數(shù)控加工路線的確定原則及方法

1、畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）題目 典型零件的數(shù)控銑編程設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名 單碩 學(xué)號 10022009 班 級 090204 專 業(yè) 數(shù)控技術(shù)專業(yè) 分 院 工程技術(shù)分院 指導(dǎo)教師 杜迎宇 2011 年 11 月 20 日畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書 主要內(nèi)容：（一）工序的劃分 加工順序的安排（二）數(shù)控機(jī)床加工工序和加工路線的設(shè)計(jì)（三）工件的安裝與夾具的選擇基本要求（一）設(shè)計(jì)者必須發(fā)揮獨(dú)立思考能力，創(chuàng)造性地完成設(shè)計(jì)任務(wù)，在設(shè)計(jì)中應(yīng)遵循設(shè)計(jì)規(guī)范，盡量利用國內(nèi)外先進(jìn)技術(shù)與經(jīng)驗(yàn)；（二）設(shè)計(jì)者對待設(shè)計(jì)計(jì)算、繪圖等工作應(yīng)具有嚴(yán)肅認(rèn)真一絲不茍的工作作風(fēng)，以使設(shè)計(jì)成果達(dá)到較高的水平；（三）設(shè)計(jì)者必須明確設(shè)計(jì)任務(wù)，在規(guī)定時(shí)間內(nèi)圓滿完

2、成要求的設(shè)計(jì)內(nèi)容，成果包括：設(shè)計(jì)說明書一份（按規(guī)范格式）A1圖紙4-5份。主要參考資料等：相關(guān)的設(shè)計(jì)手冊、圖冊、設(shè)計(jì)規(guī)范和論文資料等，例如：（一） 機(jī)械設(shè)計(jì) 邱宣懷等編，高等教育出版社（二） 機(jī)械設(shè)計(jì)大典 江西科技技術(shù)出版社（三） 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊 機(jī)械工業(yè)出版社（四） 新編機(jī)械設(shè)計(jì)師手冊上下冊 徐灝機(jī)械工業(yè)出版社出 論文）開題報(bào)告表摘 要數(shù)控加工工藝決策是數(shù)控加工過程中較為復(fù)雜又非常重要的環(huán)節(jié)，與加工程序的編制、零件加工的質(zhì)量、效益都有著密切的關(guān)系。工藝決策的好壞，不僅會(huì)影響機(jī)床效率的發(fā)揮，而且還將直接影響零件的加工質(zhì)量。因此，數(shù)控加工工藝決策的研究對提高被加工零件的精度，提高工作效率，從而提高

3、企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，是非常必要的。本文通過對數(shù)控加工工藝特性的理論分析和研究，建立了基于數(shù)控加工基元CNCME(CNC)的創(chuàng)成式CAPP系統(tǒng)中具有層次化結(jié)構(gòu)的數(shù)控加工工藝決策模型，闡述了數(shù)控加工工藝決策過程中正向離散和反向集中的原理及工步、工序優(yōu)先級工藝路線生成的原則。在數(shù)控加工中，正確合理地選擇切削參數(shù)對確保產(chǎn)品質(zhì)量、提高生產(chǎn)率、降低生產(chǎn)成本起著十分重要的作用。近年來，隨著數(shù)控技術(shù)的普遍應(yīng)用，以及各種先進(jìn)制造技術(shù)的迅速發(fā)展，生產(chǎn)輔助時(shí)間大大降低，相應(yīng)地，切削時(shí)間所占的比重就大大提高。因此縮短切削加工時(shí)間，對提高生產(chǎn)率起著重要的作用。目前，大多數(shù)工廠在生產(chǎn)中憑經(jīng)驗(yàn)或參考切削用量手冊來選擇切削用量，

4、這往往達(dá)不到切削參數(shù)的最優(yōu)選。運(yùn)用現(xiàn)代切削理論、數(shù)學(xué)建模和模型分析方法尋求切削參數(shù)的最優(yōu)組合，是切削參數(shù)選擇的一個(gè)重要方向。本文采用一種基于特征的數(shù)控加工工藝生成方式，闡述了與該方式相關(guān)的特征技術(shù)、數(shù)控加工工藝知識(shí)與資源庫、數(shù)控加工方法鏈以及相匹配的數(shù)控加工參數(shù)、刀具、夾具等的產(chǎn)生方式。關(guān)鍵詞：數(shù)控加工/工藝決策/切削參數(shù)/夾具 目 錄 任務(wù)書開題報(bào)告中文摘要英文摘要1 數(shù)控技術(shù)的發(fā)展 12 影響數(shù)控加工工藝決策和切削參數(shù)的主要因素 23 數(shù)控加工工藝設(shè)計(jì)431 數(shù)控加工工藝的特點(diǎn)532 零件的數(shù)控加工工藝性分析5321 零件數(shù)控加工的合理性分析 5322 零件數(shù)控加工的工藝性分析 633 零

5、件數(shù)控加工的工藝設(shè)計(jì)原則 6331 零件加工工序的劃分方法 6332 零件加工的數(shù)控加工工藝設(shè)計(jì)原則 7333 數(shù)控機(jī)床加工零件的工藝分析必須注意事項(xiàng) 94數(shù)控加工工藝路線設(shè)計(jì) 114. 1 數(shù)控加工工藝路線設(shè)計(jì)中應(yīng)注意以下幾個(gè)問題1142 零件數(shù)控加工的走刀路線設(shè)計(jì)原則 1242 .1確定走刀路線原則124. 2. 2 銑削加工中加工路線的選擇要點(diǎn) 1242. 3鉆削加工加工路線的選擇要點(diǎn)1442. 4其它情況的選擇要點(diǎn)155 刀具的選擇及進(jìn)給路線的確定 1651 數(shù)控加工常用刀具的種類及性能1652 選擇數(shù)控刀具的原則165. 3 數(shù)控加工編程時(shí)進(jìn)給路線的確定185. 3. 1 粗加工進(jìn)給

