摘要：工業(yè)生產(chǎn)中對(duì)零件的加工精度和裝配精度要求越來越高，尤其在精密制造領(lǐng)域。隨著零件的設(shè)計(jì)形狀日趨復(fù)雜，傳統(tǒng)的機(jī)場(chǎng)無法滿足精度要求，數(shù)控機(jī)床已經(jīng)成為現(xiàn)代制造領(lǐng)域中不可或缺的加工設(shè)備，復(fù)雜曲面的加工可通過多軸聯(lián)動(dòng)的數(shù)控加工中心實(shí)現(xiàn)。在數(shù)控加工過程中除了對(duì)機(jī)床上各個(gè)零件的加工精度和部件裝配精度要求較高，機(jī)床加工過程中的各個(gè)參數(shù)設(shè)置對(duì)工件的精度有十分重要的影響。本文結(jié)合傳感器知識(shí)對(duì)機(jī)床各個(gè)加工位置進(jìn)行檢測(cè)，分析各個(gè)工藝參數(shù)對(duì)加工精度的影響，設(shè)計(jì)相應(yīng)的機(jī)床工藝參數(shù)優(yōu)化算法，實(shí)現(xiàn)數(shù)控機(jī)床的高精密加工，為未來數(shù)控加工中參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)提供一定的參考，具有一定的指導(dǎo)意義。

關(guān)鍵詞：數(shù)控加工；參數(shù)優(yōu)化；分析

隨著我國制造業(yè)不斷發(fā)展，在精密制造領(lǐng)域?qū)α慵木纫笠苍絹碓礁撸绕湓诎l(fā)動(dòng)機(jī)、減速器等關(guān)鍵零部件的制造過程中。通過數(shù)控加工可實(shí)現(xiàn)較高精度的零件的制造，但數(shù)控加工中依然存在加工精度無法滿足設(shè)計(jì)需求的問題。除了數(shù)控加工中心的裝配精度對(duì)零件加工精度影響較大之外，在機(jī)床加工過程中由于工藝參數(shù)的設(shè)置對(duì)零件加工精度的影響是制約零件精度進(jìn)一步提高的關(guān)鍵因素。因此，零件最終的加工精度與數(shù)控加工中工藝參數(shù)的配置、調(diào)整以及優(yōu)化存在直接關(guān)系。本文首先從機(jī)床加工過程中的檢測(cè)入手，獲取加工過程中機(jī)床的狀態(tài)，并根據(jù)機(jī)床的工作狀態(tài)調(diào)整機(jī)床的工藝參數(shù)，使機(jī)床工作在最優(yōu)的加工狀態(tài)下，在不增加數(shù)控機(jī)床功率和負(fù)載的基礎(chǔ)上，提高機(jī)床的加工效率，并獲得最終的高精度工件。

一數(shù)控加工中各參數(shù)檢測(cè)

調(diào)整和優(yōu)化工藝參數(shù)之前，首先應(yīng)該獲得機(jī)床當(dāng)前的工作狀態(tài)，若沒有準(zhǔn)確的機(jī)床的工作狀態(tài)，機(jī)床的參數(shù)優(yōu)化就沒有依據(jù)，無法實(shí)現(xiàn)高精度的零件的加工。因此，本節(jié)主要介紹機(jī)床工作狀態(tài)的檢測(cè)方法和檢測(cè)參數(shù)。

（一）切削力檢測(cè)

摘要：在現(xiàn)代化機(jī)械加工中，數(shù)控加工技術(shù)發(fā)揮著越來重要的作用在機(jī)械加工中占有重要的地位，數(shù)控技術(shù)的在機(jī)械加工中的普及，對(duì)于實(shí)現(xiàn)機(jī)械加工的多元化具有重要的意義。本文通過對(duì)數(shù)控技術(shù)特征的剖析，并且對(duì)數(shù)控技術(shù)在機(jī)械加工中的具體應(yīng)用進(jìn)行了分析，為現(xiàn)代化機(jī)械加工制造業(yè)的發(fā)展提供參考。

關(guān)鍵詞：機(jī)械加工技術(shù)；數(shù)控技術(shù)；應(yīng)用研究

1數(shù)控加工技術(shù)的概念與主要特點(diǎn)

1.1數(shù)控加工技術(shù)的概念

數(shù)控技術(shù)就是以傳統(tǒng)的機(jī)械加工技術(shù)為基礎(chǔ)，利用數(shù)字控制技術(shù)，并且結(jié)合計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、數(shù)據(jù)通信技術(shù)的一種機(jī)械加工工藝，通常是以提高機(jī)械加工質(zhì)量為目的。采用數(shù)控技術(shù)，能夠極大提高機(jī)械加工的準(zhǔn)確度以及精準(zhǔn)度，提高加工效率。目前，國內(nèi)的數(shù)控技術(shù)通常是通過預(yù)先編制好的程序?qū)υO(shè)備進(jìn)行控制，從而完成整個(gè)機(jī)械加工過程。

1.2機(jī)械加工中數(shù)控加工的特征體現(xiàn)

摘要：擠壓模具的好壞影響著型材質(zhì)量的好壞，擠壓模具的加工制造方法又影響著其質(zhì)量的發(fā)展。探討數(shù)控加工中心在擠壓模具加工中的應(yīng)用，提高我國模具的制造技術(shù)水平，推動(dòng)我國的擠壓模具的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：數(shù)控加工中心；擠壓模具；應(yīng)用

