数控加工技术基础：第三章4：走刀路线和加工参数1

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
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)
◆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
（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。
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
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。
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。
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。
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
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。
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
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。