数控车床加工工艺路线论文

数控车床加工工艺路线研究

[摘要] 本文阐述了数控车削加工过程中的加工工序的划分原则、举例说明了进给工艺路线的确定和退刀的路线选择。

[关键字] 数控车床工艺路线

理想的加工程序不仅应保证加工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充分的发挥。数控机床是一种高效率的自动化设备，它的效率高于普通机床的2-3倍，所以，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正确地确定加工方案。

在对加工工艺进行认真和仔细的分析后，制定加工方案的一般原则为先粗后精，先近后远，先内后外，程序段最少，走刀路线最短，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。

一、加工工序划分

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。与普通机床加工相比，加工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。常常粗、精加工在一次装夹下完成，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、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、提高生产效率的原则

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它部位。同时应尽量减少空行程，用同一把刀加工工件的多个部位时，应以最短的路线到达各加工部位。

实际中，数控加工工序要根据具体零件的结构特点、技术要求等情况综合考虑。

二、进给路线的确定

在数控加工中，刀具（严格说是刀位点）相对于工件的运动轨迹和方向称为进给路线。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。影响走刀路线的因素很多，有工艺方法、工件材料及其状态、加工精度及表面粗糙度要求、工件刚度、加工余量，刀具的刚度、耐用度及状态，机床类型与性能等，进给路线的确定首先必须保证被加工零件的尺寸精度和表面质量，其次考虑数值计算简单，走刀路线尽量短，效率较高等。

下面举例分析研究数控机床加工零件时常用的进给路线。

1、车圆锥的进给路线分析

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，车圆锥的进给路线如图1所示。

图1 车圆锥的进给路线

按图1（a）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：此种进给路线，粗车时，刀具背吃刀量相同，但精车时，背吃刀量不同；同时刀具切削运动的路线最短。

按图1（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：

按此种进给路线，刀具切削运动的距离较短。

按图1(c)的斜线进给路线，只需确定了每次背吃刀量ap，而不需计算终刀距，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、车圆弧的进给路线分析

应用g02（或g03)指令车圆弧，若用一刀就把圆弧加工出来，这样吃刀量太大，容易打刀。所以，实际车圆弧时，需要多刀加工，先将大多余量切除，最后才车得所需圆弧。

下面研究分析车圆弧常用进给路线。

图2 圆弧切削路线的形式

在图2中，a图表示为同心圆形式，b图表示为等径圆弧（不同圆心）形式，c图表示为三角形形式，d图表示为梯形形式。不同形式的切削路线有不同的特点，了解它们各自的特点，有利于合理地安排其走刀路线。现分析上述几种切削路线：程序段数最少的为同心圆形式及等径圆形式；走刀路线最短的为同心圆形式，其余依

次为三角形梯形及等径圆形式；计算和编程最简单的为等径圆形式（可利用程序循环功能），其余依次为同心圆、三角形式和梯形形式：金属切除率最高、切削力分布最合理的为梯形形式；精车余量均匀的为同心圆形式。

三、退刀路线

数控车床加工过程中，为了提高加工效率，刀具从起点或换到点运动到接近工件部位及加工完成后退回起始点快速运动的。数控系统退刀的路线，原则是第一安全性，及在退刀过程中不能与工件发生碰撞；第二是考虑使退刀路线最短。相比之下安全是第一位的。刀具加工零件部位不同，退刀路线的确定方式也不同，车床数控系统提供了一下三种退刀方式。

1、斜线退刀方式斜线退刀方式路线最短，适用于加工外圆表面的偏刀退刀，如图3a所示。

2、径-轴向退刀方式这种退刀方式是刀具先径向垂直退刀，到达指定位置时再轴向退刀，如图3b所示，切槽即采取此种退刀方法。

3、轴-径向退刀方式这种退刀方式与径-轴向退刀恰恰相反，如图3c所示，粗车孔即采取此种退刀方式，精车孔常采用先径向退刀，然后轴向退刀至孔外，在斜线退刀。

图3退刀路线

在数控车床上加工零件，为了保证零件的加工精度、效率和安全性，必须正确选择进给路线和正确的退刀路线。零件的加工进给

路线，应综合考虑数控系统的功能、数控车床的加工特点及零件的特点等多方面因素，灵活使用各种进给方法；退刀路线的选择首先保证加工的安全性，在退刀过程中刀具不能与工件及夹具等发生碰撞，然后，再力求退刀路线最短，从而提高生产效率。