目前，各行各業(yè)，大多數(shù)的產(chǎn)品零部件都依賴著模具成形，比如電子、電器、儀表、汽車、家電等產(chǎn)品。用模具生產(chǎn)出來的最終產(chǎn)品，，其價(jià)值一般都遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于模具自身價(jià)值，所以模具生產(chǎn)的技術(shù)水平對(duì)最終產(chǎn)品的質(zhì)量起著決定作用，我國要向制造強(qiáng)國發(fā)展，模具工業(yè)的發(fā)展將起著重要作用，而將數(shù)控加工中心應(yīng)用到擠壓模具加工中，能促進(jìn)擠壓模具的發(fā)展。

1數(shù)控加工中心

數(shù)控加工中心是帶有自動(dòng)換刀裝置和刀庫的數(shù)控機(jī)床，可以通過數(shù)控系統(tǒng)控制機(jī)床自動(dòng)的更換刀具，連續(xù)對(duì)工件的各加工表面自動(dòng)進(jìn)行鉆削、鉸孔、鏜孔、擴(kuò)孔、攻絲和銑削等多種工序的加工，主要涉及到機(jī)械制造技術(shù)、傳感器技術(shù)、計(jì)算機(jī)控制技術(shù)、光機(jī)電液一體化技術(shù)、信息處理技術(shù)，是自動(dòng)化、數(shù)字化、柔性化、敏捷化為一體的綜合技術(shù)。其功能強(qiáng)大，更趨向復(fù)合式加工，具有高自動(dòng)化、高效率、高精度、工序高度集中等特點(diǎn)。

2擠壓模具加工

摘要：分析數(shù)控加工仿真系統(tǒng)技術(shù)，介紹數(shù)控加工仿真技術(shù)的研究成果，提出目前數(shù)控加工和仿真方面存在的一些問題，以及仿真技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)。

關(guān)鍵詞：數(shù)控加工仿真系統(tǒng)；幾何仿真技術(shù)；物理仿真技術(shù)；數(shù)控加工數(shù)據(jù)庫

隨著科技的進(jìn)步，產(chǎn)品的研發(fā)周期越來越短，很多企業(yè)之間的競(jìng)爭開始體現(xiàn)在產(chǎn)品的更新?lián)Q代上。因此新產(chǎn)品的研發(fā)時(shí)間決定著企業(yè)的競(jìng)爭力。最近十幾年計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展，使與計(jì)算機(jī)配套的計(jì)算機(jī)圖形技術(shù)發(fā)展越來越快，帶動(dòng)了計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的進(jìn)步。計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)在產(chǎn)品的研發(fā)中發(fā)揮著非常重要的作用。在這種背景下又出現(xiàn)了虛擬制造技術(shù)。這種技術(shù)可以使一個(gè)產(chǎn)品從研發(fā)初期到產(chǎn)品裝配都具有模擬狀態(tài)，并且對(duì)各個(gè)環(huán)節(jié)中可能出現(xiàn)問題進(jìn)行有效預(yù)測(cè)。使設(shè)計(jì)人員能及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)缺陷并及時(shí)提出改進(jìn)措施。保證產(chǎn)品在設(shè)計(jì)和生產(chǎn)過程中不斷優(yōu)化，提高產(chǎn)品的設(shè)計(jì)成功率，同時(shí)縮短產(chǎn)品研發(fā)周期，減小產(chǎn)品研發(fā)過程可能出現(xiàn)的風(fēng)險(xiǎn)，極大提高了企業(yè)的競(jìng)爭力。虛擬制造技術(shù)的出現(xiàn)能為人們提供更優(yōu)秀的產(chǎn)品，主要的應(yīng)用是在加工過程中進(jìn)行仿真，西方發(fā)達(dá)國家的一些科研機(jī)構(gòu)認(rèn)為，制造業(yè)的發(fā)展必須要解決的幾個(gè)問題，其中一個(gè)就是制造技術(shù)的建模和仿真技術(shù)。這種技術(shù)已經(jīng)成為虛擬制造技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵，這種技術(shù)如果運(yùn)用在機(jī)床上可以對(duì)機(jī)床刀具加工信息進(jìn)行分析和預(yù)測(cè)，然后通過優(yōu)化實(shí)現(xiàn)智能生產(chǎn)。這是一種非常先進(jìn)的技術(shù)，不但可以保證機(jī)床的有效運(yùn)行還能保證產(chǎn)品質(zhì)量。

