李柏?fù)P 柳燕 程曉龍

北方華安工業(yè)集團(tuán)有限公司 黑龍江 齊齊哈爾 161046

1 新型數(shù)控機(jī)械加工進(jìn)刀工藝發(fā)展現(xiàn)狀

1.1 運(yùn)行方式較為落后

進(jìn)刀工藝運(yùn)行方式落后，具體體現(xiàn)在新型數(shù)控機(jī)械加工中，大部分的工藝技術(shù)都是數(shù)控機(jī)械化工藝技術(shù)，但是國(guó)內(nèi)的進(jìn)刀工藝實(shí)施方法仍舊較為保守，在操作中對(duì)人力資源的要求較高，而且在人工操作中，還有可能因?yàn)槟承┎淮_定因素，產(chǎn)生操作危險(xiǎn)的情況。不僅如此，以往的操作方法中，人力資源成本占據(jù)了機(jī)械加工運(yùn)行成本的較大比例，如果不能對(duì)這一問(wèn)題加以解決，會(huì)使得企業(yè)發(fā)展中承受巨大的經(jīng)濟(jì)壓力。

1.2 刀片螺紋設(shè)計(jì)不合理

對(duì)于新型數(shù)控機(jī)械加工技術(shù)來(lái)說(shuō)，進(jìn)刀工藝的刀片螺紋會(huì)對(duì)工業(yè)切割的效率和效果產(chǎn)生重大影響，如果在技術(shù)應(yīng)用中，刀片的螺紋存在不合理性，則會(huì)導(dǎo)致刀片切割的規(guī)整性受到影響。當(dāng)前，國(guó)內(nèi)數(shù)控機(jī)械加工領(lǐng)域中應(yīng)用到的刀片螺紋大部分都是老舊螺紋模式，且沒(méi)有根據(jù)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行調(diào)整和改良，因此在新型數(shù)控機(jī)械加工中，會(huì)嚴(yán)重地阻礙進(jìn)刀工藝技術(shù)的改進(jìn)。同時(shí)，國(guó)內(nèi)相關(guān)領(lǐng)域研究部門(mén)研究出的刀片螺紋對(duì)于新興的工藝技術(shù)還有不適應(yīng)之處，很多大型廠商使用的刀片螺紋設(shè)計(jì)不合理，新型技術(shù)不能在缺乏設(shè)備材料支持的情況下，難以全面推廣和落實(shí)，切割的質(zhì)量也受到嚴(yán)重影響。

2 新型數(shù)控機(jī)械加工進(jìn)刀工藝改進(jìn)措施與效果

2.1 改進(jìn)措施

2.1.1 優(yōu)化進(jìn)刀工藝參數(shù)

以CXK-650型號(hào)的數(shù)控加工機(jī)床設(shè)備為例，若想實(shí)現(xiàn)新型數(shù)控機(jī)械加工的進(jìn)刀工藝技術(shù)的優(yōu)化創(chuàng)新，就需要對(duì)機(jī)床進(jìn)刀的工藝參數(shù)進(jìn)行調(diào)整。決策者要先構(gòu)建切削效率目標(biāo)函數(shù)，以此確保新型數(shù)控機(jī)械加工切削績(jī)效最高，并以此表示金屬的切除率，函數(shù)公式為：

其中，公式當(dāng)中的v表示的是切削的速度，ap表示的是背吃刀量，fz表示的給進(jìn)量。

成本計(jì)算公式為：

公式當(dāng)中的k表示的是成本系數(shù)，x、n和m分別表示的是影響指數(shù)。

將公式（1）和公式（2）相結(jié)合，最終可以得出新型數(shù)控機(jī)械加工的進(jìn)刀工藝切除效率模型：

其中，K表示的是進(jìn)刀工藝技術(shù)切除效率的目標(biāo)函數(shù)系數(shù)。

從切削參數(shù)復(fù)雜性角度出發(fā)，工作人員可以使用遺傳算法的方式，對(duì)計(jì)算模型進(jìn)行優(yōu)化求解。在求解的過(guò)程中，同樣可以在可行域范圍之內(nèi)，隨機(jī)篩選多個(gè)個(gè)體作為計(jì)算的初始數(shù)據(jù)，最后，使用輪盤(pán)方式對(duì)其中的每個(gè)個(gè)體進(jìn)行二次篩選。最終，選擇個(gè)體之間交叉對(duì)應(yīng)的方式作為隨機(jī)交叉點(diǎn)，交叉概率和個(gè)體變異概率則可以根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行設(shè)定。在進(jìn)行參與優(yōu)化的具體操作中，首先可將多組參數(shù)作為方案層，并將實(shí)際目標(biāo)函數(shù)的最終數(shù)值作為準(zhǔn)則層；之后，對(duì)方案層和準(zhǔn)則層進(jìn)行對(duì)比分析，確定最優(yōu)參數(shù)組合；最后，在設(shè)置的9個(gè)標(biāo)準(zhǔn)度中，判斷目標(biāo)是否可以實(shí)現(xiàn)，利用權(quán)數(shù)計(jì)算方法，決定每組方案的最終順序。

