摘要:本文將會(huì)針對(duì)計(jì)算機(jī)技術(shù)在數(shù)控加工切削優(yōu)化中的實(shí)際應(yīng)用等內(nèi)容進(jìn)行具體的分析和論述，為關(guān)注這一話題的人們提供參考。

　　關(guān)鍵詞:計(jì)算機(jī)技術(shù);數(shù)控加工;切削;優(yōu)化

　　近些年，我國(guó)工業(yè)迅猛發(fā)展，與此同時(shí)也為該行業(yè)帶來(lái)了新的發(fā)展機(jī)遇與挑戰(zhàn)，很多技術(shù)都已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了智能化的發(fā)展趨勢(shì)，而數(shù)控機(jī)床也在不斷的完善自身的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，例如將數(shù)控機(jī)床中的加工切削技術(shù)與計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)完美的融合，這不僅能夠提升其加工效率，還能夠增強(qiáng)加工精準(zhǔn)度。

　　數(shù)控加工離不開(kāi)計(jì)算機(jī)技術(shù)，兩者有著相輔相成的內(nèi)在聯(lián)系，從目前情況來(lái)看，數(shù)控加工過(guò)程中，切削速度、深度、寬度和進(jìn)給量等都屬于切削參數(shù)，參數(shù)值的大小、精準(zhǔn)度會(huì)對(duì)切削質(zhì)量產(chǎn)生直接的影響。這些因素也將會(huì)直接影響零件加工質(zhì)量、效率、成本等，數(shù)控加工切削優(yōu)化可以分為很多種，其中參數(shù)優(yōu)化是最為重要的一部分，所以本文將對(duì)其進(jìn)行重要論述，只有做好參數(shù)優(yōu)化工作，才能夠?yàn)榱慵�加工提供更高效、更�?yōu)越的加工環(huán)境，繼而為企業(yè)帶來(lái)經(jīng)濟(jì)效益。

　　進(jìn)入二十一世紀(jì)后，計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，為人們的生活和機(jī)械制造發(fā)展帶來(lái)了很多幫助，傳統(tǒng)的數(shù)控機(jī)床在切削工藝中存在很多問(wèn)題，經(jīng)過(guò)人們不斷地改良和完善，現(xiàn)在已經(jīng)有了明顯進(jìn)展，加工工藝開(kāi)始不斷完善，要想更好地適應(yīng)現(xiàn)代化社會(huì)的發(fā)展，滿足人們的需求，就要不斷地探索和前進(jìn)，將現(xiàn)代化的計(jì)算機(jī)技術(shù)與數(shù)控機(jī)床加工工藝完美融合到一起，彰顯出數(shù)控機(jī)床智能化的優(yōu)勢(shì)。

　　一、數(shù)控加工切削優(yōu)化問(wèn)題

　　數(shù)控機(jī)床的切削方式有很多，較為常見(jiàn)的有車(chē)削、銑削、鉆削等，這些切削加工工藝對(duì)精準(zhǔn)度都有嚴(yán)格要求，不同的切削形式有著各自的參數(shù)表述形式，例如切削功率、切削速度、切削深度、切削寬度等，這些都是切削的各種參數(shù)。其中比較重要切削參數(shù)為切削速度、進(jìn)給量、切削深度，即切削三要素。要想更好地確保切削質(zhì)量和切削精準(zhǔn)度，就應(yīng)當(dāng)提高刀具的耐用度，并以刀具的耐用度為衡量標(biāo)準(zhǔn)，一定要將這一問(wèn)題視為關(guān)鍵點(diǎn)，只有優(yōu)化刀具自身質(zhì)量和耐用度，才能夠?yàn)榧庸で邢鲀?yōu)化給予更多幫助。