6、路線的確定 195. 3. 2 空行程進(jìn)給路線的確定 19本章小結(jié) 206 數(shù)控機(jī)床加工工序和加工路線的設(shè)計(jì) 206.1概述 2062數(shù)控機(jī)床加工路線 216. 2. 1數(shù)控車床加工路線 216. 2. 2數(shù)控銑床加工路線 226. 2. 3 孔加工定位路線 226. 2. 4工件的安裝與夾具的選擇 236. 3切削用量的選擇 236. 3. 1數(shù)控車床切削用量236. 3. 2 數(shù)控銑床切削用量選擇 246. 4 對刀點(diǎn)和換刀點(diǎn)的選擇256. 5工進(jìn)給路線的確定 26 7 加工中心加工進(jìn)給路線的確定 277. 1 XY平面的進(jìn)給路線的確定 277. 2 Z向進(jìn)給路線的確定288 實(shí)例 ：模型

7、數(shù)控加工模型29致 謝 33參 考 文 獻(xiàn)34附錄 351 數(shù)控技術(shù)的發(fā)展數(shù)控加工技術(shù)是以計(jì)算機(jī)集成制造技術(shù)、數(shù)控機(jī)床技術(shù)、機(jī)械加工技術(shù)為基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品自動(dòng)化加工的現(xiàn)代制造技術(shù)，是現(xiàn)代制造業(yè)的代表性技術(shù)。廣義的講，數(shù)控加工技術(shù)包含了從產(chǎn)品造型設(shè)計(jì)(CAD)、工藝過程設(shè)計(jì)(CAPP)、計(jì)算機(jī)輔助制造過程(CAM)、虛擬加工、數(shù)控機(jī)床實(shí)際加工等。數(shù)控加工技術(shù)是20世紀(jì)40年代后為適應(yīng)加工復(fù)雜外形零件而發(fā)展起來的一種自動(dòng)化加工技術(shù)其研究起源于飛機(jī)制造業(yè)。1952年世界上第一臺(tái)數(shù)控機(jī)床三坐標(biāo)立式銑床問世，它可控制銑刀進(jìn)行連續(xù)空間曲面的加工，揭開了數(shù)控加工技術(shù)的序幕。國外十分重視數(shù)控加工技術(shù)的研究。日本

8、自70年代起便把許多精力投入到數(shù)控加工技術(shù)的開發(fā)和應(yīng)用上，并取得了巨大的經(jīng)濟(jì)效益。近年來由于國際市場的競爭日益激烈，工業(yè)發(fā)達(dá)國家紛紛投入巨資發(fā)展數(shù)控加工技術(shù)，并取得了豐碩的研究成果。我國數(shù)控加工技術(shù)方面的研究工作自“七五”以來取得了一大批研究成果。在數(shù)控加工自動(dòng)化工藝設(shè)計(jì)方面，我國研究人員從零件特征信息的獲取、表達(dá)、輸入到多工藝方案的設(shè)計(jì)與決策等各方面開展了大量的研究工作。目前，主要在曲面造型、刀的位置規(guī)劃、刀具的路線仿真、干涉檢查等方面取得了較多的成果。自主開發(fā)了一批軟件系統(tǒng)，其中有些系統(tǒng)已接近國際先進(jìn)水平，投入市場并在生產(chǎn)中發(fā)揮了重大作用。雖然我國的數(shù)控加工技術(shù)有了較大的發(fā)展，但與世界先進(jìn)

9、水平相比仍有很大差別。一方面國內(nèi)還沒有比較成熟、功能全、適應(yīng)性強(qiáng)的數(shù)控加工系統(tǒng)。另一方面表現(xiàn)在應(yīng)用水平落后，不僅絕大多數(shù)生產(chǎn)廠家主要依靠國外引進(jìn)軟件進(jìn)行復(fù)雜曲面的多坐標(biāo)數(shù)控加工，而且還表現(xiàn)在數(shù)控加工的效率低，加工表面質(zhì)量差等方面。數(shù)控機(jī)床的利用率不高，遠(yuǎn)未發(fā)揮出現(xiàn)有數(shù)控機(jī)床應(yīng)有的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益。許多技術(shù)方面的問題如數(shù)控工藝數(shù)據(jù)準(zhǔn)備、供狀設(shè)計(jì)、刀具使用、機(jī)床操作及設(shè)備維護(hù)等，需要進(jìn)一步解決。數(shù)控加工設(shè)備的生產(chǎn)能力沒能得到充分發(fā)揮，而且機(jī)床的許多功能也沒充分利用。特別是加工中心機(jī)床，由于工裝夾具、編程技術(shù)的不配套，其生產(chǎn)能力遠(yuǎn)沒有被發(fā)揮，和國際先進(jìn)水平相比差距較大。數(shù)控切削加工工藝參數(shù)的選擇仍主要以

10、經(jīng)驗(yàn)判斷為主，在一定程度上制約了數(shù)控加工技術(shù)的發(fā)展。數(shù)控加工技術(shù)是機(jī)械加工現(xiàn)代化的重要基礎(chǔ)與關(guān)鍵技術(shù)。應(yīng)用數(shù)控加工可大大提高生產(chǎn)率，穩(wěn)定加工質(zhì)量，縮短加工周期，增加生產(chǎn)柔性，實(shí)現(xiàn)對各種復(fù)雜零件的自動(dòng)化加工，易于在工廠或車間實(shí)行計(jì)算機(jī)管理，還使車間設(shè)備總數(shù)減少，節(jié)省人力，改善勞動(dòng)條件，有利于加快產(chǎn)品的開發(fā)和更新?lián)Q代，提高企業(yè)對市場的適應(yīng)，使零件的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD)，計(jì)算機(jī)輔助工藝規(guī)劃(CAPP)和計(jì)算機(jī)輔助制造(CAM)的一體化成為現(xiàn)實(shí)，使機(jī)械加工的柔性自動(dòng)化水平不斷提高。對制造業(yè)而言，每個(gè)企業(yè)都面臨持續(xù)多變和不可完全預(yù)測的全球化市場競爭，競爭的核心是以知識(shí)為基礎(chǔ)的新產(chǎn)品的競爭。為提高競爭

