CN115328031B - 一种计算机辅助制造的方法、装置、电子设备及存储介质 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种计算机辅助制造的方法、装置、电子设备及存储介质，应用于数控加工领域，所述方法包括：在模拟加工过程中，计算当前选用刀具在设定的加工参数下进行加工的第一理论切削温度；当该刀具能够承受的最大温度小于第一理论切削温度时，更换该当前选用刀具；当该当前选用刀具能够承受的最大温度大于或等于第一理论切削温度时，计算该当前选用刀具能够承受的最大温度与第一理论切削温度的第一温度差值；当第一温度差值小于第一预设温度差值时，调整加工参数，使该当前选用刀具在加工时的第一温度差值大于或等于第一预设温度差值，降低烧刀风险。

Description

一种计算机辅助制造的方法、装置、电子设备及存储介质

技术领域

本申请涉及数控加工领域，具体而言，涉及一种计算机辅助制造的方法、装置、电子设备及存储介质。

背景技术

随着数控行业的飞速发展， CAM（即计算机辅助制造）技术也得到了迅速提升，这项技术被广泛应用在不同的加工场合，比如模具制造业、航天航空设计制造领域等，这项技术的应用，大大节省了设计制造周期，并且可以通过软件自带的仿真功能进行模拟加工，用户在机床上加工之前使用CAM技术生成NC程序，并模拟加工过程确保生成的加工程序无误后，方可传输到机床的加工系统中进行操作。

但在目前的数控加工过程的路径规划中，对刀具的选择以及加工参数的设置仍然需要用户自己决定，用户主要凭借自身的经验设定好加工参数的数值以及所使用的加工刀具，再通过CAM技术自动生成NC程序，这种方式主观性比较强，即使模拟加工过程，用户也难以清楚的了解自己对刀具或加工参数的选择是否合理，若用户在规划过程中，选择了不合适的刀具或加工参数，便会导致在机床上实际操作时，刀具会在加工过程中因为温度过高而出现烧刀的情况，从而损坏刀具并影响工件的加工质量。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足之处，本申请提供了一种计算机辅助制造的方法、装置、电子设备及存储介质，通过在模拟加工过程中，计算当前选用刀具在设定加工参数下进行加工的第一理论切削温度，当该当前选用刀具能够承受的最大温度小于第一理论切削温度时，更换该当前选用刀具，以降低在实际的加工中因刀具选择不合理造成烧刀的概率，当该当前选用刀具能够承受的最大温度大于或等于第一理论切削温度时，计算该当前选用刀具能够承受的最大温度与第一理论切削温度的第一温度差值；当第一温度差值小于第一预设温度差值时，调整加工参数，使该当前选用刀具在加工时的第一温度差值大于或等于第一预设温度差值，以此避免因设定加工参数太高而导致在实际加工中烧刀风险增加，从而降低烧刀的概率。

第一方面，本申请提供一种计算机辅助制造的方法，该方法包括以下步骤：

在模拟加工过程中，计算当前选用刀具在设定的加工参数下进行加工的第一理论切削温度；

当该当前选用刀具能够承受的最大温度小于第一理论切削温度时，更换该当前选用刀具；

当该当前选用刀具能够承受的最大温度大于或等于第一理论切削温度时，计算该当前选用刀具能够承受的最大温度与第一理论切削温度的第一温度差值；

当第一温度差值小于第一预设温度差值时，调整加工参数，使该当前选用刀具在加工时的第一温度差值大于或等于第一预设温度差值。

通过上述的一种计算机辅助制造的方法，可以在模拟加工的过程中，计算当前选用刀具在已经设定好的加工参数下进行加工的第一理论切削温度，当当前选用刀具能够承受的最大温度小于第一理论切削温度时，说明在实际加工过程中，当前选用刀具存在极大的烧刀风险，导致当前选用刀具和零件在加工过程中被损坏，因此需要更换当前选用刀具，选用合理的刀具降低其烧刀的风险，保证零件在加工过程中的精准度，避免了当前选用刀具及零件在实际加工中损坏的情况，当当前选用刀具能够承受的最大温度大于或等于第一理论切削温度时，计算该当前选用刀具能够承受的最大温度与第一理论切削温度的第一温度差值，由于模拟加工和实际加工中存在温度偏差，因此当第一温度差值小于第一预设温度差值时，说明在实际加工中，烧刀风险很大，故而需要调整加工参数，使当前选用刀具在加工时的第一温度差值大于或等于第一预设温度差值，降低烧刀风险。

优选地，本申请提供一种计算机辅助制造的方法，调整加工参数，使该当前选用刀具在加工时的第一温度差值大于或等于第一预设温度差值的步骤包括：

以第一预设的梯度值为基准跨度，将设定的加工参数进行梯度划分得到一个或多个梯度；

在每个梯度内按照划分好的加工参数进行梯度控制加工。

通过上述的一种计算机辅助制造的方法，采取梯度控制加工的方式调整加工参数，使当前选用刀具在加工时的第一温度差值大于或等于第一预设温度差值，即可保证在实际加工中当前选用刀具出现的温度偏差在模拟加工的考虑范围内，避免了模拟加工过程中当前选用刀具通过加工，而在实际中却出现烧刀的问题。