　　通常情況下，人們?cè)诖_定切削用量的時(shí)候，都根據(jù)背吃刀量的最大值來(lái)斷定，這是較為常用的切削用量測(cè)量形式，數(shù)控機(jī)床與傳統(tǒng)的手動(dòng)機(jī)床有著很大差異性，相比之下數(shù)控機(jī)床不僅僅工作效率高、精準(zhǔn)率高，還能夠滿足很多動(dòng)力和剛性要求，在切削零件的時(shí)候，所考慮的給進(jìn)量大小不僅僅要根據(jù)尺寸，還需要根據(jù)零件表面是否粗糙等來(lái)判定，兩者綜合才能決定進(jìn)給量大小。

　　但是在實(shí)際數(shù)控加工切削過(guò)程中，經(jīng)常會(huì)遇到加工效率低、加工切削速度慢等問(wèn)題，這與人們選擇的切削方式有很大關(guān)系，查表法會(huì)大大降低加工效率，不能夠更好地確保零件的高質(zhì)量，這是零件加工切削過(guò)程中急需解決的問(wèn)題。完善數(shù)控加工切削工藝，首先就要采取科學(xué)的切削參數(shù)優(yōu)化方法，這是基礎(chǔ)條件也是前提條件，只有充分的認(rèn)識(shí)到現(xiàn)有問(wèn)題，并且加以改進(jìn)和完善，才能夠更好地促使數(shù)控加工質(zhì)量和效率同時(shí)得到提高。[1]

　　二、計(jì)算機(jī)技術(shù)在數(shù)控加工切削優(yōu)化中的引用

　　(一)建立優(yōu)化模型

　　計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用方式有很多，要想將其與數(shù)控加工切削技術(shù)緊密結(jié)合，就需要注意機(jī)械設(shè)計(jì)問(wèn)題，運(yùn)用計(jì)算機(jī)將物理模型轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)模型，通過(guò)模型的優(yōu)化構(gòu)建來(lái)實(shí)現(xiàn)模型參數(shù)的記錄和整理。需要注意的是，對(duì)現(xiàn)有模型參數(shù)，人們一定要融入數(shù)學(xué)計(jì)算方法來(lái)完成參數(shù)簡(jiǎn)單有效的計(jì)算，這一過(guò)程非常重要。

　　在實(shí)際的操作過(guò)程中，人們可以借助計(jì)算機(jī)來(lái)設(shè)計(jì)相應(yīng)的函數(shù)模型，然后在實(shí)際的加工切削操作過(guò)程中設(shè)備就會(huì)按照事先設(shè)計(jì)好的參數(shù)準(zhǔn)確反映，進(jìn)而得到相應(yīng)的參數(shù)對(duì)照優(yōu)化模型，在這個(gè)過(guò)程中計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)揮了非常大的優(yōu)勢(shì)。建立優(yōu)化模型一定要考慮一些影響因素，例如機(jī)床參數(shù)、刀具參數(shù)、加工條件等，這些因素都會(huì)影響切削的加工效率與加工質(zhì)量。

　　計(jì)算機(jī)技術(shù)的融入大大提高了切削的效率與質(zhì)量，因?yàn)楫?dāng)具體變量確定后，人們可以結(jié)合目標(biāo)函數(shù)完成具體參數(shù)優(yōu)化模型的構(gòu)建，最大生產(chǎn)率就是最終的目標(biāo)，其中已知量與變量的關(guān)系一目了然。切削工藝不僅受上述因素的影響，還會(huì)受進(jìn)給力、切削扭矩、主軸轉(zhuǎn)速、工件質(zhì)量及機(jī)床功率等因素的限制，當(dāng)面對(duì)這些問(wèn)題的時(shí)候，人們可以通過(guò)構(gòu)建模型來(lái)求解，這一過(guò)程充分發(fā)揮出了計(jì)算機(jī)技術(shù)的作用和價(jià)值所在。[2]

