数控加工中心加工路线的选择

数控加工中心加工路线的选择

梁新辉&sup1,马贺威&sup2,

（1.长城汽车股份有限公司河北保定071000；

长城汽车股份有限公司河北保定071000）

摘要：数控机床是一种高速度、高效率，高精度的自动化设备，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确定好加工工艺路线，走刀路线即为数控加工过程中刀具的刀位点相对于工件的运动轨迹，它反映了工序的加工过程。因此，确定合理的走刀路线是保证数控加工精度和表面质量的重要工艺措施之一，也是编写数控程序的前提，确定合理的走刀路线，也是提高数控加工生产效率重要手段之一。

关键词：工艺路线；数控加工

前言：

在现代数控加工过程当中，合理的加工路线不仅可以保证加工工件的质量，同时还可以提高加工的效率，提高生产量。因此数控加工中心在选择加工路线时，必须全面考虑工序的正确划分及合理的顺序安排，设计出零件最合理的最优的加工路线。

1加工工艺路线的制定原则

根据零件的材料、结构和技术要求不同，各种零件的加工工艺是不同的，即使是同类型的零件，由于生产条件和批量大小的不同，其工艺也不同，因此，必须根据具体情况制定合理的工艺路线。影响加工工艺路线的因素有工艺方法、工件材料及状态、加工精度及表面粗糙度要求，还有工件刚度、加工余量、刀具的刚度、耐用度、机床类型及工件的轮廓形状等。因此在确定走刀路线时应遵循以下原则。

1.1加工工艺路线应保证被加工件的精度及表面粗糙度，且效率较高；

1.2数值计算简便，以减少编程工作量；

1.3应使加工工艺路线最短，这样减少程序段，又可以减少空刀时间；

1.4为保证工件轮廓表面加工后的粗糙度要求，最终轮廓一次走刀完成；

1.5选择使工件在加工后变形小的路线。

2车削加工加工路线的选择

车削加工路线的确定原则是保证加工质量的前提下，走刀路线最短。

2.1粗车时走刀路线可以根据切削的位置进行改变，如粗车外圆时，可以采用减少径向分层数的走刀方式，车端面时可以用减少轴向分层次数的方式；

2.2精车时，要以保证零件的加工精度，零件的最终加工精度是最后一次加工后的精度，进刀及退刀的位置要考虑清楚，并且最后一次的加工要一次连续加工完成。

2.3换刀位置应在工件和夹具的外面，换刀时保证不碰到其他部件，并且换刀路线要短。

2.4退刀路线要依据所加工的位置而定，外圆表面的加工可以采用斜线退刀方式；切槽的加工可以采用径-轴向的退刀方式；镗孔的退刀可以采用轴-径向退刀方式。

在加工中心上车螺纹时，要保证沿螺距方向的进给和机床主轴的旋转保持严格的速比，所以加工时避免机床加速或减速切削。

3铣削加工路线的选择

进行铣削加工路线的选择时，首先要确定工件是采用顺铣还是逆铣的方式，选择的标准是机床的进给机构是否有间隙及工件表面有无硬皮。工件表面无硬皮，机床进给机械无间隙时采用顺铣的方式，若工件表面有硬皮，机床进给机构有间隙时，采用逆铣的方式。几种不同的轮廓铣削的进给路线的选择：

3.1铣削外轮廓的进给路线：采用立铣刀侧刃铣削方式，选择切入路线应当沿切削轮廓的延伸线切入，退刀时，要沿轮廓的延伸线退刀。用圆弧插补法铣削外圆时，同样沿切线方向进入，退刀时沿切线方向多运动一段距离。

3.2铣削内轮廓的进给路线：如果轮廓不允许外延，进退刀时按照法线方向切入和退出，当采用圆弧插补法铣削时，应当选择从圆弧过渡到圆弧的加工方法，保证加工的精度。

3.3铣削内槽时的进给路线：加工工艺都采用平底立铣刀，铣削的方式有行切法和环切法及两种方法混合，这两种方法优缺点是行切法会在铣削的起点和终点留下残留，表面粗糙度达不到要求，但进给路线短；环切法能达到粗糙度要求，但刀位点的计算比较复杂。