11、力，制造業(yè)必須以最快的上市速度(1)、最好的質(zhì)量(Q)、最低的成本(C)、最優(yōu)的服務(wù)(S)及最清潔的環(huán)境(E)來滿足不同顧客對新產(chǎn)品的需求和社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的需要。一個(gè)工廠數(shù)控加工能力的大小已成為進(jìn)行新產(chǎn)品開發(fā)，參與國內(nèi)外市場競爭的主要前提和條件，因而使現(xiàn)代企業(yè)數(shù)控設(shè)備的投資一般占整個(gè)工廠固定資產(chǎn)的l314以上。數(shù)控技術(shù)和數(shù)控裝備是制造業(yè)工業(yè)現(xiàn)代化的重要基礎(chǔ)。這個(gè)基礎(chǔ)是否牢固直接影響到國家的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和綜合國力，關(guān)系到一個(gè)國家的戰(zhàn)略地位。數(shù)控加工技術(shù)也是發(fā)展軍事工業(yè)的重要戰(zhàn)略技術(shù)。因此，世界上各工業(yè)發(fā)達(dá)國家均采取重大措施。 2 影響數(shù)控加工工藝決策和切削參數(shù)的主要因素工藝決策知識(shí)是人們在工藝設(shè)計(jì)實(shí)

12、踐中所積累的認(rèn)識(shí)和經(jīng)驗(yàn)的總和。工藝設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)性強(qiáng)，技巧性高，工藝設(shè)計(jì)理論也不成熟。使工藝決策知識(shí)的獲取更加困難。當(dāng)然，工藝設(shè)計(jì)也有一定的原則和方法可供遵循一些工藝決策知識(shí)可以從書本或資料中直接獲取，而大多數(shù)工藝決策知識(shí)，必須從具有豐富實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的工藝設(shè)計(jì)師那里獲取。數(shù)控加工工藝的決策支持，其中包括數(shù)控加工方法的選擇，確定夾具、刀具、數(shù)控加工參數(shù)以及數(shù)控加工設(shè)備。數(shù)控工藝工序內(nèi)容需詳細(xì)描述，在工藝決策時(shí)應(yīng)遵循工序、工步內(nèi)容詳盡的規(guī)則，即詳細(xì)制定工藝決策中機(jī)床、刀具、切削參數(shù)、走刀路線自動(dòng)選擇匹配等規(guī)則，使決策后的工序內(nèi)容簡潔詳盡。數(shù)控加工工藝決策規(guī)則與普通機(jī)床加工工藝決策規(guī)則的區(qū)別主要體現(xiàn)在：a)加

13、工階段劃分的決策規(guī)則不同；b)工序、工步集中與分散的決策規(guī)則不同；c)工序、工步合并與排序的決策規(guī)則不同；d)工序、工步內(nèi)容詳盡與簡略要求不同；e)刀具、切削參數(shù)、走刀路線決策規(guī)則不同。數(shù)控切削參數(shù)是在數(shù)控加工過程中直接反映產(chǎn)品加工狀態(tài)的數(shù)據(jù)信息，主要包括；機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速，機(jī)床進(jìn)給速度，切屑寬度，切屑深度，切屑速度，每齒進(jìn)給量速度，材料去除率(Q)，切削力和加工功率等。切削參數(shù)的規(guī)范化主要包括切削速度、切削深度、切削寬度和進(jìn)給量，這些參數(shù)確定的好壞不僅關(guān)系到整個(gè)零件加工的效率和成本，同時(shí)也決定了零件加工的表面質(zhì)量。因此，在數(shù)控加工中，對于確定的工藝裝備和工藝路線，如何選擇切削參數(shù)是非常關(guān)鍵的問題

14、。數(shù)控切削參數(shù)是數(shù)控加工過程中的關(guān)鍵因素，取決于數(shù)控加工環(huán)境中各種相關(guān)信息資源，如產(chǎn)品設(shè)計(jì)信息、數(shù)控機(jī)床設(shè)備、數(shù)控切削刀具，加工材料等眾多要素。這些復(fù)雜的信息資源分布于數(shù)控加工環(huán)境中，呈現(xiàn)分散性、關(guān)聯(lián)性、多樣性的特點(diǎn)，因此首先必須進(jìn)行有效地管理，才能高效、準(zhǔn)確地進(jìn)行數(shù)控加工工藝決策與切削參數(shù)的規(guī)范化。切削參數(shù)規(guī)范化是制造業(yè)向自動(dòng)化發(fā)展的必然要求。注意以下幾個(gè)方面：(1)以零件數(shù)控加工工藝設(shè)計(jì)過程為研究對象，通過特征技術(shù)，為零件的數(shù)控加工工藝設(shè)計(jì)提供了方便高效的手段。 (2)研究在數(shù)控加工工藝設(shè)計(jì)中匯集數(shù)控加工工藝專家智慧，并且充分利用這些數(shù)控加工工藝知識(shí)，進(jìn)行邏輯判斷推理，以期探索出一條有效提

15、高數(shù)控加工工藝設(shè)計(jì)質(zhì)量，縮短時(shí)間的途徑，從而輔助數(shù)控加工工藝設(shè)計(jì)人員的數(shù)控加工工藝決策過程。(3)主要對影響零件加工質(zhì)量的要素進(jìn)行分析，討論相應(yīng)加工參數(shù)的確定原則，并對影響這些參數(shù)選擇的因素進(jìn)行了綜合分析，初步得出了一些理想的選擇方案和確定原則。(4)分析切削參數(shù)規(guī)范化的方法和過程，實(shí)現(xiàn)以單工序最低成本為目標(biāo)的切削參數(shù)的優(yōu)化?，F(xiàn)代數(shù)控加工與傳統(tǒng)加工技術(shù)相比，無論在加工工藝，加工的自動(dòng)控制，還是在加工設(shè)備與工裝等諸多方面均有所不同。用數(shù)控機(jī)床加工零件比用普通機(jī)床加工零件更應(yīng)重視加工之前的工藝分析。實(shí)現(xiàn)數(shù)控加工的關(guān)鍵在編程。但光有編程還不行，數(shù)控加工還包括編程前必須要做的一系列準(zhǔn)備工作及編程后的善

