数控加工的工艺路线分析

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1、数控加工的工艺路线分析感谢论坛发贴网友：99879259SQ　　理想的加工程序不仅应保证加工出符合图样的合格工件，同时应能使数控机床的功能得到合理的应用和充分的发挥。数控机床是一种高效率的自动化设备，它的效率高于普通机床的2～3倍，所以，要充分发挥数控机床的这一特点，必须熟练掌握其性能、特点、使用操作方法，同时还必须在编程之前正确地确定加工方案。　　由于生产规模的差异，对于同一零件的加工方案是有所不同的，应根据具体条件，选择经济、合理的工艺方案。一、加工工序划分　　在数控机床上加工零件，工序可以比较集中,一次装夹应尽可能完成全部工序。与普通机床加工相比，加

2、工工序划分有其自己的特点，常用的工序划分原则有以下两种。1．保证精度的原则数控加工要求工序尽可能集中，常常粗、精加工在一次装夹下完成，为减少热变形和切削力变形对工件的形状、位置精度、尺寸精度和表面粗糙度的影响，应将粗、精加工分开进行。对轴类或盘类零件，将各处先粗加工，留少量余量精加工，来保证表面质量要求。同时，对一些箱体工件，为保证孔的加工精度，应先加工表面而后加工孔。2．提高生产效率的原则　　数控加工中，为减少换刀次数，节省换刀时间，应将需用同一把刀加工的加工部位全部完成后，再换另一把刀来加工其它部位。同时应尽量减少空行程，用同一把刀加工工件的多个部位时

3、，应以最短的路线到达各加工部位。　　实际中，数控加工工序要根据具体零件的结构特点、技术要求等情况综合考虑。二、加工路线的确定   在数控加工中，刀具（严格说是刀位点）相对于工件的运动轨迹和方向称为加工路线。即刀具从对刀点开始运动起，直至结束加工程序所经过的路径，包括切削加工的路径及刀具引入、返回等非切削空行程。加工路线的确定首先必须保证被加工零件的尺寸精度和表面质量，其次考虑数值计算简单，走刀路线尽量短，效率较高等。　　下面举例分析数控机床加工零件时常用的加工路线。1．车圆锥的加工路线分析　　数控车床上车外圆锥，假设圆锥大径为D，小径为d，锥长为L，车圆锥

4、的加工路线如图2-1所示。　　按图2-1a的阶梯切削路线，二刀粗车，最后一刀精车；二刀粗车的终刀距S要作精确的计算，可有相似三角形得：　　此种加工路线，粗车时，刀具背吃刀量相同，但精车时，背吃刀量不同；同时刀具切削运动的路线最短。　　按图2-1b的相似斜线切削路线，也需计算粗车时终刀距S，同样由相似三角形可计算得：　　按此种加工路线，刀具切削运动的距离较短。　　按图2-1c的斜线加工路线，只需确定了每次背吃刀量ap，而不需计算终刀距，编程方便。但在每次切削中背吃刀量是变化的，且刀具切削运动的路线较长。2．车圆弧的加工路线分析　　应用G02（或G03）指令车

5、圆弧，若用一刀就把圆弧加工出来，这样吃刀量太大，容易打刀。所以，实际车圆弧时，需要多刀加工，先将大多余量切除，最后才车得所需圆弧。　　下面介绍车圆弧常用加工路线。　　图2-2为车圆弧的阶梯切削路线。即先粗车成阶梯，最后一刀精车出圆弧。此方法在确定了每刀吃刀量ap后，须精确计算出粗车的终刀距S，即求圆弧与直线的交点。此方法刀具切削运动距离较短，但数值计算较繁。　　图2-3为车圆弧的同心圆弧切削路线。即用不同的半径圆来车削，最后将所需圆弧加工出来。此方法在确定了每次吃刀量ap后，对90°圆弧的起点、终点坐标较易确定，数值计算简单，编程方便，常采用。但按图2-3

6、b加工时，空行程时间较长。   图2-4为车圆弧的车锥法切削路线。即先车一个圆锥，再车圆弧。但要注意，车锥时的起点和终点的确定，若确定不好，则可能损坏圆锥表面，也可能将余量留得过大。确定方法如图2-4所示，连接OC交圆弧于D，过D点作圆弧的切线AB。　　由几何关系CD=OC-OD=-R=0.414R，此为车锥时的最大切削余量，即车锥时，加工路线不能超过AB线。由图示关系，可得AC=BC=0.586R，这样可确定出车锥时的起点和终点。当R不太大时，可取AC=BC=0.5R。此方法数值计算较繁，刀具切削路线短。3．车螺纹时轴向进给距离的分析　　车螺纹时，刀具沿

7、螺纹方向的进给应与工件主轴旋转保持严格的速比关系。考虑到刀具从停止状态到达指定的进给速度或从指定的进给速度降至零，驱动系统必有一个过渡过程，沿轴向进给的加工路线长度，除保证加工螺纹长度外，还应增加δ1（２～5mm）的刀具引入距离和δ2（１～2mm）的刀具切出距离，如图2-5所示。这样来保证切削螺纹时，在升速完成后使刀具接触工件，刀具离开工件后再降速。4．轮廓铣削加工路线的分析　　对于连续铣削轮廓，特别是加工圆弧时，要注意安排好刀具的切入、切出，要尽量避免交接处重复加工，否则会出现明显的界限痕迹。如图2-6所示，用圆弧插补方式铣削外整圆时，要安排刀具从切向进

8、入圆周铣削加工，当整圆加工完毕后，不要在切点处直接退刀，而让刀具多