优选地，在本申请提供的一种计算机辅助制造的方法中，以第一预设的梯度值为基准跨度，将设定的加工参数进行梯度划分得到一个或多个梯度的步骤包括：

根据设定的加工参数调整梯度控制加工的梯度起始加工参数；

以梯度起始加工参数为梯度控制加工的起点，以第一预设的梯度值为基准跨度，将设定的加工参数进行梯度划分得到一个或多个梯度。

通过上述的一种计算机辅助制造的方法可知，根据设定的加工参数调整梯度控制加工的梯度起始加工参数，确定梯度加工的起始参数，而不是盲目的从0开始作为梯度加工的起点，有利于节省加工时间，保证在实际加工过程中不会烧刀的同时，提高加工效率。

优选地，本申请提供一种计算机辅助制造的方法，在每个梯度内按照划分好的加工参数进行梯度控制加工的步骤包括：

在梯度控制加工过程中，按顺序依次获取各个梯度内刀具的第二理论切削温度；

计算刀具能够承受的最大温度与第二理论切削温度的第二温度差值；

在第二温度差值小于第一预设温度差值时，获取上一个梯度的梯度加工参数；

若梯度只有一个时，上一个梯度的梯度加工参数为梯度控制加工起点的参数；

若梯度加工参数与设定的加工参数的加工参数差值大于预设的加工参数差值，更换当前选用刀具；

加工参数差值为设定的加工参数减去梯度加工参数得到。

通过上述的一种计算机辅助制造的方法，通过实时获取梯度控制加工过程中，每个梯度阶段内当前选用刀具的第二理论切削温度，保证第二理论切削温度不会超过当前选用刀具能够承受的最大温度，并且计算二者之间的第二温度差值，与第一预设温度差值做比较，当第二温度差值小于第一预设温度差值时，就意味着在实际加工过程中，当前选用刀具在该梯度内烧刀的风险较高，因此，需要获取上一个梯度的梯度加工参数，上一个梯度的梯度加工参数为不会烧刀的加工参数，为了保证加工过程能高效率进行，需要判断该梯度加工参数与设定的加工参数的差值是否超过了预设的加工参数差值，若超过，即表示以该梯度加工参数加工零件时间过长，效率低下，此时，需要更换当前选用刀具，以保证刀具在该设定好的加工参数条件下加工烧刀风险更低。

优选地，本申请提供一种计算机辅助制造的方法，若梯度加工参数与设定的加工参数的加工参数差值大于预设的加工参数差值，更换当前选用刀具的步骤包括：

以梯度加工参数为梯度控制加工的起点，以第二预设的加工参数为基准跨度，对设定的加工参数进行二次划分得到一个或多个二级梯度；

按顺序依次获取各个二级梯度内当前选用刀具的第三理论切削温度；

计算当前选用刀具能够承受的最大温度与第三理论切削温度的第三温度差值；

当第三温度差值小于第一预设温度差值时，获取上一个二级梯度的二级梯度加工参数；

若二级梯度只有一个时，上一个二级梯度的二级加工参数为梯度加工参数；

若二级梯度加工参数与设定的加工参数的二级加工参数差值大于预设的加工参数差值，更换当前选用刀具；

二级加工参数差值为设定的加工参数减去二级梯度加工参数得到。

优选地，本申请提供一种计算机辅助制造的方法，更换当前选用刀具的步骤包括：

计算刀库中备用刀具在设定的加工参数下进行加工的第四理论切削温度；

将当前选用刀具更换为能够承受的最大温度大于或等于第四理论切削温度的备用刀具。

优选地，本申请提供一种计算机辅助制造的方法，将当前选用刀具更换为能够承受的最大温度大于或等于第四理论切削温度的备用刀具的步骤包括：

获取当前选用刀具的刀具信息以及刀库中能够承受的最大温度大于或等于第四理论切削温度的备用刀具的刀具信息，以能够承受的最大温度大于或等于第四理论切削温度的备用刀具作为备用目标刀具；

根据当前选用刀具的刀具信息以及备用目标刀具的刀具信息，对备用目标刀具进行相似度排序，当前选用刀具为相似度的参考标准；

将刀具更换为与当前选用刀具相似度最高的备用目标刀具。

第二方面，本申请提供一种计算机辅助制造的装置，该装置包括：

计算模块：用于在模拟加工过程中，计算当前选用刀具在设定的加工参数下进行加工的第一理论切削温度；

更换模块：用于当该当前选用刀具能够承受的最大温度小于第一理论切削温度时，更换当前选用刀具；

该计算模块还用于当该当前选用刀具能够承受的最大温度大于或等于第一理论切削温度时，计算该当前选用刀具能够承受的最大温度与第一理论切削温度的第一温度差值；

调整模块：用于当第一温度差值小于第一预设温度差值时，调整加工参数，使该当前选用刀具在加工时的第一温度差值大于或等于第一预设温度差值。

第三方面，本申请提供一种电子设备，包括处理器以及存储器，该存储器存储有计算机可读取指令，当计算机可读取指令由处理器执行时，运行如上述第一方面提供的方法中的步骤。

第四方面，本申请提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时运行如上述第一方面提供的方法中的步骤。

