浅述数控车床加工中走刀路线的合理确定

浅述数控车床加工中走刀路线的合理确定摘要：在数控加工中，刀具刀位点相对于工件运动的轨迹称为进给路线，也称走刀路线。它不但包括了工步的内容，而且也反映出工步的顺序。在数控加工中，进给路线是由数控系统控制的。它对零件的加工质量、加工效率有直接影响，因此，工序设计时必须拟定好刀具合理的进给路线。关键词：数控车床；走刀路线；原则；确定方法中图分类号：TG659文献标识码：A1确定走刀路线的原则工步的划分与安排一般可随走刀路线来进行，在确定走刀路线时，主要遵循以下几点原则：1.1加工路线应保证被加工工件的精度和表面粗糙度；1.2应使加工路线最短，以减少空行程时间，提高加工效率；1.3尽量简化数学处理时的数值计算工作量，以简化编程工作；1.4当进给路线重复时，为了简化编程，缩短程序长度，应使用子程序。此外，确定加工路线时，还要考虑工件的形状与刚度、加工余量的大小，机床与刀具的刚度，合理的切入与切出方向等。2走刀路线的确定方法走刀路线的确定原则是在保证加工质量的前提下，使加工程序具有最短的走刀路线，这样不仅可以节省整个加工过程的执行时间，还能减少一些不必要的刀具消耗及机床进给滑动部件的磨损等。2.1粗车走刀路线2.1.1外圆粗车G71适于切削区轴向余量较大的细长轴套类零件的粗车，使用该方式加工可减少径向分层次数，使走刀路线变短2.1.2端面粗车G72用于切削区径向余量较大的轮盘类零件的粗车加工，并使得轴向分层次数少。2.1.3环状粗车G73适合周边余量较均匀的铸锻坯料的粗车加工，对从棒料开始粗车加工，则会有很多空行程的切削进给路线。如图1所示。图1粗车走刀路线若按图2（a）所示，从右往左由小到大逐次车削，由于受背吃刀量不能过大的限制，所剩的余量就必然过多；按图2（b）所示，从大到小依次车削，则在保证同样背吃刀量的条件下，每次切削所留余量就比较均匀，是正确的阶梯切削路线。图2走刀路线与切削余量的关系2.2精车走刀路线为保证工件轮廓表面加工后的粗糙度要求，零件在最终精加工轮廓时，应安排在最后一次走刀连续加工出来。合理选取起刀点、切入点和切入方式，保证切入过程平稳，没有冲击。认真考虑刀具的切入和切出路线，尽量减少在轮廓处停刀，以避免切削力突然变化造成弹性变形而留下刀痕。一般应沿着零件表面的切削方向切入和切出，尽量避免沿工件轮廓垂直方向进、退刀而划伤工件。对各部位精度要求不一致的精车走刀路线，当各部位精度相差不是很大时，应以最严的精度为准，连续走刀加工所有部位；若各部位精度相差很大，则精度接近的表面安排在同一把刀走刀路线内加工，并先加工精度较低的部位，最后再单独安排精度高的部位的走刀路线。2.3空行程走刀路线2.3.1起刀点的设置粗加工或半精加工时，多采用系统提供的简单或复合车削循环指令加工。使用固定循环时，循环起点通常应设在毛坯外面。如图3所示。图3起刀点即：起刀点尽量靠近工件，减少空走刀行程，缩短进给路线，节省在加工过程中的执行时间。2.3.2换刀点的设置换刀点是指刀架转动换刀时的位置，应设在工件及夹具的外部，以换刀时不碰工件及其他部件为准，并力求换刀移动路线最短。2.3.3退刀路线的设置刀具加工的零件的部位不同，退刀的路线也不相同，如图4所示。2.3.3.1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。2.3.3.2径-轴向退刀方式刀具先径向垂直退刀，到达指定位置时再轴向退刀。适于切槽加工的退刀。2.3.3.3轴-径向退刀方式刀具先轴向垂直退刀，到达指定位置时再径向退刀。适于镗孔加工的退刀。图4退刀路线此外，要避免刀具与非加工面的干涉，并避免刀具与工件相撞。如工件中有槽需要加工，在编程时要注意进退刀点应与槽方向垂直，进刀速度不能用“G00”速度。“G00”指令在退刀时尽量避免“X、Z”同时移动使用。2.4特殊的走刀路线图5（a）所示的进给方法，当刀尖运动到圆弧的换象限处，即由-Z、-X向-Z、+X变换时，吃刀抗力Fp与传动横滑板的传动力方向由原来相反变为相同，若螺旋副间有机械传动间隙，就可能使刀尖嵌入零件表面（即扎刀）。图5（b）所示的进给方法，因为刀尖运动到圆弧的换象限处，即由+Z、-X向+Z、+X方向变换时，吃刀抗力Fp与丝杠传动横向滑板的传动力方向相反，不会受螺旋副机械传动间隙的影响而产生嵌刀现象。图5特殊的走刀路线2.5车螺纹时的轴向进给走刀路线在数控车床上车螺纹时，沿螺距方向的Z向进给应和车床主轴的旋转保持严格的速比关系。因此，进刀点与退刀点要留有一定的余量，即螺纹升速段与降速段，如图6所示。应避免在进