数控铣削加工编程与工艺策略

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1、数控铳削加工编程与工艺策暁【摘要】本文主要围绕数控铳削加工过程屮，依据零件形状、材料、加工精度的不同，釆用等高切削、行切、环切等加工方式，合理划分铳削的阶段，通过选取点位加工、平面轮廓加工、型腔加工、曲面加工等方式,合理选择刀具，确定切削余量，优化加工路线，提高数控加工的质量和效率。【关键词】数控铳削；加工；编程；工艺策略在数控机床上加工零件，编程之前首先考虑的就是工艺问题。因此，加工中的所有工序、工步、每道工序的切削用量、走刀路线、加工余量，以及所用刀具的尺寸、类型等都要预先确定好并编入程序中。编程之前必须先进行工艺决策，工艺决策是数控编程的依据和前提，它决定零件加工程序的正确性及

2、合理性，而且直接影响零件的加工质量。1加工阶段的划分1.1粗加工阶段粗加工一般称为区域切除。在此加工阶段中，应该在公差允许范I韦I内尽可能多地切除材料。比较典型的区域切除方式是等高切面，即在毛坯上沿着高度方向等距离划分出数个切削层，每次切削一个层面的毛坯余量。粗加工阶段的主要任务是切削掉尽可能多的余量，精度保障不是主要目标，因此，在粗加工阶段，一般选用圆柱立铳刀进行加工。选择圆柱立铳刀的原因是它的圆柱面和端面都有切削刃，它们可同时进行切削，切削效率高。除了考虑切削角度外，选择刀具的主要参数是刀具直径。刀具直径的选择原则：一是铳刀半径RD应小于零件内轮廓面的最小曲率半径Rmin,一般取

3、RD二(0.8-0.9)Rmino二是零件的加工高度H〈(1/6-1/4)RD,以保证刀具有足够的刚度。同时在粗加工阶段一般釆用行切方式进行切削，产生区域清除刀具路径。行切法也称为平行切削加工，它是指刀具以平行走刀的方式切削工件，可以选择单向或往复两种方式，并且可以指定角度,角度指生成的刀位行与X轴的夹角。行切方式可以灵活地设定加工角度，以最合适的角度对工件进行加工。在粗加工时，行切法加工具冇很高的效率，一般其切削的步距可以达到刀具直径的70%〜90%。图1行切加工示意图1.2精加工阶段対于复杂的曲面加工，我们可以把加工阶段进一步划分成半精加工和精加工两个阶段，或只划分成一个精加工阶

4、段。精加工阶段的主要任务是满足加工精度和表面粗糙度耍求，而加工余量是非常小的。如果是曲面铳削，一般选取球头铳刀。球头铳刀在切削过程中，被加工曲面与铳刀球面的公法线经过铳刀球面的球心，使干涉过切现象易于监测，切削运动轨迹易于控制，因此在复杂的曲面数控加工中，得到广泛的应用。除了刀具角度外，球头铳刀的主要刀具参数就是球头直径参数。精加工阶段可以采用行切方式，也可以采用环切方式。环绕切削也称为环切法加工，环绕式的加工方式是以绕着轮廓的方式清除材料，并逐渐加大轮廓,直到无发放大为止。这样可减少提刀次数，提高铳削效率。使用环绕切削方法，生成的刀具轨迹在同一层内不抬刀，并且可以将轮廓及岛屿边缘加

5、工到位。2铳削加工类型根据不同的加工对象，铳削加工类型是不同的，基本上可以划分为以下四种情况。2.1点位加工在点位加工中，刀具从一点到另一点运动时不切削，各点的加工顺序一般也没有要求，只根据最少换刀次数原则及路线最短原则，确定加工路线，牛成刀具运动轨迹。零件中孔的加工就属于点位加工，它包括钻孔，扩孔，镇孔，攻丝等操作。图2环切加工示意图2.2平面轮廓加工平面轮廓零件的轮廓多由直线、圆弧和曲线组成，选用两轴连动的数控铳床即可加工。加工时一般采用坏切方式，即刀具沿着某一固定的转向围绕工件轮廓作环形运动。最终一环刀具的运动轨迹是工件轮廓的等距曲线，即将加工轮廓线按实际情况向左或向右偏一个刀

6、具半径。轮廓精加工编程时采用刀具半径补偿功能，直接按轮廓轨迹编程，并口选为顺铳切削模式。2.3型腔加工二维型腔是指以平面封闭轮廓为边界的平底直壁凹坑，二维型腔加工的一般过程是：沿轮廓边界留出精加工余量，先用平底端铳刀用环切或行切法走刀，铳去型腔的多余材料，再沿型腔底面和轮廓走刀，精铳型腔底面和边界外形。型腔加工有两种方式：一种是环切方式，另一种是行切方式。型腔的环切方式与平面轮廓的环切方式相似，刀具基本上是做与工作轮廓等距离的环形运动，逐步接近工件，最后一环是沿工件轮廓向左或右偏离一个刀具半径的曲线。行切方式，刀具可以按s形或Z形方式走刀，当型腔较深时，则耍分层进行粗加工，这时还需要

7、定义每一层粗加工的深度以及型腔的实际深度，以便计算需要分多少层进行粗加2.4曲面加工用于加工具有三维曲面轮廓的零件，采用三坐标或三坐标以上连动的数控机床或加工中心加工。曲面加工比较复杂，根据加工精度、表面粗糙度要求，曲面加工需耍经历粗加工、半精加工、精加工等加工阶段，每个阶段的切削方式是不同的。根据曲面形状的差异，切削方式也是不一样的。平行式主要用于凸形和凹形工件的加工。径向式切削适合圆形工件，沿圆工件的中心产生径向刀具路径。挖槽式用于型腔类工件。等高外形