有益效果：

通过在模拟加工过程中，计算当前选用刀具在设定的加工参数下进行加工的第一理论切削温度，当该当前选用刀具能够承受的最大温度小于第一理论切削温度时，更换该当前选用刀具，以降低在实际的加工中因当前选用刀具选择不合理造成烧刀的概率，当该当前选用刀具能够承受的最大温度大于或等于第一理论切削温度时，计算该当前选用刀具能够承受的最大温度与第一理论切削温度的第一温度差值；当第一温度差值小于第一预设温度差值时，调整加工参数，使该当前选用刀具在加工时的第一温度差值大于或等于第一预设温度差值，以此避免因设定的加工参数太高而导致在实际加工中烧刀风险增加，从而降低烧刀的概率。

附图说明

图1为本申请实施例提供的一种计算机辅助制造的方法的一种流程图；

图2为本申请提供的计算机辅助制造的装置的一种结构示意图；

图3为本申请提供的电子设备的结构示意图。

图中标号：201、计算模块；202、更换模块；203、调整模块；3、电子设备；301、处理器；302、存储器；303、通信总线。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和标出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本申请的描述中，术语“第一、第二、第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

下文公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本发明的目的，解决了现有技术中存在的问题。在目前的数控加工过程的路径规划中，对刀具的选择以及加工参数的设置仍然需要用户自己决定，用户主要凭借自身的经验设定好加工参数的数值以及所使用的加工刀具，再通过CAM技术自动生成NC程序，这种方式主观性比较强，即使模拟加工过程，用户也难以清楚的了解自己对刀具或加工参数的选择是否合理，若用户在规划过程中，选择了不合适的刀具或加工参数，便会导致在机床上实际操作时，刀具会在加工过程中因为温度过高而出现烧刀的情况，从而损坏刀具并影响工件的加工质量，为了解决该问题，本申请提供一种计算机辅助制造的方法、装置、电子设备及存储介质，具体为：请参照图1，本申请实施例提供一种计算机辅助制造的方法，该方法应用于数控加工领域，具体应用于在模拟加工过程中，通过计算得知当前选用刀具不合理时，提醒用户更换当前选用刀具，或者自动更换合适的刀具，当适用刀具能够承受的最大温度差值十分接近该当前选用刀具在设定加工参数下加工的第一理论切削温度时，调整加工参数，以保证在后续的实际加工过程中不会出现烧刀的情况。

本申请实施例的一种计算机辅助制造的方法，应用于数控加工领域，具体包括以下步骤：

A1：在模拟加工过程中，计算当前选用刀具在设定的加工参数下进行加工的第一理论切削温度；

A2：当该当前选用刀具能够承受的最大温度小于第一理论切削温度时，更换该当前选用刀具；

A3：当该当前选用刀具能够承受的最大温度大于或等于第一理论切削温度时，计算该当前选用刀具能够承受的最大温度与第一理论切削温度的第一温度差值；

A4：当第一温度差值小于第一预设温度差值时，调整加工参数，使该当前选用刀具在加工时的第一温度差值大于或等于第一预设温度差值。

其中，在A1步骤中，模拟加工过程可通过CAM软件或者其他具有模拟加工功能的软件实现，当前选用刀具以及设定的加工参数均由用户提前设置，该第一理论切削温度在实际应用中指CAM软件模拟加工过程时，软件计算用户当前选用刀具在设定好的加工参数下进行加工的第一理论切削温度，其中，当前选用刀具本身具备的信息包括但不限于刀具型号信息、刀具切削角度信息、刀具材质信息、刀具能够承受的最大温度；设定的加工参数包括但不限于零件参数信息、刀具轨迹信息、刀具进给速度信息、主轴转速信息，该第一理论切削温度为当前选用刀具在模拟加工过程中，在已设定的加工参数下，理论应该达到的温度，该第一理论切削温度可以根据刀具切削角度、刀具进给速度、刀具与零件接触的剪切面上的截面积等条件计算得到，该计算方式为现有技术，在此不多做论述。通常，在模拟加工过程中计算出来的选用刀具的第一理论切削温度，会与实际操作中的刀具切削温度存在微小的偏差，通过计算当前选用刀具的第一理论切削温度，用户可以分析当前选用刀具在实际应用中可能会达到的切削温度，从而降低当前选用刀具在实际加工中烧刀的概率，进而避免当前选用刀具以及零件在实际加工中被损坏。

其中，在A2步骤中，将当前选用刀具能够承受的最大温度与第一理论切削温度做比较，若刀具能够承受的最大温度小于第一理论切削温度，则说明在实际加工时，极大可能会出现烧刀的情况，此时，模拟加工软件可以提醒用户更换当前选用刀具，或者自动更换当前选用刀具，避免烧刀情况发生。

其中，在步骤A2中，当前选用刀具能够承受的最大温度由刀具本身的性质决定，例如：碳素工具钢刀具能够承受的最大温度为180°C，高速钢刀具能够承受的最大温度为600°C，硬质合金刀具能够承受的最大温度为1000°C。在一些优选地实施方案中，为了更换当前选用刀具，选择更为合理的刀具对零件进行加工，更换当前选用刀具的步骤包括：

计算刀库中备用刀具在设定的加工参数下进行加工的第四理论切削温度；

将当前选用刀具更换为能够承受的最大温度大于或等于第四理论切削温度的备用刀具。

其中，该刀库中的备用刀具为用户提前存储在模拟加工软件中，以供后续选择使用，刀库中的备用刀具同样包括但不限于刀具型号信息、刀具切削角度信息、刀具材质信息、刀具能够承受的最大温度，实际应用中，用户更换上的备用刀具与被更换的当前选用刀具类型相同。

