[發(fā)明專(zhuān)利]切削加工系統(tǒng)及其加工方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202310017333.4
• 申請(qǐng)日: 2023-01-06
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN116237810A
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-06-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 林家璇
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 新代科技（蘇州）有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): B23Q11/00
• 分類(lèi)號(hào): B23Q11/00;G16C60/00;G06F30/17;G06F30/20;B23Q15/00;G06F119/14;G06F119/08
• 代理公司: 蘇州根號(hào)專(zhuān)利代理事務(wù)所(普通合伙) 32276
• 代理人: 仇波

本發(fā)明公開(kāi)了一種切削加工系統(tǒng)及其加工方法，應(yīng)用于切削機(jī)臺(tái)對(duì)工件加工的切削參數(shù)計(jì)算，它包括：輸入單元，所述輸入單元接收工件的加工輪廓以及工件與刀具兩者在切削加工過(guò)程中的相對(duì)運(yùn)動(dòng)關(guān)系；計(jì)算單元，所述計(jì)算單元根據(jù)所述輸入單元傳來(lái)的所述加工輪廓與所述相對(duì)運(yùn)動(dòng)關(guān)系，計(jì)算出工件在切削加工過(guò)程中的至少一組切削參數(shù)。通過(guò)輸入加工輪廓(工件成品的幾何外型與尺寸)、切削條件(建立工件軸與刀具軸在切削過(guò)程中的相對(duì)運(yùn)動(dòng)關(guān)系)，搭配斷屑切削算法，計(jì)算含有斷屑切削效果的切削路徑仿真，給出一組或多組可穩(wěn)定斷屑的斷屑切削參數(shù)(頻率、振幅)，提供用戶在斷屑切削參數(shù)選用時(shí)的參考依據(jù)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于切削加工技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種切削加工系統(tǒng)及其加工方法，尤其是關(guān)于斷屑切削參數(shù)計(jì)算的切削加工系統(tǒng)及切削加工方法。

背景技術(shù)

在機(jī)床的切削加工過(guò)程中，斷屑技術(shù)主要應(yīng)用于降低切削韌性金屬材料(StringyMaterials)時(shí)產(chǎn)生的連續(xù)碎屑現(xiàn)象(Continuous?Chips)。在金屬切削加工中，若產(chǎn)生連續(xù)碎屑現(xiàn)象，容易產(chǎn)生下述狀況：1、切屑崩碎飛濺(不正常斷屑)；2、過(guò)長(zhǎng)的切削屑纏繞在工件或刀具上；3、切削屑卡在機(jī)構(gòu)間造成工具機(jī)自動(dòng)循環(huán)被破壞。因此，斷屑功能的達(dá)成，最少可以達(dá)到以下效果：1、延長(zhǎng)刀具壽命；2、減少一切可能因?yàn)槔p屑造成的連帶損害(例如︰刮花表面、妨礙自動(dòng)化加工等)。

目前，斷屑加工主要可以分為以下幾種方式：振動(dòng)斷屑、加工中回退(啄式加工)、暫停加工或分段加工。其中，加工中回退、分段加工與暫停加工三種主要是通過(guò)間歇性的加工動(dòng)作來(lái)斷屑。振動(dòng)斷屑則是借由對(duì)切削工具或加工對(duì)象迭加振動(dòng)波型，來(lái)達(dá)成連續(xù)斷屑的效果。

在實(shí)際運(yùn)用上，加工中回退或暫停加工是根據(jù)使用者給定的固定進(jìn)給長(zhǎng)度或進(jìn)給時(shí)間作為分段依據(jù)，在每個(gè)分割點(diǎn)加入抽離工件表面或暫停的動(dòng)作以達(dá)到斷屑效果。分段加工則是根據(jù)使用者給定進(jìn)給長(zhǎng)度區(qū)間(最大值與最小值)，讓每次所產(chǎn)生的切屑長(zhǎng)度可以控制在一個(gè)小范圍內(nèi)。振動(dòng)斷屑則是根據(jù)使用者給定迭加在切削路徑上的振動(dòng)頻率與振幅，制造相鄰道次間切削的重迭區(qū)域，產(chǎn)生斷屑效果。

由此可知，切削加工制程中的斷屑切削技術(shù)均需要仰賴使用者的操作經(jīng)驗(yàn)去給定一組合適的斷屑切削參數(shù)，例如：加工中回退或暫停加工的斷屑方式，使用者需判斷合適的進(jìn)給長(zhǎng)度或時(shí)間；振動(dòng)斷屑的斷屑方式，使用者需判斷合適的振幅與頻率。使用者若給定不當(dāng)?shù)臄嘈记邢鲄?shù)，將無(wú)法達(dá)到預(yù)期的斷屑效果。值得注意的是，以振動(dòng)斷屑而言，使用者即便依照過(guò)往加工經(jīng)驗(yàn)給定一組合適斷屑振幅與頻率，也需要考慮當(dāng)前的機(jī)臺(tái)或刀具是否能夠負(fù)荷，避免造成機(jī)臺(tái)振動(dòng)或刀具損傷，進(jìn)而影響加工表面光潔度。

目前，這些斷屑參數(shù)只能使用試錯(cuò)法，通過(guò)使用者一次又一次的不同參數(shù)設(shè)定與加工嘗試，觀察實(shí)際機(jī)臺(tái)振動(dòng)與切屑產(chǎn)生情形以得到預(yù)期的斷屑切削參數(shù)。

發(fā)明內(nèi)容

基于上述缺陷，本發(fā)明提供一種切削加工系統(tǒng)，應(yīng)用于切削機(jī)臺(tái)對(duì)工件加工的切削參數(shù)計(jì)算，它包括：

輸入單元，所述輸入單元接收工件的加工輪廓以及工件與刀具兩者在切削加工過(guò)程中的相對(duì)運(yùn)動(dòng)關(guān)系；

計(jì)算單元，所述計(jì)算單元根據(jù)所述輸入單元傳來(lái)的所述加工輪廓與所述相對(duì)運(yùn)動(dòng)關(guān)系，計(jì)算出工件在切削加工過(guò)程中的至少一組切削參數(shù)。

優(yōu)化地，所述切削加工系統(tǒng)還包含儲(chǔ)存單元，所述儲(chǔ)存單元用于儲(chǔ)存機(jī)臺(tái)模型，所述機(jī)臺(tái)模型由機(jī)臺(tái)剛性及/或控制伺服所建立，所述計(jì)算單元根據(jù)所述加工輪廓、所述相對(duì)運(yùn)動(dòng)關(guān)系以及所述機(jī)臺(tái)模型計(jì)算出工件在切削加工過(guò)程中的至少一組優(yōu)化的切削參數(shù)。

優(yōu)化地，所述機(jī)臺(tái)剛性包括機(jī)臺(tái)的靜剛性或機(jī)臺(tái)的動(dòng)剛性。

進(jìn)一步地，所述控制伺服包括機(jī)臺(tái)的動(dòng)程參數(shù)或機(jī)臺(tái)的伺服參數(shù)。

進(jìn)一步地，所述儲(chǔ)存單元還儲(chǔ)存工件的材料性質(zhì)及/或刀具的刀具參數(shù)，結(jié)合加工輪廓、相對(duì)運(yùn)動(dòng)關(guān)系與機(jī)臺(tái)模型，所述計(jì)算單元計(jì)算出工件在切削加工過(guò)程中的至少一組最佳的切削參數(shù)。