1數(shù)控加工仿真系統(tǒng)研究

1.1數(shù)控加工幾何仿真技術(shù)。數(shù)控加工的幾何仿真是數(shù)控加工仿真系統(tǒng)的一個(gè)組成部分，最初數(shù)控加工的仿真主要是幾何仿真。其條件是在加工過程是一個(gè)幾何問題，沒有其他的因素。近幾年隨著幾何仿真技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了很多優(yōu)秀的仿真軟件，其中最具有代表性的是Pro/ENGINEER，UG等。目前對(duì)幾何的仿真技術(shù)已經(jīng)非常成熟，在場(chǎng)景建模方面也取得了一定成就，數(shù)控加工過程中碰撞干涉檢驗(yàn)一直是一個(gè)非常難的問題，同時(shí)也是非常重要的問題。針對(duì)這個(gè)問題很多學(xué)者也進(jìn)行了大量的研究，得出了很多優(yōu)秀的、成熟的算法，這些算法基本上包括2種：一種是基于圖形的實(shí)時(shí)碰撞檢測(cè)，一種是基于圖像的實(shí)時(shí)碰撞檢測(cè)。基于圖形的實(shí)時(shí)碰撞算法主要是將物體作為包圍盒，對(duì)包圍盒進(jìn)行求交計(jì)算。當(dāng)包圍盒相交時(shí)其包圍的幾何體才可能相交，如果包圍盒不相交那么其包圍的幾何體就不一定相交，這樣就可以通過這種方法很快的找到相交的幾何部位。這種方法受到的場(chǎng)景影響較大，對(duì)于一些非常復(fù)雜的場(chǎng)景分析比較困難。因此除了要保證仿真的精度以外還要進(jìn)一步提高算法的實(shí)時(shí)性。另外一種算法是基于圖像的實(shí)時(shí)碰撞檢測(cè)，其主要是利用物體的2D投影的圖像和深度的信息進(jìn)行相交分析。這種算法具有很多的優(yōu)點(diǎn)，主要優(yōu)點(diǎn)有①能夠降低CPU（CentralProcessingUnit，中央處理單元）的計(jì)算負(fù)荷；②平穩(wěn)性很高；③這種算法適合一些復(fù)雜的碰撞檢驗(yàn)；④這種算法的發(fā)展前景很大。但是這種算法也存在一些問題，其中最主要的問題是運(yùn)算過程中需要占用很大的內(nèi)存，導(dǎo)致從硬件中讀取深度值時(shí)就比較困難，仿真效率大大降低。1.2數(shù)控加工物理仿真技術(shù)。隨著科技的發(fā)展，制造業(yè)開始運(yùn)用一些先進(jìn)的仿真技術(shù)，其中物理仿真是仿真技術(shù)的研究重點(diǎn)。物理仿真主要是將切削過程中的一些過程映射到制造系統(tǒng)中，然后對(duì)實(shí)際加工進(jìn)行分析和預(yù)測(cè)，找出影響切削精度的一些因素，然后采取措施對(duì)工藝進(jìn)行優(yōu)化，這種技術(shù)也是目前比較先進(jìn)的技術(shù)，能及時(shí)發(fā)現(xiàn)加工過程中的問題，提高加工質(zhì)量。1.3人工智能預(yù)測(cè)模型。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，人工智能的發(fā)展也加快了速度，目前在人工智能方面出現(xiàn)了大量的算法。比如遺傳算法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等，這些算法都是非常優(yōu)秀的算法。在智能系統(tǒng)中可以通過神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化一些制造參數(shù)，其預(yù)測(cè)精度非常高。但不同類別的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型預(yù)測(cè)的精度有非常大的差別。人工智能預(yù)測(cè)模型的出現(xiàn)大大提高了生產(chǎn)效率，降低了生產(chǎn)成本。1.4機(jī)械加工數(shù)據(jù)庫。機(jī)械加工數(shù)據(jù)庫出現(xiàn)于20世紀(jì)末，世界上很多國家都加入了機(jī)械加工數(shù)據(jù)庫，每個(gè)國家都收集大量的數(shù)據(jù)加工數(shù)據(jù)，傳到加工數(shù)據(jù)庫中。這種數(shù)據(jù)庫可以使不同國家的數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，從中找出一些數(shù)據(jù)進(jìn)行交叉檢驗(yàn)。雖然這種機(jī)械加工數(shù)據(jù)庫給各個(gè)國家?guī)砹朔奖悖撬€是存在一些缺點(diǎn)。比如在進(jìn)行數(shù)據(jù)分析時(shí)沒有考慮一致性問題，對(duì)各個(gè)國家的使用者都是比較麻煩的，同時(shí)這種數(shù)據(jù)庫沒有考慮機(jī)床的影響，很多信息不準(zhǔn)確。除了以上問題以外，還有一個(gè)非常重要的問題是由于加工過程中復(fù)雜和隨機(jī)性，很多測(cè)量技術(shù)需要借助實(shí)驗(yàn)，前人得到的數(shù)據(jù)無法代替實(shí)際生產(chǎn)。

2數(shù)控加工仿真系統(tǒng)存在的問題及發(fā)展方向

摘要：隨著當(dāng)前企業(yè)多元化的發(fā)展，需要加工的具體工件形狀各不相同，使得整體結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜。而面臨復(fù)雜的工件結(jié)構(gòu)，很難將較為優(yōu)質(zhì)的工藝規(guī)劃加以制定，以至讓加工的整個(gè)過程變得十分復(fù)雜，這對(duì)于企業(yè)的數(shù)控技術(shù)發(fā)展無疑是巨大挑戰(zhàn)。文章主要闡述了特征性造型技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，分析了基于特征的復(fù)雜工件數(shù)控加工關(guān)鍵技術(shù)與存在的問題，進(jìn)而對(duì)創(chuàng)新基于特征的復(fù)雜工件數(shù)控加工關(guān)鍵技術(shù)的對(duì)策做出了深入探究。

關(guān)鍵詞：復(fù)雜工件；數(shù)控加工；關(guān)鍵技術(shù)

目前，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，數(shù)控機(jī)床技術(shù)也在逐漸發(fā)展的過程中得到了非常普遍的運(yùn)用。數(shù)控加工主要是通過數(shù)控代碼，對(duì)需要加工的一些零件與刀具位移進(jìn)行控制的現(xiàn)代機(jī)械加工技術(shù)。而利用數(shù)字的編碼，則能夠?qū)Σ糠侄嘧兊墓ぜ?shí)行高精度與高效率的加工，其運(yùn)用范圍十分廣泛。

