*CN102331749A*
(10)申请公布号 CN 102331749 A(43)申请公布日 2012.01.25
(12)发明专利申请
(21)申请号 201010226953.1(22)申请日 2010.07.15
(71)申请人沈阳黎明航空发动机(集团)有限责
任公司
地址110043 辽宁省沈阳市大东区东塔街6
号(72)发明人周代忠 师俊东 陈雅莉 吴旭刚
刘德生(74)专利代理机构沈阳晨创科技专利代理有限
责任公司 21001
代理人樊南星(51)Int.Cl.
G05B 19/4097(2006.01)
权利要求书 2 页 说明书 9 页 附图 7 页
(54)发明名称
一种数控加工工艺参数优化方法(57)摘要
一种数控加工工艺参数优化方法，其对进给速度进行优化的具体要求如下：首先读取数控刀具路径文件，并把道具运动路径划分成许多较小的段，每一段的大小为刀具直径的0.25倍-0.5倍；然后根据每一小段内被切削材料的量(切削深度×切屑宽度×段长度)，针对所遇到的每种切削情况(切入、吃刀弧度、切出，空切削)分配最佳进给速率；然后它生成一条新的刀具路径，新路径与原路径相同但是进给速率有所改善。相对于现有技术而言，本发明优化了切削参数，在大大节约切削时间的同时还明显增强了其他切削性能。CN 102331749 ACN 102331749 ACN 102331762 A
权 利 要 求 书
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1.一种数控加工工艺参数优化方法，其特征在于：所述数控加工工艺参数优化方法中，对进给速度进行优化的具体要求如下：
首先读取数控刀具路径文件，并把道具运动路径划分成许多较小的段，每一段的大小为刀具直径的0.25倍-0.5倍；然后根据每一小段内被切削材料的量(切削深度×切屑宽度×段长度)，针对所遇到的每种切削情况(切入、吃刀弧度、切出，空切削)分配最佳进给速率：
1)当切入时，取初始切削区域的0.25-0.5倍刀具直径距离，进给速度设为正常值的50％-75％；
2)在稳定切削区，根据单位时间内的切削材料量调整进给速度；3)切削区域的最后0.25倍刀具直径距离设为退刀，速度将为正常值的50％-75％，根据零件的状态，在进刀前和退刀后分别设2-3mm的安全距离，对空切削，直接按设定的高速度进行)；
然后它生成一条新的刀具路径，新路径与原路径相同但是进给速率有所改善。2.按照权利要求1所述数控加工工艺参数优化方法，其特征在于：所述数控加工进给速度优化方法中，为保证进给速度优化的实现，还要对以下内容进行具体设置：
输出的最小速度为：Vf＝n×Zn×fz，其中fz取刀具手册允许最小值的0.5，输出的最大速度为：Vf＝n×Zn×fz×速度因子，其中fz取刀具手册允许最大值，同时要考虑零件的结构和机床性能因素，要求fz取刀具手册推荐的75％。
3.按照权利要求2所述数控加工工艺参数优化方法，其特征在于：所述数控加工工艺参数优化方法中，还满足下述要求：
最大的材料切削率要求为Q＝ap×ae×Vf/1000，其中ap取切削深度的平均值，ae取切削最大切削宽度，Vf由ap和ae对应推荐最大的fz值决定。
4.按照权利要求3所述数控加工工艺参数优化方法，其特征在于：所述数控加工工艺参数优化方法中，还满足下述要求：
切削功率按照计算公式：PC＝ap×ae×Vf×Kc/(ηmt×60×106)，式中：ap为切削深度；ae
为切削宽度；Vf为进给速度；Kc为特定切削力；ηmt为传递效率；
通过查找切削刀具推荐的切削参数计算有效功率值范围，根据零件状态、装夹状态和刀具装夹状态分别定位合理的百分比，以有效功率的下限值乘以前面几项的百分比作为刀具切削时的最大功率。
5.按照权利要求3所述数控加工工艺参数优化方法，其特征在于：所述数控加工工艺参数优化方法中，还满足下述要求：
对机械加工主轴而言，在数控加工优化中要求设定主轴转数不变，由刀具允许的切削速度和刀具直径决定主轴转数n；
n＝Vc×1000/(π×Dc)大余量、粗加工阶段取靠近下限的切削速度，小余量、精加工阶段取靠近上限的切削速度来计算主轴转速。