在实际应用中，当模拟加工软件判断出用户当前选用刀具能够承受的最大温度小于第一理论切削温度时，可以发出弹窗提醒用户，是否更换该当前选用刀具，若用户选择更换当前选用刀具，模拟加工软件则会计算刀库中备用刀具在设定的加工参数下进行加工的第四理论切削温度，例如，用户选用的当前选用刀具最大承受温度为550摄氏度，模拟加工软件计算该当前选用刀具在设定的加工参数下进行加工的第一理论切削温度为600摄氏度，此时，模拟加工软件会发出弹窗提醒，以提醒用户更换当前选用刀具，若用户确认更换当前选用刀具，模拟加工软件则会根据刀库中备用刀具计算备用刀具在设定的加工参数下的第四理论切削温度，并将能够承受的最大温度大于或等于第四理论切削温度的备用刀具推荐给用户，用户可以自主挑选适合的备用刀具进行加工，或者，模拟加工软件可以自主更换适合的备用刀具进行加工。通过更换能够承受的最大温度大于或等于第四理论切削温度的备用刀具作为实际加工中使用的刀具，可以降低实际加工中烧刀的风险，提高零件加工精度，减少物料浪费。

在一些实施例中，将当前选用刀具更换为能够承受的最大温度大于或等于第四理论切削温度的备用刀具的步骤包括：

获取当前选用刀具的刀具信息以及刀库中能够承受的最大温度大于或等于第四理论切削温度的备用刀具的刀具信息，其中，刀具信息包括刀具型号信息，刀具能够承受的最大温度信息，刀具材质信息等，以能够承受的最大温度大于或等于第四理论切削温度的备用刀具作为备用目标刀具；

根据当前选用刀具的刀具信息以及备用目标刀具的刀具信息，对备用目标刀具进行相似度排序，当前选用刀具为相似度的参考标准；

将刀具更换为与当前选用刀具相似度最高的备用目标刀具。

具体的，相似度的排序可以根据刀具的型号信息、刀具切削角度信息、刀具材质信息等方面进行排序。

例如，当前选用刀具为铣刀，备用目标刀具中包含有铣刀、钻头、镗刀等刀具，则优先更换成备用目标刀具中的铣刀，这样可以使加工更符合原先的设定。

此外，在提醒用户更换刀具的时候，也可以按照上述的相似度排序给用户建议。

其中，在A3步骤中，第一温度差值为当前选用刀具能够承受的最大温度减去第一理论切削温度得到，第一预设温度差值可由用户根据以往不会烧刀的经验提前设定，由于模拟加工过程中计算得到的第一理论切削温度与刀具实际加工中的切削温度间存在微小的偏差，因此，当第一理论切削温度略小于刀具能够承受的最大温度，且二者间的第一温度差值小于第一预设温度差值，则证明第一理论切削温度与刀具能够承受的最大温差太过接近，不足以消除第一理论切削温度与刀具在实际加工中的切削温度间存在的偏差，导致实际加工过程中依旧存在极大的烧刀风险，因此，需要对加工参数进行调整，从而进行步骤A4。

在步骤A4中，调整加工参数，使该当前选用刀具在加工时的第一温度差值大于或等于第一预设温度差值，意味着在模拟加工过程中考虑到刀具实际加工时的温度偏差，保证刀具在通过模拟加工后，在实际加工过程中也不会出现烧刀问题。在实际应用中，调整加工参数可以是降低设定的加工参数，将设定的加工参数降低，以较低的加工参数运行，即可降低烧刀风险，具体地，在降低设定的加工参数的时候也可以发出弹窗提醒用户，在用户确认后可以将设定的加工参数降低。

在一些优选的实施方案中，还可以采用梯度控制加工，控制加工参数缓慢增长，以便于用户找出烧刀风险较低的具体参数数值。该梯度控制加工具体为：以第一预设的梯度值为基准跨度，将设定的加工参数进行梯度划分得到一个或多个梯度；在每个梯度内按照划分好的加工参数进行梯度控制加工，为了方便用户设定基准跨度，可将第一预设的梯度值设置为一个数值，例如将第一预设的梯度值设置为500，即保持各个梯度跨度相等，可以理解的，用户也可以为各个梯度设置不同的第一预设的梯度值，例如第一预设的梯度值为[100，200,300,500]。通过采用梯度控制加工，控制加工参数以一个较低的参数为起点梯度增长至设定的加工参数，在实际应用中可以更好的检测到当前选用刀具在各个阶段运行的温度，一方面，在检测到的温度即将超过该当前选用刀具能够承受的最大温度时，可及时采取降温措施，保证当前选用刀具在实际应用中不会出现烧刀的情况，另一方面，由于梯度控制加工时，参数数值增长缓慢，温度检测更具有稳定性，有利于用户找出烧刀风险最低，同时兼顾加工效率与加工成本的加工参数。

由于理论计算的切削温度可能会与实际加工时的切削温度有较大的误差，因此，本申请通过采用梯度控制加工的目的在于将设定的加工参数分成不同的阶段，以阶段提升的方式使加工参数到达设定的加工参数，这样，在实际加工过程中，可以更加准确的在不同阶段测量出切削温度，可以更准确的得知切削温度的变化趋势，并且在切削温度接近于刀具能够承受的最大温度的时候，可以有更多的处理时间，避免瞬时以目标加工参数（例如主轴转速5000转）进行加工导致切削温度过高而引发的烧刀情况。

