数控加工参数优化的研究现状与进展

阎竞实

（长春职业技术学院,长春 130012）

数控加工参数优化的研究现状与进展

阎竞实

（长春职业技术学院,长春 130012）

摘要：数控加工技术是当前比较先进的一种制造技术，为提高生产力和生产效率做出了很大的贡献。但是当前数控加工技术还存在着一些的问题，给生产和制造带来了一定的影响。本文对数控加工参数优化的发展现状进行了分析，探讨了由于其优化不当所带来的影响，并有针对性的提出了一些优化方案。

关键词：数控加工；参数优化；研究现状与进展

0　前言

数控加工是一种通过计算机编程和控制进行自动生产加工活动的技术。在对于数控加工的优化方面，主要是在其加工路径和工艺参数方面。而当前对于加工路径的优化已经取得了很大的成果，但是对于工艺参数方面的优化研究却比较少。数控加工参数关系到生产率、生产成本以及超频的质量，对于现代生产制造十分的重要。因此，要加强对这方面的研究，才能全面提高数控加工的技术水平。

1　数控加工参数优化的发展

1.1数控加工的发展

数控加工技术出现在上世纪中叶，为生产制造行业带来了很大的变革。它是一种机电一体化的技术，能够加工和生产一些精密的零件。相比于传统的加工工艺，它具有更高的效率和更好的质量。到了今天，随着科技的不断发展，对于零件的要求也越来越高。因此，对于数控加工也提出了更高的要求。现代化的数控加工技术正在朝着更高速、更精密、更可靠、更智能的方向发展。

1.2数控加工参数优化的发展

加工参数是整个数控加工技术当中一个十分重要的组成部分，它在很大程度上影响着加工质量和加工效率[1]。由于加工参数基本上不会涉及到管理及维护的各方面的问题，可以直接应用到数控加工当中，所以，应该用科学化的手段选择最为合理的参数，来实现加工效率和加工质量的最大化。多年来，人们在选择加工参数方面虽然取得了一定的进展，但仍然存在着很大的局限性。近年来、随着新技术、新材料、新工艺的不断诞生和发展，数控加工参数也在不断的优化和进步，在此过程中，要采取科学、合理的优化方案，对数控加工参数进行优化，以进一步提高数控加工的效率。

2　数控加工参数优化中不当造成的影响

传统的数控加工参数是根据实际加工生产中得出的经验和数据，加上一些计算，所得出的结果。但是，由于受到了各种内外部原因的影响，所得到的数据始终无法达到最优。而加工参数的选择和优化不当，将会对加工生产活动造成很大的影响。

2.1加工结果不可控

由于加工参数在优化过程中的局限性，使得其与加工结果之间的关系无法确定。这就导致了无法对加工生产的过程进行控制，使得所加工零件的质量难以得到保障。除此之外，对于加工生产的时间也无法进行控制，会对工时定额产生影响，使得对数控加工的管理水平无法进一步提升。

2.2生产成本不可控

对于单件或小批量的加工生产，生产人员通常根据对加工手册或以往经验来确定加工参数。而对于大批量的加工，则还要根据实验结构来对加工参数进行修改和校正。这些问题都是由于数控加工参数的优化不当造成的，不仅增加了加工成本，拖延了加工进度，无法满足现代化工业生产的需求[2]。

2.3生产效率不可控

在加工一些诸如自由曲面等特殊的零件时，数控加工参数是需要进行变化的。但是由于加工参数的优化不到位，在加工生产过程中，为了保险起见，大多根据以往的经验选择了比较保守的、保持不变的加工参数，使得加工效率大大降低。因此，应采取科学、有效的优化措施，对数控加工参数进行优化，以解决这些问题，提高生产效率。

3　数控加工参数优化方案

3.1试验

对数控加工参数的优化试验是以最优化思想为指导，以具体加工实验为基础，来实现加工参数的优化[3]。将优化思想贯穿于整个试验过程中，合理的运用概率论和数理统计。在众多的试验方法中，最常用的是田口方法，将方差分析、正交试验设计、信噪比分析等技术手段综合运用。在实际应用中，它具有信息丰富、次数少、效果显著等优点。不过，这种试验方法需要进行一定数量的试验和长期实践经验的积累，对于人力、物力、时间的消耗较大。因此，在采用这种方法的时候，一定要慎重的选择。

3.2数值模拟

由于计算机技术的发展和应用，数值模拟的方法在数控加工参数的优化当中应用的越来越广泛。随着CAD、CAM、CAE等技术日益普遍的应用，计算机数值模拟也变得越来越常用。在具体的实践当中，首先要对成形过程进行模拟和分析，从而能够正确的对目标函数、约束条件、进行正确的优化，并选择适合的设计变量。利用数值模拟的方法对数控加工参数进行优化，可以将时间大大缩短，提高工作效率，还能够对加工生产的质量进行有效的控制。

3.3专家知识

在计算机网络应用当中，有将人类专家的知识和经验进行归纳和总结，建立知识库的专家系统[4]。它能够模拟人类专家的思维方式进行问题的解答，利用知识库当中的知识和经验，对现实中存在的问题进行判断和解决。在数控加工参数优化方面，专家系统能够利用知识库中的知识和经验，来进行试验、数值模拟、结果解释的工作，选择最为合适的优化方案。从而达到减少试验次数，提高精确度，降低优化成本等目的。

因此，建立和完善一个科学、合理的数控加工专家系统对于数控加工参数优化乃至加工生产事业的发展都具有十分重要的意义。一旦成功，通过互联网就能实现数据和资料的共享，以轻易获取各种所需要的加工参数。

4　总结

数控加工参数是影响数控加工的效率和质量的关键性因素，科学、合理的加工参数能够保证数控加工产品的质量，提高加工效率，还能够有效的降低加工成本。因此，对于数控加工参数的优化具有十分重要的意义。针对当前数控加工参数优化和选择过程中存在的一些问题，本文提出了几点解决方案和优化措施。这些方法由于技术特点的不同，各有利弊。因此在具体的加工参数优化实践当中，要根据实际情况，选择合适的优化方案，以达到最好的优化目的。

参考文献：

[1]李新宇.数控加工参数优化的研究现状与进展[J].航空制造技术,2010（11）.

[2]应培源.数控加工过程工艺参数优化的研究[D].吉林大学,2013.

[3]董世钢.数控加工切削参数优化的研究[D].长春理工大学,2011.

作者简介：阎竞实（1959—），男，吉林长春人，副教授，高级工程师，研究方向：数控技术应用及教学。