6.按照权利要求3所述数控加工工艺参数优化方法，其特征在于：所述数控加工工艺参数优化方法中，还满足下述要求之一：
其一，按固定材料去除率优化：根据刀具与切削区域接触面积的大小调整进给速度，使
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权 利 要 求 书
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材料去除率保持恒定；
每一个程序中每一把刀都有一个固定最大材料切削率，同时可以求得单位时间内ap和ae的平均值，首先求得单位时间内的速度Vf＝1000Q/(ap×ae)，这个速度与最大速度和最小速度作比较，如果计算的速度小于规定的最小速度或大于规定的最大速度，以规定的最小速度或规定的最大速度作为当前速度，其他时候以计算值作为当前优化速度。同时如果在进退刀区域，需要考虑其要求；
其二，按固定切屑厚度优化：根据切削条件的变化对进给速度进行调整，使切屑保持恒定的最大厚度；该方法适合于零件加工余量较小且均匀的精加工情况，特别是在高速加工时可使刀具切削稳定，在单位时间内取得很高的表面面积去除率。
其三，结合使用以上两种方法：进给速度按恒定切屑厚度或恒定材料去除率进行调整，取较低的一个进给速度。
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说 明 书
一种数控加工工艺参数优化方法
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技术领域：
[0001] 本发明涉及机械加工工艺，特别提供了一种数控加工工艺参数优化方法。背景技术：
[0002] 现有技术中，高效加工(用最少的时间切削零件)是希望提高生产率的生产厂的目标。许多制造商选择采用轻切削和进给速率逐步减小的方法，以机床的最大进给速度或接近此速度来运转机床。这种高速技术颇具吸引力，因为机床尽其所能的快速运动。但是，这种策略会造成许多低效的路径并且妨碍减少加工时间这一目标。虽然这样做意味着从来不会出现因过大的金属切削率而导致刀具断裂，但是这种加工技术并不能高效地切削。[0003] 达到最短切削时间与进给速率无关，而是达到最高切削率的直接结果。按照比大多数高速策略通常所推荐的还要大的深度来进行切削往往效率更高，但是危险在于刀具可能遭遇过载的情况。这可能导致断裂或者需要超过机床马力的功率。实现高效加工的关键在于变化进给速率以达到可能的最高切削率，同时保护刀具不断裂或过载。
[0004] 目前的CAM系统还无法提供确定最佳进给速度的材料去除量信息。因此由CAM软件生成的数控加工程序，特别在较复杂的加工条件下，当刀具不切削、不接触工件时。它仍以缓慢的进给速度经过工件表面。浪费了大量的加工时间。另外一个自动生成的刀具轨迹可能会以一个不正确或无效的角度下刀。
[0005] 其无谓的下刀运动不但浪费了大量的加工时间，工件的加工效果也较差。同时还增加了刀具的磨损。即使我们发现了这些情况，即使我们也知道这些优化数值。但要将它们插入到加工程序中也非常麻烦和极易出错。当然，在NC机床上也可以用手工优化进给速度。有经验的操作者靠耳朵听声音，然后在控制器上调整进给倍率。手工调整进给速度。但是，采用这种方法有许多弊病。首先，并非所有的机床操作人员都有优化进给速度的经验。即使是有经验的操作人员，在加工过程中靠手动改变进给速度也是一项很冒险的工作。因为要求操作者全神贯注，这使得操作者容易疲倦。况且，操作人员改变进给速度往往是降低进给速度值，大多数CNC系统在提高进给速度方面的能力都会很受限制。因此，为了操作人员的方便，编程人员通常给整个操作或者某一把刀具选择唯一的、安全的进给速度数控程序进给速度优化的前提条件。
[0006] 在进行进给速度优化前，需根据刀具选择合适的加工方案，采取正确的进退刀方式，控制退刀的切屑厚度，加工过程保持切削路径的连续性，避免多重切入和切出，应用/顷铣以获得有利得切削形状，方向改变时应加入小的圆弧刀具路径，必须控制切削深度不超过刀具手册推荐最大的值；[0007] 在进行数控程序优化前，需要保证数控程序没有过切、欠切，机床碰撞、超行程等错误。
