数控车床加工工艺进给路线的研究

ＦＩ Ｃ
ＤＧ Ｊ
Ｈ
Ｅ Ｂ
Ｊ Ｇ Ｄ
Ｉ Ｆ
Ｃ
Ｂ
ＥＨＫ
Ａ
Ａ
（ａ）
（ｂ）
图 １ 巧设对（换）刀点
２ 最短的切削进给路线
数控车削加工过程中，如何使刀具进给路线最 短，可以有效地条生产效率，降低刀具的损耗等。在 安排粗加工或半精加工的切削进给路线时，应同时 兼顾到被加工零件的刚度及加工的工艺性等要求。 ２．１ 沿外形轮廓车削进给路线安排
参考文献： ［１］ 上海市大专院校机械制造工艺学协作组．机械制造工艺学
［Ｍ ］．福州：福建科学技术出版社，１９９９． ［２］廖念钊，等．互换性与技术测量［Ｍ ］．北京：中国测量出版社，
２００７． ［３］梁国民．质量检验员手册［Ｋ ］．北京：机械工业出版社，１９９３．
Ｔｈｅ Ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ａ Ｃｈｅｃｋ Ｔｏｏｌ ，Ｗｈｉｃｈ Ｍｅａｓｕｒｅｓ ｔｈｅ Ｄｉｓｔａｎｃｅ ｂｅｔｗｅｅｎ Ｖａｌｖｅ Ｇｕｉｄｅ ａｎｄ Ｃａｍｓｈａｆｔ Ｂｏｒｅ Ｃｅｎｔｅｒ
卡盘
螺纹进给距离
δ２
δ１
０
Z
刀架
X
图 ６ 车削螺纹时引入、超越距离
同心圆法
等径法
三角形法
图 ４ 车凹弧加工路线分析
梯形法
３ 大余量毛坯的阶梯切削进给路线
如图 ５ 所示为车削大余量工件的两种加工路
５ 结束语
数控车床的加工中，根据实际情况，在保证加工 品质的前提下，合理安排进给路线，使加工程序具有 最短的进给路线，不仅可以简化程序编制节省整个 加工过程的执行时间，还可以减少一些不必要的刀 具磨损以及机床消耗。在实际加工中应注意分析、研
如图 １ 所示采用矩形循环加工方式进行粗车时 的进给路线，考虑精车换刀方便，图 １（ａ）中换刀点与 起刀点重合，设在距离毛坯较远的 Ａ 点位置，图 １ （ｂ） 则是将起刀点与对刀点分离，并设于图 Ｂ 点位
置，两者加工进给路线相同。在相同的背吃刀量下， 显然按图 １ （ｂ） 方式加工刀具空行程时间要比图 １ （ａ）短。
ＬＩ Ｒ ｕｉ－ｂｉｎ （Ｙ ａｎｇｑｕａｎ Ｃ ｏｌｌｅｇｅ ，Ｔａｉｙｕａｎ Ｕ ｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｙ ａｎｇｑｕａｎ Ｓｈａｎｘｉ０４５０００，Ｃ ｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｔｈｅ ｆｅｅｄ－ｐａｔｈｓ ａｒｅ ｔｈｅ ｍ ｏｔｉｏｎ ｔｒａｃｅ ｏｆｔｈｅ ｔｏｏｌｉｎ ｔｈｅ ｗ ｈｏｌｅ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｏｐｅｒａｔｉｏｎｓ ａｎｄ ｔｈｅ ｉｍ ｐｏｒｔａｎｔｂａｓｉｓ ｏｆ ｗ ｒｉｔｉｎｇ ｐｒｏｃｅｓｓ ｐｒｏｇｒａｍ ｓ ｉｎ ｔｈｅ ｍ ａｃｈｉｎｉｎｇ ｏｆ ｎｕｍ ｅｒｉｃａｌ ｃｏｎｔｒｏｌ ｌａｔｈｅ． Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ ｈｏｗ ｔｏ ａｒｒａｎｇｅ ｔｈｅ ｆｅｅｄ－ｐａｔｈｓ ｉｎ ｔｈｅ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｏｆｔｕｒｎｉｎｇ ｏｆＣ Ｎ Ｃ ｉｎ ｄｅｔａｉｌ．Ｉｔｈａｓ ｃｅｒｔａｉｎ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｃｅ ｔｏ ａｃｔｕａｌｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ： ｔｈｅ ｎｕｍ ｅｒｉｃａｌｃｏｎｔｒｏｌｌａｔｈｅ；ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ；ｆｅｅｄ－ｐａｔｈｓ；
11
11111
11