1特征性造型技術(shù)的優(yōu)勢(shì)

所謂的特征性造型技術(shù)，實(shí)際上主要就是針對(duì)特征性工件的數(shù)控加工技術(shù)。與傳統(tǒng)三維幾何造型進(jìn)行比較，特征性造型技術(shù)具有更加直觀的技術(shù)優(yōu)點(diǎn)。①特征性造型技術(shù)融入了較為先進(jìn)的建模與計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)，在特征性相對(duì)比較強(qiáng)的工件加工之前，計(jì)算機(jī)輔助系統(tǒng)會(huì)與建模技術(shù)進(jìn)行結(jié)合，并自動(dòng)形成模型，工件的特征則會(huì)經(jīng)過建模技術(shù)比較直觀地體現(xiàn)出來。②針對(duì)基于特征性造型技術(shù)的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)來講，其屬于交互式的設(shè)計(jì)系統(tǒng)，可以有效調(diào)動(dòng)設(shè)計(jì)人員的主觀能動(dòng)性。經(jīng)過建模模型表現(xiàn)，這樣便于設(shè)計(jì)人員深入理解基礎(chǔ)零件，進(jìn)而更好地發(fā)揮自身創(chuàng)造力實(shí)行技術(shù)設(shè)計(jì)。這種方式不但提升了工件設(shè)計(jì)效率，同時(shí)也讓工件設(shè)計(jì)的整體質(zhì)量得到了有效提升。③與傳統(tǒng)工藝相比，特征性造型技術(shù)不會(huì)再僅是依賴于初期傳統(tǒng)工藝的線框與曲面等，而是對(duì)于層次比較高的技術(shù)要求更加重視，例如，凹槽與螺絲紋等。特征性工件的幾何結(jié)構(gòu)主要經(jīng)過簡單且容易理解的特征組合進(jìn)行定義，從而為當(dāng)代數(shù)控工藝提供了有效支持。

2基于特征的復(fù)雜工件數(shù)控加工關(guān)鍵技術(shù)和存在的問題

1汽車模型建模

復(fù)雜型面的難點(diǎn)之一是型面的設(shè)計(jì)問題。復(fù)雜型面沒有具體的曲面方程和表達(dá)式，無法通過傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法去獲得。汽車模型一般由真實(shí)汽車等比例縮放制成，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，如果需要得到比較精確的汽車形狀，需要專業(yè)的測(cè)量掃描設(shè)備。由于此次主要對(duì)復(fù)雜型面的數(shù)控加工技術(shù)進(jìn)行初步研究，根據(jù)實(shí)際情況，采用一定比例的光柵圖像對(duì)汽車模型進(jìn)行近似處理。UG是一款功能強(qiáng)大的CAD/CAM/CAE一體化軟件，廣泛應(yīng)用于航空航天、汽車、通用機(jī)械及模具等行業(yè)；依托于UG強(qiáng)大的曲面造型能力，對(duì)汽車模型各部件進(jìn)行建模造型。

2汽車模型車身的數(shù)控加工

汽車模型，尤其是汽車覆蓋件，其表面是由連續(xù)復(fù)雜曲面組成，且形狀不規(guī)則，各曲面光滑過渡連接。曲面加工又是數(shù)控加工中的難點(diǎn)，雖然有多軸數(shù)控機(jī)床，但是三軸數(shù)控機(jī)床在企業(yè)生產(chǎn)中還占有相當(dāng)大的比例，因此作者結(jié)合單位的FV-1000加工中心，探討汽車模型覆蓋件的數(shù)控加工方法。曲面數(shù)控加工刀具軌跡的生成是數(shù)控編程的基礎(chǔ)和關(guān)鍵，目前曲面數(shù)控加工刀具軌跡生成的常用方法有等參數(shù)法、等殘留高度法、等距截平面法、投影法、三坐標(biāo)球形刀多面體曲面加工法和分片側(cè)銑法。UG提供了型腔銑、等高輪廓銑和曲面輪廓加工等多種曲面加工方法，下面以UG8.0為例探討汽車模型的數(shù)控加工技術(shù)。