[0008] 人们期望获得一种技术效果好的数控加工工艺参数优化方法。发明内容：
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说 明 书
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本发明的目的是提供一种技术效果更好的数控加工工艺参数优化方法。[0010] 本发明提一种数控加工工艺参数优化方法，其特征在于：所述数控加工工艺参数优化方法中，对进给速度进行优化的具体要求如下：[0011] 首先读取数控刀具路径文件，并把道具运动路径划分成许多较小的段，每一段的大小为刀具直径的0.25倍-0.5倍；然后根据每一小段内被切削材料的量(切削深度×切屑宽度×段长度)，针对所遇到的每种切削情况(切入、吃刀弧度、切出，空切削)分配最佳进给速率：
[0012] 1)当切入时，取初始切削区域的0.25-0.5倍刀具直径距离，进给速度设为正常值的50％-75％；
[0013] 2)在稳定切削区，根据单位时间内的切削材料量调整进给速度；[0014] 3)切削区域的最后0.25倍刀具直径距离设为退刀，速度将为正常值的50％-75％，根据零件的状态，在进刀前和退刀后分别设2-3mm的安全距离，但对一些加工区域，可不设退刀距离，如型腔加工；对空切削，直接按设定的高速度进行)；[0015] 然后它生成一条新的刀具路径，新路径与原路径相同但是进给速率有所改善；在切削少量材料的区域，程序增大进给速率。当有更多材料被切削时，它会减小进给速率。这能防止刀具断裂并且阻止机床超过其马力。
[0016] 本发明所述数控加工进给速度优化方法中，为保证进给速度优化的实现，优选还要对以下内容进行具体设置：[0017] 输出的最小速度为：Vf＝n×Zn×fz，其中fz取刀具手册允许最小值的0.5，输出的最大速度为：Vf＝n×Zn×fz×速度因子，其中fz取刀具手册允许最大值，同时要考虑零件的结构和机床性能因素，要求fz取刀具手册推荐的75％。[0018] 速度因子和切削宽度有关，由刀具手册提供。[0019] 本发明所述数控加工工艺参数优化方法中，还满足下述要求：[0020] 最大的材料切削率要求为Q＝ap×ae×Vf/1000，其中ap取程序中切削深度的平均值，ae取切削最大切削宽度，Vf由ap和ae对应推荐最大的fz值决定。[0021] 所述数控加工工艺参数优化方法中，还满足下述要求：[0022] 在进行坡走铣加工时，需要根据坡的角度降低单位时间内的切削速度。[0023] 切削功率按照计算公式：PC＝ap×ae×Vf×Kc/(ηmt×60×106)，式中：ap为切削深度；ae为切削宽度；Vf为进给速度；Kc为特定切削力；ηmt为传递效率；通过查找切削刀具推荐的切削参数计算有效功率值范围，根据零件状态、装夹状态和刀具装夹状态分别定位合理的百分比，以有效功率的下限值乘以前面几项的百分比作为刀具切削时的最大功率；如果主轴功率过小，可直接参照主轴功率值乘以转动效率。[0025] 所述数控加工工艺参数优化方法中，还满足下述要求：[0026] 对机械加工主轴而言，在数控加工优化中要求设定主轴转数不变，由刀具允许的切削速度和刀具直径决定主轴转数n；[0027] n＝Vc×1000/(π×Dc)[0028] 大余量、粗加工阶段取靠近下限的切削速度，小余量、精加工阶段取靠近上限的切削速度来计算主轴转速。
[0029] 所述数控加工工艺参数优化方法中，还满足下述要求之一：
[0024]
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说 明 书
