銑削用量

數控銑削用量最佳化是基於數控銑削加工的特點，通過數控銑削加工過程的技術經濟分析與研究，建立科學，合理、準確的銑削用量最佳化數學模型，並採用合適的最佳化算法。

基本介紹

• 中文名：銑削用量
• 詞性：名詞
• 套用：工業

簡介

概述

隨著現代製造技術的迅速發展，具有各種複雜成型表面且精度要求高的零件越來越多，作為這類零件主要加工方法之一的數控銑削加工，其切削用量的選擇對加工效率、刀具耐用度、加工成本及加工質量將產生較大的影響。

最佳化模型

在銑削用量的可行區域內，找到一組使目標函式值最小的數控銑削用量。因此，數控銑削用量最佳化的關鍵是建立設計變數與最佳化目標，約束條件之間的數值關係，即建立最佳化數學模型。

最佳化設計變數

最佳化設計中，需要優選的獨立參數，稱為最佳化設計變數。數控銑削加工中的主軸轉速、進給速度、背吃刀量，切削寬度等切削用量，是影響數控銑削加工目標實現的最活躍因素，是數控銑削加工過程中基本的控制量，它們之間實際上存在最佳的組合方案。因此，在數控銑削用量最佳化的數學模型中，以主軸轉速n，進給速度v_f，背吃刀量a_p，切削寬度口a_e等切削用量為設計變數。

目標函式

目標函式是設計變數的函式，是比較和選擇各種不同設計方案的指標。數控銑削用量最佳化的目標函式應與數控銑削加工的目的相一致，數控切削加工的目的就是最大限度地提高經濟效益，即通過切削用量的最佳組合，充分發揮工具機、刀具的切削效能，在保證加工質量的前提下，儘可能地降低加工成本，提高生產率。加工成本和生產率都可以和切削用量建立起函式關係，因此，把加工成本和生產率作為數控銑削用量最佳化的目標函式是符合生產實際需要的。

約束條件

數控銑削用量的選擇受數控工具機、刀具、工件及加工質量等技術條件的限制，可供選擇的切削用量範圍是有限的。因此，應根據這些限制建立數控銑削用量最佳化的約束條件，使最佳化的結果符合生產實際。

相關資料

切削用量的多目標最佳化背景

金屬切削加工參數的最佳化選擇對保證加工質量，提高生產率和經濟效益具有重要意義。對於數控工具機特別是加工中心也尤為重要。由於加工過程的複雜性和不確定性，許多工廠都是根據經驗來選擇切削用量，實際結果卻因人因廠而異差別很大，為控制和保證加工質量，充分發揮數控工具機的能效，使切削用量的選擇由經驗判斷走向定量分析，藉助計算機技術，以簡便可靠的最佳化算法最佳化選擇切削用量，適應切削加工的實際需要。

數控工具機的價格和工時費用較高，刀具損耗費用所占比重相對較低，因此，多數資料上介紹應儘量選用高的切削用量。按此選擇，就可降低工具機工時成本在零件製造成本中所占的比例，這是有利的一面。但是，高切削用量會降低切削刀具的耐用度，需要經常更換或刃磨刀具，從而降低生產率；高切削用量容易出現廢品，並降低工具機工作的可靠性。

高速銑削切削用量特點

進給速度高

高速銑削切削用量有很高的進給速度。隨著切削速度的大幅提高，一方面，切屑與刀具之間的相對運動速度加快，刀-屑之間接觸溫度上升，在切屑底面形成一個軟質滯流層，從而使刀，屑之間的摩擦係數下降；另一方面，由於切屑底部和頂部之間的溫差加大，切屑底部受熱膨脹加劇，使切屑流經前刀面時彎曲程度增加。由此可知，隨著切削速度的提高，第二變形區中切屑因摩擦而產生的附加變形減小，刀-屑接觸長度因切屑的彎曲嚴重而縮短，所以切屑的剪下變形程度降低，從而導致剪下角度增大，使切屑變形下降，為進給運動速度的提高創造了有利條件。

切削速度高

高速加工切削用量有很高的切削速度，一般比普通切削速度高5-10倍以上，主軸轉速能達到10000-100000r/min。