[发明专利]一种以材料去除率为参考的数控加工进给率优化方法

说明书

技术领域

本发明涉及数控加工技术，具体涉及一种以材料去除率为参考的数控加工 进给率优化方法。

背景技术

传统的数控加工工艺中进给率的给定仅是参考了刀具材料的力学性能限制， 由于缺乏对加工中几何和物理过程的分析，导致给定的加工进给率值相对保守， 因此大大降低了加工效率。目前，主要以加工过程中的动态切削力和材料去除 率为参考实现进给率的优化。因为求解瞬时动态切削力的约束条件较多，很难 小误差的准确给出预测值，以去除率为参考的进给率优化方法则更加简单、有 效。此外，加工质量和效率还直接与材料去除率有关。对于半精加工和精加工 阶段，保证材料去除率在优化值范围也是必要的工艺策略。而通过虚拟材料去 除仿真过程能够给出刀具按每行加工代码切削的材料去除量，依据该值可以进 一步确定材料去除率与进给率的关系，计算进给率优化值。

发明内容

针对现有的数控加工代码中加工进给率值较为保守导致的加工效率较低的 问题，本发明考虑到在现有的虚拟材料去除仿真应用中直接获取材料去除量值， 该值是刀具体按每行代码的加工指令虚拟切削工件后统计的工件被切削掉体积 值。该值是对刀具真实切削掉材料量的准确预测，依据该去除量值，计算去除 率、去除率与进给率的关系式，最后按照该关系式定量给出进给率优化值。

本发明为实现上述目的所采用的技术方案是：一种以材料去除率为参考的 数控加工进给率优化方法，包括以下步骤：

通过逐个读取每行加工代码，获得当前行加工代码所设置的刀具初始位置 坐标、刀具终点位置坐标和实际进给率；

根据刀具初始位置坐标和刀具终点位置坐标，计算刀具的加工距离预测值；

应用现有的虚拟材料去除仿真得到材料去除量预测值；

计算进给率和材料去除量预测值的比例系数；

通过所述比例系数计算进给率优化值；

以进给率优化值替代当前加工代码所设置的实际进给率。

所述刀具的加工距离预测值为刀具初始位置坐标和刀具终点位置坐标之间 的距离：

L=(xe-xs)2+(ye-ys)2+(ze-zs)2]]>

其中，L为刀具的加工距离预测值，刀具初始位置坐标为P_s(x_s,y_s,z_s)、刀具终点位 置坐标为P_e(x_e,y_e,z_e)，

所述材料去除量预测值为：刀具切削工件后，工件被切削掉的体积。

所述进给率和材料去除量预测值的比例系数为刀具的加工距离预测值与材 料去除量预测值的比值：

K=LV]]>

其中，L为刀具的加工距离预测值，V为材料去除量预测值。

所述进给率优化值为：

F_opt＝Kv_opt