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其一，按固定材料去除率优化(Constant volume method)：其指导思想是根据刀具与切削区域接触面积的大小调整进给速度，使材料去除率保持恒定；该种方法主要用于粗加工，毛坯余量较大的情况，用此方法优化后的数控加工程序可以高效率地去除零件余量，同时使机床在切削过程中运行平稳。它也可用于对一般要求的精加工程序优化，获得较好的加工表面质量和较高的加工效率；[0031] 根据前面的原理，每一个程序中每一把刀都有一个固定最大材料切削率，同时可以求得单位时间内ap和ae的平均值，首先求得单位时间内的速度Vf＝1000Q/(ap×ae)，这个速度与最大速度和最小速度作比较，如果计算的速度小于规定的最小速度或大于规定的最大速度，以规定的最小速度或规定的最大速度作为当前速度，其他时候以计算值作为当前优化速度。同时如果在进退刀区域，需要考虑其要求；[0032] 上面这个零件，中间图3-2视图是加工前的毛料，我们可以看出，图3-1是加工后视图，通过比较，其加工区域余量非常不均匀，上端余量达18mm，下面为0mm，无论采用图3-1还是图3-3的加工方式，加工过程中加工量变化巨大，在加工上面几层时，部分轨迹加工量很少，大多时候是空走刀。[0033] 其二，按固定切屑厚度优化(Chip thickness method)：该种方法根据切削条件的变化对进给速度进行调整，使切屑保持恒定的最大厚度；该方法适合于零件加工余量较小且均匀的精加工情况，特别是在高速加工时可使刀具切削稳定，在单位时间内取得很高的表面面积去除率。[0034] 其三，结合使用以上两种方法(Combined chip andvohme method)：进给速度按恒定切屑厚度或恒定材料去除率进行调整，取较低的一个进给速度。该方法适合于零件加工余量不大但不是很均匀的情况，在余量均匀区域按固定切屑厚度优化，余量不均匀的区域按固定材料去除率优化。
[0035] 相对于现有技术而言，本发明优化了切削参数，在大大节约切削时间的同时还明显增强了其他切削性能。
附图说明：
[0036] 图1为某加工零件结构图；
[0037] 图2为某加工零件对应毛坯结构图；[0038] 图3为某加工零件结构图；
[0039] 图4为使用VERICUT软件操作过程对应的说明示意图之一；[0040] 图5为使用VERICUT软件操作过程对应的说明示意图之二；[0041] 图6为使用VERICUT软件操作过程对应的说明示意图之三；[0042] 图7为使用VERICUT软件操作过程对应的说明示意图之四；[0043] 图8为使用VERICUT软件操作过程对应的说明示意图之五；[0044] 图9为未优化刀具轨迹示意图，切削时间763min，先是快速进给，然后转为按照常规的编程速度进给；[0045] 图10为采用“增加更多切削程序段”优化方法的刀具轨迹示意图，切削时间340min，缩短了55％的加工时间，先是快速进给，然后转为按照计算速度进给；计算速度有别于常规的编程速度；
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说 明 书
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图11为采用“只对现有程序段进行优化，不增加更多切削程序段”的优化方法的刀具轨迹示意图，切削时间471min，缩短了38％的加工时间，先是快速进给，然后转为按照计算速度进给；计算速度有别于常规的编程速度；图11左下角文字含义为“分段机理”；[0047] 图12为优化刀具轨迹运动的分解例子示意图，图中右上角文字含义，第一行为“分段举例(空走刀条件下)”，第二行为“材料等厚度切削举例”；第三行为“带角度进给材料增厚切削举例”，其他解释请参见图9-11；
[0048] 图13为使用VERICUT软件通过刀具切削深度表和宽度表来进行程序的优化的示意图之一；
[0049] 图14为使用VERICUT软件通过刀具切削深度表和宽度表来进行程序的优化的示意图之二；
[0050] 图15为使用VERICUT软件进行程序刀具切削参数的设置的示意图；[0051] 图16为某一加工零件举例；
[0052] 图17为图16所示零件中84个键槽中的一个加工轨迹示意图。
