[發明專利]基于加工特征選擇切削用量并自動設置參數的方法及系統

有效

• 申請號: 201410504687.2
• 申請日: 2014-09-26
• 公開（公告）號: CN104268339B
• 公開（公告）日: 2017-03-22
• 發明（設計）人: 劉戰強;秦闖;趙凱
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司37221
• 代理人: 張勇

技術領域

本發明涉及自動化切削加工技術領域，具體涉及一種數控編程中基于加工特征選擇切削用量并自動設置工藝參數的方法及系統。

背景技術

切削用量的合理選擇，對提高產品質量、加工效率以及延長刀具壽命具有重要意義。切削數據庫技術可對切削用量數據進行有效地管理，以數據庫系統的形式對切削用量數據進行存儲，用戶通過輸入實際工藝條件及加工要求進行查詢，獲得數據再進行數控編程，設置切削用量參數。在底層數據與頂層系統結構上，現有技術存在一些不足，例如：

(1)切削數據庫的數據一般來源于車間生產經驗、切削用量手冊和文獻。車間生產經驗數據因人而異，差別較大且較難搜集，手冊、文獻上的數據不夠優化，對影響切削加工的因素考慮不夠，給出的數據都是針對工件材料的，對不同加工特征沒有針對性，而對相同工件材料不同加工特征所采用的切削數據是不同的。

(2)現有數據庫系統一般以靜態方式存取數據，即將工藝條件及其對應的切削用量以數據表的形式存儲在數據庫中。數據查詢時，通過工藝條件選擇表中某行數據，數據庫系統的功能類似于電子手冊。雖然產生了具有推理功能的智能數據庫系統，其本質是在原數據表中產生新的數據實例。因此，對于傳統數據庫系統，靜態存儲方式使數據庫系統的通用性不強，靈活性不夠，工藝條件的改變意味著需要增加新的數據，數據庫系統需存儲的數據量較大。

(3)現有數據庫系統往往孤立于數控編程軟件，編程人員需要在數據庫系統輸入多個工藝條件進行切削用量的查詢，查詢出切削用量后，再進入編程軟件輸入數控工藝參數，整個過程較繁瑣，工作效率較低，而且由于編程人員的疏忽容易導致輸入錯誤信息。

發明內容

為解決現有技術存在的不足，本發明公開了基于加工特征選擇切削用量并自動設置參數的方法及系統，本發明將不同工件及刀具材料組合下的最小刀具磨損率作為切削用量選擇標準，將工件及刀具的幾何參數作為加工特征參數，針對加工特征以仿真的方式獲得底層切削用量數據。

為實現上述目的，本發明的具體方案如下：

基于加工特征選擇切削用量并自動設置參數的方法，包括以下步驟：

步驟一：加工特征分類，對工件典型加工特征進行分類；

步驟二：對各加工特征進行切削加工過程仿真，獲得與最小刀具磨損率相對應的切削溫度；

步驟三：根據步驟二所獲得的切削溫度，擬合出切削溫度與切削用量及加工特征參數之間的關系，在使刀具磨損率最小的切削溫度下求得到切削速度計算公式；

步驟四：將不同加工特征對應的切削用量計算公式存儲到切削用量推薦系統中作為底層數據；

步驟五：將切削用量推薦系統集成于數控編程軟件中，實現在數控編程軟件內調用切削用量推薦系統設置參數。

所述步驟一中加工特征分類包括：圓柱面車削、圓錐面車削、端面車削、槽類車削、平面銑削、曲面銑削、臺階銑削、槽類銑削、通孔鉆削及盲孔鉆削。

所述步驟二中利用有限元軟件對各加工特征進行切削加工過程仿真，在不同切削用量及加工特征參數的組合條件下仿真獲得切削溫度。

所述步驟五中在切削用量推薦系統內設定讀取數據及寫入數據功能按鈕，點擊按鈕將數控編程軟件內操作的工藝信息讀取到切削用量推薦系統，切削用量推薦系統計算獲得切削用量及數控工藝參數后，點擊寫入數據功能按鈕將數控工藝參數自動寫入數控編程軟件。

基于加工特征選擇切削用量并自動設置參數的系統，包括：

加工特征分類模塊，用于對工件典型加工特征進行分類；

切削加工過程仿真模塊，用于對各加工特征進行切削加工過程仿真，獲得與最小刀具磨損率相對應的切削溫度；

切削速度計算模塊，用于擬合出切削溫度與切削用量及加工特征參數之間的關系，在使刀具磨損率最小的切削溫度下求得到切削速度計算公式；

存儲模塊，用于將不同加工特征對應的切削用量計算公式存儲到切削用量推薦系統中作為底層數據；

集成模塊，用于將切削用量推薦系統集成于數控編程軟件中，實現在數控編程軟件內調用切削用量推薦系統設置參數。

所述加工特征分類模塊中的分類具體包括：圓柱面車削、圓錐面車削、端面車削、槽類車削、平面銑削、曲面銑削、臺階銑削、槽類銑削、通孔鉆削及盲孔鉆削。

所述切削加工過程仿真模塊具體為：利用有限元軟件對各加工特征進行切削加工過程仿真，在不同切削用量及加工特征參數的組合條件下仿真獲得切削溫度。