[发明专利]一种调整加工代码进给速度来保证机床输出功率平滑的方法

说明书

技术领域

本发明属于机械技术领域，涉及一种调整加工代码进给速度来保证机床输出功率平滑的方法。

背景技术

在飞机结构件的数控加工过程中，需保持机床主轴输出功率相对平滑，才能保证切削系统的安全。但是，在给定的加工程序中，切削进给速度是相对固定的，当刀具瞬间切削的材料去除量有变化时，因进给速度恒定而有可能导致机床主轴的输出功率极其不稳定，严重冲击机床和刀具的平稳，影响使用寿命。

机床主轴功率与主轴转速、进给速度、材料切除系数、切深、切宽等参数相关，如何在这些参数中，合理调整其中的某几项参数，满足机床功率平滑输出要求，就显得十分重要。显然，在切削过程中，主轴转速、材料切除系数是不能随意改变的，只能根据当前的切深和切宽调整进给速度。

仿真加工可以在计算机上模拟实际零件的加工过程，验证数控程序的正确性，替代零件的试切工作，能够缩短零件的设计制造周期，具有十分重要的现实意义，也是现代制造技术发展的必然趋势。当今所使用的一些仿真加工类软件，大多只能反映出刀具切削零件部分的加工过程，用户不能建立适合自身条件的机床及刀具模型，只能被动选取软件提供的仿真环境，因而不能达到完全的数控加工仿真与虚拟化。

VERICUT软件是美国CGTECH公司开发的数控加工仿真系统，由NC(Numerical Control,数字控制,简称数控)代码验证模块、机床运动仿真模块、优化路径模块、多轴模块、高级机床特征模块、实体比较模块和CAD/CAM接口等模块组成，可仿真数控车床、铣床、加工中心、线切割机床和多轴机床等多种加工设备的数控加工过程，也能进行NC代码优化。通过VERICUT软件则可以建立完整的虚拟机床，不仅仿真效果更加逼真，而且能够实现全过程的虚拟加工。因此，在实际数控加工过程中，可以结合数控系统、数控程序，通过VERICUT软件模拟切削获得当前的切削参数，参考机床功率、用户选择的基准功率、材料切除系数、每齿进给量和加工过程中材料切深和切宽等参数和限定因素，优化NC代码中的进给速度，来达到平滑主轴输出功率的目的，进而提高机床、刀具、和工件的安全性。

但是在实际用途中，通过调整加工代码进给速度来保证机床输出功率平滑时，有一些尚待解决的问题：

（1）各种切削参数之间的数据关系没有现成可用公式。

早期各国切削数据通常依据切削手册、生产实践资料和切削试验来确定。切削手册上的数据来源最广泛，条理性一般较强，但针对性和准确性较差，通过查阅切削手册来获得数据，在信息量和方法的先进性上都非常不足；生产实践资料对具体应用企业而言，针对性较强，但数据太分散，缺乏规律性；通过切削试验获得的数据，最有针对性，但受到试验条件等多方面的限制，数据量极为有限，而且试验条件与生产现场条件往往差别较大。按照这种方法选用的切削参数虽然是可行的，而且也具有一定的优化性，但往往由于不是最佳数值而导致资源浪费和生产效率不高。

（2）机床功率不能直接测量得到,在实际生产中不易调整

机床主轴功率与主轴转速、进给速度、材料切除系数、切深、切宽等参数相关，不能靠测量得到。因此，要通过研究众多参数的综合影响因素，合理调整其中的某几项参数，以满足机床主轴功率可以平滑输出。同时还有考虑到在切削过程中，主轴转速、材料切除系数是不能随意改变的，如何调整加工代码，来最终实现机床主轴输出功率的平滑尚有待解决。

（3）VERICUT软件不具备切削力的仿真功能

VERICUT软件几何仿真功能效率很高，能够在几分钟甚至数十秒内完成复杂零件加工过程的几何仿真，但它并不具备切削力仿真功能。因此有必要对其进行二次开发，将程序嵌入到VERICUT软件，在几何仿真完成后，提取整个加工过程的切深、切宽、进给速度、切削速度等参数，并能直观的给出切削功率。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提出一种调整加工代码进给速度来保证机床输出功率平滑的方法，主要针对航空领域用户需求及工艺特点，以国产高档数控机床为应用和研究对象，在给定复杂结构件加工代码的基础上,通过VERICUT软件对加工过程进行仿真模拟，并对VERICUT软件进行二次开发，改变加工代码中的借给速度，从而最大限度保持机床主轴功率输出曲线平滑。

本发明调整加工代码进给速度来保证机床输出功率平滑的方法，通过下述步骤实现：

步骤1：运行VERICUT软件。

步骤2：在VERICUT软件中导入要进行切削加工的工件。

步骤3：在VERICUT中，加载二次开发程序，进入步骤4，对NC代码中进给速度进行调整。