2.2 改進(jìn)螺紋切割模式

改進(jìn)新型數(shù)控機(jī)械加工的進(jìn)刀工藝中，要重點(diǎn)對(duì)螺紋的切割模式進(jìn)行調(diào)整和改進(jìn)。例如，當(dāng)螺紋沿著Z軸方向進(jìn)行作業(yè)中，進(jìn)刀的模式為交替型，而在加工的過(guò)程中，這種進(jìn)刀方法有可能會(huì)使牙底圓弧位置向左后方同時(shí)偏移。為了解決這一問(wèn)題，可以在切削的過(guò)程中，借助設(shè)計(jì)程序，并其中橫向走刀起點(diǎn)以及進(jìn)刀次數(shù)進(jìn)行設(shè)置，確保走刀精準(zhǔn)合理。同時(shí)，在X軸方向上，采取分層進(jìn)刀地方昂發(fā)，每次進(jìn)刀的深度控制在0.9毫米，將牙寬中點(diǎn)作為中心，同時(shí)向兩側(cè)偏移，開(kāi)展進(jìn)刀操作。

2.3 調(diào)整進(jìn)刀加工流程

除了上述方法之外，在新型數(shù)控機(jī)械加工的進(jìn)刀工藝技術(shù)調(diào)整和改進(jìn)中，還可以通過(guò)對(duì)進(jìn)刀加工流程進(jìn)行調(diào)整的方法，達(dá)到優(yōu)化機(jī)械加工效果的目標(biāo)。

例如，在新型數(shù)控機(jī)械加工中，機(jī)床Z軸方向的電機(jī)設(shè)備需要在切割螺紋期間進(jìn)行加速運(yùn)動(dòng)與減速運(yùn)動(dòng)。而在螺紋切割開(kāi)始以及結(jié)束期間，有可能產(chǎn)生一些牙型不整齊的情況。面對(duì)這一問(wèn)題，在切割螺紋作業(yè)開(kāi)始前，工作人員可以采取進(jìn)刀段升速以及退速等方法，降低伺服器的壓力，避免產(chǎn)生結(jié)構(gòu)性拖延的情況。這種方法還能有效地避免螺距出現(xiàn)較大的誤差，并且在機(jī)械加工期間，做好螺紋參數(shù)處理，還能實(shí)現(xiàn)進(jìn)刀深度徑向控制。

在具體的操作中，工作人員會(huì)做好螺紋參數(shù)處理，并在選擇好刀具之后，能精準(zhǔn)控制進(jìn)刀的起點(diǎn)位置與終點(diǎn)位置，確保各個(gè)環(huán)節(jié)都合理且穩(wěn)定，展開(kāi)進(jìn)刀操作并對(duì)進(jìn)刀的次數(shù)進(jìn)行判定，具體的流程如下方圖片所示：

圖 1 新型數(shù)控機(jī)械加工進(jìn)刀流程

經(jīng)過(guò)調(diào)整和改進(jìn)之后，新型數(shù)控機(jī)械加工的進(jìn)刀工藝技術(shù)應(yīng)用效果得到了極大改善，經(jīng)過(guò)改進(jìn)之后的高速切削工藝技術(shù)的速度增加到了原本工藝技術(shù)的5倍至10倍左右。高速切削機(jī)械加工工藝技術(shù)當(dāng)中，磨削加工工藝逐漸被新型的進(jìn)刀和切削工藝所取代，即便是對(duì)各種類(lèi)型的高硬度材料進(jìn)行加工，也能在確保質(zhì)量的同時(shí)，不斷提升加工的效率。

3 總結(jié)

綜上所述，當(dāng)前我國(guó)數(shù)控機(jī)械加工工作中，進(jìn)刀工藝技術(shù)存在的問(wèn)題，可以通過(guò)多種方式加以解決。本文在明確了問(wèn)題核心之后，提出了具有針對(duì)性的解決方法，使得新型數(shù)控機(jī)械加工工藝技術(shù)在原本的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)了創(chuàng)新化調(diào)整，此舉對(duì)于數(shù)控機(jī)械加工質(zhì)量以及工作效率等方面，都有重要的影響。