2.1汽車模型車身的模擬加工

汽車覆蓋件是曲面，形狀復(fù)雜，無法采用手動(dòng)編程，因此采用UG加工環(huán)境進(jìn)行汽車模型的模擬加工和數(shù)控編程。UG加工零件一般包括創(chuàng)建程序、創(chuàng)建刀具、創(chuàng)建幾何體和創(chuàng)建工序四個(gè)要素。在使用UG創(chuàng)建零件加工過程時(shí)，應(yīng)注意以下問題：1）在創(chuàng)建刀具時(shí)，要根據(jù)實(shí)際加工情況選用相同的刀具，以免實(shí)際加工過程中出現(xiàn)切不到和過切的現(xiàn)象。2）在創(chuàng)建幾何體時(shí)，要合理設(shè)置加工坐標(biāo)系，為了保證后處理過程中數(shù)據(jù)的一致性和正確性，應(yīng)保證工作坐標(biāo)系和加工坐標(biāo)系重合；根據(jù)實(shí)際情況設(shè)置毛坯大小，并且需要考慮裝夾位置，防止實(shí)際加工過程中撞刀。3）UG提供了多種加工類型，并且每一種加工類型中有不同的切削方式，應(yīng)根據(jù)具體情況選用合理的切削方式。UG8.0提供了平面銑、型腔銑和多軸銑三種面銑削類型，同時(shí)每一種銑削類型里又包含多種銑削方式。結(jié)合單位的三軸數(shù)控機(jī)床和加工表面，因此采用型腔銑和固定軸輪廓銑的方法進(jìn)行曲面加工。汽車模型型面加工工序按粗加工、半精加工和精加工的順序安排加工工序。粗加工主要是為了去除毛坯上大部分的余量，使毛坯在形狀和尺寸上大致接近零件的成品狀態(tài)，提高加工效率是粗加工工序中應(yīng)考慮的最主要的問題；粗加工采用準(zhǔn)20端銑刀，每刀深度1.5mm，步距為刀具直徑的80%，余量為1mm。粗加工為了提高加工效率，采用大直徑、大切削深度和大步距，造成了汽車模型型面某些小區(qū)域加工不到從而導(dǎo)致半精加工余量不均現(xiàn)象，因此半精加工前需要進(jìn)行殘料加工。半精加工是在粗加工的基礎(chǔ)上進(jìn)一步去除一部分余量，使零件的主要表面基本達(dá)到要求的加工精度，并保留一定的余量，為精加工做準(zhǔn)備，這個(gè)階段應(yīng)該同時(shí)考慮加工效率和加工精度的問題；半精加工采用準(zhǔn)20球頭銑刀，每刀深度0.2mm，步距為刀具直徑的20%，余量為0.25mm。精加工是為了使零件的尺寸精度、技術(shù)要求和表面質(zhì)量同時(shí)達(dá)到圖紙要求，這個(gè)階段應(yīng)主要考慮如何提高加工精度和表面質(zhì)量問題；精加工采用準(zhǔn)10球頭銑刀，每刀深度根據(jù)型面陡峭程度分層設(shè)定，步距為刀具直徑的10%，不留余量。為了提高加工效率，精加工時(shí)采用了較大直徑的銑刀，型面小凹面可能存在加工不到的現(xiàn)象，因此在精加工之后進(jìn)行清根處理。

摘要：本文面向低碳的數(shù)控加工多目標(biāo)優(yōu)化模型將數(shù)控加工的切削速度和進(jìn)給量作為模型的優(yōu)化變量，從機(jī)床主軸的轉(zhuǎn)速約束、進(jìn)給量約束等約束條件建立了最短加工時(shí)間和最低碳排放的優(yōu)化模型，并簡單介紹了求解數(shù)值優(yōu)化問題的常用方法和MATLAB優(yōu)化工具箱。

關(guān)鍵詞：數(shù)控加工；碳排放；優(yōu)化模型；MATLAB

數(shù)控加工低碳化既能保護(hù)環(huán)境，又可提高資源的利用率。數(shù)控技術(shù)裝備的不斷改革和發(fā)展，數(shù)控發(fā)展過程中的高效性和低碳性，是發(fā)展數(shù)控技術(shù)不斷追求與思考的重要問題。人工地對(duì)數(shù)控機(jī)床的加工參數(shù)進(jìn)行設(shè)置難以有效地利用數(shù)控機(jī)床，加工速度快也不意味著就是最有效的加工方式，加工成本和加工質(zhì)量的要求也是數(shù)控加工要考慮的因素。數(shù)控加工多目標(biāo)參數(shù)優(yōu)化模型是以加工效率、加工成本和加工質(zhì)量中的一個(gè)或多個(gè)參數(shù)為目標(biāo)而建立的數(shù)學(xué)模型，通過對(duì)數(shù)學(xué)模型中參數(shù)的改變來尋求模型的最優(yōu)解，得到某工序固定的最佳加工參數(shù)。不同零件的數(shù)控加工的加工工序不同，所以不同零件所要優(yōu)化的目標(biāo)不同。面向低碳的數(shù)控加工多目標(biāo)優(yōu)化模型針對(duì)數(shù)控加工中的加工參數(shù)進(jìn)行探討，將數(shù)控加工的切削速度和進(jìn)給量作為模型的優(yōu)化變量，建立最短加工時(shí)間和最低碳排放的優(yōu)化模型。

