上海敖智信息有限公司 范亞炯

南京能新電力實業(yè)有限公司 楊蕓

蘭州電務段 于帆

解析我國先進工藝切削技術(shù)的差距與基于可調(diào)模型的系統(tǒng)工程的技術(shù)對策

上海敖智信息有限公司 范亞炯

南京能新電力實業(yè)有限公司 楊蕓

蘭州電務段 于帆

我國制造業(yè)的規(guī)模與總量已進入世界前列，成為全球制造大國，但發(fā)展模式仍比較粗放，核心工藝技術(shù)創(chuàng)新能力薄弱，先進工藝切削技術(shù)相對制造強國仍有較大差距。以精密、高效、低成本、綠色為特征的現(xiàn)代現(xiàn)代先進切削技術(shù)，在發(fā)達國家已成為先進制造業(yè)主體技術(shù)群的關鍵技術(shù)，綜合效應得到空前提高。相比我國引進的許多高檔數(shù)控機床和先進刀具卻未充分發(fā)揮效益。如何抓住機遇，迎接挑戰(zhàn)，以更快的速度、更高的質(zhì)量、更低的成本、更少的消耗實現(xiàn)刀具核心工藝切削技術(shù)的全面突破與飛躍，需要我們盡快熟悉正向設計全面創(chuàng)新的過程要求，并建立、健全相應的機制與對策。

我國制造業(yè)的規(guī)模與總量已進入世界前列，成為全球制造大國，但發(fā)展模式仍比較粗放。核心工藝技術(shù)創(chuàng)新能力薄弱，先進工藝切削技術(shù)相對制造強國仍有較大差距。以精密、高效、低成本、綠色為特征的現(xiàn)代現(xiàn)代先進切削技術(shù)，在發(fā)達國家已成為先進制造業(yè)主體技術(shù)群的關鍵技術(shù)，綜合效應得到空前提高，相比我國引進的許多高檔數(shù)控機床和先進刀具卻未充分發(fā)揮效益?？赡軅?cè)重于逆向工程的跟蹤研仿，未注重于正向設計可調(diào)式刀具的自主創(chuàng)新是其原因之一。

如何抓住機遇，迎接挑戰(zhàn)，以更快的速度、更高的質(zhì)量、更低的成本、更少的消耗實現(xiàn)刀具核心工藝切削技術(shù)的全面突破與飛躍，需要我們盡快熟悉正向設計全面創(chuàng)新的過程要求，并建立、健全相應機制與對策。

一、可調(diào)式刀具正向設計

1．功能分解與系統(tǒng)綜合的創(chuàng)新特征

相對不可調(diào)刀具，可調(diào)式刀具技術(shù)的含量與復雜程度將越來越高，為縮短研發(fā)周期、降低成本，工藝切削設計需在早期綜合考慮刀具的一維模型、三維模型、控制模型等，并在概念階段對產(chǎn)品的架構(gòu)進行驗證和優(yōu)化，以在研發(fā)早期發(fā)現(xiàn)和解決工藝切削系統(tǒng)高層設計中適應現(xiàn)代制造業(yè)的新要求與新問題?；诳烧{(diào)模型的現(xiàn)代刀具應用系統(tǒng)工程（MBSE）的解決方案，為刀具的研制與應用提供了一個模型驅(qū)動的系統(tǒng)工程工作環(huán)境，即從現(xiàn)代工藝切削系統(tǒng)的需求階段開始即通過模型（而非文檔）的不斷演化、迭代，實現(xiàn)刀具全生命周期的系統(tǒng)設計，為各節(jié)點提供一個公共、通用、無二義性的信息交流平臺。因而能通過模型的結(jié)構(gòu)化定義，在設計初期清晰刻畫刀具的初始架構(gòu)、功能與行為等各方面協(xié)調(diào)的需求，并通過仿真測試對設計方案進行驗證和優(yōu)化。