16、后處理工作。數(shù)控加工中的工藝設(shè)計(jì)和工藝決策是數(shù)控編程中重要的環(huán)節(jié)，處理正確與否，直接關(guān)系到數(shù)控機(jī)床的使用效率、零件的加工質(zhì)量、刀具數(shù)量和經(jīng)濟(jì)性等問題。數(shù)控加工的工藝設(shè)計(jì)與工藝決策是數(shù)控加工中的重要環(huán)節(jié)，處理正確與否，關(guān)系到所編制零件加工程序的正確性與合理性，其工藝方案的好壞，直接影響數(shù)控加工的質(zhì)量、效益以及程序編制的效率。選擇合理、高效的工藝方法和加工路線，對編制高質(zhì)量的數(shù)控加工程序，提高零件的加工質(zhì)量、數(shù)控機(jī)床的生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)效益都有重要意義。數(shù)控加工工藝設(shè)計(jì)與工藝決策對工藝設(shè)計(jì)人員的要求很高，不僅需要懂得數(shù)控加工設(shè)備和編程技術(shù)，而且還必須具有豐富的數(shù)控工藝工裝知識(shí)和具有較豐富的實(shí)際操作經(jīng)驗(yàn)

17、。只有在此基礎(chǔ)上，運(yùn)用正確的設(shè)計(jì)方法，通過認(rèn)真細(xì)致的工作，才能完成高質(zhì)量的數(shù)控加工工藝設(shè)計(jì)。這樣，才能在數(shù)控機(jī)床上完成零件的正確加工，避免產(chǎn)生不必要的廢品。工藝決策是數(shù)控加工過程中較為復(fù)雜又非常重要的環(huán)節(jié)，與加工程序的編制、零件加工的質(zhì)量、效益都有著密切的關(guān)系。工藝決策的好壞，不僅會(huì)影響機(jī)床效率的發(fā)揮，而且還將直接影響零件的加工質(zhì)量。因此，對數(shù)控加工中的工藝決策問題進(jìn)行研究，具有十分重要的意義。數(shù)控加工切削參數(shù)是數(shù)控切削加工過程中的基本控制量。數(shù)控加工切削參數(shù)規(guī)范化是數(shù)控切削加工工藝過程優(yōu)化的基礎(chǔ)，它不僅決定著數(shù)控加工技術(shù)水平和效率，也決定著產(chǎn)品的制造質(zhì)量和使用效果。以提高數(shù)控切削加工效率，降

18、低加工成本，獲得高質(zhì)量的產(chǎn)品為目的，進(jìn)行數(shù)控切削參數(shù)規(guī)范化的研究，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義和深遠(yuǎn)的歷史意義。切削參數(shù)數(shù)據(jù)庫的建立帶來的經(jīng)濟(jì)效益是非常可觀的。美國在CUTDATA建庫初期就為工業(yè)部門節(jié)約了L 6億美元。德國的師Os可使單件生產(chǎn)時(shí)間下降10，生產(chǎn)成本下降10。據(jù)CIRP對切削數(shù)據(jù)庫經(jīng)濟(jì)效益的調(diào)查表明，切削數(shù)據(jù)庫可使加工成本下降10以上。本文的研究首先是針對企業(yè)實(shí)際問題的解決，遭過建立高效率、實(shí)用的數(shù)控加工工藝決策系統(tǒng)及切削參數(shù)規(guī)范化系統(tǒng)，采取其相應(yīng)的措施，大大提高了數(shù)控生產(chǎn)效率，切削參數(shù)應(yīng)用研究水平，改變目前落后、低效的數(shù)控加工決策和切削參數(shù)分析方式，從而提高數(shù)控加工工藝決策和切削參數(shù)決

19、策的準(zhǔn)確性、合理性和智能化水平。 3 數(shù)控加工工藝設(shè)計(jì)31 數(shù)控加工工藝的特點(diǎn)根據(jù)大量加工實(shí)例分析，數(shù)控加工中失誤的主要原因多為工藝方面考慮不周和計(jì)算與編程時(shí)粗心大意。在編制數(shù)控工藝和數(shù)控程序中必須注意加工過程中的每一個(gè)細(xì)節(jié)。若數(shù)控加工的工藝設(shè)計(jì)方案不合理，往往要成倍增加工作量，有時(shí)甚至要推翻重來，造成些不必要的損失。因此數(shù)控加工的工藝設(shè)計(jì)是數(shù)控加工中的重要環(huán)節(jié)，處理正確與否，關(guān)系到所編制零件加工程序的正確性與合理性，其工藝方案的好壞，直接影響數(shù)控加工的質(zhì)量、效益以及程序編制的效率。數(shù)控加工工藝的特點(diǎn)：(1)數(shù)控加工工藝的“內(nèi)容十分具體、工藝設(shè)計(jì)工作相當(dāng)嚴(yán)密”數(shù)控機(jī)床加工工藝與普通機(jī)床加工工藝

20、相比較，由于采用數(shù)控機(jī)床加工具有加工工序少，所需專用工裝數(shù)量少等特點(diǎn)，克服了普通傳動(dòng)工藝方法的弱點(diǎn)，一般說來，數(shù)控加工的工序內(nèi)容要比普通機(jī)床加工的工序內(nèi)容復(fù)雜。從編程來看，加工程序的編制要比普通機(jī)床編制工藝規(guī)程復(fù)雜。(2)數(shù)控加工的工藝“復(fù)合性”。采用數(shù)控加工后，工件在一次裝夾下能完成鏜、銑、鉸、攻絲等多種加工，因此，數(shù)控加工工藝具有復(fù)合性特點(diǎn)，也可以說數(shù)控加工工藝的工序把傳統(tǒng)工藝中的工序“集成”了，這使得零件加工所需的專用夾具數(shù)量大為減少，零件裝夾次數(shù)及周轉(zhuǎn)時(shí)間也大大減少了，從而使零件的加工精度和生產(chǎn)效率有了較大的提高。數(shù)控加工工藝設(shè)計(jì)是對工件進(jìn)行數(shù)控加工的前期工藝準(zhǔn)備工作，無論是手工編程還

