切削加工系统及其加工方法技术方案

本发明专利技术公开了一种切削加工系统及其加工方法，应用于切削机台对工件加工的切削参数计算，它包括：输入单元，所述输入单元接收工件的加工轮廓以及工件与刀具两者在切削加工过程中的相对运动关系；计算单元，所述计算单元根据所述输入单元传来的所述加工轮廓与所述相对运动关系，计算出工件在切削加工过程中的至少一组切削参数。通过输入加工轮廓(工件成品的几何外型与尺寸)、切削条件(建立工件轴与刀具轴在切削过程中的相对运动关系)，搭配断屑切削算法，计算含有断屑切削效果的切削路径仿真，给出一组或多组可稳定断屑的断屑切削参数(频率、振幅)，提供用户在断屑切削参数选用时的参考依据。的参考依据。的参考依据。

【技术实现步骤摘要】
切削加工系统及其加工方法


[0001]本专利技术属于切削加工
，涉及一种切削加工系统及其加工方法，尤其是关于断屑切削参数计算的切削加工系统及切削加工方法。

技术介绍

[0002]在机床的切削加工过程中，断屑技术主要应用于降低切削韧性金属材料(Stringy Materials)时产生的连续碎屑现象(Continuous Chips)。在金属切削加工中，若产生连续碎屑现象，容易产生下述状况：1、切屑崩碎飞溅(不正常断屑)；2、过长的切削屑缠绕在工件或刀具上；3、切削屑卡在机构间造成工具机自动循环被破坏。因此，断屑功能的达成，最少可以达到以下效果：1、延长刀具寿命；2、减少一切可能因为缠屑造成的连带损害(例如︰刮花表面、妨碍自动化加工等)。
[0003]目前，断屑加工主要可以分为以下几种方式：振动断屑、加工中回退(啄式加工)、暂停加工或分段加工。其中，加工中回退、分段加工与暂停加工三种主要是通过间歇性的加工动作来断屑。振动断屑则是借由对切削工具或加工对象迭加振动波型，来达成连续断屑的效果。
[0004]在实际运用上，加工中回退或暂停加工是根据使用者给定的固定进给长度或进给时间作为分段依据，在每个分割点加入抽离工件表面或暂停的动作以达到断屑效果。分段加工则是根据使用者给定进给长度区间(最大值与最小值)，让每次所产生的切屑长度可以控制在一个小范围内。振动断屑则是根据使用者给定迭加在切削路径上的振动频率与振幅，制造相邻道次间切削的重迭区域，产生断屑效果。
[0005]由此可知，切削加工制程中的断屑切削技术均需要仰赖使用者的操作经验去给定一组合适的断屑切削参数，例如：加工中回退或暂停加工的断屑方式，使用者需判断合适的进给长度或时间；振动断屑的断屑方式，使用者需判断合适的振幅与频率。使用者若给定不当的断屑切削参数，将无法达到预期的断屑效果。值得注意的是，以振动断屑而言，使用者即便依照过往加工经验给定一组合适断屑振幅与频率，也需要考虑当前的机台或刀具是否能够负荷，避免造成机台振动或刀具损伤，进而影响加工表面光洁度。
[0006]目前，这些断屑参数只能使用试错法，通过使用者一次又一次的不同参数设定与加工尝试，观察实际机台振动与切屑产生情形以得到预期的断屑切削参数。