刀具的正向設計包含概念設計的全部內(nèi)涵，就是根據(jù)刀具生命周期各階段工藝切削需求的具體要求進行其使用功能關聯(lián)與有效性的市場需求與服務分析，確定其功能分解與綜合的原理、功能載體的選擇和方案組成等。這種設計使不可調(diào)刀具的單向可轉(zhuǎn)位、單項可調(diào)換、不重磨低層次的可調(diào)創(chuàng)新提高到刀具切削參數(shù)綜合可調(diào)的全面創(chuàng)新與效用的突破。因而，刀具系統(tǒng)的效用手段與方法，即系統(tǒng)目標必須具有的控制、調(diào)節(jié)等功能，進入與目標相適應的狀態(tài)，并能排除一定的非線性干擾，即：轉(zhuǎn)位、調(diào)整、重磨 、調(diào)換、緊固、自保系列使用功能效用的有序關聯(lián)，映射到操作程序就能表達了刀具動態(tài)參數(shù)動態(tài)優(yōu)化與工序能力指數(shù)與集中程度的提高。其執(zhí)行機構(gòu)在接觸弧面上有限往返，生成工藝動作的多樣性安全、可靠，保證了能力拓展的有效性?？烧{(diào)式刀具綜合工具系統(tǒng)（發(fā)明專利號：20130171116.7）刀頭構(gòu)件的弧面接觸低運動副就是其成功實施的案例，具體說明了可調(diào)式刀具正向設計的創(chuàng)新特征。

2．工藝切削系統(tǒng)作業(yè)環(huán)境分析

由于被切削材料性能和切削條件的千變?nèi)f化，考慮刀具應用工程開放系統(tǒng)時，除要了解系統(tǒng)的具體特征外，還必須了解工藝切削環(huán)境等因素對系統(tǒng)的影響方式和程度。所以，及時抓住正向設計工藝需求、功能分解、系統(tǒng)綜合的發(fā)展創(chuàng)新要求，就能將工程科學、刀具技術(shù)專業(yè)（包括可轉(zhuǎn)位刀片材質(zhì)、涂層與系統(tǒng)參數(shù)等）知識、經(jīng)驗、技巧，以及科學工藝加工方法和產(chǎn)品模塊化與供應鏈協(xié)調(diào)等各方面知識融合在一起，進行刀具的系統(tǒng)挖掘與創(chuàng)新。這需要我們?nèi)嫔羁陶J識刀具系統(tǒng)的效用手段和方法的全程性，對延續(xù)刀具全生命周期各階段使用功能進行深入的系統(tǒng)解析，有效協(xié)調(diào)各使用功能序列的關聯(lián)技術(shù)，使刃口切削參數(shù)的分布式控制功能的實現(xiàn)，不是由一個控制者子系統(tǒng)來執(zhí)行，而是分散地由系統(tǒng)的和各組成部分協(xié)同地、按一定概率分布發(fā)出的控制信號來加以實現(xiàn)，這種自組織機制能保證工藝切削質(zhì)量的提升和系統(tǒng)效益的全面提高。

二、刀具系統(tǒng)效用手段、方法的綜合機理

1．刀具使用功能的系統(tǒng)效用性與應用意義

我國的機械加工行業(yè)始終未能將延續(xù)刀具全生命周期的效用手段、方法，即各階段上的使用功能：轉(zhuǎn)位、調(diào)整、重蘑、調(diào)換、緊固、自保技術(shù)經(jīng)過系統(tǒng)綜合和協(xié)調(diào)的反思、考量和評估，從而提出工藝切削參數(shù)動態(tài)優(yōu)化的最佳途徑和方法，運用于現(xiàn)代制造業(yè)整體效益與質(zhì)量的提升，以最小的優(yōu)化資源滿足現(xiàn)代制造業(yè)的最新要求?，F(xiàn)不可調(diào)刀具在延續(xù)刀具生命周期的關鍵節(jié)點上，缺乏效用的系統(tǒng)性，一直局限在轉(zhuǎn)位、調(diào)換與重磨與不重磨功能的單向延伸上，不在延長其生命周期上對各使用功能的有序關聯(lián)與系統(tǒng)綜合上做相關延長刀具生命周期的動態(tài)研究與推廣。靜態(tài)參數(shù)的優(yōu)化，提升不到刀具使用功能的動態(tài)領域，說明刀具機構(gòu)有限運功的可靠性研究與分析方法趕不上時代對制造業(yè)的新需求，以致刀具幾何參數(shù)缺乏動態(tài)優(yōu)化理論的支持，海量參數(shù)無法形成能夠聚類分析的核心關聯(lián)技術(shù)、相應的流程與自組織機制。以致刀具適應性不廣，工序能力指數(shù)不高，發(fā)展無動力。