Equipment Manufactring Technology No.8，2011
11111 工艺与工装
数控车床加工工艺进给路线的研究
李瑞斌
（太原理工大学 阳泉学院，山西 阳泉 ０４５０００）
摘 要：在数控车床加工过程中，进给路线是刀具在整个加工工序中的运动轨迹也是编写加工程序的重要依据，从实 例出发详细阐述了在数控车削加工工程中如何合理安排进给路线，对实际加工具有一定的指导意义。 关键词：数控车床；加工工艺；进给路线；
Ｈ Ｅ Ｓｈｉ－ｙｏｕ，ＬＡ Ｎ Ｌｉ－ｊｕａｎ （Ｌｉｕｚｈｏｕ Ｗ ｕｌｉｎｇ ＬｉｕｊｉＰｏｗ ｅｒ Ｃ ｏ．，Ｌｔｄ．，Ｌｉｕｚｈｏｕ Ｇ ｕａｎｇｘｉ５４５００５，Ｃ ｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｉｔ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅ ｔｈｅ ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ａ ｃｏｍ ｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅ ｃｈｅｃｋ ｔｏｏｌ ，ｗ ｈｉｃｈ ｍ ｅａｓｕｒｅｓ ｔｈｅ ｄｉｓｔａｎｃｅ ｂｅｔｗ ｅｅｎ ｔｈｅ ｅｎｇｉｎｅ ｃｙｌｉｎｄｅｒ ｈｅａｄ ｖａｌｖｅ ｇｕｉｄｅ ａｎｄ ｃａｍ ｓｈａｆｔ ｂｏｒｅ ｃｅｎｔｅｒ． ｉｔ ｉｓ ｖｅｒｙ ｅａｓｙ ｔｏ ｏｐｅｒａｔｅ ｆｏｒ ｂａｔｃｈ ｔｅｓｔｉｎｇ， ｇｒｅａｔｌｙ ｒｅｄｕｃｅｓ ｔｈｅ ｏｐｅｒａｔｏｒ’ｓ ｌａｂｏｒ ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ，ａｎｄ ｉｍ ｐｒｏｖｅｓ ｗ ｏｒｋｉｎｇ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： ｃｙｌｉｎｄｅｒ ｈｅａｄ；ｃａｍ ｓｈａｆｔｂｏｒｅ；ｖａｌｖｅ ｇｕｉｄｅ；ｃｈｅｃｋ ｔｏｏｌ．
算最简单，为等径法其次为同心圆法、三角形法、梯形
法；切削效率最高，切削力分布最合理为梯形法；精车
余量最均匀为同心圆法。通过以上分析可以得出，数
控车床在加工凹弧时，一般选用同心圆法。
数控机床车螺纹时，沿螺距方向的 Z 向进给，应 和数控机床主轴的旋转保持严格的速度比关系，因 此应避免在进给机构加减速过程中的切削。为此要 有引入距离 δ１ 和超越距离 δ２。如图 ６ 所示，δ１ 和 δ２ 的 数值与机床拖动系统的动态特性有关，与螺纹的导 程和螺纹的精度有关。其数值可由主轴转速和螺纹 导程来确定：
（ａ）
（ｂ）
（ｃ）
图 ２ 粗车进给路线示例
如图 ２ 所示为 ３ 种粗加工时，不同切削进给路 线的安排，图 ２（ａ）表示利用数控系统具有的封闭式 符合循环功能控制刀具，沿着工件轮廓进行进给路 线，图 ２（ｂ）利用程序循环功能安排三角形进给路线，
收稿日期：２０１１－０５－１３ 作者简介：李瑞斌（１９７６—），男，山西阳泉人，讲师，研究方向：数控加工，数控原理。
δ１ ＝ ０．００１ ５ nP δ２１ ＝ ０．０００ ４２ nP 式中， n 为主轴转速（ｒ／ｍ ｉｎ）； P 为螺纹导程（ｍ ｍ）。 一般 δ１ 为 ２～５ ｍ ｍ ，对大螺距和高精度的螺纹 取最大值；δ２ 一般取 δ１ 的 １／４ 左右。若螺纹收尾处没 有退刀槽时，收尾处的形状与数控系统有关，一般按 ４５°退刀收尾。
中图分类号：ＴＧ６５９
文献标识码：Ｂ
文章编号：１６７２－５４５Ｘ（２０１１）０８－０１２０－０２
在数控机床车床加工中，加工进给路线，也就是 走刀路线，是指数控机床在加工过程中刀具刀位点的 运动轨迹和方向，即刀具从对刀点开始运动起，直至 结束加工所经过的路径，包括切削加工的路径及刀具 引入、返回等非切削空行程。加工进给路线，不仅包括 了工步的内容，而且也反映出工步的顺序，是编写数 控加工程序的依据之一。加工路线的确定，首先必须 保证被加工零件的尺寸精度和表面品质，其次要考虑 数值计算简单，走刀路线要尽量短，这样既可以减少 程序段，又可以减少空刀时间，提高加工效率。
