数控加工技术基础：第三章4：走刀路线和加工参数1

1、4 走刀路线和加工参数,毛坯与加工余量 切削用量 走刀路线 切人与切出 非切运动,一、加工余量,加工余量,加工过程中，所切去的金属层厚度,工序余量,相邻两工序的工序尺寸之差,加工总余量,毛坯尺寸与零件图样的设计尺寸之差,影响加工余量的主要因素,前工序的尺寸公差Ta（Ta越大, 就越大）； 前工序的位置误差； 前工序的表面质量(Ra+Ha)； 本工序的安装误差； 其它：如热处理引起的工件变形(若变形过大而余量不足而报废),确定加工余量的方法,确定加工余量的方法,进给量,切削速度(V),背吃刀量ap,二、切削用量的确定,合理选择切削用量的原则,粗加工时，一般以提高生产率为主，但也应考虑经济性和加工

2、成本； 半精加工和精加工时，应在保证加工质量的前提下，兼顾切削效率、 经济性和加工成本。 具体数值应根据机床说明书、切削用量手册，并结合经验而定。 切削速度的选择主要取决于被加工工件的材质；进给速度的选择主要取决于被加工工件的材质及刀具的直径。刀具生产厂家的刀具样本附有刀具切削参数选用表，可供参考。 但切削参数的选用同时又受机床、刀具系统、被加工工件形状以及装夹方式等多方面因素的影响，应根据实际情况适当调整切削速度和进给速度。 当以刀具寿命为优先考虑因素时，可适当降低切削速度和进给速度,选择切削用量的原则,在工艺系统刚性允许时，应首先选择一个尽可能大 的 ap ，其次选择一个较大的f，最后在刀

3、具耐用度 和机床功率允许条件下选择一个合理的Vc, ap的选择 ：主要根据加工余量和工艺系统的刚度确定 粗加工时，在留下精加工、半精加工的余量后，尽可能一次走刀将剩下的余量切除； 当冲击载荷较大（如断续表面）或工艺系统刚度较差（如细长轴、镗刀杆、机床陈旧） 时，可适当降低，使切削力减小； 精加工时，应根据粗加工留下的余量确定，采用逐渐降低的方法，逐步提高加工精度 和表面质量； 一般精加工时，取0.050.8；半精加工时，取1.03.0, f的选择 粗加工时，f主要受刀杆、刀片和机床、工件等强度、刚度所承受的切削力限制， 一般根据刚度来选。工艺系统刚度好时，可用大些的f；反之，适当降低f； 精加

4、工、半精加工时，f应根据工件的Ra要求选。Ra要求小的，取较小的f，但又 不能过小，因为f过小，切削厚度过薄，Ra反而增大，且刀具磨损加剧。若刀具的刀 尖圆弧半径愈大，则f可选较大值,Vc的选择 主要根据工件材料、刀具材料和机床功率来选 刀具材料好，可选得高些； Ra值要求小的，要避开积屑瘤、鳞刺产生的Vc ，高速钢刀取小Vc5 mmin ，硬质合金取较高的Vc=130160 m/min； 表面有硬皮或断续切削时，应适当降低； 工艺系统刚性差的，应减小Vc,切削用量的选择,切削速度(vc),D1(mm);铣刀直径(3.14):圆周率n(min-1):主轴转速vc(m/min):切削速度,平面铣

5、削加工的计算式,切削用量选用综合实例,三、走刀路线,走刀路线是指数控加工过程中刀具相对于被加工件的运动轨迹和方向。加工路线的合理选择是非常重要的，因为它与零件的加工精度和表面质量密却相关。,（一）确定走刀路线的一般原则,1）保证零件的加工精度和表面粗糙度要求； 2） 方便数值计算，减少编程工作量。 3） 寻求最短加工路线，减少空刀时间以提高加工效率。 4） 尽量减少程序段数。 5） 保证工件轮廓表面加工后的粗糙度的要求，最终轮廓应安排最后一走刀连续加工出来。 6 ） 注意拐角的变化 7） 刀具的进退刀（切入与切出）路线也要认真考虑，以尽量减少在轮廓处停刀（切削力突然变化造成弹性变形）而留下刀痕