具体实施方式：[0053] 实施例1
[0054] 一种数控加工工艺参数优化方法，其对进给速度进行优化的具体要求如下：[0055] 首先读取数控刀具路径文件，并把道具运动路径划分成许多较小的段，每一段的大小为刀具直径的0.25倍-0.5倍；然后根据每一小段内被切削材料的量(切削深度×切屑宽度×段长度)，针对所遇到的每种切削情况(切入、吃刀弧度、切出，空切削)分配最佳进给速率：
[0056] 1)当切入时，取初始切削区域的0.25-0.5倍刀具直径距离，进给速度设为正常值的50％-75％；
[0057] 2)在稳定切削区，根据单位时间内的切削材料量调整进给速度；[0058] 3)切削区域的最后0.25倍刀具直径距离设为退刀，速度将为正常值的50％-75％，根据零件的状态，在进刀前和退刀后分别设2-3mm的安全距离，但对一些加工区域，可不设退刀距离，如型腔加工；对空切削，直接按设定的高速度进行)；[0059] 然后它生成一条新的刀具路径，新路径与原路径相同但是进给速率有所改善；在切削少量材料的区域，程序增大进给速率。当有更多材料被切削时，它会减小进给速率。这能防止刀具断裂并且阻止机床超过其马力。
[0060] 本实施例所述数控加工进给速度优化方法中，为保证进给速度优化的实现，优选还要对以下内容进行具体设置：[0061] 输出的最小速度为：Vf＝n×Zn×fz，其中fz取刀具手册允许最小值的0.5，输出的最大速度为：Vf＝n×Zn×fz×速度因子，其中fz取刀具手册允许最大值，同时要考虑零件的结构和机床性能因素，要求fz取刀具手册推荐的75％。注意：速度因子和切削宽度有关，由刀具手册提供。
[0062] 本实施例所述数控加工工艺参数优化方法中，还满足下述要求：[0063] 最大的材料切削率要求为Q＝ap×ae×Vf/1000，其中ap取程序中切削深度的平均值，ae取切削最大切削宽度，Vf由ap和ae对应推荐最大的fz值决定。
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所述数控加工工艺参数优化方法中，还满足下述要求：[0065] 在进行坡走铣加工时，需要根据坡的角度降低单位时间内的切削速度。[0066] 切削功率按照计算公式：PC＝ap×ae×Vf×Kc/(ηmt×60×106)，式中：ap为切削深度；ae为切削宽度；Vf为进给速度；Kc为特定切削力；ηmt为传递效率；[0067] 通过查找切削刀具推荐的切削参数计算有效功率值范围，根据零件状态、装夹状态和刀具装夹状态分别定位合理的百分比，以有效功率的下限值乘以前面几项的百分比作为刀具切削时的最大功率；如果主轴功率过小，可直接参照主轴功率值乘以转动效率。[0068] 所述数控加工工艺参数优化方法中，还满足下述要求：[0069] 对机械加工主轴而言，在数控加工优化中要求设定主轴转数不变，由刀具允许的切削速度和刀具直径决定主轴转数n；[0070] n＝Vc×1000/(π×Dc)[0071] 大余量、粗加工阶段取靠近下限的切削速度，小余量、精加工阶段取靠近上限的切削速度来计算主轴转速。
[0072] 所述数控加工工艺参数优化方法中，还按照实际情况要求满足下述要求之一：[0073] 其一，按固定材料去除率优化(Constant volume method)：其指导思想是根据刀具与切削区域接触面积的大小调整进给速度，使材料去除率保持恒定；该种方法主要用于粗加工，毛坯余量较大的情况，用此方法优化后的数控加工程序可以高效率地去除零件余量，同时使机床在切削过程中运行平稳。它也可用于对一般要求的精加工程序优化，获得较好的加工表面质量和较高的加工效率；
根据前面的原理，每一个程序中每一把刀都有一个固定最大材料切削率，同时可
