[发明专利]一种数控加工工艺参数优化方法

权利要求书

1.一种数控加工工艺参数优化方法，其特征在于：所述数控加工工艺参数优化方法中，对进给速度进行优化的具体要求如下：

首先读取数控刀具路径文件，并把道具运动路径划分成许多较小的段，每一段的大小为刀具直径的0.25倍-0.5倍；然后根据每一小段内被切削材料的量(切削深度×切屑宽度×段长度)，针对所遇到的每种切削情况(切入、吃刀弧度、切出，空切削)分配最佳进给速率：

1)当切入时，取初始切削区域的0.25-0.5倍刀具直径距离，进给速度设为正常值的50％-75％；

2)在稳定切削区，根据单位时间内的切削材料量调整进给速度；

3)切削区域的最后0.25倍刀具直径距离设为退刀，速度将为正常值的50％-75％，根据零件的状态，在进刀前和退刀后分别设2-3mm的安全距离，对空切削，直接按设定的高速度进行)；

然后它生成一条新的刀具路径，新路径与原路径相同但是进给速率有所改善。

2.按照权利要求1所述数控加工工艺参数优化方法，其特征在于：所述数控加工进给速度优化方法中，为保证进给速度优化的实现，还要对以下内容进行具体设置：

输出的最小速度为：V_f＝n×Zn×f_z，其中f_z取刀具手册允许最小值的0.5，输出的最大速度为：V_f＝n×Zn×f_z×速度因子，其中f_z取刀具手册允许最大值，同时要考虑零件的结构和机床性能因素，要求f_z取刀具手册推荐的75％。

3.按照权利要求2所述数控加工工艺参数优化方法，其特征在于：所述数控加工工艺参数优化方法中，还满足下述要求：

最大的材料切削率要求为Q＝a_p×a_e×V_f/1000，其中a_p取切削深度的平均值，a_e取切削最大切削宽度，V_f由a_p和a_e对应推荐最大的f_z值决定。

4.按照权利要求3所述数控加工工艺参数优化方法，其特征在于：所述数控加工工艺参数优化方法中，还满足下述要求：

切削功率按照计算公式：P_C＝a_p×a_e×V_f×K_c/(η_mt×60×10⁶)，式中：a_p为切削深度；a_e为切削宽度；V_f为进给速度；K_c为特定切削力；η_mt为传递效率；

通过查找切削刀具推荐的切削参数计算有效功率值范围，根据零件状态、装夹状态和刀具装夹状态分别定位合理的百分比，以有效功率的下限值乘以前面几项的百分比作为刀具切削时的最大功率。

5.按照权利要求3所述数控加工工艺参数优化方法，其特征在于：所述数控加工工艺参数优化方法中，还满足下述要求：

对机械加工主轴而言，在数控加工优化中要求设定主轴转数不变，由刀具允许的切削速度和刀具直径决定主轴转数n；

n＝V_c×1000/(π×D_c)

大余量、粗加工阶段取靠近下限的切削速度，小余量、精加工阶段取靠近上限的切削速度来计算主轴转速。

6.按照权利要求3所述数控加工工艺参数优化方法，其特征在于：所述数控加工工艺参数优化方法中，还满足下述要求之一：

其一，按固定材料去除率优化：根据刀具与切削区域接触面积的大小调整进给速度，使材料去除率保持恒定；

每一个程序中每一把刀都有一个固定最大材料切削率，同时可以求得单位时间内a_p和a_e的平均值，首先求得单位时间内的速度V_f＝1000Q/(a_p×a_e)，这个速度与最大速度和最小速度作比较，如果计算的速度小于规定的最小速度或大于规定的最大速度，以规定的最小速度或规定的最大速度作为当前速度，其他时候以计算值作为当前优化速度。同时如果在进退刀区域，需要考虑其要求；

其二，按固定切屑厚度优化：根据切削条件的变化对进给速度进行调整，使切屑保持恒定的最大厚度；该方法适合于零件加工余量较小且均匀的精加工情况，特别是在高速加工时可使刀具切削稳定，在单位时间内取得很高的表面面积去除率。

其三，结合使用以上两种方法：进给速度按恒定切屑厚度或恒定材料去除率进行调整，取较低的一个进给速度。