1加工機(jī)床切削過程的碳排放

對(duì)于金屬切削加工過程的碳排放源主要有消耗原材料引起的碳排放Cm、刀具使用產(chǎn)生的碳排放Ct、切削液使用產(chǎn)生的碳排放Cc、消耗電能產(chǎn)生的碳排放Ce和切屑的后期處理產(chǎn)生的碳排放Cs。由于原材料的消耗量受工藝設(shè)計(jì)階段的影響很大，對(duì)加工廢屑的后期處理一般在加工完成后進(jìn)行，所以加工過程對(duì)原材料消耗引起的碳排放和切削廢物處理的碳排放優(yōu)化力度十分有限，所以對(duì)于碳排放的優(yōu)化問題應(yīng)主要考慮切削加工過程中，電能消耗引起的碳排放和刀具的使用所引起的碳排放，以及切削液的使用所引起的碳排放。結(jié)合碳排放相關(guān)理論可得由于電能消耗引起的碳排放Ce和刀具使用碳排放Ct以及切削液的使用而引起的碳排放Cc滿足：=++()ttppeemowtcFWTCFEtCCTT+（1）式中：Cp為由于電能消耗引起的碳排放；Ce為刀具的使用引起碳排放Ct和切削液的使用碳排放Cc之和；Fe為電能碳排放因子；Ee為加工過程電能消耗量；Ft為刀具碳排放因子；Wt為刀具質(zhì)量；Tt為刀具壽命；tm為工序切削時(shí)間；Co為純的礦物油制備引起的碳排放；Cw為切削液廢棄后處理引起的碳排放；Tp為切削液使用時(shí)間；Tc為切削液更換周期。電能碳排放因子與電網(wǎng)有密切的關(guān)系，所以不同電網(wǎng)的電能碳排放因子也就不同。機(jī)床的實(shí)際運(yùn)行過程是處在不斷地變化之中的，所以其實(shí)際運(yùn)行過程是一個(gè)動(dòng)態(tài)過程。刀具的壽命Tt是指一把新刀具被使用到報(bào)廢為止所經(jīng)歷的切削時(shí)間，其中包含重磨時(shí)間，刀具壽命與x軸的切削速度vc，y軸的進(jìn)給量f，z軸的切削深度asp有關(guān)，并隨著切削速度、進(jìn)給量和切削深度的增加而壽命減少。

2切削參數(shù)與約束條件

摘要：作為我國制造行業(yè)中的核心技術(shù)之一，數(shù)控加工技術(shù)的應(yīng)用全方面帶動(dòng)了我國制造行業(yè)的發(fā)展，伴隨技術(shù)含量的不斷提高，也推動(dòng)我國從制造大國向著質(zhì)造大國方向發(fā)展。為了生產(chǎn)出質(zhì)量更為優(yōu)異的產(chǎn)品，在數(shù)控加工過程中必須嚴(yán)格進(jìn)行精度控制，唯有如此才能夠滿足用戶的使用需求。

關(guān)鍵詞：數(shù)控加工；精度控制；方法

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，大量智能設(shè)備應(yīng)用在人們的工作和生活中，雖然電子科學(xué)技術(shù)占據(jù)主要地位，但是機(jī)械制造的重要性仍舊不可撼動(dòng)，為了更好地促進(jìn)機(jī)械制造行業(yè)的發(fā)展，必須將提高精度作為當(dāng)前工作中的重點(diǎn)。文章對(duì)精度控制的方法進(jìn)行論述，希望能夠有效促進(jìn)產(chǎn)品質(zhì)量提升，促進(jìn)行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

1精度控制的方法

對(duì)數(shù)控機(jī)床來說，最常見遇到的精度問題就是編程原點(diǎn)問題，而且通常都是根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)以及加工特點(diǎn)進(jìn)行選擇的，因此編程人員必須熟悉零件的結(jié)構(gòu)以及特點(diǎn)，才能夠制定出合理的工件坐標(biāo)系，繼而實(shí)現(xiàn)每道工序的有序開展。因此說，在建立零件加工坐標(biāo)系時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格注意下列事項(xiàng)，分別是：①要本著有利于尺寸測(cè)量的原則設(shè)立坐標(biāo)系；②要選擇一個(gè)精度較高的表面來作為工件編程原點(diǎn)；③由于加工時(shí)有多種計(jì)算數(shù)值的方法，各種方法的復(fù)雜程度都不一樣，但是要本著盡量簡單的原則，減少繁雜的計(jì)算，在減少誤差的同時(shí)，提高加工效率；④還需要注意編程原點(diǎn)是將零件尺寸轉(zhuǎn)化為刀具運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)系的原點(diǎn)，并沒有規(guī)定嚴(yán)格要求，但是確定標(biāo)準(zhǔn)就是利于坐標(biāo)計(jì)算，要盡量做到基準(zhǔn)同一，即實(shí)現(xiàn)編程原點(diǎn)與工藝、設(shè)計(jì)基準(zhǔn)相統(tǒng)一的原則。

2準(zhǔn)確處理編程數(shù)據(jù)

摘要：科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，為壓力容器制造提供了重要的技術(shù)支持，優(yōu)化了壓力容器實(shí)際應(yīng)用中的工作性能。當(dāng)前形勢(shì)下在壓力容器制造中引入數(shù)控加工技術(shù)，提升其整體制造水平的同時(shí)增強(qiáng)壓力容器質(zhì)量可靠性，延長其使用壽命。基于此，文章將對(duì)壓力容器制造中數(shù)控加工的應(yīng)用展開論述。

關(guān)鍵詞：壓力容器；數(shù)控加工；應(yīng)用；制造水平

加強(qiáng)壓力容器制造中數(shù)控加工的應(yīng)用分析，有利于優(yōu)化壓力容器制造方式，降低其制造過程中問題發(fā)生率的基礎(chǔ)上有利于保持投入成本的良好經(jīng)濟(jì)性。因此，需要將可靠的數(shù)控加工技術(shù)與設(shè)備應(yīng)用于壓力容器制造中，保持其良好的制造效果，最大限度地提高壓力容器制造工作效率，為其實(shí)際應(yīng)用范圍擴(kuò)大奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

