本文結(jié)合國內(nèi)外切削數(shù)據(jù)庫研究開發(fā)現(xiàn)狀，探討建立切削數(shù)據(jù)庫的核心技術(shù)眷滤，分析切削數(shù)據(jù)庫研究及應(yīng)用過程中存在的問題鸯乃，著重探討切削數(shù)據(jù)庫的發(fā)展趨勢，指出切削數(shù)據(jù)庫未來的研究方向?qū)⑹羌苫骸⒅悄芑呐场?shí)用化和二、網(wǎng)絡(luò)化和標(biāo)準(zhǔn)化。

　　1切削數(shù)據(jù)庫的提出

　　切削數(shù)據(jù)是衡量切削技術(shù)水平高低的一個(gè)基本量值耳胎。采用合理的切削數(shù)據(jù)惯吕，可以充分發(fā)揮切削機(jī)床和切削刀具的功能，尤其對(duì)于各種自動(dòng)化加工機(jī)床怕午、數(shù)控機(jī)床和加工中心來說废登，自動(dòng)化加工的輔助時(shí)間已大大縮短，這樣诗轻，在有效的加工時(shí)間內(nèi)充分利用合理的或優(yōu)化的切削數(shù)據(jù)钳宪，對(duì)提高整個(gè)加工系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)效益更為重要。切削數(shù)據(jù)傳統(tǒng)上通常依據(jù)切削手冊(cè)扳炬、生產(chǎn)實(shí)踐資料或切削試驗(yàn)來確定吏颖。切削手冊(cè)上的數(shù)據(jù)來源最廣泛，條理性一般較強(qiáng)恨樟，但針對(duì)性和準(zhǔn)確性較差综俄，通過查閱切削手冊(cè)來獲得數(shù)據(jù)，在信息量和方法的先進(jìn)性上都非常不足仲寇；生產(chǎn)實(shí)踐資料對(duì)具體應(yīng)用企業(yè)而言制沦，針對(duì)性較強(qiáng)，但數(shù)據(jù)太分散购具，缺乏規(guī)律性榛青；通過切削試驗(yàn)獲得的數(shù)據(jù)，最有針對(duì)性惯醇，但受試驗(yàn)條件等多方面的限制曙惋，數(shù)據(jù)量極為有限，而且試驗(yàn)條件與生產(chǎn)現(xiàn)場條件往往差別較大款野。

　　隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展妙声，計(jì)算機(jī)在切削加工中的應(yīng)用日益增多，國內(nèi)外已利用計(jì)算機(jī)來籌建切削數(shù)據(jù)庫侮增，將切削加工中需用的數(shù)據(jù)和信息年铝，按一定規(guī)律儲(chǔ)存在計(jì)算機(jī)中，可以根據(jù)需要調(diào)用月腋、打印蟀架，也可以隨時(shí)進(jìn)行修改和增刪。切削數(shù)據(jù)庫的內(nèi)容應(yīng)包括切削用量推薦值罗售，根據(jù)加工條件辜窑，在不同的切削深度-進(jìn)給量組合下，推薦不同壽命刀具下的切削速度，并計(jì)算功率消耗穆碎。除此之外牙勘，還應(yīng)列入工件與刀具材料的牌號(hào)、成分所禀、性能與機(jī)床的型號(hào)方面、性能參數(shù)等。由于計(jì)算機(jī)儲(chǔ)存數(shù)據(jù)高度密集色徘，占空間小恭金，便于修改、增刪褂策，所以横腿，凡是切削加工所需的數(shù)據(jù)，甚至切削實(shí)驗(yàn)的曲線圖形及回歸公式(如Taylor公式般六、切削力經(jīng)驗(yàn)公式等)灰深、數(shù)學(xué)模型等均可儲(chǔ)存在數(shù)據(jù)庫中。表1切削數(shù)據(jù)庫調(diào)查情況國家數(shù)據(jù)庫名稱數(shù)據(jù)庫使用切削數(shù)據(jù)來源數(shù)據(jù)種類比利時(shí)CRIF &mibrot;車法國CETIMo車鉆銑德國INFOSoSPL車鉆銑磨日本TRI &mibrot; SPL車鉆銑挪威SINTEF &mibrot;瑞典&mibrot;英國PERAM ACBANKo車鉆銑美國CUTDATAoPL車鉆銑磨德國SWSoSPL車鉆銑磨以色列TECHNIONoPL車鉆銑印度DATA MDCoSPL車鉆銑瑞典CRVEFCOROCUT &mibrot; SP車鉆銑&mibrot;籌建中铲苹；o投入使用彰饭；S-實(shí)驗(yàn)室采集；P-生產(chǎn)車間采集镐刽；L-文獻(xiàn)資料采集

