零件数控加工的走刀路线设计

零件数控加工的走刀路线设计

摘要：走刀路线是指切削加工过程中刀具相对于被加工零件的运动轨迹和运动方向，即指刀具从对刀点开始运动起，直至返回该点并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。走刀路线是编制程序的依据之一。

关键词：数控加工;走刀路线

1.确定走刀路线设计原则

（1）走刀路线应保证被加工工件的精度和表面粗糙度。（2）应尽量使加工路线最短，减少空行程时间，以提高加工效率;（3）合理选用铣削加工中的顺铣或逆铣方式。

（4）选择工件加工变形小的加工路线。（5）使数值计算最简单和减少程序段，以减少编程工作量。（6）根据工件情况，确定循环加工次数。（7）合理设计刀具的切入与切出的方向。

2铣削加工中加工路线的选择要点

2.1在数控铣床上铣削外轮廓零件时，为了保证轮廓表面质量的要求，应设计合理的刀具切入和切出时的进、退刀位置。

2.2铣削封闭内轮廓表面零件时也要注意刀具切入和切出时的运动轨迹。为了提高加工精度和减少表面粗糙度，在铣削封闭的内轮廓时，因刀具切入、切出不允许外延，此时刀具的切入和切出点尽量选在内轮廓曲线两几何元素的交点处或者以圆弧切向进刀。

用行切法加工凹槽，其加工路线最短，但表面租糙度差，适用于对表面粗糙度要求不太高的粗加工或半精加工。用环切法加工凹槽，其表面粗糙度最好，但加工路线最长。用综合法加工凹槽，即先采用行切法粗加工，最终轮廓用环切法再沿轮廓切削一周进行精加工，使凹槽轮廓表面光整，易保证凹槽侧面达到所要求的表面质量。见图2.1。

图2.1综合法

2.3用圆弧插补铣削整圆时，当整圆加工完毕后，要让刀具最好沿切线方向多运动一段距离，以免取消刀具补偿时，刀具与工件表面发生碰撞，造成工件报废。

2.4在铣削零件时，要根据工件的材料等因素考虑铣削方式，顺铣效率高节能性好，但当工件表面有硬皮时，应采用逆铣的加工路线进行加工。

2.5在铣削圆弧与直线的连接处，应选用直径较小的刀具，采用补加工的方式消除欠切现象。

3钻削加工加工路线的选择要点

对加工精度要求较高的孔系时，安排的镗孔路线一定要注意各孔的定位方向要一致，以避免传动系统或检测系统的误差对定位精度的影响。

4其它情况的选择要点

（1）在表面加工时，应尽量避免加工停顿现象。

（2）在确定加工路线时，同时也要兼顾工序集中原则，尽量在一次装夹中，尽可能使用同一把刀具完成较多的加工表面。

（3）在安排加工路线过程中，通过合理的选择起刀点、换刀点来合理安排空行程的路线提高生产效率。

（4）应尽量采用子程序、镜像功能、宏程序的调用、固定循环的使用等，以达到减少编程的工作量。

5刀具的选择

5.1数控加工常用刀具的种类及性能

数控加工刀具必须适应数控机床高速、高效和自动化程度高的特点。

数控刀具的分类有多种方法。根据刀具结构可分为：①整体式，②镶嵌式。根据制造刀具所用的材料可分为;①高速钢刀具;②硬质合金刀具;③金刚石刀具;

④陶瓷刀具等。从切削工艺上可分为;①车削刀具;②钻削刀具;③镗削刀具：④铣削刀具等。

刀具材料应具备的性能：

（1）高硬度刀具材料的硬度应高于工件的硬度，常温硬度应在HRC68以上;（2）足够的韧性承受切削力、振动和冲击：（3）高耐磨性;（4）良好的工艺性。

5.2选择数控刀具的原则

刀具选择总的原则是：安装调整方便，刚性好，耐用度和精度高。在满足加工要求的前提下，尽量选择较短的刀柄，以提高刀具加工的刚性。

选取刀具时，要使刀具的尺寸与被加工工件的表面尺寸相适应。平面轮廓的

加工，常采用立铣刀;铣削平面时，应选镶硬质合金刀片面铣刀：加工毛坯表面或粗加工孔时，可选取镶硬质合金刀片的铣刀;对一些立体型面和变斜角轮廓外形的加工，常采用球头铣刀、环形铣刀、锥形铣刀和梯形铣刀等。在进行曲面加工时只要在保证精度的前提下，无论是曲面的粗加工还是精加工，都应优先选择平头刀。

在数控加工中，铣削平面零件内外轮廓及铣削平面常用平底立铣刀，该刀具有关参数的经验数据如下：（1）铣刀半径RD约为零件内轮廓面的最小曲率半径的0.8-0.9倍;（2）零件的加工高度H≤（1/4-1/6）RD;（3）刀具的排列顺序应遵循以下原则：

①尽量减少刀具数量;②一把刀具装夹后，应完成其所能进行的所有加工部位;③粗精加工的刀具应分开使用;④先面后孔;⑤先进行曲面精加工，后进行二维轮廓精加工;⑥应尽可能利用数控机床的自动换刀功能，以提高生产效率。

结论

正确地选择对刀点和换刀点的位置、零件安装方法的确定、刀具及其切削用量的选择、工艺文件的编写以及数控加工工序与普通工序的衔接等等有明确的认识，应尽量做到工序集中，工艺路线最短，机床辅助时间最少。

参考文献

[1]周济，周艳红.数控加工技术.北京：国防工业出版社，2002：l～70.

[2]杨皖苏，严鸿和.机械科学与技术，1997，26（4）：l～6.