在实际应用中，梯度控制加工具体为，例如，设定的加工参数为主轴转数为5000转，第一预设的梯度值为主轴转数500转，主轴转速500转为基准跨度，将设定的加工参数划分为4个梯度，进行梯度控制加工。当前选用刀具运行的速度从主轴转数从0缓慢上升至主轴转速5000转，有利于降低刀具实际运行的切削温度，降低了烧刀的风险。

在上述的梯度控制加工方案中，均以0作为梯度控制加工的起点，这样会造成加工时间的浪费，因此，在一些优选的实施方案中，由于采用梯度加工会增加加工时间，不利于提高加工效率，因此以第一预设的梯度值为基准跨度，将设定的加工参数进行梯度划分得到一个或多个梯度的步骤包括：

根据设定的加工参数调整梯度控制加工的梯度起始加工参数；

以梯度起始加工参数为梯度控制加工的起点，以第一预设的梯度值为基准跨度，将设定的加工参数进行梯度划分得到一个或多个梯度。

其中，根据设定的加工参数调整梯度控制加工的梯度起始加工参数时，还需要结合历史数据获取在该设定的加工参数条件下，没有烧刀的加工参数值，以便于系统根据历史数据以及设定的加工参数调整梯度起始加工参数，避免了将梯度起始加工参数设置为0，导致加工时间无谓的延长。

通常，如果直接以设定的加工参数进行加工，由于设定的加工参数是一个比较高的参数，因此加工效率会较高，整体的加工时间也会较短，而采用梯度控制加工，会以阶段提升的方式进行加工，即，会存在使用较低的加工参数进行加工的过程，而使用较低的加工参数进行加工的效率显然会低于使用设定的加工参数进行加工的加工效率，因此，采用梯度控制加工的时间会较长。因此，为了避免无谓的时间浪费，由系统根据历史数据以及设定的加工参数确定梯度起始加工参数，例如在历史数据中获取到设定加工参数为主轴5000转的条件下，使用碳素工具钢刀具加工时，在主轴转速3000转以下时烧刀的风险为1%，几乎可以认定不会烧刀，即可根据该数据将梯度起始加工参数设置为3000转。

在一些优选的实施方案中，为了确保在实际加工过程中刀具的烧刀风险最低，需要在梯度控制加工过程出找出烧刀概率较小的具体加工参数，具体步骤为：

在梯度控制加工过程中，按顺序依次获取各个梯度内刀具的第二理论切削温度；计算当前选用刀具能够承受的最大温度与第二理论切削温度的第二温度差值；

在第二温度差值小于第一预设温度差值时，获取上一个梯度的梯度加工参数；

若梯度只有一个时，上一个梯度的梯度加工参数为梯度控制加工起点的参数；

若梯度加工参数与设定的加工参数的加工参数差值大于预设的加工参数差值，更换当前选用刀具;

加工参数差值为设定的加工参数减去梯度加工参数得到。

在实际应用中，由于在进行零件加工时，加工参数数值越大，加工时长越短，加工效率越高，但加工参数越高的同时，为了保证不烧刀，则需使用品质更加优良的刀具，以保证刀具能够承受的最大温度在该加工参数条件下不烧刀，也即意味着加工成本更高，为了保证在加工过程中不会烧刀的同时，兼顾其加工效率以及控制加工成本，可采用梯度控制加工降低烧刀风险，例如设置梯度控制加工起点为主轴转速3000转，预设梯度值为500，为了在保证刀具在实际加工过程中不会烧刀的情况下，缩短加工时长，提高加工效率，可以在模拟加工过程中，按顺序依次获取各个梯度内刀具的第二理论切削温度，该第二理论切削温度是指当前选用刀具在模拟加工过程中，在对应梯度加工参数条件下，理论应达到的温度，例如该当前选用刀具在第三梯度内（主轴转速4500转）的第二理论切削温度为130°C，该当前选用刀具在第四梯度内（主轴转速5000转）的第二理论切削温度为150°C，该当前选用刀具能够最大承受温度为155°C，计算当前选用刀具第二理论切削温度与刀具能够承受得最大温度的第二温度差值为5°C，而为了保证实际加工过程中即使受到外界因素也仍能不烧刀，需要保证其第一预设温度差值为20°C，此时第二温度差值小于第一预设温度差值，表示模拟加工过程与实际加工过程之间存在的偏差较小，加工容错率较低，对应表现为当前选用刀具在此时的梯度内烧刀风险较高，因此，该当前选用刀具需要使用上一个梯度（即第三梯度）的梯度加工参数加工，以保证实际加工时烧刀风险较低。在实际用中，若主轴转速3000转至5000转具有五个梯度，主轴转速从3000转进行加工开始，按顺序依次获取五个梯度的第二理论切削温度，分别为120°C、130°C、140°C、150°C和160°C，当计算到最大温度与第四个梯度（150°C）小于第一预设温时，则停止计算，直接获取第三个梯度（140°C）的梯度加工参数。在实际应用中，若刀具在第一个梯度内运行时就烧刀，则获取梯度控制加工起点的参数。与此同时还需判断该梯度加工参数与设定的加工参数的加工参数差值是否大于预设的加工参数差值，若大于，则表示以该梯度加工参数加工时长过长，不利于加工效率提升，需要在刀具库中更换能够承受的最大温度更高的刀具；若小于或等于，则表示以该梯度加工参数加工即能保证在刀具的烧刀风险较低的同时保证加工效率。