以求得单位时间内ap和ae的平均值，首先求得单位时间内的速度Vf＝1000Q/(ap×ae)，这个速度与最大速度和最小速度作比较，如果计算的速度小于规定的最小速度或大于规定的最大速度，以规定的最小速度或规定的最大速度作为当前速度，其他时候以计算值作为当前优化速度。同时如果在进退刀区域，需要考虑其要求；[0075] 上面这个零件，中间图3-2视图是加工前的毛料，我们可以看出，图3-1是加工后视图，通过比较，其加工区域余量非常不均匀，上端余量达18mm，下面为0mm，无论采用图3-1还是图3-3的加工方式，加工过程中加工量变化巨大，在加工上面几层时，部分轨迹加工量很少，大多时候是空走刀。[0076] 其二，按固定切屑厚度优化(Chip thickness method)：该种方法根据切削条件的变化对进给速度进行调整，使切屑保持恒定的最大厚度；该方法适合于零件加工余量较小且均匀的精加工情况，特别是在高速加工时可使刀具切削稳定，在单位时间内取得很高的表面面积去除率。[0077] 其三，结合使用以上两种方法(Combined chip andvohme method)：进给速度按恒定切屑厚度或恒定材料去除率进行调整，取较低的一个进给速度。该方法适合于零件加工余量不大但不是很均匀的情况，在余量均匀区域按固定切屑厚度优化，余量不均匀的区域按固定材料去除率优化。
[0074]
实施例2
[0079] 按照实施例1所述的指导思想，本实施例具体使用vericut软件的优化模块OptiPath进行程序优化，它读取数控刀具路径文件并把运动划分成许多较小的段。必要时，
[0078]
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根据每段内被切削材料的量，软件针对所遇到的每种切削情况分配最佳进给速率。然后它生成一条新的刀具路径，新路径与原路径相同但是进给速率有所改善。在切削少量材料的区域，Optipath增大进给速率。当有更多材料被切削时，它会减小进给速率。这能防止刀具断裂并且阻止机床超过其马力。在可能的情况下，维持类似的高进给速率，但是与进给速率在每次通过时微微减小这种情况相比，软件提供更大的切削效率并且所需时间更少。不改变切削刀具路径，更新的信息就被应用到新刀具路径中。[0080] 当要切削少量材料时，软件优化使进给速率增大，而当刀具遇到更多的材料时，使进给速率减慢。
[0081] 影响优化处理的主要因素：[0082] 切削公差：File menu＞Properties，Tolerance tab里查找，切削公差直接影响到切削工件的加工精度和优化刀轨的直接结果，还有自动比较，模型输出，刀夹碰撞，快速模式的错误，动态旋转速度，缩放速度等等.在优化过程中如果切削精度不够，在相关固定切削条件下的切削进给速度会变得振荡变化，或者VERICUT会在刀具切入切出材料时难以作出正确的决定.如果出现这些情况，则重置模型文件，减小切削公差并重做一次优化[0083] 引起优化失败的其他条件，以下情况刀轨的优化会引起异常：1)固定循环(如APT CYCLE record，G代码G81-89)；2)优化设置未打开；3)程序使用了刀具补偿。[0084] 图1、2、3中的零件，图2是加工前的毛料，可以看出，其加工余量非常不均匀，其加工余量上面达18MM，下面为0，无论采用图1还是图3的加工方式，加工过程中加工量变化巨大，在加工上面几层时时，部分轨迹加工量很少，大多时候时空走刀。[0085] 用VERICUT软件进行程序参数优化：
[0086] 进入VERICUT软件开始数控加工程序切削参数优化之前，应在CAD/CAM软件中建立零件、零件毛坯模型，编制好数控加工程序，此处不作叙述。在VERICUT软件中进行数控加工程序切削参数优化的大致步骤为：
[0087] (1)将在CAD/CAM软件中建立的零件和零件毛坯模型以VERICUT软件能够识别的格式(如IGS格式)导入VERICUT软件：[0088] (2)调入机床文件；
[0089] (3)调入机床控制器文件；[0090] (4)建立加工程序参考原点；
[0091] (5)建立刀具库或打开已有的刀具库文件；
(6)调用已编制好的数控加工程序；
