数控加工技术基础：第三章4：走刀路线和加工参数1

按图a中的阶梯切削路线，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：
D-d 2
＝
D-d 2
- ap
L
S
D-d
L（
S＝
2
- ap）
D-d
2
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。
车圆锥的加工路线分析
按图b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 出。按此种加工路线，刀具 切削运动的距离较短。
具体数值应根据机床说明书、切削用量手册，并结合经验而定。
切削速度的选择主要取决于被加工工件的材质；进给速度的选择主要取决于被加工 工件的材质及刀具的直径。刀具生产厂家的刀具样本附有刀具切削参数选用表，可 供参考。
但切削参数的选用同时又受机床、刀具系统、被加工工件形状以及装夹方式等多方 面因素的影响，应根据实际情况适当调整切削速度和进给速度。
切削用量的选择
◆ f的选择
●粗加工时，f主要受刀杆、刀片和机床、工件等强度、刚度所承受的切削力限制， 一般根据刚度来选。工艺系统刚度好时，可用大些的f；反之，适当降低f； ●精加工、半精加工时，f应根据工件的Ra要求选。Ra要求小的，取较小的f，但又 不能过小，因为f过小，切削厚度过薄，Ra反而增大，且刀具磨损加剧。若刀具的刀 尖圆弧半径愈大，则f可选较大值
按图c的斜线加工路线， 只需确定每次背吃刀量ap， 而不需计算终点，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
车圆弧，需要多刀加工，先将大多余量切除，最后才车 得所需圆弧。
右图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。
4 走刀路线和加工参数
毛坯与加工余量 切削用量 走刀路线 切人与切出 非切运动
一、加工余量
Hale Waihona Puke Baidu 加工余 量
加工过程中，所切 去的金属层厚度
工序余量
相邻两工序的工序尺寸之差
加工总余量
毛坯尺寸与零件图样 的设计尺寸之差
◆前工序的尺寸公差Ta（Ta越大, 就越大）； ◆前工序的位置误差； ◆前工序的表面质量(Ra+Ha)； ◆本工序的安装误差； ◆其它：如热处理引起的工件变形(若变形过大而余量 不足而报废)
影响加工余量 的主要因素
确定加工余量的方法
根据各工厂的生产实践和试验研究积累的
查表法
数据，先制成各种表格，再汇集成手册。
确
确定加工余量时，查阅这些手册，再结合 工厂的实际情况进行适当修改后确定
定
加
工 余
经验估 计法
根据实际经验确定加工余量。一般情 况，为防止因余量过小而产生废品， 经验估计的数值总是偏大
当以刀具寿命为优先考虑因素时，可适当降低切削速度和进给速度
选择切 削用量 的原则
在工艺系统刚性允许时，应首先选择一个尽可能大
的 ap ，其次选择一个较大的f，最后在刀具耐用度
和机床功率允许条件下选择一个合理的Vc
◆ ap的选择 ：主要根据加工余量和工艺系统的刚度确定 ●粗加工时，在留下精加工、半精加工的余量后，尽可能一次走刀将剩下的余量切除； ●当冲击载荷较大（如断续表面）或工艺系统刚度较差（如细长轴、镗刀杆、机床陈旧） 时，可适当降低，使切削力减小； ●精加工时，应根据粗加工留下的余量确定，采用逐渐降低的方法，逐步提高加工精度 和表面质量； ●一般精加工时，取0.05～0.8㎜；半精加工时，取1.0～3.0㎜
切削速度(vc)
D1(mm);铣刀直径 π(3.14):圆周率 n(min-1):主轴转速 vc(m/min):切削速度
(例题) 主轴转速350min-1、铣刀直径Ø125，求此时的切 削速度。
(答） π=3.14、D1=125、n=350代入公式 vc=(π×D1×n)÷1000=(3.14×125×350)÷100 0 =137.4(m/min) 切削速度为137.4m/min
第2章 数控加工工艺设计
1、孔系走刀路线
零件上的孔系。中图的走刀路线为先加工完外圈孔后，再加工内圈孔。若改 用右图的走刀路线，减少空刀时间，则可节省定位时间近一倍，提高了加工 效率。 最短路径的实例：
2、数控车削走刀路线的确定
阶梯切削路径 相似线切削路径
（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，车圆锥的加工路线如图所示。
量
的
方
法
分析计 算法
根据上述的加工余量计算公式和一定的试 验资料，对影响加工余量的各项因素进行 分析，并计算确定加工余量
二、切削用量的确定
切削速度(V)
背吃刀量ap 进给量
合理选择切削用量的原则
粗加工时，一般以提高生产率为主，但也应考虑经济性和加工成本； 半精加工和精加工时，应在保证加工质量的前提下，兼顾切削效率、 经济性和加工成本。
◆Vc的选择 主要根据工件材料、刀具材料和机床功率来选
●刀具材料好，可选得高些； ● Ra值要求小的，要避开积屑瘤、鳞刺产生的Vc ，高速钢刀取小Vc＜5 m／min ，硬质合金取较高的Vc=130～160 m/min； ●表面有硬皮或断续切削时，应适当降低； ●工艺系统刚性差的，应减小Vc
平面铣削加工的计算式
切削用量选用综合实例
切削条件：
立铣刀直 径
: 12mm
vc
: 200m/min
(5,300min-1)
vf
: 1,060mm/min
工件材料 : SKD11(180HB)
切削液 : 干切削
三、走刀路线
走刀路线是指数控加工过程中刀具相对于被加工件 的运动轨迹和方向。加工路线的合理选择是非常重要的， 因为它与零件的加工精度和表面质量密却相关。
（一）确定走刀路线的一般原则
1）保证零件的加工精度和表面粗糙度要求； 2） 方便数值计算，减少编程工作量。 3） 寻求最短加工路线，减少空刀时间以提高加工效率。 4） 尽量减少程序段数。 5） 保证工件轮廓表面加工后的粗糙度的要求，最终轮廓 应安排最后一走刀连续加工出来。 6 ） 注意拐角的变化 7） 刀具的进退刀（切入与切出）路线也要认真考虑，以 尽量减少在轮廓处停刀（切削力突然变化造成弹性变形） 而留下刀痕，也要避免在轮廓面上垂直下刀而划伤工件。