距 S，只要确定背吃刀量 ap 就可以，编程方便简单， 但每次切削背吃刀量 ap 是变化的而且加工路线相对 较长。
２．３ 加工凹弧进给路线分析
如图 ４ 所示，数控车床加工凹弧时常用的进给路
线有同心圆法、等径法、三角形法和梯形法等数种方
法，其中程序段数最少的，为同心圆及等径法；走刀路
线最短，为同心圆，其次是三角形、梯形法、等径法；计
此外，确定加工路线时，还要考虑工件的加工余 量和机床、刀具的刚度等情况，确定是一次进给，还 是采用多次进给，来完成整个加工过程。实现合理的 加工进给路线，除了依靠大量的实践经验外，还应善 于分析总结，必要时辅助一些简单的计算。
１ 巧设对（换）刀点
对刀点，就是在数控机床上加工零件时，刀具相 对于工件运动的起点，又称为程序起点或起刀点，数 控加工过程中常常需要换刀，为了避免换刀时碰伤 工件，编程时要设置一个换刀点，换刀点可以是某一 个固定点，也可以是任意一点。在编程时，合理选择 “对刀点”和“换刀点”的位置，则可以有效缩短刀具 在对刀和换刀过程中的空行程距离，提高加工效率。
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（上接第 １２１ 页）
究、总结，不断积累经验，提高指定加工方案的水平， 对实现优质、高效生产具有重要意义。
参考文献： ［１］华茂发．数控机床加工工艺 ［Ｍ ］．北京：机械工业出版社，
２００２． ［２］张超英，罗学科．数控机床加工工艺、编程及操作实训 ［Ｍ ］．
北京：高等教育出版社，２００３． ［３］ 王 洪． 数控加工编程 编 制 ［Ｍ ］． 北 京 ：机 械 工 业 出 版 社 ，
２００５． ［４］杜国臣．数控机床编程 ［Ｍ ］．北京：机械工业出版社，２００７．
Ｔｈｅ Ｓｔｕｄｙ ｏｆ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｆｅｅｄ－ｐａｔｈｓ ｏｎ Ｎｕｍｅｒｉｃａｌ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｌａｔｈｅ
139
４ 车削螺纹加工路线
２ａｐ
２ａｐ
（ａ）
L ２Ｓ
L （ｂ）
图 ３ 车锥加工路线分析
图 ３（ａ）中加工路线与轮廓线平行，加工路线短，
切削均匀，效率高，但需要计算锥距 S，以确定 B 点坐
标值。由三角形关系
D - d = ap 得出
２l
swk.baidu.com
s ＝ ２lap 。 D-d
图 ３（ｂ）中加工路线为斜线，加工不需要计算锥
D
d
《装备制造技术》２０１１ 年第 ８ 期
线，（ａ）图是错误的阶梯切削路线；图（ｂ）按 １～５ 的 顺序切削，每次切削所留余量相等，是正确的阶梯切 削路线。因为在相同的背吃刀量的条件下，（ａ）图的 方式加工所剩的余量过多。
ap
ap
１ ２ ３ ４
５
阶梯切削后所留余量 （ａ）
阶梯切削后所留余量 （ｂ）
图 ５ 大余量毛坯的阶梯切削加工路线分析
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D
d
图 ２（ｃ）利用其矩形循环功能安排的矩形进给路线。 从以上 ３ 种切削进给路线，经分析和判断后可
知，矩形进给路线的进给总长度和最短。因此，在同 等条件下，其切削所需时间最短，刀具的损耗最少。 ２．２ 车圆锥加工路线分析
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 ３ 所示。
（下转第 １３９ 页） 121
４ 结束语
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《装备制造技术》２０１１ 年第 ８ 期 费用尽量减少。