　　2國內(nèi)外切削數(shù)據(jù)庫的發(fā)展現(xiàn)狀

　　自第一個(gè)切削數(shù)據(jù)庫誕生以來肤贮，世界各工業(yè)發(fā)達(dá)國家大都開發(fā)了各自的金屬切削數(shù)據(jù)庫。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)汪阱，迄今已有德國搭艺、美國、瑞典瘟甩、英國虱忙、日本、挪威嘲谚、比利時(shí)和匈牙利等12個(gè)國家建立了30多個(gè)金屬切削數(shù)據(jù)庫，提供各種形式的信息服務(wù)钳枕。對(duì)世界各國切削數(shù)據(jù)庫所作的調(diào)查情況(見表1)表明缴渊，目前切削數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)來源于實(shí)驗(yàn)室、生產(chǎn)車間及文獻(xiàn)鱼炒，主要應(yīng)用于車削衔沼、銑削、鉆削及磨削昔瞧。

　　在已建立的切削數(shù)據(jù)庫中指蚁，當(dāng)屬CUTDATA與INFOS最為著名。1964年，美國金屬切削聯(lián)合研究公司和美國空軍材料實(shí)驗(yàn)所聯(lián)合建立了美國空軍加工性數(shù)據(jù)中心(AFMDC)凝化。該中心開發(fā)的CUTDATA切削數(shù)據(jù)庫稍坯，是世界上第一個(gè)金屬切削數(shù)據(jù)庫，該數(shù)據(jù)庫包含大量的切削試驗(yàn)數(shù)據(jù)搓劫，并且經(jīng)過多次更新瞧哟，比較全面、可靠枪向，可以為3750種以上的工件材料勤揩，22種加工方式及12種刀具材料提供切削參數(shù)。德國1971年建立了切削數(shù)據(jù)情報(bào)中心(INFOS)糠牍。該中心存儲(chǔ)的材料可加工性信息達(dá)二百多萬個(gè)單數(shù)據(jù)产掂，成為世界上存儲(chǔ)信息最多、軟件系統(tǒng)最完整和數(shù)據(jù)服務(wù)能力最強(qiáng)的切削數(shù)據(jù)庫之一卑我。

　　我國建立的切削數(shù)據(jù)庫是從20世紀(jì)80年代開始的辅及。目前，國內(nèi)有成都工具研究所柴哈、南京航空航天大學(xué)补蛋、北京理工大學(xué)、西北工業(yè)大學(xué)冶巴、上海工業(yè)大學(xué)为毛、山東大學(xué)、哈爾濱理工大學(xué)和天津大學(xué)等單位顺鸯，在切削數(shù)據(jù)庫方面開展了一些研究工作芦格。

　　成都工具研究所在1987年建成了我國第一個(gè)試驗(yàn)性車削數(shù)據(jù)庫TRN10，又于1988年從當(dāng)時(shí)的聯(lián)邦德國引進(jìn)了INFOS車削數(shù)據(jù)庫軟件(在國內(nèi)運(yùn)行后尊捞，被稱為ATRN90)俄删，并加以改進(jìn)，向國內(nèi)推出其修訂版的ATRN90E奏路。隨后又繼續(xù)開發(fā)并推出了車削數(shù)據(jù)庫軟件CTRN90V1.0畴椰。CTRN90與原版INFOS比較，它改進(jìn)鸽粉、擴(kuò)展了系統(tǒng)斜脂，增強(qiáng)了功能，增添了中國數(shù)據(jù)触机，應(yīng)用了“可加工性材料組——切削材料副”的概念帚戳，實(shí)現(xiàn)了軟件的漢語化和英語化。它在漢化的VAX/CVMS操作系統(tǒng)環(huán)境中運(yùn)行儡首，用戶界面為人機(jī)對(duì)話方式片任，采用多層菜單驅(qū)動(dòng)偏友。軟件本身規(guī)模約為8MB，帶有11個(gè)專用子程序庫对供。采用了國內(nèi)的機(jī)床位他、刀具和試驗(yàn)數(shù)據(jù)，同時(shí)也包含了部分國外數(shù)據(jù)犁钟。1991年推出了CTRN90V2.0填篱，1992年又推出了CTRN90V3.0。在上述基礎(chǔ)上恃葫，1998年開發(fā)了在Windows環(huán)境下運(yùn)行的數(shù)據(jù)庫軟件革陋。南京航空航天大學(xué)是研究金屬切削數(shù)據(jù)庫比較早的高校，早在1986年悉镜，南航的張幼楨教授就對(duì)建立金屬切削數(shù)據(jù)庫的若干問題進(jìn)行了探討锦钓，許洪昌等對(duì)金屬切削數(shù)據(jù)庫又進(jìn)行了更深一步的研究，近年來后谱，著重研究切削數(shù)據(jù)的優(yōu)化和專家系統(tǒng)技術(shù)在切削數(shù)據(jù)庫中的應(yīng)用求驳。1988年，開發(fā)了一個(gè)專用切削數(shù)據(jù)庫軟件系統(tǒng)NAIMDS刷桐，1991年進(jìn)一步開發(fā)了KBMDBS切削數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)粥谐。