技术实现思路

[0007]基于上述缺陷，本专利技术提供一种切削加工系统，应用于切削机台对工件加工的切削参数计算，它包括：
[0008]输入单元，所述输入单元接收工件的加工轮廓以及工件与刀具两者在切削加工过程中的相对运动关系；
[0009]计算单元，所述计算单元根据所述输入单元传来的所述加工轮廓与所述相对运动关系，计算出工件在切削加工过程中的至少一组切削参数。
[0010]优化地，所述切削加工系统还包含储存单元，所述储存单元用于储存机台模型，所述机台模型由机台刚性及/或控制伺服所建立，所述计算单元根据所述加工轮廓、所述相对运动关系以及所述机台模型计算出工件在切削加工过程中的至少一组优化的切削参数。
[0011]优化地，所述机台刚性包括机台的静刚性或机台的动刚性。
[0012]进一步地，所述控制伺服包括机台的动程参数或机台的伺服参数。
[0013]进一步地，所述储存单元还储存工件的材料性质及/或刀具的刀具参数，结合加工轮廓、相对运动关系与机台模型，所述计算单元计算出工件在切削加工过程中的至少一组最佳的切削参数。
[0014]优化地，所述计算单元还根据加工轮廓计算出对应加工轮廓的至少一切线方向，且所述计算单元根据该加工轮廓、该至少一切线方向与该相对运动关系，计算出该工件于切削加工过程中的该至少一组更优的切削参数。
[0015]优化地，所述切削加工系统还包含转档单元，所述转档单元根据所述计算单元传来的至少一组切削参数转换成加工档。
[0016]优化地，所述切削加工系统根据工件的转速与刀具的进给速率，或根据工件的进给速率与刀具的转速，计算两者的相对运动关系。
[0017]优化地，所述切削参数至少包括断屑频率、断屑振幅和断屑路径。
[0018]进一步地，所述切削参数包括断屑屑长。
[0019]优化地，所述输入单元还接收默认切削参数，所述计算单元判断所述默认切削参数与至少一组切削参数的差异是否在一容许范围内。
[0020]本专利技术的又一目的在于提供一种切削加工方法，用于切削机台对工件加工的切削参数计算，包括：
[0021]通过输入单元输入工件的加工轮廓，及工件与刀具两者在切削加工过程中的相对运动关系；及
[0022]根据所述输入单元传来的加工轮廓与相对运动关系，通过计算单元计算出工件在切削加工过程中的至少一组切削参数。
[0023]优化地，它通过储存单元储存机台模型，所述机台模型由机台刚性及/或控制伺服所建立，所述计算单元根据加工轮廓、相对运动关系和机台模型计算出工件在切削加工过程中的至少一组优化的切削参数。
[0024]进一步地，所述机台刚性包括机台的静刚性或机台的动刚性。
[0025]进一步地，所述控制伺服包括机台的动程参数或机台的伺服参数。
[0026]进一步地，所述储存单元储存工件的材料性质及/或该刀具的刀具参数，合并加工轮廓、相对运动关系与机台模型，计算单元计算出工件于切削加工过程中的至少一组最佳的切削参数。
[0027]优化地，所述计算单元还根据加工轮廓计算出对应该加工轮廓的至少一切线方向，且所述计算单元根据加工轮廓、至少一切线方向与相对运动关系，计算出工件在切削加工过程中的至少一组更优的切削参数。
[0028]优化地，它还包含转档单元，所述转档单元根据所述计算单元传来的至少一组切削参数转换成加工档。
[0029]优化地，它根据工件的转速与该刀具的进给速率，或根据工件的进给速率该刀具
的转速，计算两者的该相对运动关系。
[0030]优化地，所述切削参数至少包括断屑频率、断屑振幅和断屑路径。
[0031]进一步地，所述切削参数包括断屑屑长。
[0032]优化地，通过所述输入单元输入默认切削参数，通过计算单元判断所述默认切削参数与至少一组切削参数的差异是否在一容许范围内。
[0033]本专利技术通过输入加工轮廓(工件成品的几何外型与尺寸)、切削条件(建立工件轴与刀具轴在切削过程中的相对运动关系)，搭配断屑切削算法，计算含有断屑切削效果的切削路径仿真，给出一组或多组可稳定断屑的断屑切削参数(频率、振幅)，提供用户在断屑切削参数选用时的参考依据。
[0034]此外，本专利技术再通过建立机台模型，引入材料特性优化断屑切削参数计算结果。其中，机台模型的建立是通过输入机台的伺服参数(电流、速度、位置控制回路相关参数)后加上所使用的机台构型下的动静态刚性，建立机台在加工时的切削模型；材料特性则是指当前被切削料材的材料特性，如力学与热学性质等。通过上述条件导入，将可考虑当前断屑切削参数是否会造成机台过振或伺服落后问题，以及遇到不同材料时切屑质量的控制问题。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种切削加工系统，应用于切削机台对工件加工的切削参数计算，其特征在于，它包括：输入单元，所述输入单元接收工件的加工轮廓以及工件与刀具两者在切削加工过程中的相对运动关系；计算单元，所述计算单元根据所述输入单元传来的所述加工轮廓与所述相对运动关系，计算出工件在切削加工过程中的至少一组切削参数。2.根据权利要求1所述的切削加工系统，其特征在于：所述切削加工系统还包含储存单元，所述储存单元用于储存机台模型，所述机台模型由机台刚性及/或控制伺服所建立，所述计算单元根据所述加工轮廓、所述相对运动关系以及所述机台模型计算出工件在切削加工过程中的至少一组优化的切削参数。3.根据权利要求1所述的切削加工系统，其特征在于：所述机台刚性包括机台的静刚性或机台的动刚性。4.根据权利要求2所述的切削加工系统，其特征在于：所述控制伺服包括机台的动程参数或机台的伺服参数。5.根据权利要求2所述的切削加工系统，其特征在于：所述储存单元还储存工件的材料性质及/或刀具的刀具参数，结合加工轮廓、相对运动关系与机台模型，所述计算单元计算出工件在切削加工过程中的至少一组最佳的切削参数。6.根据权利要求1所述的切削加工系统，其特征在于：所述计算单元还根据加工轮廓计算出对应加工轮廓的至少一切线方向，且所述计算单元根据该加工轮廓、该至少一切线方向与该相对运动关系，计算出该工件于切削加工过程中的该至少一组更优的切削参数。7.根据权利要求1所述的切削加工系统，其特征在于：所述切削加工系统还包含转档单元，所述转档单元根据所述计算单元传来的至少一组切削参数转换成加工档。8.根据权利要求1所述的切削加工系统，其特征在于：所述切削加工系统根据工件的转速与刀具的进给速率，或根据工件的进给速率与刀具的转速，计算两者的相对运动关系。9.根据权利要求1所述的切削加工系统，其特征在于：所述切削参数至少包括断屑频率、断屑振幅和断屑路径。10.根据权利要求9所述的切削加工系统，其特征在于：所述切削参数包括断屑屑长。11.根据权利要求1所述的切削加工系统，其特征在于：所述输入单元还接收默认切削参数，所述计算单元判断所述默认切削参数与至少一组切削参数的...

【专利技术属性】
技术研发人员：林家璇，
申请(专利权)人：新代科技苏州有限公司，
类型：发明
国别省市：