在一些优选的实施方案中，为了更精确的找出烧刀风险较低的具体加工参数，还可以在原有的梯度划分的基础上进行二次梯度划分步骤，若梯度加工参数与设定的加工参数的加工参数差值大于预设的加工参数差值，更换刀具中的具体步骤包括：

以梯度加工参数为梯度控制加工的起点，以第二预设的加工参数为基准跨度，对设定的加工参数进行二次划分得到一个或多个二级梯度；

获取每个二级梯度内刀具的第三理论切削温度；

计算当前选用刀具能够承受的最大温度与第三理论切削温度的第三温度差值；

当第三温度差值小于第一预设温度差值时，获取上一个二级梯度的二级梯度加工参数；

若二级梯度只有一个时，上一个二级梯度的二级加工参数为梯度加工参数；

若二级梯度加工参数与设定的加工参数的二级加工参数差值大于预设的加工参数差值，更换当前选用刀具；

二级加工参数差值为设定的加工参数减去二级梯度加工参数得到。

在实际应用中，在保证不会烧刀的基础上，为了进一步提升加工效率，可以以梯度加工参数为梯度控制加工的起点，以第二预设的加工参数为基准跨度，对设定的加工参数进行二次划分得到一个或多个二级梯度，其中第二预设的加工参数小于第一预设的加工参数，以保证二级梯度的梯度跨度更小，更有利于精确找出烧刀风险较低的具体加工参数，获取每个二级梯度内当前选用刀具的第三理论切削温度，并计算第三理论切削温度与当前选用刀具能够承受的最大温度的第三温度差值，当第三温度差值小于第一预设温度差值时，获取上一个二级梯度的二级梯度加工参数，在实际应用中，若当前选用刀具在第一个梯度内运行时就烧刀，则获取梯度控制加工起点的参数，并判断二级梯度加工参数与设定的加工参数的二级加工参数差值是否大于预设的加工参数差值，若大于，则表示该当前选用刀具不足以满足烧刀风险较低的同时加工效率较高的条件，因此需要更换当前选用刀具，若小于或等于，则不需进行更换刀具的步骤，节省加工时间。

由上可知，本申请提供一种计算机辅助制造的方法，通过在模拟加工过程中，计算当前选用刀具在设定的加工参数下进行加工的第一理论切削温度，当该当前选用刀具能够承受的最大温度小于第一理论切削温度时，更换该当前选用刀具，以降低在实际的加工中因刀具选择不合理造成烧刀的概率，当该当前选用刀具能够承受的最大温度大于或等于第一理论切削温度时，计算该当前选用刀具能够承受的最大温度与第一理论切削温度的第一温度差值；当第一温度差值小于第一预设温度差值时，调整加工参数，使该当前选用刀具在加工时的第一温度差值大于或等于第一预设温度差值，以此避免因设定的加工参数太高而导致在实际加工中烧刀风险增加，从而降低烧刀的概率。

请参照图2，本申请提供一种计算机辅助制造的装置，该装置包括：

计算模块201：用于在模拟加工过程中，计算选用的刀具在设定的加工参数下进行加工的第一理论切削温度；

更换模块202：用于当该当前选用刀具能够承受的最大温度小于第一理论切削温度时，更换刀具；

该计算模块还用于当该当前选用刀具能够承受的最大温度大于或等于第一理论切削温度时，计算该当前选用刀具能够承受的最大温度与第一理论切削温度的第一温度差值；

调整模块203：用于当第一温度差值小于第一预设温度差值时，调整加工参数，使该当前选用刀具在加工时的第一温度差值大于或等于第一预设温度差值。

在实际应用中，计算模块201为CAM软件中具有计算功能的模块，或其他模拟加工软件中具有计算功能的模块；更换模块202在模拟加工过程中提醒用户更换当前选用刀具，或者自动更换当前选用刀具，当适用刀具能够承受的最大温度大于或等于该当前选用刀具在设定的加工参数下加工的第一理论切削温度时，计算该当前选用刀具能够承受的最大温度与第一理论切削温度的第一温度差值，并且在第一温度差值小于第一预设温度差值时，提醒用户调整加工参数，在用户选择调整加工参数后，调整模块203对加工参数进行调整，以使该当前选用刀具在加工时的第一温度差值大于或等于第一预设温度差值，保证在后续的实际加工过程中不会出现烧刀的情况。

其中，在一些优选的实施方案中，计算模块201计算出当前选用刀具的第一理论切削温度为600摄氏度，该当前选用刀具能够承受的最大温度为550摄氏度，此时模拟加工软件中的更换模块202会发出弹窗提醒，以提醒用户更换当前选用刀具，若用户确认更换当前选用刀具，模拟加工软件中的计算模块201则会根据刀库中备用刀具计算备用刀具在设定的加工参数下的第四理论切削温度，模拟加工软件将能够承受的最大温度大于或等于第四理论切削温度的备用刀具推荐给用户，用户可以自主挑选适合的备用刀具进行加工，或者，模拟加工软件中的更换模块202可以自主更换适合的备用刀具进行加工。当该当前选用刀具能够承受的最大温度大于或等于第一理论切削温度时，计算模块201计算该当前选用刀具能够承受的最大温度与第一理论切削温度的第一温度差值，调整模块203在第一温度差值小于第一预设温度差值时，调整加工参数，使该当前选用刀具在加工时的第一温度差值大于或等于第一预设温度差值。