　　北京理工大學(xué)建立了一個(gè)主要面向硬質(zhì)合金刀具材料和涂層刀具生產(chǎn)廠家的切削數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。根據(jù)切削數(shù)據(jù)的不同來源和特點(diǎn)痛只，將其分為三大類：即濃縮型切削數(shù)據(jù)漾群、離散型切削數(shù)據(jù)和資料型切削數(shù)據(jù)。北京理工大學(xué)對(duì)切削試驗(yàn)曲線在切削數(shù)據(jù)庫中的存儲(chǔ)與繪制進(jìn)行了研究漱竖，并在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)了刀具磨損禽篱、刀具壽命、斷屑和切削力等六種試驗(yàn)曲線的存儲(chǔ)和繪制馍惹，使金屬切削數(shù)據(jù)庫在功能上不僅能夠存儲(chǔ)數(shù)據(jù)躺率，而且也能處理曲線。這對(duì)于豐富切削數(shù)據(jù)庫的內(nèi)容万矾，擴(kuò)大切削數(shù)據(jù)庫的范圍悼吱，以及工程數(shù)據(jù)庫的建立都有積極的意義。

　　除了各國均建立自己的切削數(shù)據(jù)庫外良狈，國際學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)也開展了切削數(shù)據(jù)庫的研究開發(fā)工作舆绎，如于1995年成立的國際生產(chǎn)工程學(xué)會(huì)(CIRP)切削加工模型研究小組，從事切削加工預(yù)報(bào)模型的研究们颜，為機(jī)械制造業(yè)提供切削參數(shù)，自1998年開始邀請(qǐng)世界著名研究機(jī)構(gòu)加盟其切削數(shù)據(jù)庫的研究與建立猎醇。

　　切削數(shù)據(jù)庫的建立帶來的經(jīng)濟(jì)效益是非晨唬可觀的。在CUTDATA建庫的初期，就為工業(yè)部門節(jié)約了1.6億美元阻问。INFOS可使單件生產(chǎn)時(shí)間下降10%檩翁，生產(chǎn)成本下降10%。SWS經(jīng)300多家企業(yè)應(yīng)用族逻，平均每年可節(jié)約工時(shí)15%～40%景絮。據(jù)CIRP對(duì)切削數(shù)據(jù)庫經(jīng)濟(jì)效益的調(diào)查表明，切削數(shù)據(jù)庫可使加工成本下降10%以上崎络。

　　3建立切削數(shù)據(jù)庫的核心技術(shù)

　　切削數(shù)據(jù)庫的建立包括結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和應(yīng)用軟件設(shè)計(jì)说悄。切削數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)包括切削數(shù)據(jù)的采集、處理和評(píng)價(jià)颗酷，切削數(shù)據(jù)的建立合圃，切削數(shù)據(jù)的優(yōu)化，切削數(shù)據(jù)的輸出和信息服務(wù)等功能戏丽。根據(jù)評(píng)價(jià)后切削數(shù)據(jù)的特征砂猿，可建立離散型切削數(shù)據(jù)庫或濃縮型切削數(shù)據(jù)庫。

　　離散型切削數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)量十分龐大耙屹，涉及到切削方式铲醉、工件材料、刀具材料及其幾何參數(shù)與結(jié)構(gòu)抗俄、切削參數(shù)脆丁、切削液和機(jī)床等許多因素，以存儲(chǔ)檢索的方式管理該類數(shù)據(jù)橄镜。在數(shù)據(jù)庫概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中偎快，首先建立切削數(shù)據(jù)的(實(shí)體—關(guān)系)模型，然后進(jìn)行邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和物理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)洽胶。離散型切削數(shù)據(jù)庫中與切削數(shù)據(jù)有關(guān)的影響因素一般用代碼表示晒夹，切削數(shù)據(jù)庫里的關(guān)鍵字由影響切削數(shù)據(jù)選擇的各代碼疊加而成。因此姊氓，各種切削方式的關(guān)鍵字是不相同的丐怯，必須分別建立其相應(yīng)的子庫，這就是切削數(shù)據(jù)庫的分庫技術(shù)翔横。各子庫既要考慮它能在總控程序下運(yùn)行读跷，又要保證它能獨(dú)立運(yùn)行，它采用模塊式結(jié)構(gòu)建立禾唁。數(shù)據(jù)庫內(nèi)部各影響因素的表之間應(yīng)建立參照完整性效览，父表與子表之間具有約束關(guān)系，對(duì)表進(jìn)行修改(記錄的插入穗狞、更新或刪除)時(shí)踱封，計(jì)算機(jī)自動(dòng)對(duì)相應(yīng)的表進(jìn)行操作客净，免去重復(fù)操作和由此可能引起的錯(cuò)誤。