2.不可調(diào)刀具靜態(tài)結(jié)構(gòu)的保守性

刀具應用工程系統(tǒng)指出：即使在刀具—工件材料副與涂層技術(shù)上獲得較大發(fā)展，耐用度與適應性在高速、硬切削工藝性能上有較大提高，而在動態(tài)結(jié)構(gòu)（—有結(jié)構(gòu)部件，又有一定活動性）的綜合功能上無所突破，只是硬技術(shù)的單向延伸。因為，一個整體功能的實現(xiàn)，不是也不可能是某個要素單獨作用的結(jié)果。這種硬系統(tǒng)思維方式，對于刀具系統(tǒng)功能與刃口幾何參數(shù)的認識局限于分散的點的階段，還未延伸至能相互聯(lián)系、作用的鏈段的較高層次。因而，無法突破轉(zhuǎn)位、調(diào)整、重磨與不重磨、調(diào)換（刀片）以及刀頭構(gòu)件分散的孤立關系，難以隨工藝系統(tǒng)目標、條件與資源的變化而隨機變化，也無法根據(jù)其在系統(tǒng)中的有效關聯(lián)，指導其集約與綠色化進程，而呈現(xiàn)其靜態(tài)的保守性。

只有對不可調(diào)刀具工藝切削性能單一、加工參數(shù)落后的現(xiàn)象進行相關不協(xié)調(diào)的綜合分析，才能指出其僅講靜態(tài)結(jié)構(gòu)功能和刀具材料之間的硬性關系；否則，工藝切削集中能力的提高就不大，不能突破其系統(tǒng)龐雜的弊病。雖然，其機構(gòu)也有單項運動和簡單的線性變換功能，但其部件數(shù)量、運動副連接方式都不足以形成刀具結(jié)構(gòu)綜合可調(diào)的新的系統(tǒng)特性，以至工藝的分散設計性強，系統(tǒng)效應不高。

現(xiàn)代先進機床、先進刀具未充分發(fā)揮效益的重要原因之一，在于沿用單刃與多刃刀具的加工方法——即傳統(tǒng)的加工方法（Conventional Cutting）,存在著工件被加工成形時能量利用率低和難于適應超級耐熱合金、非結(jié)晶金屬等缺陷。切削參數(shù)靜態(tài)優(yōu)化能力通用強、超精密切削的微量進刀和刃口偏角的微量調(diào)整操作與高質(zhì)量、高效率的工藝難題得不到完善的新的解決方法，以及斷屑可控性不足，這都說明不可調(diào)刀具技術(shù)使延續(xù)刀具使用壽命、拓展其工藝加工深度與寬度性能的拓展面很小或為零，完全割離了轉(zhuǎn)位、重磨各使用功能的關聯(lián)性，使得單項與綜合技術(shù)均得不到提高。因而，工序能力指數(shù)只能處于B 級 （1.33 ＞Cpk ≥ 1.0 ）的一般狀態(tài)，制程因素稍有變異即有產(chǎn)生不良的危險，應利用各種資源及方法將其提升為A級，這都說明其參數(shù)靜態(tài)優(yōu)化功能需要向變參數(shù)的動態(tài)優(yōu)化功能拓展 。

3.可調(diào)式刀具動態(tài)結(jié)構(gòu)的可調(diào)機制

以上解析說明改變刀具的靜態(tài)結(jié)構(gòu)或簡單系統(tǒng)（線性系統(tǒng)）結(jié)構(gòu)，就能改變其單項工藝切削性能適應性不廣、生產(chǎn)系統(tǒng)效應不高的弊病。刀具結(jié)構(gòu)的動態(tài)功能具有長遠的創(chuàng)新意義，也說明了刀具系統(tǒng)硬技術(shù)、硬系統(tǒng)方法論需要軟系統(tǒng)方法論補充與支持。

其過程為：發(fā)現(xiàn)工藝切削問題——確定問題狀況——分析、定義工藝關聯(lián)事項、挖掘關聯(lián)技術(shù)——設計層次較高決策——前饋合理、可行的預期使用功能變化方案——改善與延長系統(tǒng)生命狀況。