　　(二)選擇優(yōu)化算法

　　計(jì)算機(jī)技術(shù)的融入不僅可以提升數(shù)控加工切削的效率和質(zhì)量，還能夠完善傳統(tǒng)算法，使數(shù)控加工技術(shù)更精確。合適優(yōu)化算法的選擇非常重要，通常情況下人們會(huì)通過(guò)計(jì)算程序進(jìn)行編程，然后將程序輸入到控制計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器當(dāng)中。很多時(shí)候，人們習(xí)慣性的使用遺傳算法，將其看作是最優(yōu)算法，這種算法的使用需要以計(jì)算機(jī)為前提，基于自然選擇理論以及自然遺傳機(jī)制來(lái)進(jìn)行尋找最優(yōu)值的一種計(jì)算方法。

　　遺傳算法的使用比較簡(jiǎn)單，首先人們要隨機(jī)創(chuàng)建一個(gè)初始種群，確保其個(gè)體數(shù)目保持一定，在這種情況下對(duì)其中的個(gè)體染色體進(jìn)行編碼，然后利用計(jì)算機(jī)內(nèi)的程序計(jì)算個(gè)體適應(yīng)度，再根據(jù)適應(yīng)度來(lái)選擇再生個(gè)體，這個(gè)環(huán)節(jié)是一個(gè)很重要的環(huán)節(jié)。遺傳算法在切削參數(shù)計(jì)算中應(yīng)用十分廣泛，在計(jì)算這類問(wèn)題的時(shí)候，首先將優(yōu)化參數(shù)的各個(gè)變量和在群體中適應(yīng)值區(qū)域計(jì)算出來(lái)，先解碼然后再進(jìn)行編碼，這個(gè)順序需要注意。而如果個(gè)體的適應(yīng)值在零下，則需要對(duì)現(xiàn)有字符進(jìn)行串編碼變異操作，這樣可以使個(gè)體重新復(fù)活，被選中的概率也大大提升。

　　(三)判斷優(yōu)化結(jié)果

　　模型所計(jì)算出的優(yōu)化結(jié)果未必準(zhǔn)確，需要人們進(jìn)一步對(duì)其進(jìn)行細(xì)致分析和計(jì)算，將先分析數(shù)據(jù)與以往經(jīng)驗(yàn)所得數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析，這樣做也是為了更好地優(yōu)化切削參數(shù)結(jié)果，通過(guò)分析可以判斷優(yōu)化結(jié)果是否能夠真正的取得優(yōu)化效果。通過(guò)對(duì)比分析可以明顯的得出相應(yīng)結(jié)論，也就是該種優(yōu)化結(jié)果能夠大大提高機(jī)床的利用率，在減少切削時(shí)間的同時(shí)提高零件的生產(chǎn)效率，真可謂是一舉兩得。

　　計(jì)算機(jī)技術(shù)在數(shù)控加工切削中具有舉足輕重的地位，據(jù)有關(guān)調(diào)查研究結(jié)果顯示，在融入計(jì)算機(jī)技術(shù)之后，單道工序優(yōu)化能力減少0.96s切削時(shí)間，如果是半精加工的化能夠減少3.6s的切削時(shí)間，可見(jiàn)優(yōu)化力度之大，按照這樣的計(jì)算方法，數(shù)控加工切削一個(gè)零件可以節(jié)省112s以上。

　　隨著信息化技術(shù)的高速發(fā)展，數(shù)控加工機(jī)床也在不斷的完善各項(xiàng)功能，計(jì)算機(jī)的融入已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了對(duì)加工工藝的檢測(cè)，系統(tǒng)可以自行選擇切削參數(shù)，將數(shù)控機(jī)床調(diào)整到最佳狀態(tài)，這是傳統(tǒng)數(shù)控切削技術(shù)所不具備的優(yōu)勢(shì)和特點(diǎn)。除此之外，計(jì)算機(jī)技術(shù)的融入也為自控系統(tǒng)帶來(lái)很大幫助，使加工系統(tǒng)可以根據(jù)切削熱度、挺度、材料以及磨損情況等對(duì)主軸轉(zhuǎn)速進(jìn)行調(diào)整，這樣有助于保持?jǐn)?shù)控機(jī)床整體處于最佳狀態(tài)。近些年也有人專注于研究計(jì)算機(jī)集成技術(shù)的發(fā)展，該項(xiàng)技術(shù)能夠使現(xiàn)有數(shù)控加工工藝變得更加精細(xì)化、規(guī)范化，為實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)數(shù)控加工切削優(yōu)化的高效發(fā)展夯實(shí)基礎(chǔ)。

