在數控加工過程中，切削刀具是非常重要的資源。伴隨當前數控加工質量和加工精度的進一步提升，切削刀具的性能要求也在逐步提高。智能制造快速發(fā)展的時代，需要重視加強數控刀具智能制造與技術應用的逐步發(fā)展，實現數控刀具的智能化、自動化生產。鑒于此，本文就刀具加工數控技術在機械加工技術中的應用展開探討，以期為相關工作起到參考作用。

　　1數控刀具智能制造及技術

　　1.1刀具數控加工操作流程

　　在刀具數控加工工藝中，在加工某種零部件的時候，首先，需要全面分析零件圖，明確工件的幾何形狀以及工藝要求。其次，確定零件的數控加工內容以及工藝路線。再次，計算相關數值，根據數控機床的不同編寫相應的程序，并且將程序輸入到機床中，最后實現圖形模擬，以便對編程的正確與否進行驗證。對該過程的優(yōu)化控制，能夠縮短機械加工時間，提高加工效率。如圖1所示為數控機械加工優(yōu)化流程圖。為了能夠提高數控機械加工效率，就需要技術人員完善架構設計，以此來最大限度保障操作系統(tǒng)的性能。值得注意的是，自身硬件條件會影響到操作系統(tǒng)的性能，因此，需要科學設置數控機床的操作流程和操作系統(tǒng)，只有使用高標準的硬件條件，才能夠提高數控機械加工效率。

　　1.2機床刀具的選擇

　　為了能夠提高數控機械加工效率，就需要選用合理的刀具，如表1所示為不同直徑刀具對切割面積產生的影響。由以表1為依據選擇合理的刀具直徑，能夠最大限度保障機械加工效率。在開展數控機械加工作業(yè)的過程中，對切削類型的使用較為常見。相關調查研究表明，切削型數控加工占到了整個數控機械加工的2/3以上。為了能夠提高數控機械加工效率，就需要使用科學合理的機床刀具，充分發(fā)揮出切削型數控機械的效用。對于批量較小的產品的生產加工，由于機械切削耗用的時間比較短，會使其余的數控機械設備處于待機狀態(tài)，因此，為了能夠提高數控加工效率，就需要優(yōu)化切削時間。比如，通過降低數控機械的待機時間來增加切削時間，從而達到提高數控機械性能的目的，這樣一來也能夠控制生產時間，優(yōu)化數控機械加工效率[4]。同時，由于刀具直徑不同，和刀具材料不同，因此，就會使切割面積存在一定的差異。

　　1.3刀具切削性能研究

　　當前設計出多種有限元仿真切削軟件，其中在刀具切削加工中應用最廣泛的有限元仿真軟件是Deform-3D[2]。此軟件通過應用加工過程中的熱力耦合原理，進行綜合分析切削力和切削熱等現象，在數據運算過程中將自動觸發(fā)網格實現重畫，進一步提升網格系統(tǒng)效果，以獲取更精確仿真數據。其仿真數據運算流程如圖2所示。

　　1.4幾何模型的建立

　　需要根據制作廠家所設計的相關圖紙，采用相應的刀具模擬軟件(通常采用德國瓦爾特五軸磨床系統(tǒng))，根據所采集的設計參數能夠自動完成刀具的模擬幾何模型，再通過應用UG三維軟件構建相關工件的模擬幾何模型。再由所構建的幾何模型通過相關軟件的轉換，最終以STL文件格式導入到Deform-3D中。

　　1.5網格劃分

　　通常應用Deform-3D軟件進行網格劃分，有兩種劃分形式：相對網格和絕對網格。在軟件系統(tǒng)中按照相應參數設置相對網格，相對網格數據參數及數量均需用戶指定，但在網格劃分過程中，其尺寸規(guī)格均會產生變化，其會受到工件形狀的變化而產生相應變化。即網格的大小會隨著工件的形狀改變而產生變化，但客戶指定的網格數量卻是固定不變的;而絕對網格的數量是由軟件系統(tǒng)根據工件形而自動生產的，網格的尺寸固定不變，網格的尺寸是由工件外形特征的最小尺寸進行設置，網格數量的多少隨著工件的形狀的復雜而變化，即越復雜網格數量越多，能夠更精確的對工件表面外形進行描述，能夠進一步深化工件模擬的精確度，因此本次仿真網格劃分采取的是絕對網格方式[3]。