其中，调整模块203调整加工参数的方式可以为降低设定的加工参数的参数值，使当前选用刀具在一个较低的加工参数下运行，该当前选用刀具的第一温度差值自然大于或等于第一预设温度差值。优选的，调整模块203还可以采取梯度控制加工方式对零件进行加工，具体为：以第一预设的梯度值为基准跨度，将设定的加工参数进行梯度划分得到一个或多个梯度；在每个梯度内按照划分好的加工参数进行梯度控制加工。设定的加工参数为主轴转数为5000转，第一预设的梯度值为主轴转数500转，以主轴转速500转为基准跨度，将设定的加工参数划分为4个梯度，进行梯度控制加工。刀具运行的速度从主轴转数为3000转缓慢上升至主轴转速5000转，有利于降低刀具实际运行的切削温度，降低了烧刀的风险。

其中，在一些优选的方案中，为了既能确保刀具在实际使用中烧刀风险较低又能保证一定的加工效率，可通过梯度控制加工确定不会烧刀的梯度加工参数，当该梯度加工参数与设定的加工参数的二级加工参数差值超过了预设的加工参数差值时，更换刀具，或者进一步对设定的加工参数进行二次梯度划分，找出更加精准的不会烧刀的二级梯度加工参数，当该二极梯度加工参数与设定的加工参数的二次加工参数差值超过了预设的加工参数差值，若仍然超过，才选择更换刀具，通过该方式既保证了刀具不会烧刀的同时又保证了一定的加工效率。

计算机模块201能够执行上述计算机辅助制造的方法中步骤A1及与步骤A1相关的步骤，更换模块202能够执行上述计算机辅助制造方法中步骤A2及与步骤A2相关的步骤，调整模块203能够执行上述计算机辅助制造方法中步骤A3及与步骤A3相关的步骤。

由上可知，本申请提供一种计算机辅助制造的装置，通过在模拟加工过程中，计算选用的刀具在设定的加工参数下进行加工的第一理论切削温度，当该当前选用刀具能够承受的最大温度小于第一理论切削温度时，更换该当前选用刀具，以降低在实际的加工中因刀具选择不合理造成烧刀的概率，当该当前选用刀具能够承受的最大温度大于或等于第一理论切削温度时，计算该当前选用刀具能够承受的最大温度与第一理论切削温度的第一温度差值；当第一温度差值小于第一预设温度差值时，调整加工参数，使该当前选用刀具在加工时的第一温度差值大于或等于第一预设温度差值，以此避免因设定的加工参数太高而导致在实际加工中烧刀风险增加，从而降低烧刀的概率。

请参照图3，图3为本申请实施例提供的一种电子设备的结构示意图，本申请提供一种电子设备3，包括：处理器301和存储器302，处理器301和存储器302通过通信总线303和/或其他形式的连接机构（未标出）互连并相互通讯，存储器302存储有处理器301可执行的计算机可读取指令，当电子设备运行时，处理器301执行该计算机可读取指令，以执行时执行上述实施例的任一可选的实现方式中的方法，以实现以下功能：在模拟加工过程中，计算当前选用刀具在设定的加工参数下进行加工的第一理论切削温度；当该当前选用刀具能够承受的最大温度小于第一理论切削温度时，更换该当前选用刀具；当该当前选用刀具能够承受的最大温度大于或等于第一理论切削温度时，计算该当前选用刀具能够承受的最大温度与第一理论切削温度的第一温度差值；当第一温度差值小于第一预设温度差值时，调整加工参数，使该当前选用刀具在加工时的第一温度差值大于或等于第一预设温度差值。

本申请实施例提供一种存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时，执行上述实施例的任一可选的实现方式中的方法，以实现以下功能：在模拟加工过程中，计算选用的刀具在设定的加工参数下进行加工的第一理论切削温度；当该当前选用刀具能够承受的最大温度小于第一理论切削温度时，更换该当前选用刀具；当该当前选用刀具能够承受的最大温度大于或等于第一理论切削温度时，计算该当前选用刀具能够承受的最大温度与第一理论切削温度的第一温度差值；当第一温度差值小于第一预设温度差值时，调整加工参数，使该当前选用刀具在加工时的第一温度差值大于或等于第一预设温度差值。

其中，存储介质可以由任何类型的易失性或非易失性存储设备或者它们的组合实现，如静态随机存取存储器（Static Random Access Memory, 简称SRAM），电可擦除可编程只读存储器（Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory, 简称EEPROM），可擦除可编程只读存储器（Erasable Programmable Read Only Memory, 简称EPROM），可编程只读存储器（Programmable Red-Only Memory, 简称PROM），只读存储器（Read-OnlyMemory, 简称ROM），磁存储器，快闪存储器，磁盘或光盘。

在本申请所提供的实施例中，应该理解到，所揭露装置和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，又例如，多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些通信接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

另外，作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

再者，在本申请各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。

在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。

以上仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请的保护范围，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种计算机辅助制造的方法，应用于数控加工领域，其特征在于，所述方法包括步骤：