　　濃縮型切削數(shù)據(jù)庫用于存儲(chǔ)和管理各種切削數(shù)學(xué)模型的算式及其系數(shù)和指數(shù)脏诈、產(chǎn)生這些數(shù)學(xué)模型的切削加工條件等冀烘。

　　切削數(shù)據(jù)庫的應(yīng)用管理程序應(yīng)能滿足切削數(shù)據(jù)的輸入、更新锯政、刪除纬惶、檢索和輸出等基本要求。目前尚档，多采用窗口菜單顯示技術(shù)诽闲，同時(shí)在程序編制中采用循環(huán)嵌套，使系統(tǒng)具有相當(dāng)?shù)娜蒎e(cuò)和改錯(cuò)功能竞茂。為防止切削數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)被其他人員隨便檢索和修改匾蛆，保證數(shù)據(jù)庫的安全性，可對(duì)其訪問進(jìn)行控制及用戶認(rèn)證固啡，只有輸入正確的用戶名及密碼才可擁有數(shù)據(jù)庫的使用權(quán)切油。

　　4切削數(shù)據(jù)庫存在的問題及發(fā)展方向

　　建立切削數(shù)據(jù)庫的根本目的是為生產(chǎn)實(shí)際服務(wù)，但已建立的切削數(shù)據(jù)庫及工藝數(shù)據(jù)庫名惩，付諸實(shí)用的還不多澎胡，分析其原因是多方面的：①企業(yè)對(duì)切削數(shù)據(jù)庫的重視不夠；②數(shù)據(jù)的信息量還不夠多娩鹉，且尚未解決與CAPP攻谁、CAM等系統(tǒng)的聯(lián)接問題；③關(guān)鍵的問題是現(xiàn)有切削數(shù)據(jù)庫本身還存在一些問題弯予，首先是切削數(shù)據(jù)的可靠性戚宦，由于數(shù)據(jù)的來源較多，有來自工廠的數(shù)據(jù)锈嫩、實(shí)驗(yàn)室的數(shù)據(jù)受楼，還有來自各種手冊(cè)上的數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)應(yīng)經(jīng)過嚴(yán)格的分析呼寸、處理和評(píng)估艳汽，否則，其應(yīng)用效果必然不佳对雪。同時(shí)河狐，還有計(jì)算機(jī)軟件的問題，軟件功能的強(qiáng)弱對(duì)數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)作用的發(fā)揮至關(guān)重要树颖。為了進(jìn)一步促進(jìn)切削數(shù)據(jù)庫的應(yīng)用若战，切削數(shù)據(jù)庫正在向集成化、智能化效聂、實(shí)用化和網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展悍暴。

　　集成化

　　企業(yè)為了方便和準(zhǔn)確地查詢本企業(yè)的制造資源壳荣，需要建立制造資源數(shù)據(jù)庫，它一般包括工藝基本定義和分類汽心、機(jī)床設(shè)備、刀具拓嗽、工藝裝備熏疾、毛坯種類、材料牌號(hào)尖初、材料規(guī)格葵昂、工藝規(guī)則庫、工藝簡圖庫纯末、工藝參數(shù)庫(切削參數(shù)寥掐、設(shè)備參數(shù)、工時(shí)定額表)和典型工藝庫等磷蜀。切削數(shù)據(jù)庫與CAPP召耘、CAD/CAM和CIMS等聯(lián)機(jī)，作為制造數(shù)據(jù)庫的一部分褐隆，為這些自動(dòng)化制造系統(tǒng)提供合理的切削加工數(shù)據(jù)污它，由切削數(shù)據(jù)中心向加工信息中心乃至生產(chǎn)信息中心發(fā)展，對(duì)加工過程中的規(guī)律庶弃、規(guī)則衫贬、數(shù)據(jù)和技術(shù)進(jìn)行采集、評(píng)價(jià)歇攻、存儲(chǔ)固惯、處理及應(yīng)用。因此缴守，切削數(shù)據(jù)庫對(duì)NC機(jī)床葬毫、加工中心及CAD、CAM斧散、CAPP诚咪、CIMS等而言，是基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的提供者啸席，是CAM搭肠、CAPP、GT等先進(jìn)技術(shù)的基礎(chǔ)币皂。沒有數(shù)據(jù)庫的支持眯华，就沒有真正的計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)，所以集成化是切削數(shù)據(jù)庫發(fā)展的必然趨勢筋擒。

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