[0093] (7)新建程序参数优化库或打开已有程序参数优化库，打开优化开关，设置好优化后文件的存储位置和文件名称；[0094] (8)开始仿真和优化，得到优化的加工程序。[0095] 在进行数控程序优化前，需要保证数控程序没有过切、欠切，机床碰撞、超行程等错误。前面部分不做具体说明，下面就数控程优化的步骤进行详细说明，此零件当前的加工工序是粗加工，采用按固定材料去除率优化(Constant volume method)来优化数控程序。[0096] 新建程序参数优化库：操作顺序：Optipath→Control，参见图4。弹出图5所示下面的菜单栏。
[0097] 在这菜单栏中，设置优化模式(Optipath Mode)，优化后文件(Optimized File)存
[0092]
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说 明 书
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储地方，零件的材料(Material)，加工机床(Machine)，此零件的优化选项如图6所示。[0098] OK，完成设置，点击”Play to end”键(参见图7)，弹出“Optimization setting”栏。
[0099] 从菜单中我们可以看到调用的刀具文件1950-v6.Tls，当前优化程序所用的刀具D40，刀齿数：4，直径40，右面是刀具示意图。[0100] 在“Feeds/Speed”栏标签页选项中，设定切削状态“Cutting Condition”组中，切削的轴向深度和径向宽度分别为Axial Depth：4，Radial Width：40。优化方式“Optimization Method”中，选”Volume Removal”、“Spinde Speed”。[0101] 两项组成固定材料去除率优化(Constant volume method)，可以从提示栏中看到这些提示信息。如果需要选择“Chip Thickness”、“Volume Removal”两项，为固定切屑厚度优化(Chip thickness method)，如果需要选择“Chip Thickness”、“Spinde Speed”两项，为两种方法的中和。
[0102] 为了确定切削每段内的最佳进给速率，OptiPath结合考虑编程人员根据一些预定加工条件而规定的进给速率和其他一些因素，例如机床性能(包括马力、主轴类型、快速移动速度和冷却剂)，固定装置和夹具的刚度，以及切削刀具类型(材料、设计、齿数和长度)。点击左侧的设置“Setting”标签页选项，显示图8所示的页面。[0104] 在页面的最上面，我们选“Add More Cuts”，选择这选项的优化后的刀具轨迹比原始刀具轨迹的加工速度有更高的效率，但有更多的记录。优化的具体方法和效果举例请参见图9～11。
[0105] 而选Modify Existing Cuts Only，这一个选择项为每个运动计算最有效率的切屑速率，不增加新的记录。
[0106] 优化后的程序单位是Millimeter。抽样距离Resolution选Auto，用于优化刀具轨迹运动的分解例子参见图12。[0107] Clean-up Feedrate：800[0108] 在Limit组中，限制参数设定如下：
[0109] 输出的最小速度Minimum Cut Feedrate：10[0110] 输出的最大速度Maximum Cut Feedrate：600[0111] 最大切削深度Maximum Cut Depth：6
[0112] 最大的材料切削率Maximum Volume Removal Rate：48000[0113] 最大的切屑厚度Maximum Chip Thickness：0.25[0114] 最大的面切削速度Maximum Surface Speed，选择igore[0115] 软件还能考虑与刀具路径的特点相关的一些因素，例如切削深度、宽度和角度、切削率、进给速率和刀具磨损等。在这个零件中，对“Hard Material”和“Entry/End”标签页选项中内容分别设置。
[0116] 将逆铣速度设定为顺铣的80％，刀具小宽度接触切削Thin Radial Width Cut时，速度调为计算速度的80％。
[0103]