1數(shù)控加工概述

為了提高對(duì)數(shù)控加工技術(shù)的正確認(rèn)識(shí)，擴(kuò)大數(shù)控機(jī)床的實(shí)際應(yīng)用范圍，需要注重?cái)?shù)控加工特點(diǎn)分析，了解其實(shí)踐應(yīng)用中的加工優(yōu)勢(shì)及操作過程。具體表現(xiàn)在以下方面：（1）實(shí)踐應(yīng)用中數(shù)控加工特點(diǎn)及優(yōu)勢(shì)分析。實(shí)踐生產(chǎn)中為了實(shí)現(xiàn)不同零件加工，需要加強(qiáng)機(jī)床使用，并加強(qiáng)整個(gè)切削過程控制，確保零件加工質(zhì)量可靠性。相比傳統(tǒng)的機(jī)床，數(shù)控加工作用下的機(jī)床實(shí)踐應(yīng)用中有著自身的特點(diǎn)，為其推廣使用提供了可靠保障。這些特點(diǎn)及優(yōu)勢(shì)包括：①機(jī)械化性能顯著，實(shí)踐應(yīng)用中的加工效率高，能夠?qū)崿F(xiàn)復(fù)雜的曲面加工；②加工精度高，確保了零件加工質(zhì)量可靠性，并實(shí)現(xiàn)了多過程同步加工操作；③數(shù)控機(jī)床在零件加工中材料利用效率大大提高，減少了加工過程中產(chǎn)生的廢料，降低加工成本的同時(shí)實(shí)現(xiàn)了材料的高效利用。同時(shí)，數(shù)控加工中可通過輸入特定的程序進(jìn)行加工，確保了零件加工過程安全性。但是，由于數(shù)控機(jī)床實(shí)踐應(yīng)用中的造價(jià)成本高，且對(duì)其中的運(yùn)行程序合理性要求高，需要根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行選擇與使用。（2）實(shí)踐應(yīng)用中數(shù)控加工中的數(shù)控編程分析。相比傳統(tǒng)的加工模式，數(shù)控加工中通過對(duì)數(shù)控編程的引入，確保了整個(gè)加工作業(yè)高效性。數(shù)控編程包括：①可靠的程序結(jié)構(gòu)。在計(jì)算機(jī)指令的支持下，數(shù)控加工中所需的程序段得到了有效連接，確保了所有程序設(shè)置有效性，最終得到了可靠的數(shù)控程序結(jié)構(gòu)；②合理的程序格式。為了使數(shù)控加工程序得以正常運(yùn)行，在設(shè)置各程序的過程中選擇了有效的連接方式與運(yùn)行方式；③有效的段格式。在程序運(yùn)行中，明確了其中的字符、數(shù)據(jù)等要素彼此間的排序規(guī)則，確保了所有程序的正常運(yùn)行；④科學(xué)的執(zhí)行程序。在數(shù)控加工中不同程序的指導(dǎo)下，促使各具體的執(zhí)行方式實(shí)際作用得以發(fā)揮，實(shí)現(xiàn)了工藝設(shè)計(jì)、刀具及夾具選擇。這些方面的不同內(nèi)容，客觀地說明了數(shù)控編程內(nèi)容豐富性。因此，實(shí)踐生產(chǎn)中若采用數(shù)據(jù)加工方式完成不同零件加工作業(yè)時(shí)，需要理解其中的數(shù)控編程，保持良好的零件加工質(zhì)量與加工效率。

2壓力容器制造中數(shù)控加工的應(yīng)用分析

摘要：現(xiàn)實(shí)中，因?yàn)槭艿礁鞣N因素的影響，數(shù)控加工過程中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)對(duì)刀誤差，而這就會(huì)嚴(yán)重影響到零件的加工質(zhì)量。文章對(duì)數(shù)控加工的對(duì)刀方法和對(duì)刀誤差進(jìn)行了分析，并在此基礎(chǔ)上探討了對(duì)刀誤差對(duì)加工精度的影響，希望對(duì)相關(guān)工作能夠有所借鑒。

關(guān)鍵詞：數(shù)控加工；對(duì)刀誤差；加工精度

1數(shù)控機(jī)床的對(duì)刀方法

（1）試切法。試切法是數(shù)控機(jī)床應(yīng)用較多的一種對(duì)刀方法，對(duì)刀精度較高，而且對(duì)機(jī)床本身和數(shù)控系統(tǒng)的性能要求較低，因而在機(jī)械數(shù)控加工領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。在進(jìn)行數(shù)控機(jī)床對(duì)刀時(shí)，采用試切法是利用機(jī)床自帶的檢測(cè)裝置可以對(duì)工件和刀具的空間位置進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)來完成的。以絕對(duì)試切法對(duì)刀為例，首先通過輸入相應(yīng)的控制指令來將機(jī)床進(jìn)行歸零操作；然后將工件在機(jī)床上進(jìn)行裝夾；接著啟動(dòng)機(jī)床，讓基準(zhǔn)刀具快速移動(dòng)到工件周圍并試切一刀；最后對(duì)試切形成的工件尺寸進(jìn)行記錄，并輸入到數(shù)控系統(tǒng)中，此時(shí)系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)計(jì)算刀具偏移量，并對(duì)坐標(biāo)進(jìn)行相應(yīng)的修正。這種方法在數(shù)控車床上取得了廣泛的應(yīng)用，不僅可以在加工外圓上修正x軸上的坐標(biāo)值，還能在加工端面時(shí)修正z軸上的坐標(biāo)值。通過以上步驟就可以實(shí)現(xiàn)數(shù)控機(jī)床的對(duì)刀操作，然后進(jìn)入到下道工序的加工進(jìn)程中。（2）對(duì)刀儀對(duì)刀。現(xiàn)實(shí)中廣泛使用的對(duì)刀儀分為機(jī)內(nèi)對(duì)刀儀和機(jī)外對(duì)刀儀兩類。以數(shù)控車床上廣泛使用的機(jī)內(nèi)對(duì)刀儀為例，一般是先將刀具安裝在刀架上，然后將工件安裝在三爪卡盤上，最后利用對(duì)刀儀并結(jié)合數(shù)控系統(tǒng)來構(gòu)建工件坐標(biāo)系，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)刀操作。這種對(duì)刀方式代替了傳統(tǒng)的手工對(duì)刀操作，因此可以大幅度提升對(duì)刀精度。但這種方法因?yàn)橐度脒\(yùn)用對(duì)刀儀的緣故，所以花費(fèi)成本較高。

