复杂零件数控加工工艺优化方法探析

杨斌鹏

【摘 要】目前，各种重复加工技术已经广泛的应用于现代数控加工制造中。现有的方法主要集中在类似的数控过程。然而，为了优化可重复使用的数控加工过程产生的工艺方案，目前尚没有有效的加工策略，特别是涉及具有相交特征的复杂零件时。据此，为了解决这个问题，我们在这里提出了一种高效的复杂零件数控加工工艺优化方法。

【关键词】数控加工;加工区域;优化方法

1.机械产品数控加工研究现状概述

随着制造业向新一代发展智能制造，各国纷纷提出许多制造业促进项目，例如德国工业4.0，中国制造业2025。在这种动态和竞争的环境，不断升级行业对高品质提出新的挑战高效的制造。同时，数控加工作为生产复杂产品的主要手段是对高效和智能提出新要求数控加工工艺计划技术水平特别是对于小批量产品，例如夹具电子产品和飞机的结构。强大CAM系统最近已广泛使用，但是流程分析和决策的各个方面继续在很大程度上取决于知识和经验设计师。结果发生了许多问题，包括长期准备和效率低下的流程计划。在制造飞机的结构部件时，例如，过程分析和数控编程消耗整个过程所需时间的70%以上而实际加工消耗不到33%。该特征在制造阶段也存在。因此，对于制造复杂零件，主要的时间损失是在过程中确定的规划领域。面对种种数控加工问题，文章提出了一种有效的方法来优化具有复杂型腔的零件的数控加工工艺解决所讨论问题。

2.目前的复杂零件数控加工问题概述

随着数控过程的不断积累，重用是基于相似结构的有效利用方式可以在流程实例存储库中找到。即功能或多个三维CAD模型的子部分被检索具有相似的几何和制造语义查询部分的内容，然后是数控处理方案是通过重组和优化数控流程创建的各种源结构的各个部分。自下而上但是，该方法存在许多问题。当前流程重用的性能很差。为了弄清数控工艺计划中涉及的问题;另一方面，目前大多数显示最大相似性的特征或子部分使用搜索结果中的查询部分之后在设计数控工艺方案时进行适当的修改。因此，无法有效利用实例相似度较低。实际上，自从过程发生在微观层面，宏观的影响因素，例如整体拓扑和制造关系总体方案的特征之间往往是被忽略了，而对以下事实的关注却很少与查询项最相似的数控流程功能或子部分不一定是最合适的整个决策过程的角度;对于具有复杂功能的零件和子部件，可能会有多种切割工具组合用于每种加工功能，但它们只能从单个功能的角度选择或子部分，再次没有适当考虑;结果，可能需要频繁更换工具在加工过程中; 什么时候子部分中的特征融合在一起并进行加工特征识别技术获得的参数被用于数控加工解决方案，许多空气切割可能会发生路径。在这种情况下，加工特点直接获得的只能在初始过程中使用方案，用于加工的几何参数仍然需要诸如驱动器几何形状和切削深度的区域在确定流程方案之前要进行优化。

3.所采用方法概述

按照目前的构想，交互式数控编程开始零件的宏处理方案，包括工作程序，工作步骤和津贴，其中通过过程分析制定。微观过程然后考虑，包括加工方法，切削工具和加工策略，都与宏有关处理。结果反映了程序员的习惯和设计者的工艺意图。因此，快速的数控编程三维CAD模型检索驱动的方法涉及识别内部的可重复使用的宏观和微观过程流程实例存储库，然后合并适当的具有适当的多源微流程的宏流程。如上一节所述，进一步适应为了使工艺方案实用。在初始步骤中，使用三维CAD模型检索技术用于获取可重用的宏，并且多种来源的微观过程以及初步然后通过以下方式生成数控处理方案结合起来。接下来，评估工艺方案兼容性，即确定是否工艺要求是否得到满足以及是否他们支持各种适应性变化可以确保其有效性和合理性方案。

4.整体优化策略分析

4.1加工区域优化策略设计

这些策略可以考虑切割工具和切割深度。裁剪的优化策略根据加工设计刀具复杂的功能和特定的复杂性子部分。接下来决策规则对应制定切割模式，以便切割加工区域的深度和驱动几何形状为最佳。

4.2工作步骤外部优化

假设加工效率是优化的目标，通過采取以下措施优化工作步骤的顺序，蚁群优化算法在全局搜索。同时，优化策略上一步中确定的内容已整合到处理。

4.3逐步内部优化

假设最短路径成为优化的目标上一步的结果是初始解决方案，通过利用以下优势确定刀具路径本地搜索中的禁忌搜索算法用于切削刀具，加工区域和刀具路径。切割顺序和优化的加工区域然后将其映射到CAM系统中，加工区域相应地进行一次操作，从而完成数控编程。

5.加工区域优化策略

对于加工区域，相应的加工操作设置包括切割工具，策略和驱动几何。在这些参数中，切削工具和切削深度是生成刀具路径的关键参数并直接影响驱动器几何结构。因此，我们提出了加工区域优化策略分两部分：刀具优化策略和切削深度优化策略。解决从多个中选择相似过程的问题零件以及相关参数的不一致在相同的过程中，有必要优化切割用于加工复杂特征和子部分的工具满足当前的工艺情况。以下是详细我们的切削刀具优化策略的说明;为了获得最佳加工效果，通常需要采用复杂的功能分为不同的加工区域，具体取决于切削工具的功能和特征的几何形状。因此，每个加工区域可以采用不同的切削方式刀具，加工参数和通过策略。

6.结论

本文提出了一种有效的复杂零件数控加工优化方法，通过优化加工区域的切削深度充分利用工具的加工能力，例如主轴转速和进给速度从变形视图结合。当前的优化目标主要是加工时间，能耗可以添加为另一个优化形成多目标优化问题的目标，以及从而获得高效率，低能耗的数控工艺方案。

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