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数控机床加工工艺分析及加工路线确定
日期：2009年10月13 来源：本站原创 关键字：数控机床
数控机床加工工艺路线设计与通用机床加工工工艺路线设计的主要区别在于：它往往不是指从毛坯到成品的整个工艺过程，而仅是几道数控加工工序工艺过程的具体描述。因此在丁 艺路线设计中—定要注意到，由于数控加工厂序一般都穿插于零件加工的整个工艺过程中， 因而要与普通加丁工艺衔接好。
数控机床加工零件的厂艺分析必须注意以下几点。
1．选择合适的对刀点
所谓“对刀点”，就是刀具相对零件的起点，又称“起刀点”，也就是程序运行的起点。对刀点选定后，便确定了机床坐标系和零件坐标系的关系。
刀具在机床上的位置是有“刀位点’’的位置表示的。对于立铣刀、端铣刀和钻头而言，指的是它们的底面中心；对于球头铣刀指的是球头球心；对于车刀和镗刀指的是它们的刀尖。
选择对刀点的原则如下：
(1)为了提高零作的加千精度，刀具的起点应尽量选在零件的设汁基准或下艺基准上。 例如以孔定位的零件，应将孔的中心作为对刀点。
(2)‘‘对刀点’’应选在对刀方便的位置，以便于观察和检测。
(3)”对刀点’’选择应便于数值计算，对于建立了绝对对坐标系的数控机床，“对刀点”最好选在该坐标系的原点上，或已知坐标值的点上。
(4)在加下中心机床上由于加了过程要换刀，每次换刀所选择的换刀位置要在工件的外部，以免换刀时工件与机床相碰。
2．加工方法选择及加工路线确定
理想的加工程序不仅应保证加丁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亢分的发挥。
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。
1)工艺路线确定的原则
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。与普通机床加丁相比，加丁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，粗加工和精加工常常在一次装夹下完成，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，应将粗加工和精加 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)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他部位。同时应尽量减少空行程，用同一把刀加工丁件的多 个部位时，应以最短的路线到达各加丁部位．
(3)简化数值计算和减少程序段，减少编程丁作量。
(4)根据工件的形状、刚度、加工余量、机床系统的剐度等情况，确定循环加工次数。
(5)合理设计刀具的切人与切出的方向．采用单向趋近定位方法，避免传动系统反向间隙而产生的定位误差。
(6)合理选用铣削加工中的顺铣或逆铣方式。一般来说，数控机床采用滚珠丝杠，运动 间隙很小，因此顺铣的优点多于逆铣。
2)加工路线确定
在数控加工中，刀具相对于丁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。下面是走刀路线确定的原则：
(1)寻求最短加了路线。
选择正确最短的加下路线可节省定位时间，提高了加工效率。
(2)最终轮廓一次走刀完成。
为保证丁件轮廓表面加丁后的粗糙度要求，最终轮廓应安排在最后一次走刀中连续加工出来。
(3)选择切入切出方向。
考虑刀具的进、退刀(切人、切出)路线时，刀具的切出或切入点应在沿零件轮廓的切线 上，以保证工件轮廓光滑；应避免在工件轮廓面上垂直上、下刀而划伤工件表面；尽量减少 在轮廓加丁切削过程中的暂停(切削力突然变化造成弹性变形)，以免留下刀痕。
(4)选择使工件在加工后变形小的路线。
对横截面积小的细长零件或薄板零件应采用分几次走刀加丁到最后尺寸或对称去除余量法安排走刀路线。安排工步时，应先安排对工件刚性破坏较小的工步。
3．数控加工工艺路线设计
数控加工工艺路线设计中应注意以下几个问题：
1)工序的划分
根据数控加工的特点，数控加工工序的划分一般可按下列方法进行：
(1)以一次安装，加工作为一道工序．这种方法适合于加工内容较少的工件，加下完后就能达到待检状态．
(2)同一把刀具加工的内容划分工序。有些工件虽然能在一次安装中加工出很多待加 丁表面，但考虑到程序太长，会受到某些限制，如控制系统的限制(主要是内存容量)、机床连续工作时间的限制(如一道工序在一个工作班内不能结束)等．此外，程序太长会增加出错与检索的困难。因此程序不能太长，一道工序的内容不能太多．
(3)以加丁部位划分工序。对于加工内容很多的工件，可按其结构特点将加工部位分成几个部分，如内腔、外形、曲面或平面，并将每一部分的加工作为一道工序。
(4)粗精加工划分工序．对于精加工后易发生变形的工件，由于粗加工后可能发生的变形需要进行校形，故一般来说，凡要进行粗、精加丁的都要将工序分开。
2)顺序的安排
顺序的安排应根据零件的结构和毛坯状况，以相同的定位、夹紧方式或同一把刀具加丁 的丁序，最好连续加丁，以减少重复定位次数、换刀次敷与挥动压板次数；加千顺序的安排 应根据工件的结构和毛坯状况，选择工件定位和安装方式，重点保证工件的刚度不被破坏，尽量减少变形，因此加工顺序的安排应遵循以下原则：
（1）上道工序的加工不能影响下道工序的定位与夹紧，中间穿插有通用机床加工工序的也应综合考虑。
（2）先加工工件的内腔后加工工件的外轮廓。
（3）尽量减少重复定位与换刀次数。
（4）在一次安装加工多道工序中，先安排对工件刚性破坏较小的工序。
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