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[数控车技师论文]数控机床加工工艺路线研究
    理想加工程序不仅应确保加工出符合图样合格工件，同时应能使数控机床功效得到合理应用和充足发挥。数控机床是一个高效率自动化设备，它效率高于一般机床2~3倍，所以，要充足发挥数控机床这一特点，必需熟练掌握其性能、特点、使用操作方法，同时还必需在编程之前正确地确定加工方案。

    在数控机床加工过程中，因为加工对象复杂多样，尤其是轮廓曲线形状及位置千变万化，加上材料不一样、批量不相同多方面原因影响，在对具体零件制订加工方案时，应该进行具体分析和区分对待，灵活处理。只有这么，才能使制订加工方案合理，从而达成质量优、效率高和成本低目标。

    在对加工工艺进行认真和仔细分析后，制订加工方案通常标准为先粗后精，先近后远，先内后外，程序段最少，走刀路线最短，因为生产规模差异，对于同一零件加工方案是有所不一样，应依据具体条件，选择经济、合理工艺方案。

    1、加工工序划分

    在数控机床上加工零件，工序能够比较集中，一次装夹应尽可能完成全部工序。和一般机床加工相比，加工工序划分有其自己特点，常见工序划分标准有以下两种。

    1.1 确保精度标准

    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，为降低热变形和切削力变形对工件形状、位置精度、尺寸精度和表面粗糙度影响，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，留少许余量精加工，来确保表面质量要求。同时，对部分箱体工件，为确保孔加工精度，应先加工表面以后加工孔。

    1.2 提升生产效率标准

    数控加工中，为降低换刀次数，节省换刀时间，应将需用同一把刀加工加工部位全部完成后，再换另一把刀来加工其它部位。同时应尽可能降低空行程，用同一把刀加工工件多个部位时，应以最短路线抵达各加工部位。

    实际中，数控加工工序要依据具体零件结构特点、技术要求等情况综合考虑。

    2、加工路线确实定六剑客职教园（最大无偿职教教学资源网站）

    在数控加工中，刀具（严格说是刀位点）相对于工件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路径，包含切削加工路径及刀具引入、返回等非切削空行程。影响走刀路线原因很多，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，刀具刚度、耐用度及状态，机床类型和性能等，加工路线确实定首先必需确保被加工零件尺寸精度和表面质量，其次考虑数值计算简单，走刀路线尽可能短，效率较高等。
    下面举例分析研究数控机床加工零件时常见加工路线。

    2.1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，车圆锥加工路线图1所表示。

图1 车圆锥加工路线
    按图1（a）阶梯切削路线，二刀粗车，最终一刀精车；二刀粗车终刀距S要作正确计算，可有相同三角形得：

    此种加工路线，粗车时，刀具背吃刀量相同，但精车时，背吃刀量不一样；同时刀具切削运动路线最短。

    按图1（b）相同斜线切削路线，也需计算粗车时终刀距S，一样由相同三角形可计算得：

    按此种加工路线，刀具切削运动距离较短。

    按图1(c)斜线加工路线，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改变，且刀具切削运动路线较长。

    2.2 车圆弧加工路线分析

    应用G02（或G03)指令车圆弧，若用一刀就把圆弧加工出来，这么吃刀量太大，轻易打刀。所以，实际车圆弧时，需要多刀加工，先将大多出量切除，最终才车得所需圆弧。

    下面研究分析车圆弧常见加工路线。

图2 圆弧切削路线形式
    在图2中，a图表示为同心圆形式，b图表示为等径圆弧（不一样圆心）形式，c图表示为三角形形式，d图表示为梯形形式。不一样形式切削路线有不一样特点，了解它们各自特点，有利于合理地安排其走刀路线。现分析上述多个切削路线：程序段数最少为同心圆形式及等径圆形式；走刀路线最短为同心圆形式，其它依次为三角形梯形及等径圆形式；计算和编程最简单为等径圆形式（可利用程序循环功效），其它依次为同心圆、三角形式和梯形形式：金属切除率最高、切削力分布最合理为梯形形式；精车余量均匀为同心圆形式。

图3 阶梯切削路线车圆弧
    图3为车圆弧阶梯切削路线。即先粗车成阶梯，最终一刀精车出圆弧。此方法在确定了每刀吃刀量ap后，须正确计算出粗车终刀距S，即求圆弧和直线交点。此方法刀具切削运动距离较短，但数值计算较繁。

图4 同心圆弧切削路线车圆弧
    图4为车圆弧同心圆弧切削路线。即用不一样半径圆来车削，最终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°圆弧起点、终点坐标较易确定，数值计算简单，编程方便，常采取。但按图4b加工时，空行程时间较长。

图5 车锥法切削路线车圆弧
    图5为车圆弧车锥法切削路线。即先车一个圆锥，再车圆弧。但要注意，车锥时起点和终点确实定，若确定不好，则可能损坏圆锥表面，也可能将余量留得过大。确定方法图5所表示，连接OC交圆弧于D，过D点作圆弧切线AB。

    由几何关系CD=OC-OD=一日=0.4148，此为车锥时最大切削余量，即车锥时，加工路线不能超出AB线。由图示关系，可得AC=BC=0.5868，这么可确定出车锥时起点和终点。当R不太大时，可取AC=BC=0.5R。此方法数值计算较繁，刀具切削路线短。

图6 切削螺纹时引入、引出距离
    3、车螺纹时轴向进给距离分析
    车螺纹时，刀具沿螺纹方向进给应和工件主轴旋转保持严格速比关系。考虑到刀具从停止状态抵达指定进给速度或从指定进给速度降至零，驱动系统必有一个过渡过程，沿轴向进给加工路线长度，除确保加工螺纹长度外，还应增加δ1（2mm~5mm）刀具引入距离和δ2（1mm~2mm）刀具切出距离，图6所表示。这么来确保切削螺纹时，在升速完成后使刀具接触工件，刀具离开工件后再降速。

    4、轮廓铣削加工路线分析

    对于连续铣削轮廓，尤其是加工圆弧时，要注意安排好刀具切入、切出，要尽可能避免交接处反复加工，不然会出现显著界限痕迹。用圆弧插补方法铣削外整圆时，要安排刀具从切向进入圆周铣削加工，当整圆加工完成后，不要在切点处直接退刀，而让刀具多运动一段距离，最好沿切线方向，以免取消刀具赔偿时，刀具和工件表面相碰撞，造成工件报废。铣削内圆弧时，也要遵守从切向切入标准，安排切入、切出过渡圆弧，来提升内孔表面加工精度和质量。

    5、多孔加工路线分析

    对于位置精度要求精度较高孔系加工，尤其要注意孔加工次序安排，安排不妥时，就有可能将沿坐标轴反向间隙带入，直接影响位置精度。