所以，其復合機構(gòu)中包含了刀具諸多適應工藝切削性能隨機變化的因素和過程。因而，可調(diào)式刀具工具系統(tǒng)效用手段與方法的綜合可調(diào)模式就包括切削參數(shù)的集成效應與關聯(lián)技術(shù)的指導、服務與流程的詮釋，打破了不可調(diào)刀具在工藝程序上分散模式與短期被動式的低價值反應，側(cè)重于較長生命周期的高質(zhì)量、高效能、低成本的集中效應。至少能考慮經(jīng)過一段工藝時間后，刀具在正常磨損與意外損耗后，如何運用效用手段與方法，分別協(xié)調(diào)轉(zhuǎn)位、調(diào)整、重磨、調(diào)換等效用手段，修復優(yōu)化刃口系統(tǒng)參數(shù)，順應加工條件與工藝要求的變化，其工序能力指數(shù)就可能提升為A級（ 1.67 ＞ Cpk ≥ 1.33 ）能力良好，狀態(tài)穩(wěn)定，還有可能提升為A+級（A+ 級 2.0 ＞Cpk ≥ 1.67 ），這符合現(xiàn)代制造業(yè)的最新要求。

三、刀具工藝集中的自組織特征與工藝程序

不可調(diào)刀具應對工藝決策的層次一般是較低是分散式程序，因而信息量大，經(jīng)驗性強，關聯(lián)性缺少，形成了刀具類型與品種的龐雜體系。加之工件強度與硬度以及刀具耐用度的分散性，其決策必須考慮其最高標準與最低狀態(tài)，靜態(tài)優(yōu)化參數(shù)只是一種總體的相對優(yōu)化，不能保證工藝各個節(jié)點均處于優(yōu)化，只能是缺乏刀具工藝集中的自組織特征與前饋的保守狀態(tài)。不可否認，這也確定了可調(diào)的空間尺碼與可行性。

1.可調(diào)式刀具實用模型MBSE的演進新方法

可調(diào)式刀具重視了市場需求的牽引，并從刀具生命周期平臺在體系中的定位出發(fā)，細化多批量、少品種不同生產(chǎn)類型的工藝切削系統(tǒng)作業(yè)協(xié)調(diào)的概念，可調(diào)式刀具簡化模型表達了其工藝切削綜合性能迭代需求，打造正向設計能力，實現(xiàn)在需求和功能方面創(chuàng)新的可能性與現(xiàn)實性。如圖1所示。

圖 1

可調(diào)式刀具的簡化模型實是一種工藝切削性能集中的簡化模型，說明刀具完整的系統(tǒng)設計，除包括三個重要活動：需求定義、功能分解和系統(tǒng)綜合外，還包括系統(tǒng)分析與控制活動。與三項技術(shù)活動不同的是系統(tǒng)分析與控制活動屬于管理范疇，其在可調(diào)式刀具設計體系中是較為獨立的過程，但管理活動和技術(shù)活動整合起來研究才能有所創(chuàng)新和突破。完整的系統(tǒng)設計使其工藝切削效用手段和方法具有集成的功能，例如：刃口動態(tài)優(yōu)化參數(shù)可調(diào)、斷屑能力、冷卻潤滑、切削力超載刀頭跌落自保、刀柄（刀桿與方形加持套的組合機構(gòu)）配合彈性力的調(diào)整等功能都能集成于一體，也便于靈活操作與系統(tǒng)的集中管理。當然也不是一成不變的。它能根據(jù)工藝目標、條件和資源的變化而簡約形成一定的特定結(jié)構(gòu)模塊。