21、是自動(dòng)編程，這項(xiàng)工作必須在程序編制工作以前完成。為了優(yōu)化數(shù)控程序設(shè)計(jì)、提高編程效率、合理使用數(shù)控機(jī)床，我們有必要對數(shù)控加工工藝設(shè)計(jì)等技術(shù)問題加以分析、研究，以做好數(shù)控機(jī)床加工前的技術(shù)準(zhǔn)備工作。32 零件的數(shù)控加工工藝性分析321 零件數(shù)控加工的合理性分析審核零件數(shù)控加工的合理性，選擇數(shù)控機(jī)床加工內(nèi)容時(shí)不可“大材小用”，要防止把數(shù)控機(jī)床降格為普通機(jī)床使用。當(dāng)選擇并決定某個(gè)零件進(jìn)行數(shù)控加工后，并不等于把它所有的加工內(nèi)容都包下來，而可能只是其中一部分進(jìn)行數(shù)控加工。應(yīng)選擇那些最合適、最需進(jìn)行數(shù)控加工的內(nèi)容和工序進(jìn)行數(shù)控加工。通常零件數(shù)控加工的合理性考慮的因素是：(1)零件的復(fù)雜程度高，精度要求高，多品

22、種、小批量的生產(chǎn)，采用數(shù)控加工會(huì)獲得較高的經(jīng)濟(jì)效益。(2)根據(jù)機(jī)床性能的不同和對零件要求的不同，對數(shù)控加工零件進(jìn)行分類，不同類別的零件分配在不同類型的機(jī)床上加工，以獲得較高的生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)效益。應(yīng)盡量在普通機(jī)床上完成零件的大切削量粗加工，以提高數(shù)控機(jī)床加工效率。322 零件數(shù)控加工的工藝性分析數(shù)控加工前，必須首先對零件圖紙進(jìn)行仔細(xì)的數(shù)控加工工藝性分析，應(yīng)重點(diǎn)從數(shù)控加工的方便性與可能性兩個(gè)角度進(jìn)行審查和分析。例如：(1)首先分析零件圖紙中的尺寸數(shù)據(jù)的給出是否符合編程方便的原則。零件圖紙中的尺寸標(biāo)注方法是否適應(yīng)數(shù)控加工的特點(diǎn)：構(gòu)成零件輪廓的幾何元素的條件是否充分。因?yàn)樵谑止ぞ幊虝r(shí)，要計(jì)算構(gòu)成零件輪

23、廓的每一個(gè)基點(diǎn)坐標(biāo)；在自動(dòng)編程時(shí)，要對構(gòu)成零件輪廓的所有幾何元素進(jìn)行定義，如果某一條件不充分，則無法計(jì)算零件輪廓的基點(diǎn)坐標(biāo)，無法表達(dá)零件輪廓的幾何元素，導(dǎo)致無法進(jìn)行編程，因此在分析零件圖時(shí)，要分析幾何元素的給定條件是否充分。(2)其次分析零件各加工部位的結(jié)構(gòu)工藝性是否符合數(shù)控加工的特點(diǎn)。零件的內(nèi)腔和外形最好采用統(tǒng)一的幾何類型和尺寸。因?yàn)檫@樣可以減少刀具規(guī)格和換刀次數(shù)，使編程方便。分析零件定位基準(zhǔn)的可靠性。數(shù)控加工應(yīng)盡量采用統(tǒng)一的基準(zhǔn)定位，否則會(huì)因工件的安裝定位誤差而導(dǎo)致工件加工的位置誤差和形狀誤差。(3)應(yīng)分析零件所要求的加工精度等是否可以得到保證。總之，在數(shù)控機(jī)床上加工零件時(shí)，應(yīng)先根據(jù)零件圖

24、樣對零件進(jìn)行全面分析，弄清零件的結(jié)構(gòu)形狀、尺寸和技術(shù)要求，由此確定零件加工的工藝過程和工藝路線。33 零件數(shù)控加工的工藝設(shè)計(jì)原則331 零件加工工序的劃分方法設(shè)計(jì)零件的工藝過程，就是確定零件的哪些表面需要數(shù)控加工，經(jīng)過哪些工序以及怎么安排這些工序順序等等。一般在數(shù)控機(jī)床上劃分零件加工工序有以下幾種方法：（1）按所用刀具劃分工序。為了減少換刀次數(shù)和空程時(shí)間，可以采用刀具集中的原則劃分工序。在一次裝夾中用一把刀完成可以加工的全部加工部位，然后再換第二把刀，加工其它部位。在專用數(shù)控機(jī)床或加工中心上大多采用這種方法。（2）按粗、精加工劃分工序。對易產(chǎn)生加工變形的零件，考慮到工件的加工精度、變形等因素，

25、可按粗、精加工分開的原則來劃分工序，即先粗后精。（3）按加工部位劃分工序。這種方法一般適應(yīng)加工內(nèi)容不多的工件，主要是將加工部位分為幾個(gè)部分，每道工序加工其中一部分。如加工外形時(shí)，以內(nèi)腔夾緊；加工內(nèi)腔時(shí)，以外形夾緊。在工序的劃分中，一定要視零件的結(jié)構(gòu)與工藝性、工件的安裝方式、數(shù)控機(jī)床的功能、零件數(shù)控加工內(nèi)容的多少、安裝次數(shù)及工廠生產(chǎn)組織與管理狀況等因素，靈活掌握，力求合理。加工順序的安排應(yīng)根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)和毛坯狀況，以及定位安裝與夾緊的重要性來考慮，重點(diǎn)在于工件的剛性不被破壞，以保證整體零件的加工精度。332 零件加工的數(shù)控加工工藝設(shè)計(jì)原則設(shè)計(jì)零件數(shù)控加工的工藝過程時(shí)應(yīng)遵循以下原則：(1)工序最大