6、，也要避免在轮廓面上垂直下刀而划伤工件。,零件上的孔系。中图的走刀路线为先加工完外圈孔后，再加工内圈孔。若改用右图的走刀路线，减少空刀时间，则可节省定位时间近一倍，提高了加工效率。 最短路径的实例：,第2章 数控加工工艺设计,1、孔系走刀路线,2、数控车削走刀路线的确定,阶梯切削路径 相似线切削路径,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所示。 按图a中的阶梯切削路线，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：,D-d 2,L,D-d 2,S,-,ap,D-d 2,L（,D-d 2,S,-,ap）,此种加工路线，粗车时

7、，刀具背吃刀量相同，但精车时，背吃刀量不同。,（1）车圆锥的加工路线分析,车圆锥的加工路线分析,按图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出。按此种加工路线，刀具切削运动的距离较短。,按图c的斜线加工路线，只需确定每次背吃刀量ap，而不需计算终点，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）车圆弧的加工路线分析,车圆弧，需要多刀加工，先将大多余量切除，最后才车得所需圆弧。,右图为车圆弧的阶梯切削路线。即先粗车成阶梯，最后一刀精车出圆弧。此方法在确定了每刀吃刀量ap后，须精确计算出粗车的终刀距S，即求圆弧与直线的交点。此方法刀具切削

8、运动距离较短，但数值计算较繁。,右图为车圆弧的同心圆弧切削路线。即用不同的半径圆来车削，最后将所需圆弧加工出来。此方法在确定了每次吃刀量aP后，对90圆弧的起点、终点坐标较易确定，数值计算简单，编程方便，常采用。但按图b加工时，空行程时间较长。,右图为车圆弧的车锥法切削路线。即先车一个圆锥，再车圆弧。但要注意，车锥时的起点和终点的确定，若确定不好，则可能损坏圆锥表面，也可能将余量留得过大。确定方法如图所示，连接OC交圆弧于D，过D点作圆弧的切线AB。,车圆弧的加工路线分析,2、数控铣削走刀路线的确定,（1）铣削零件表面时，要正确选用铣削方式。 （2）进给路线尽量短，以减少加工时间。 （3）进刀

9、、退刀位置应选在零件不太重要的部位，并且使刀具沿零件的切线方向进刀、退刀，以避免产生刀痕。在铣削内表面轮廓时，切入切出无法外延，铣刀只能沿法线方向切入和切出，此时，切入切出点应选在零件轮廓的两个几何元素的交点上。 （4）先加工外轮廓，后加工内轮廓。,外表面走刀路线,环切法,行切法,行切+环切法,型腔加工,型腔三种走刀路线,问题的最佳解决方案： 使用圆角半径比角圆角半径小的刀具。用圆插补 加工角落。这种加工方法通过刀具的运动产生了光 滑和连续的过渡，产生振动的可能性大大地降低了。 另一种解决方案是通过圆插补产生比图样上的规 定稍大些的圆角半径。这是很有利的，这样，有时 就可在粗加工中使用较大的刀具，以保持高生产率。 在角落处余下的加工余量可以采用较小的刀具进行 固定铣削或圆插补切削,加工型腔角落的方法,四、切人与切出,平面内的切人与切出： 考虑刀具的进、退刀（切入、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；尽量减少在轮廓加工切削过程中的暂停（切削力突然变化造成弹性变形），以免留下刀痕，如右图所示。 圆弧切入实例 切线切入实例,型腔加工,开始切削型腔的方法,层与层之间的切人与切出,坡走铣,螺旋插补铣,主要有以下三种方法： 预钻削起始孔:不推荐这种方