2.工藝切削需求的系統(tǒng)新特點

現(xiàn)代制造業(yè)的刀具行業(yè)朝著體系與體系、系統(tǒng)與系統(tǒng)對抗的方向發(fā)展，網(wǎng)絡、信息使系統(tǒng)內(nèi)部各要素之間的聯(lián)系更加緊密，系統(tǒng)綜合效能的提高日益依賴于各要素之間的集成，體系結(jié)構(gòu)體現(xiàn)了“組成系統(tǒng)的各部件之間的關系以及支配它們設計和演變的關聯(lián)原則”?？烧{(diào)式刀具實用簡化模型的方法對體系結(jié)構(gòu)進行描述，進而開發(fā)合理的體系結(jié)構(gòu)，從而為刀具工藝切削功能指數(shù)的提高增添了豐富的內(nèi)涵?？梢钥隙ǎ豢烧{(diào)刀具對工藝切削問題認識僅停留在可預知的平穩(wěn)工藝環(huán)境、可預知的動態(tài)工藝環(huán)境和隨機的平穩(wěn)工藝環(huán)境中，分析其系統(tǒng)作業(yè)與協(xié)調(diào)問題，即可按封閉系統(tǒng)對待，也可概率論描述其概率分布特征 。其通用的靜態(tài)結(jié)構(gòu)或剛性執(zhí)行機構(gòu)，不能考慮與實施工藝集中、綠色、環(huán)保等多項現(xiàn)代制造業(yè)的新要求，也不適應定制化不同批量生產(chǎn)形式集約化的經(jīng)濟要求。

我國上世紀60年代開發(fā)可轉(zhuǎn)位刀具技術(shù)，80年代、90年代基本成長、成熟，至今所推出的刀具性能參數(shù)只有少量的增加，進一步完善已有技術(shù)所產(chǎn)生的效益不大，企業(yè)應研究新的可調(diào)式刀具核心技術(shù)，以便在適當?shù)臅r候替代現(xiàn)有的不可調(diào)刀具核心技術(shù)。

如圖2所示，表示了新舊技術(shù)性能隨時間的變化規(guī)律S型曲線的狀況。

圖 2

所以，刀具機構(gòu)應由通用性較強的功能—行為—結(jié)構(gòu)（FBS）功能求解模型，向針對性較強的工藝行為—執(zhí)行動作—執(zhí)行機構(gòu)（PAM)功能求解模型發(fā)展，這需要工藝程序設計與刀具機構(gòu)學結(jié)合起來,進行刀具復合機構(gòu)的綜合設計。

四、可調(diào)式刀具的基本特征與創(chuàng)新點分析

基于模型的工藝切削系統(tǒng)，它強調(diào)的是中央系統(tǒng)模型，與不可調(diào)刀具技術(shù)的不同在于，能同時捕捉以精密、高效、低成本、綠色為特征的現(xiàn)代制造業(yè)的整體需求和滿足這些需求的工藝切削的高層設計與節(jié)點的具體決策，并通過模擬系統(tǒng)模型來驗證成本、性能拓展和設計選擇。我國工具企業(yè)至今還未掌握這種正向設計中的需求定義、功能分解、系統(tǒng)綜合等基于模型的系統(tǒng)工程（MBS）的新方法，并對其流程有全面的認識與經(jīng)驗的突破，以致核心工藝切削技術(shù)相對制造強國尚有一定的距離。

由于不可調(diào)刀具未通過建立并使用一系列模型對整個自動化生產(chǎn)過程，以及各種生產(chǎn)類型的工藝切削系統(tǒng)工程的原理、過程和實踐進行初步控制，也未通過連續(xù)、集成、綜合等覆蓋全周期的綜合使用功能迭代驅(qū)動工作進程，大幅降低管理的復雜性，提高系統(tǒng)的魯棒性和精確性。所以，可調(diào)式刀具系統(tǒng)機構(gòu)的演變能說明，不可調(diào)刀具功能的互操作應由獨立向基于共享資源的交互演進，接口定義由功能性的聚合、松耦合向高度綜合、緊耦合的方向發(fā)展，集成工作由簡單功能向更加復雜的功能發(fā)展，系統(tǒng)的互聯(lián)由離散向高度網(wǎng)絡化的互聯(lián)發(fā)展，系統(tǒng)失效模式由透明化的簡單行為向不透明的復雜綜合行為發(fā)展，刀具的動態(tài)結(jié)構(gòu)與核心工藝技術(shù)才能得到長足的發(fā)展與提高。