3.4铣削曲面轮廓的进给路线：加工方法通常是用球形刀，采用行切法进行加工，通过控制刀具切削时行间的距离来满足工件加工精度的要示。由于曲面边界没有其他表面的限制，所以球形刀从边界处开始切入。

4钻削加工路线的选择

在确定钻削加工的路线时，对于精度要求比较高的孔，钻削时要保证各个孔的基本定位方向是一致的，以免孔与孔之间出现定位精度的误差，影响工件的质量。对于多孔的加工，还要考虑到加工路径的问题，要保证加工路径最短，提高实际钻孔加工的的效率，达到最优的设计路线。

5加工线路的选择时要注意的问题

5.1加工路线的选择首先必须要保证的是工件的精度和表面粗糙度达到要求，并且加工的效率要高。

5.2选择的加工路线要最短，一方面可以减少空刀的时间，另一方面还可以减少编程量。选择合理的刀具切入点及退刀点，优化加工路径，提高加工效率。

5.3选择路线还要考虑到工序问题，在一次走刀过程中，尽量加工多的工作面，在一次装夹中，用一把刀具完成最多的加工表面。从而减少换刀和装夹的次数，同时也能够优化加工路线，提高了效率。

5.4选择合理的切削量，粗加工时，可以适当增加切削量，在半精加工和精加工时，在保证加工精度和粗糙度的前提下，还要兼顾切削效率。

5.5对于工件表面进行加工时，要尽量一次走刀完成，如果走刀过程中突然停刀，切削力突然减小，刀具在工件表面会留下划痕，影响了工件表面的精度要求。加工圆弧时要选择合理的进给量，防止出现爬行现象。

5.6编程的过程中，应当多采用子程序、宏程序的调用、镜像等功能，使设计的进给路线更加清晰有规律，同时也减少了编程量。

6确定加工路线的一般步骤

首先根据毛坯的材料及零件的轮廓形状、尺寸、加工精度选用合适的机床，然后对数控加工零件的工艺进行分析，工艺分析包括很多方面，从加工的可能性方面，①零件图上的尺寸标注应当适应数控加工的特点，应以同一基准引注尺寸或直接给出尺寸坐标。②构成零件的轮廓的几何元素条件应当充分，方便在对零件轮廓所有几何元素定义。从加工的方便性方面，就是对进给路线的制定，前面提到了几种加工方法路线的选择的问题，就是从方便性的角度来讲的。再次，是对加工方法的选择及加工方案的确定，以保证零件的精度和表面粗糙度为目的，选择合理的方案。工序的划分要尽量在一次装夹中尽可能完成多的工序，工步的划分主要从加工精度和效率两方面考虑。除此之外，还要考虑到零件的安装与夹具的选择，不同形状的零件根据其定位的不同，装夹的方法就不同，从而夹具的选择也不同。夹具的选择要注意两个方面，一是要保证夹具的坐标方向与机床的坐标相对固定；二是要保证零件和机床坐标的尺寸关系。选择合理的刀具及合适的切削量，主要是保证零件的加工精度及表面的粗糙度。综合考虑到以上这些方面的因素，从而制定出合理的加工路线。

结语：

数控加工中心加工路线的选择时，在保证加工精度和表面粗糙度的基础上，还要适当的考虑生产的效率和加工质量，尽量的减少换刀次数及装夹次数，减少刀具空刀行程，缩短加工路线，减少编程量，从而达到最优的路线设计

参考文献：

[1]徐跃增.箱体零件数控加工路线研究[J].制造业自动化，2011，33（2）：210-212.

[2]王景玉.数控加工过程工艺方案的优化设置与分析[J].金属加工：冷加工，2010（16）：30-31.