在模拟加工过程中，计算当前选用刀具在设定的加工参数下进行加工的第一理论切削温度；

当所述当前选用刀具能够承受的最大温度小于所述第一理论切削温度时，更换所述当前选用刀具；

当所述当前选用刀具能够承受的最大温度大于或等于所述第一理论切削温度时，计算所述当前选用刀具能够承受的最大温度与所述第一理论切削温度的第一温度差值；

当所述第一温度差值小于第一预设温度差值时，调整加工参数，使所述当前选用刀具在加工时的所述第一温度差值大于或等于所述第一预设温度差值。

2.根据权利要求1所述的一种计算机辅助制造的方法，其特征在于，所述调整加工参数，使所述当前选用刀具在加工时的所述第一温度差值大于或等于所述第一预设温度差值的步骤包括：

以第一预设的梯度值为基准跨度，将所述设定的加工参数进行梯度划分得到一个或多个梯度；

在每个所述梯度内按照划分好的加工参数进行梯度控制加工。

3.根据权利要求2所述的一种计算机辅助制造的方法，其特征在于，所述以第一预设的梯度值为基准跨度，将所述设定的加工参数进行梯度划分得到一个或多个梯度的步骤包括：

根据所述设定的加工参数调整所述梯度控制加工的梯度起始加工参数；

以所述梯度起始加工参数为所述梯度控制加工的起点，以第一预设的梯度值为基准跨度，将所述设定的加工参数进行梯度划分得到一个或多个梯度。

4.根据权利要求2所述的一种计算机辅助制造的方法，其特征在于，所述在每个所述梯度内按照划分好的加工参数进行梯度控制加工的步骤包括：

在所述梯度控制加工过程中，按顺序依次获取各个所述梯度内所述当前选用刀具的第二理论切削温度；

计算所述当前选用刀具能够承受的最大温度与所述第二理论切削温度的第二温度差值；

在所述第二温度差值小于所述第一预设温度差值时，获取上一个所述梯度的梯度加工参数；

若所述梯度只有一个时，所述上一个所述梯度的梯度加工参数为梯度控制加工起点的参数；

若所述梯度加工参数与所述设定的加工参数的加工参数差值大于预设的加工参数差值，更换所述当前选用刀具；

所述加工参数差值为所述设定的加工参数减去所述梯度加工参数得到。

5.根据权利要求4所述的一种计算机辅助制造的方法，其特征在于，若所述梯度加工参数与所述设定的加工参数的加工参数差值大于预设的加工参数差值，更换所述当前选用刀具的步骤包括：

以所述梯度加工参数为所述梯度控制加工的起点，以第二预设的加工参数为基准跨度，对所述设定的加工参数进行二次划分得到一个或多个二级梯度；

按顺序依次获取各个所述二级梯度内所述当前选用刀具的第三理论切削温度；

计算所述当前选用刀具能够承受的最大温度与所述第三理论切削温度的第三温度差值；

在所述第三温度差值小于所述第一预设温度差值时，获取上一个所述二级梯度的二级梯度加工参数；

若所述二级梯度只有一个时，所述上一个所述二级梯度的梯度二级加工参数为所述梯度加工参数；若所述二级梯度加工参数与所述设定的加工参数的二级加工参数差值大于所述预设的加工参数差值，更换所述当前选用刀具；所述二级加工参数差值为所述设定的加工参数减去所述二级梯度加工参数得到。

6.根据权利要求1所述的一种计算机辅助制造的方法，其特征在于，所述更换所述当前选用刀具的步骤包括：

计算刀库中备用刀具在所述设定的加工参数下进行加工的第四理论切削温度；

将所述当前选用刀具更换为能够承受的最大温度大于或等于所述第四理论切削温度的所述备用刀具。

7.根据权利要求6所述的一种计算机辅助制造的方法，其特征在于，所述将所述当前选用刀具更换为能够承受的最大温度大于所述第四理论切削温度的所述备用刀具的步骤包括：

获取所述当前选用刀具的刀具信息以及刀库中能够承受的最大温度大于或等于第四理论切削温度的所述备用刀具的刀具信息，以所述能够承受的最大温度大于或等于第四理论切削温度的所述备用刀具作为备用目标刀具；

根据所述当前选用刀具的刀具信息以及所述备用目标刀具的刀具信息，对所述备用目标刀具进行相似度排序，所述当前选用刀具为相似度的参考标准；

将刀具更换为与所述当前选用刀具相似度最高的所述备用目标刀具。

8.一种计算机辅助制造的装置，应用于数控加工领域，其特征在于，所述装置包括：

计算模块：用于在模拟加工过程中，计算当前选用刀具在设定的加工参数下进行加工的第一理论切削温度；

更换模块：用于当所述当前选用刀具能够承受的最大温度小于所述第一理论切削温度时，更换所述当前选用刀具；

所述计算模块还用于当所述当前选用刀具能够承受的最大温度大于或等于所述第一理论切削温度时，计算所述当前选用刀具能够承受的最大温度与所述第一理论切削温度的第一温度差值；

调整模块：用于当所述第一温度差值小于第一预设温度差值时，调整加工参数，使所述当前选用刀具在加工时的所述第一温度差值大于或等于所述第一预设温度差值。

9.一种电子设备，其特征在于，包括处理器以及存储器，所述存储器存储有计算机可读取指令，当所述计算机可读取指令由所述处理器执行时，运行如权利要求1-7任一所述方法中的步骤。

10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时运行如权利要求1-7任一所述方法中的步骤。

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