刀具是工藝切削性能的主要載體，單一使用功能機構(gòu)不能滿足與適應其復雜的工藝過程。所以，其刀頭、刀桿、刀柄均是創(chuàng)新型復合機構(gòu)。其核心技術(shù)不僅要滿足各使用功能機構(gòu)的復合要求，還要滿足各單項機構(gòu)的多功能要求。因而，刀具構(gòu)件必須進行多功能的綜合設計，各構(gòu)件之間可調(diào)運動副的從屬與并聯(lián)的有機聯(lián)系就顯出刀具可調(diào)的系統(tǒng)目標，組成了與原各機構(gòu)特點不同的創(chuàng)新型可調(diào)復合機構(gòu)。

1.刀頭機構(gòu)

刀頭的形位設計技術(shù)基本要求：

a.滿足刀臺與刀片安裝角的各項裝配與接合強度要求；

b.滿足主偏角與前、后角調(diào)整幅度與重磨次數(shù)的調(diào)整預留尺度的二維要求；

c.滿足刀頭尾部加持部分后側(cè)肘節(jié)機構(gòu)調(diào)整刀頭；

d.滿足刀頭繞刀桿軸線旋轉(zhuǎn)調(diào)整，刀片刃口前、后角調(diào)整對刀臺配合刀片的高度要求；

e.滿足刀片旋轉(zhuǎn)、定位與接合面二維變化的浮動夾緊和矢量調(diào)整等的一系列要求。

2.刀柄機構(gòu)

刀柄機構(gòu)是由刀桿子機構(gòu)、刀套子機構(gòu)、肘節(jié)子機構(gòu)及彈力調(diào)整子機構(gòu)復合組成。其構(gòu)成要素所包括的保證體系的閉鎖結(jié)構(gòu)力也是可調(diào)的，因為刀桿前段為中空短椎、中部為中空圓柱套導桿與其固聯(lián)，導桿尾部拉伸緊固外螺紋、緊固外螺紋尾部配內(nèi)螺紋堵銷，所以刀桿結(jié)合面的壓強包括傳遞切削力矩所需要的最小壓強Pmin，與零件不失效所允許的最大壓強Pmax，所需要的最小過盈量不足，就可通過刀桿尾部螺紋銷增加其彈性力，通過刀柄上部螺紋增壓機構(gòu)增加其最小過盈量與不產(chǎn)生塑性變形所允許的最大過盈量 ，因而能保證系統(tǒng)動態(tài)調(diào)整與動作協(xié)調(diào)的可靠性，在質(zhì)量與精度所要求的范圍內(nèi)，根據(jù)系統(tǒng)中出現(xiàn)的相近幾何參數(shù)，指導其工序集中與功能集成的流程，加工信息含量與工藝決策層次都較高。所以，能從被動式的分散工藝切削技術(shù)轉(zhuǎn)為適應定制化不同批量生產(chǎn)條件下的自組織工藝過程，所以也是現(xiàn)代制造業(yè)工藝切削核心技術(shù)提高的最佳途徑。

刀頭、刀柄可調(diào)機構(gòu)說明，可轉(zhuǎn)位不重磨刀具雖然初步解決了刀具的識別技術(shù)、監(jiān)控技術(shù)及管理技術(shù)的提高問題，但對于現(xiàn)代制造業(yè)的新需求，卻未完全適應。因為它未反映，如IBM Rational Harmony for Systems Engineers 等廣泛應用的MBSE 流程重點關注的是系統(tǒng)功能分析，并關注如何將功能要求轉(zhuǎn)換為一致的系統(tǒng)操作描述，且靈活使用系統(tǒng)操作獲得所分配系統(tǒng)架構(gòu)塊之間的端口和接口。這些接口形成了各子系統(tǒng)之間的正式切換基礎，但在不可調(diào)刀具的靜態(tài)技術(shù)范疇內(nèi)得不到實現(xiàn)，刀具工藝加工能力指數(shù)與工藝集中能力均不高就是避免不了的矛盾。

3.進一步體現(xiàn)突破的關鍵技術(shù)

通過分析現(xiàn)有不可調(diào)刀具技術(shù)滿足不了現(xiàn)代制造業(yè)工藝切削要求的實際狀況，需要進一步突破其靜態(tài)優(yōu)化技術(shù)的局限。