26、限度集中、一次定位的原則。一般在數(shù)控機(jī)床上，特別是在加工中心上加工零件，工序可以最大限度集中，即零件在一次裝夾中應(yīng)盡可能完成本臺(tái)數(shù)控機(jī)床所能加工的大部分或全部工序。數(shù)控加工傾向于工序集中，可以減少機(jī)床數(shù)量和工件裝夾次數(shù)，減少不必要的定位誤差，生產(chǎn)率高。對于同軸度要求很高的孔系加工，應(yīng)在一次安裝后，通過順序連續(xù)換刀來完成該同軸孔系的全部加工，然后再加工其它坐標(biāo)位置的孔，以消除重復(fù)定位誤差的影響，提高孔系的同軸度。(2)先粗后精的原則。在進(jìn)行數(shù)控加工時(shí)，根據(jù)零件的加工精度、剛度和變形等因素來劃分工序時(shí)，應(yīng)遵循粗、精加工分開原則來劃分工序，即先粗加工全部完成之后再進(jìn)行半精加工、精加工。對于某一加工表

27、面，應(yīng)按粗加工半精加工精加工順序完成。粗加工時(shí)應(yīng)當(dāng)在保證加工質(zhì)量、刀具耐用度和機(jī)床夾具刀具工件工藝系統(tǒng)的剛性所允許的條件下，充分發(fā)揮機(jī)床的性能和刀具切削性能，盡量采用較大的切削深度、較少的切削次數(shù)得到精加工前的各部余量盡可能均勻的加工狀況，即粗加工時(shí)可快速切除大部分加工余量、盡可能減少走刀次數(shù)，縮短粗加工時(shí)間。精加工時(shí)主要保證零件加工的精度和表面質(zhì)量，故通常精加工時(shí)零件的最終輪廓應(yīng)由最后一刀連續(xù)精加工而成。為保證加工質(zhì)量，一般情況下，精加工余量以留0206mm為宜。粗、精加工之間，最好隔一段時(shí)間，以使粗加工后零件的變形得到充分恢復(fù)，再進(jìn)行精加工，以提高零件的加工精度。(3)先近后遠(yuǎn)、先面后孔的

28、原則。按加工部位相對于對刀點(diǎn)的距離大小而言，在一般情況下，離對刀點(diǎn)近的部位先加工，離對刀點(diǎn)遠(yuǎn)的部位后加工，以便縮短刀具移動(dòng)距離，減少空行程時(shí)問。對于車削而言，先近后遠(yuǎn)還有利于保持坯件或半成品的剛性，改善其切削條件。對于既有銑平面又有鏜孔的零件的加工中，可按先銑平面后鏜孔順序進(jìn)行。因?yàn)殂娖矫鏁r(shí)切削力較大，零件易發(fā)生變形，先銑面后鏜孔，使其有一段時(shí)間恢復(fù)，待其恢復(fù)變形后再鏜孔，有利于保證孔的加工精度，其次，若先鏜孔后銑平面，孔口就會(huì)產(chǎn)生毛刺、飛邊，影響孔的裝配。(4)先內(nèi)后外、內(nèi)外交叉原則。對既有內(nèi)表面(內(nèi)型、內(nèi)腔)，又有外表面需加工的零件，安排加工順序時(shí)，通常應(yīng)安排先加工內(nèi)表面，后加工外表面，應(yīng)

29、先進(jìn)行內(nèi)外表面粗加工，后進(jìn)行內(nèi)外表面精加工。通常在一次裝夾中，切不可將零件上某一部分表面(外表面或內(nèi)表面)加工完畢后。再加工零件上的其它表面(內(nèi)表面或外表面)。(5)刀具最少調(diào)用次數(shù)原則。在數(shù)控加工時(shí)，為了減少換刀次數(shù)，壓縮空程時(shí)間，應(yīng)按所用刀具來劃分工序和工步。即可按刀具集中工序的方法加工零件。為了減少換刀時(shí)間。同一把刀具工序盡可能集中，盡可能用同一把刀具加工完零件表面上的相同切削部分，以避免同一把刀具的多次調(diào)用、安裝。即在一次裝夾中，盡可能用同一把刀具加工完工件上所有需要用該刀具加工的各個(gè)部位后，再換第二把刀具加工其它部位。(6)附件最少調(diào)用次數(shù)原則。在保證加工質(zhì)量的前提下，一次附件調(diào)用后

30、，每次最大限度進(jìn)行加工切削，以避免同一附件的多次調(diào)用、安裝。(7)走刀路線最短原則。在保證加工質(zhì)量的前提下，使加工程序具有最短的走刀路線，不僅可以節(jié)省加工時(shí)間，還能減少一些不必要的刀具磨損及其它消耗。走刀路徑的選擇主要在于粗加工及空行程的走刀路徑的確定，因精加工切削過程的走刀路線基本上都是沿著其零件輪廓順序進(jìn)行的。一般情況下，若能合理選擇起刀點(diǎn)、換刀點(diǎn)，合理安排各路徑問空行程銜接，都能有效縮短空行程長度。(8)程序段最少原則。在加工程序的編制工作中，總是希望以最少的程序段數(shù)即可實(shí)現(xiàn)對零件的加工，以使程序簡潔，減少出錯(cuò)的幾率及提高編程工作的效率，而且能減少程序段輸入的時(shí)間及計(jì)算機(jī)內(nèi)存容量的占有數(shù)