　　三、計(jì)算機(jī)數(shù)控的其他功能

　　數(shù)控機(jī)床運(yùn)轉(zhuǎn)起來(lái)轉(zhuǎn)速非常高，這時(shí)要想借助計(jì)算機(jī)技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)無(wú)誤差的調(diào)節(jié)非常重要，因?yàn)樗俣仍鲆嬖谝欢ǚ秶鷥?nèi)是沒(méi)有阻尼的，因此進(jìn)給軸的插補(bǔ)控制意義非常大，要想從根本上滿足HSC的特殊加工需求，就應(yīng)當(dāng)注重研究開(kāi)發(fā)新的速度控制及軌跡插補(bǔ)變化法。計(jì)算機(jī)技術(shù)在數(shù)控加工切削中的應(yīng)用非常重要，即可以進(jìn)行幾何變換，又可以補(bǔ)償機(jī)械誤差，能夠更好地提高軌道的精確度。

　　如今計(jì)算機(jī)技術(shù)能夠有效的補(bǔ)償基礎(chǔ)的熱誤差與靜態(tài)誤差，沒(méi)有這些誤差可以確保零件的精準(zhǔn)度更高，更符合人們的用工需求。而基于HSC技術(shù)的應(yīng)用誤差補(bǔ)償主要分為幾大類，分別是補(bǔ)償測(cè)量系統(tǒng)誤差和絲桿導(dǎo)程誤差;補(bǔ)償進(jìn)給軸轉(zhuǎn)向點(diǎn)處的摩擦誤差;補(bǔ)償由進(jìn)給軸速度高和絲桿轉(zhuǎn)速高引起的熱誤差等。

　　綜上所述，本文主要論述了計(jì)算機(jī)技術(shù)在數(shù)控加工切削優(yōu)化中的應(yīng)用等內(nèi)容，通過(guò)分析可以發(fā)現(xiàn)，在現(xiàn)代化的數(shù)控加工過(guò)程中，人們始終在探尋可以提高切削精準(zhǔn)度的方法，而計(jì)算機(jī)技術(shù)的融入不僅僅可以建立切削參數(shù)優(yōu)化模型，還能夠?qū)﹀e(cuò)誤的操作給予相應(yīng)提示，這些都是手動(dòng)機(jī)床所不具備的優(yōu)勢(shì)。利用計(jì)算機(jī)技術(shù)能夠通過(guò)概率搜索的技術(shù)來(lái)對(duì)切削參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化處理，進(jìn)而找到更適合的參數(shù)值，有助于提高人們的操作效率，在未來(lái)的數(shù)控機(jī)床加工過(guò)程中，計(jì)算機(jī)技術(shù)必將得到更加廣泛的應(yīng)用。

　　參考文獻(xiàn):

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　　[2]歐敏.分析數(shù)控加工工藝決策與切削參數(shù)規(guī)范化[J].煤炭技術(shù)，2017(08):121-128.

　　煤炭方向刊物推薦：《煤炭技術(shù)》于1982年創(chuàng)刊，曾用名《國(guó)外煤炭》，1995年改現(xiàn)名。是經(jīng)國(guó)家科技部和國(guó)家新聞出版總署批準(zhǔn)的國(guó)家級(jí)期刊，是集技術(shù)性、實(shí)用性、導(dǎo)向性和服務(wù)性于一體的頗具影響力的綜合性煤炭技術(shù)類月刊。