软件还能利用数控操作人员以往的加工经验和数控程序员的专家知识来确定特
定切削条件下的最佳进给速率，如果不选用前面的三种优化方式，我们可以选。[0118] “Feeds/Speed”栏标签页选项中的Optimize by Tables选项，通过刀具切削深度
[0117]
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表和宽度表来进行程序的优化。具体参见附图13、14。上面有关刀具切削参数的设置，我们可参考刀具商提供的刀具切削手册，并结合现场的实际情况进行设定，参见表1。[0119] 表1
[0120]
完成设置后，选择OK，零件进行优化加工，直接将设置的参数带入优化后的数控程
序，第一个程序完成优化后，软件弹出对话框，进行后面程序刀具切削参数的设置，继续进行优化，直到所有程序结束(参见图15)。完成优化后，选Compare Files。[0122] 对优化前和优化后的程序进行比较，我们可以发现，程序加工速度明显得到了改善，我们将优化后的程序重新进行仿真加工分析，对优化不合理想的地方，可重新设置优化参数，进行再次优化，直到满意为止。[0123] 对优化后的数控程序，需要注意的是：要防止部分参数超过了机床的能力，需要用部分高级指令进行限制，例如下面程序：[0124] N1 T＝″T_D20″[0125] N2 L700
[0126] N3 TRAORI(2)[0127] N4 FGROUP(X，Y，Z，A，B)[0128] N5 D01[0129] N6 G54
[0130] N7 G00 G64 G94 G90 X0 Y0 Z1000.[0131] N8 FL[B]＝50|[0132] N9 ：------VARIABLE_CONTOUR_1_COPY_CO~6-----[0133] N10 G00 X80.002 Y-130.A0.0 B2.702 S796 M03[0134] N11 Z644.626[0135] N12 X80.
[0136] N13 Z444.626
[0137] N14 G01 X0.0 Z444.624 F100.M08[0138] N15X0.004F700
[0139] N16X-0.002B2.704F150[0140] N17X-0.004B2.707F100[0141] N18X0.B2.712F85
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N19X-0.002B2.734F95[0143] N20X0.002B2.777F90
[0144] 程序中的旋转轴B的速度超过机床的能力，需要用FL[B]指令进行限制。[0145] 应用的实际效果：通过在多个新件上的实际应用，优化后的数控程序极大的提高了加工效率和降低了刀具消耗，尤其在小直径刀具应用上，效果极其显著。在一些零件的加工中，加工效率提高达了50％，而刀具消耗还同期显著降低。下面是一个零件加工的例子：[0146] 图17是图16零件中84个键槽中的一个加工轨迹示意图，由于槽深且窄，只能用小刀分层加工。从走刀轨迹中可以看出，部分轨迹在加工表面的外面，进行空走刀，加工中工人也很难分段进行速度的调整，加工效率非常低，刀具也非常容易折断，用Optipath模块对程序进行优化后，解决了上述问题，零件高效地完成了加工。[0147] 总而言之，Vericut仿真软件在工厂的推广应用，对提高数控程序正确性，缩短加工时问、改进表面质量，检查过切、欠切，防止机床碰撞、超行程等方面贡献极大，但在改善数控程序中的切削参数，延长刀具寿命等使数控程序最优化方面没有大的进展。[0148] 本发明相关技术的攻关成功，可以在数控加工技术方面解决工厂面临的更多问题：降低粗加工中的刀具消耗，提高零件的加工效率，降低零件的加工时间，控制薄壁零件在精加工的变形。由于数控程序被最优化，使机床在加工时功率变化得以控制，防止了机床被破坏性的使用，使昂贵的机床寿命的到延长。
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