2數(shù)控機(jī)床的對(duì)刀誤差分析

（1）機(jī)床系統(tǒng)誤差分析。當(dāng)今我國廣泛使用的數(shù)控系統(tǒng)有日本的FANUC、德國的西門子以及我國教學(xué)中使用的華中數(shù)控。這三種系統(tǒng)雖然都已經(jīng)實(shí)際應(yīng)用于數(shù)控加工領(lǐng)域，但因?yàn)檠邪l(fā)地點(diǎn)和背景的不同，所以存在著一些區(qū)別。通常來說，大型制造企業(yè)往往會(huì)優(yōu)先采用西門子系統(tǒng)，這是因?yàn)槲鏖T子的機(jī)電產(chǎn)品發(fā)展歷史悠久且性能更加優(yōu)良，采用它加工的零件不僅尺寸精度和表面質(zhì)量都更高，而且也支持復(fù)雜機(jī)械產(chǎn)品的加工任務(wù)。此外，日本的FANUC數(shù)控系統(tǒng)在國內(nèi)的一些加工企業(yè)中也有所應(yīng)用，但因?yàn)槠湎到y(tǒng)在設(shè)計(jì)上本身就存在一定誤差，所以造成一些數(shù)控機(jī)床在對(duì)刀時(shí)也難免會(huì)產(chǎn)生誤差，進(jìn)而就給零件的加工精度也造成了一定影響。與前兩者相比，國產(chǎn)的華中系統(tǒng)無論是系統(tǒng)本身還是配套設(shè)備，誤差均大于前兩者，所以現(xiàn)實(shí)中并沒有在企業(yè)進(jìn)行良好的推廣和應(yīng)用。事實(shí)上，無論是何種數(shù)控加工系統(tǒng)，誤差都是難以徹底避免的，但隨著數(shù)控加工技術(shù)的不斷發(fā)展，尤其是誤差補(bǔ)償技術(shù)的應(yīng)用，促使數(shù)控系統(tǒng)的精密度也在不斷提升，所以對(duì)刀誤差也在逐步減小。（2）數(shù)控機(jī)床本身的誤差分析。除了數(shù)控加工系統(tǒng)之外，數(shù)控機(jī)床設(shè)備本身的機(jī)械工藝性及精密性也會(huì)影響到機(jī)床的加工性能，進(jìn)而影響到對(duì)刀精度。比如一些國產(chǎn)的數(shù)控機(jī)床在長時(shí)間使用后，因?yàn)閷?dǎo)軌出現(xiàn)表面創(chuàng)傷或發(fā)生變形等原因，會(huì)致使對(duì)刀過程中存在一定的位置誤差。但只要加強(qiáng)對(duì)數(shù)控機(jī)床設(shè)備的維護(hù)保養(yǎng)，這種誤差影響可以被最大限度地降到最低。數(shù)控機(jī)床設(shè)備的生產(chǎn)廠商不同，也會(huì)導(dǎo)致機(jī)床設(shè)備本身的誤差存在差異。近年來，隨著國家對(duì)機(jī)械制造產(chǎn)業(yè)的重視度不斷提高，很多不具備數(shù)控機(jī)床生產(chǎn)資質(zhì)的廠商，在缺乏相關(guān)的設(shè)計(jì)和技術(shù)的支持下就盲目推出自己的產(chǎn)品。這些產(chǎn)品一旦流入到市場(chǎng)中，那么必然會(huì)在使用過程中產(chǎn)生較大的對(duì)刀誤差，進(jìn)而嚴(yán)重影響到加工精度。（3）測(cè)量誤差分析。在數(shù)控機(jī)床對(duì)刀過程中，很多都需要進(jìn)行人工操作。比如在用試切法對(duì)數(shù)控車床進(jìn)行對(duì)刀時(shí)，就需要對(duì)外圓直徑進(jìn)行測(cè)量。如果測(cè)量中存在誤差，那么就會(huì)導(dǎo)致輸入到數(shù)控系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)存在誤差，進(jìn)而產(chǎn)生對(duì)刀誤差。同時(shí)，即使是使用對(duì)刀儀等輔助設(shè)備進(jìn)行對(duì)刀操作，輔助設(shè)備的安裝精度和測(cè)量精度也會(huì)影響到對(duì)刀精度。此外，對(duì)刀方法的選擇也會(huì)影響到對(duì)刀精度，比如當(dāng)采用手動(dòng)方式進(jìn)行試切對(duì)刀時(shí)，測(cè)量誤差對(duì)對(duì)刀精度就比較大，但如果使用的是數(shù)控車床自帶的計(jì)算機(jī)檢測(cè)裝置進(jìn)行測(cè)量試切，就會(huì)大大降低對(duì)刀誤差。