31、。(9)數(shù)控加工工序和普通工序的銜接原則。數(shù)控加工工序前后一般都穿插有其它普通工序，如銜接得不好，就容易產(chǎn)生矛盾，最好的辦法是各道工序需要相互建立狀態(tài)要求，各道工序必須前后兼顧，綜合考慮，如：要不要留加工余量、留多少：基準(zhǔn)面與孔的精度要求、對毛坯的熱處理狀態(tài)等，目的是達(dá)到相互能滿足加工要求，且質(zhì)量目標(biāo)及技術(shù)要求明確；各道工序交接驗(yàn)收有依據(jù)。(10)特殊情況特殊處理的原則。上述的原則也不是一成不變的，對于某些特殊的情況，可根據(jù)實(shí)際情況，工藝設(shè)計(jì)則需要采取靈活可變的方案。這些有賴于編程者對實(shí)際加工經(jīng)驗(yàn)的不斷積累與學(xué)習(xí)。333 數(shù)控機(jī)床加工零件的工藝分析必須注意事項(xiàng)。數(shù)控機(jī)床加工零件的工藝分析必須注

32、意以下幾點(diǎn)：一. 選擇合適的對刀點(diǎn)所謂“對刀點(diǎn)”，就是刀具相對零件的起點(diǎn)，又稱“起刀點(diǎn)”，也就是程序運(yùn)行的起點(diǎn)。對刀點(diǎn)選定后，便確定了機(jī)床坐標(biāo)系和零件坐標(biāo)系的關(guān)系。刀具在機(jī)床上的位置是有“刀位點(diǎn)的位置表示的。對于立銑刀、端銑刀和鉆頭而言，指的是它們的底面中心；對于球頭銑刀指的是球頭球心；對于車刀和鏜刀指的是它們的刀尖。選擇對刀點(diǎn)的原則如下：(1)為了提高零作的加千精度，刀具的起點(diǎn)應(yīng)盡量選在零件的設(shè)汁基準(zhǔn)或下藝基準(zhǔn)上。 例如以孔定位的零件，應(yīng)將孔的中心作為對刀點(diǎn)。(2)對刀點(diǎn)應(yīng)選在對刀方便的位置，以便于觀察和檢測。(3)”對刀點(diǎn)選擇應(yīng)便于數(shù)值計(jì)算，對于建立了絕對對坐標(biāo)系的數(shù)控機(jī)床，“對刀點(diǎn)”最好

33、選在該坐標(biāo)系的原點(diǎn)上，或已知坐標(biāo)值的點(diǎn)上。(4)在加下中心機(jī)床上由于加工過程要換刀，每次換刀所選擇的換刀位置要在工件的外部，以免換刀時(shí)工件與機(jī)床相碰。二. 加工方法選擇及加工路線確定理想的加工程序不僅應(yīng)保證加工出符合圖樣的合格工件，同時(shí)應(yīng)能使數(shù)控機(jī)床的功能得到合理的應(yīng)用和亢分的發(fā)揮。由于生產(chǎn)規(guī)模的差異，對于同一零件的加工方案是有所不同的，應(yīng)根據(jù)具體條件，選擇經(jīng)濟(jì)合理的工藝方案。1 工藝路線確定的原則在數(shù)控機(jī)床上加工零件，工序可以比較集中，一次裝夾應(yīng)盡可能完成全部工序。與普通機(jī)床加丁相比，加丁工序劃分有其自己的特點(diǎn)，常用的工序劃分原則有以下兩種。1）保證精度的原則。數(shù)控加工要求工序盡可能集中，粗

34、加工和精加工常常在一次裝夾下完成，為減少熱變形 和切削力變形對工件的形狀、位置精度、尺寸精度和表面粗糙度的影響，應(yīng)將粗加工和精加 工分開進(jìn)行。對軸類或盤類零件，將各處先粗加工，留少量余量精加工，來保證表面質(zhì)量要 求。同時(shí)，對一些箱體工件，為保證孔的加工精度，應(yīng)先加工表面而后加工孔。2）生產(chǎn)效率的原則。數(shù)控加工中，為減少換刀次數(shù)，節(jié)省換刀時(shí)間，應(yīng)將需用同一把刀加工的加工部位全部完成后，再換另一把刀來加工其他部位。同時(shí)應(yīng)盡量減少空行程，用同一把刀加工丁件的多個(gè)部位時(shí)，應(yīng)以最短的路線到達(dá)各加丁部位。（1）簡化數(shù)值計(jì)算和減少程序段，減少編程丁作量。（2）根據(jù)工件的形狀、剛度、加工余量、機(jī)床系統(tǒng)的剮度等

35、情況，確定循環(huán)加工次數(shù)。（3）合理設(shè)計(jì)刀具的切人與切出的方向采用單向趨近定位方法，避免傳動(dòng)系統(tǒng)反向間隙而產(chǎn)生的定位誤差。（4）合理選用銑削加工中的順銑或逆銑方式。一般來說，數(shù)控機(jī)床采用滾珠絲杠，運(yùn)動(dòng) 間隙很小，因此順銑的優(yōu)點(diǎn)多于逆銑。2 加工路線確定在數(shù)控加工中，刀具相對于丁件的運(yùn)動(dòng)軌跡和方向稱為加工路線。即刀具從對刀點(diǎn)開始運(yùn)動(dòng)起，直至結(jié)束加工程序所經(jīng)過的路徑，包括切削加工的路徑及刀具引入、返回等非切 削空行程。下面是走刀路線確定的原則：(1)尋求最短加了路線。選擇正確最短的加下路線可節(jié)省定位時(shí)間，提高了加工效率。(2)最終輪廓一次走刀完成。為保證丁件輪廓表面加丁后的粗糙度要求，最終輪廓應(yīng)安排