現(xiàn)不可調(diào)刀具的加工參數(shù)優(yōu)化模型多數(shù)是對切削速度、切削深度、進給量等工藝參數(shù)進行優(yōu)化，其背景主要針對一臺機床與一種工件材料，使得優(yōu)化模型的實用功能受到很大限制。這主要受制于刀具幾何參數(shù)優(yōu)化靜態(tài)技術(shù)。所以，切削參數(shù)優(yōu)化空間的進一步拓展，不管是單向目標向多目標延伸，優(yōu)化算法由離線調(diào)整向在線自適應控制拓展，優(yōu)化目標由定參數(shù)向變參數(shù)拓展，還是由確定型向模糊化拓展，都說明了應對刀具工藝切削需求作系統(tǒng)的關聯(lián)性分析與定義，以便和功能分解相互作用形成回路。即對延續(xù)刀具使用壽命與提高其工序能力指數(shù)，拓展其工藝加工性能的各功能事務的相關興趣度作系統(tǒng)的深入調(diào)研、推廣與應用。

不可調(diào)刀具的工藝切削流程傳遞信息的方式，僅僅局限在某個大批量少品種生產(chǎn)條件的參考體系內(nèi)，信息之間的相互依賴性是隱形的，是靜態(tài)信息，缺乏整體。MBSE傳遞的模型，是包括需求、結(jié)構(gòu)、行為和參數(shù)在內(nèi)的動態(tài)信息。MBSE方法論是用于支持在“基于模型的”或“模型驅(qū)動的”背景環(huán)境中系統(tǒng)諸多相關流程、方法和工具的集合。通過標準系統(tǒng)建模語言，構(gòu)建需求模型、功能模型、架構(gòu)模型，實現(xiàn)需求、功能到 架構(gòu)的分解和分配，通過模型執(zhí)行實現(xiàn)系統(tǒng)需求和功能邏輯的“驗證”和“確認”，并驅(qū)動聯(lián)合仿真、產(chǎn)品設計、實現(xiàn)、測試、綜合、驗證和確認環(huán)節(jié)。模型使整個組織中各類專業(yè)工程和技術(shù)領域人員更加直觀地理解和表達系統(tǒng)，確保全程傳遞和使用的是基于同一模型。其流程如圖3所示。

五、結(jié)論

可調(diào)刀具技術(shù)模型的系統(tǒng)工程（MBSE）強調(diào)在前期對需求開展充分的分析和驗證工作，并基于需求開展功能分析和架構(gòu)設計，而過去不可調(diào)刀具技術(shù)以仿制為主，對需求的分析能力不足，重視程度不夠。所以，刀具企業(yè)的轉(zhuǎn)型升級，應表現(xiàn)在刀具研制模式轉(zhuǎn)型升級的過程中，需要對刀具工藝切削條件、操作需求開展深入和細致的分析，并在需求基礎上進行功能分析和架構(gòu)設計，實現(xiàn)需求層層傳遞細化。所以，基于需求開展正向設計，是刀具技術(shù)不容忽視，值得重視的重要課題?！?/p>

1.田鋒 精益研發(fā)2.0 ：面向中國制造2025的工業(yè)研發(fā) 機械工業(yè)出版社 2016年4月；

2.顧培亮《系統(tǒng)分析與協(xié)調(diào)》 天津大學出版社 2008年6月P30--31；

3.聞邦椿 《機械系統(tǒng)概念設計與綜合設計》機械工業(yè)出版社 2014年12月；

4.李瑰賢 《機構(gòu)設計》化學工業(yè)出版社 2013年3月

5.聞邦椿 《創(chuàng)新設計與綠色設計》2014年12月；

6.機械設計手冊《連接與緊固》 機械工業(yè)出版社 2007年3月

7. 高亮 揚揚 李新宇《數(shù)控加工參數(shù)優(yōu)化的研究現(xiàn)狀與進展》航空制造技術(shù)2010年第22期 P49-51

8. 范亞炯 淺議車床類刀具綜合可調(diào)功能各方面的關聯(lián)分析與挖掘技術(shù)《世界制造技術(shù)預裝配市場》2016（4）P83

9.仇啟源 龐思勤 《現(xiàn)代金屬切削技術(shù)》 華中科技大學出版社 1989年

10.李大磊 王棟 機械制造工藝學機械工業(yè)出版社 2014年8月