　　1.6材料本構模型的建立

　　近年來，很多學者為研究材料的變形問題，對材料本構方程的模型進行了大量的研究，由于很多本構方程過于復雜，難以在現場加工和有限元仿真上廣泛應用，因此主要有三種材料本構模型在仿真方面有著廣泛的應用，分別是Zerili-Armstrong本構方程、Johnson-Cook本構方程和Bodner-Partom本構方程。參數和公式如圖3所示。

　　1.7銑削的仿真分析

　　本次仿真計算可以及借用刀具與工件表面不同的摩擦系數來近似反映表面粗糙度值對切削溫度和切削力的影響。仿真數據如表2所示，在相同的切削參數下，刀具表面粗糙度值越低，切削溫度就越低，是由于表面粗糙度加工產生的摩擦熱就多;切削力雖有變化，考慮到仿真與實際加工的差別，切削力的變化并不明顯[4]。

　　1.8機床刀具切削

　　在開展數控機械加工作業(yè)的過程中，對切削類型的使用較為常見。相關調查研究表明，切削型數控加工占到了整個數控機械加工的2/3以上。為了能夠提高數控機械加工效率，就需要使用科學合理的機床刀具，充分發(fā)揮出切削型數控機械的效用。對于批量較小的產品的生產加工，由于機械切削耗用的時間比較短，會使其余的數控機械設備處于待機狀態(tài)，因此，為了能夠提高數控加工效率，就需要優(yōu)化切削時間。比如，通過降低數控機械的待機時間來增加切削時間，從而達到提高數控機械性能的目的，這樣一來也能夠控制生產時間，優(yōu)化數控機械加工效率[4]。同時，由于刀具直徑不同，和刀具材料不同，因此，就會使切割面積存在一定的差異。圖4為車刀示意圖。為了能夠提高數控機械加工效率，就需要選用合理的刀具。

　　1.9編制程序

　　切削用量主要有進給速度、切削速度以及背吃刀量等[5]。其中，背吃刀量的確定必須控制工件表面的粗糙度在Ra0.8μm~3.2μm范圍內，并且要將數控加工分為粗加工、精加工和半精加工。半精加工和精加工的背吃刀量分為別1.5mm~20mm和0.3mm~0.5mm。由于進給速度直接決定著數控機械的加工質量和加工效率，所以，需要確保進給速度科學合理。背吃刀量的計算公式為：背吃刀量=(工件待加工表面直徑-工件已加工表面直徑)/2進給速度=進給量×主軸轉速其中主軸轉速=1000×切削速度÷π×工件直徑由此可見，影響數控機床切削效率的因素主要有進給量和切削速度，從計算公式可以得知，提高進給量和切削速度，能夠保障切削效率。根據數控機械加工具有自動化以及智能化的特點，而且這些特點需要通過計算機控制系統(tǒng)來實現，所以，對計算機編程的研究能夠在一定程度上影響到數控機械加工效率。為了能夠提高數控機械加工效率，就需要強化數控編程開發(fā)研究力度。在數控程序的設計上，必須合理設置相關參數，使數控機床處于穩(wěn)定的運行狀態(tài)。在確定各工序的切削用量的時候，需要數控編程人員以指令的形式將其編寫到程序中。

　　2結論

　　總而言之，在機械制造中全面應用數控加工技術能夠取得良好的應用效果，提高整個機械加工效率，保障產品的質量，為企業(yè)轉型升級奠定良好的基礎，增強整個企業(yè)的經濟效益。由此可見，在我國生產制造業(yè)中數控加工技術發(fā)揮著重要作用，因此，相關工作人員需要深入分析該項技術，積極創(chuàng)新數控加工技術，使數控加工技術能夠高效應用于其他領域中，進一步推動機械制造業(yè)的健康可持續(xù)發(fā)展。

　　參考文獻

　　[1]王恒.數控技術在機械加工技術中的應用[J].湖北農機化，2019(17):60.

　　[2]葉成.機械數控加工技術水平提升有效策略[J].科技風，2019,(25):159.

　　作者:王云志

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