基于经验的计算机辅助切削用量计算模型及系统

2 基于经验的切削用量模型

    中小企业的目标函数要求不高，可以基于经验和实际生产情况建立一个相对简单的切削用量模型。本系统采用的数据模型是铁道部部颁标准结合工厂的经验和实际生产情况总结而成的。其实践性和经验性很强。

    2.1系统的数学模型

    为了实现单位产品成本的最优化，代表实际生产状态的约束条件必须考虑。当选定的切削条件能够保证评价标准时，就把这一组切削条件作为这个评价标准的最佳条件。粗加工中机床主运动电机功率，刀具的磨损是约束条件;而精加工工件的尺寸、形状准确度，加工表面粗糙度或者表面质量是主要约束条件。本系统模型约束条件的建立，将各个影响因素以系数的形式表示出来。本文以车膛削加工为例，阐述如下:

    (1)切削深度的影响因素包括表面粗糙度、机床运动、刀具耐用度、工艺系统刚度等，在一个简化的模型中，表面粗糙度约束可简化为工序和工步，机床运动约的切削深度选择模型如图1所示。

    式中: T-切削深度;Xs1-工序影响因子;Tmax-机床类别影响因子;Kt1-材料牌号影响因子Kt2-工件硬度影响因子；Kt3-刀具材料影响因子；Kt4-工步影响因子。

    （2）进给量的影响因素包括机床运动、工艺系统刚度、表面粗糙度、主运动率等，在该模型中，机床运动约束可简化为工序、工步和机床，工艺系统刚度约束简化为工件直径和最大长径比，表面粗糙度约束简化为工序，主运动率约束简化为工件长径比和工步，简化后的进给量选择模型如图2所示。

    式中：F-进给量；Fmax-工序、工步、机床类别联合影响因子；Kf1-加工直径和最大长径比；Kf3-工步影响因子；Kf4-长径比和工步影响因子。

    （3）切削速度的影响因素包括机床运动、表面粗糙度、工艺系统刚度和刀具耐用度等，在该简化模型中，机床运动约束可简化为切削深度和工步，表面粗糙度简化为工序，工艺系统刚度约束简化为工步和直径，刀具耐用度约束简化为材料牌号和刀具材料，简化后的切削速度模型如图3所示。

    式中:T-切削速度;Xs13-工步和切削深度联合影响因子;Xsl4-工序影响因子;Kvl-材料牌号影响因子;Kv2-工步号和加工直径联合影响因子;Kv3-由刀具材料影响因子。