體尺寸，進(jìn)給量和主軸轉(zhuǎn)速取值范圍，機(jī)床功率和機(jī)床運(yùn)行時(shí)每分鐘的費(fèi)用等。

　　鏜削加工工藝優(yōu)化程序框圖如圖1所示，其中：ITbk為毛坯的精度等級(jí);ITwp為工件的精度等級(jí)。

　　優(yōu)化所需的原始數(shù)據(jù)是：零件的輪廓尺寸、材料、硬度，基本加工表面的直徑和長(zhǎng)度，總的加工余量，毛坯的精度等級(jí)和表面粗糙度，零件被加工成的基本加工表面的精度等級(jí)和表面粗糙度。

　　瑞典SandvikCoromant公司的數(shù)據(jù)基本上能滿足切削用量?jī)?yōu)化的條件，但還存在以下不足。

　　公司的數(shù)據(jù)是建立在切削刀具工作耐用度為15min這個(gè)基礎(chǔ)上的，這僅在個(gè)別的情況是對(duì)的;

　　沒(méi)有給出選擇切削深度的方法，這使得分配整個(gè)加工余量到每一工步中去變得復(fù)雜了;

　　在選擇切削速度時(shí)沒(méi)有考慮切削刀具可靠性這一重要因素;

　　沒(méi)有考慮主偏角對(duì)切削速度的影響等等。

　　以上不足之處本系統(tǒng)中都給予了應(yīng)有的重視。

　　程序運(yùn)行的下一步，是輸出加工順序和總加工余量在每一工步中的分配量。應(yīng)該注意的是，在加工中心上加工時(shí)，總的加工余量要比普通機(jī)床上加工時(shí)的余量少20%～40%。鏜削加工的類型有：粗鏜、半精鏜、精鏜，根據(jù)毛坯和零件的精度等級(jí)，可選用某種加工方法或其中幾種方法的結(jié)合。加工余量通常是根據(jù)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)分配到每一個(gè)工步中去。例如：在鏜削加工中，粗鏜加工余量占總余量的70%，半精鏜占20%，最后精鏜所剩部分。如果要求一步鏜削加工完畢，那么在這一步中總的加工余量，將被加工掉。

　　確定了加工步驟，每一工步的加工余量之后，就對(duì)每一加工步驟的鏜削參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化。首先應(yīng)該選擇刀具，刀具包括刀片和刀桿。刀片類型選擇是根據(jù)刀具切削邊長(zhǎng)度和刀尖半徑而定的。進(jìn)給量是根據(jù)刀尖半徑和加工表面粗糙度確定的。刀片的選擇與所加工零件的材料、硬度以及進(jìn)給量有關(guān)。切削速度的確定與刀具的工作耐用度有關(guān)。對(duì)每種切削速度和刀具的工作耐用度來(lái)說(shuō)有一個(gè)相應(yīng)的加工費(fèi)用，相對(duì)于費(fèi)用最少的切削參數(shù)就是最優(yōu)的。

　　最后，校驗(yàn)所選用的切削用量，如果檢驗(yàn)結(jié)果滿意，就可以認(rèn)為得到的優(yōu)化切削用量是可用的。

　　使用本程序?qū)︾M削加工用量進(jìn)行優(yōu)化，可以使加工箱體零件精密孔的費(fèi)用降低。

圖2

　　刀片規(guī)格：T-MAX.U.TCMM16T312-52;刀桿：S25T-STFCR/L16-M;切削深度：a=0.21mm;進(jìn)給量：s=0.12m/r;優(yōu)化速度：v=210.0min;刀個(gè)耐用度：T=6-min;主軸轉(zhuǎn)速：N=700r/nin;工步成本：C=1.3859美元

　　圖2是鏜Ø60H7孔的優(yōu)化結(jié)果的實(shí)例。

　　以上所得到的結(jié)果都建立在ISO標(biāo)準(zhǔn)基本之上，推廣使用十分方便。