36、在最后一次走刀中連續(xù)加工出來。(3)選擇切入切出方向。考慮刀具的進(jìn)、退刀(切人、切出)路線時(shí)，刀具的切出或切入點(diǎn)應(yīng)在沿零件輪廓的切線 上，以保證工件輪廓光滑；應(yīng)避免在工件輪廓面上垂直上、下刀而劃傷工件表面；盡量減少 在輪廓加丁切削過程中的暫停(切削力突然變化造成彈性變形)，以免留下刀痕。(4)選擇使工件在加工后變形小的路線。對橫截面積小的細(xì)長零件或薄板零件應(yīng)采用分幾次走刀加丁到最后尺寸或?qū)ΨQ去除余量法安排走刀路線。安排工步時(shí)，應(yīng)先安排對工件剛性破壞較小的工步。4 數(shù)控加工工藝路線設(shè)計(jì)4. 1 數(shù)控加工工藝路線設(shè)計(jì)中應(yīng)注意以下幾個(gè)問題：1）工序的劃分根據(jù)數(shù)控加工的特點(diǎn)，數(shù)控加工工序的劃分一般可按

37、下列方法進(jìn)行：（1）以一次安裝，加工作為一道工序這種方法適合于加工內(nèi)容較少的工件，加下完后就能達(dá)到待檢狀態(tài)（2）同一把刀具加工的內(nèi)容劃分工序。有些工件雖然能在一次安裝中加工出很多待加 丁表面，但考慮到程序太長，會(huì)受到某些限制，如控制系統(tǒng)的限制(主要是內(nèi)存容量)、機(jī)床連續(xù)工作時(shí)間的限制(如一道工序在一個(gè)工作班內(nèi)不能結(jié)束)等此外，程序太長會(huì)增加出錯(cuò)與檢索的困難。因此程序不能太長，一道工序的內(nèi)容不能太多（3）以加丁部位劃分工序。對于加工內(nèi)容很多的工件，可按其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)將加工部位分成幾個(gè)部分，如內(nèi)腔、外形、曲面或平面，并將每一部分的加工作為一道工序。（4）粗精加工劃分工序?qū)τ诰庸ず笠装l(fā)生變形的工件，由

38、于粗加工后可能發(fā)生的變形需要進(jìn)行校形，故一般來說，凡要進(jìn)行粗、精加丁的都要將工序分開。2）順序的安排順序的安排應(yīng)根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)和毛坯狀況，以相同的定位、夾緊方式或同一把刀具加丁 的丁序，最好連續(xù)加丁，以減少重復(fù)定位次數(shù)、換刀次敷與揮動(dòng)壓板次數(shù)；加千順序的安排 應(yīng)根據(jù)工件的結(jié)構(gòu)和毛坯狀況，選擇工件定位和安裝方式，重點(diǎn)保證工件的剛度不被破壞，盡量減少變形，因此加工順序的安排應(yīng)遵循以下原則：（1）上道工序的加工不能影響下道工序的定位與夾緊，中間穿插有通用機(jī)床加工工序的也應(yīng)綜合考慮。（2）先加工工件的內(nèi)腔后加工工件的外輪廓。（3）盡量減少重復(fù)定位與換刀次數(shù)。（4）在一次安裝加工多道工序中，先安排對工件

39、剛性破壞較小的工序。42 零件數(shù)控加工的走刀路線設(shè)計(jì)原則走刀路線是指切削加工過程中刀具(嚴(yán)格說是刀位點(diǎn))相對于被加工零件的運(yùn)動(dòng)軌跡和運(yùn)動(dòng)方向，即指刀具從對刀點(diǎn)開始運(yùn)動(dòng)起，直至返回該點(diǎn)并結(jié)束加工程序所經(jīng)過的路徑，包括切削加工的路徑及刀具引入、返回等非切削空行程。走刀路線是編制程序的依據(jù)之一。在確定走刀路線時(shí)最好畫一張工序簡圖，將已擬定的加工路線畫上去，包括刀具進(jìn)退路線，這樣可為編程帶來不少方便。42 .1確定走刀路線原則（1）走刀路線應(yīng)保證被加工工件的精度和表面粗糙度。為保證工件輪廓表面加工的表面粗糙度要求，最終輪廓表面應(yīng)安排最后一次走刀連續(xù)加工出來；（2）應(yīng)盡量使加工路線最短，減少空行程時(shí)間，

40、以提高加工效率；（3）合理選用銑削加工中的順銑或逆銑方式。一般來說，數(shù)控機(jī)床采用滾珠絲杠，運(yùn)動(dòng)間隙很小，因此，順銑優(yōu)點(diǎn)多于逆銑。（4）選擇工件加工變形小的加工路線。在一次安裝加工多道工序中，先安排對工件剛往破壞較小的工序。（5）使數(shù)值計(jì)算最簡單和減少程序段，以減少編程工作量。（6）根據(jù)工件的形狀、剛度、加工余量、機(jī)床系統(tǒng)的剛度等情況，確定循環(huán)加工次數(shù)。（7）合理設(shè)計(jì)刀具的切入與切出的方向。采用單向趨近定位方法，避免傳動(dòng)系統(tǒng)反向間隙而產(chǎn)生的定位誤差。刀具的進(jìn)退方向及路線要認(rèn)真考慮，以盡量減少接刀痕跡。（8）在切削過程中，刀具不能與工件輪廓發(fā)生干涉。4. 2. 2 銑削加工中加工路線的選擇要點(diǎn)(1

41、)在數(shù)控銑床上銑削外輪廓零件時(shí)，為了保證輪廓表面質(zhì)量的要求減少接刀的痕跡，應(yīng)設(shè)計(jì)合理的刀具切入和切出時(shí)的進(jìn)、退刀位置。一般采用立銑刀側(cè)刃切削，設(shè)計(jì)迸給路線時(shí)應(yīng)沿外輪廓的沿長線切向切入，盡量避免沿零件輪廓法向切入和進(jìn)給中途停頓，盡量不要在連續(xù)的輪廓中安排切入和切出或換刀及停頓，以免因切削力突然變化而造成彈性變形，致使光滑連續(xù)輪廓上產(chǎn)生表面劃傷、形狀突變或滯留刀痕等疵病。如圖4.1.退刀時(shí)應(yīng)注意不要從工件的輪廓外直接退刀，應(yīng)沿零件外輪廓延長線的切向逐漸切離工件. 圖4.1銑屑外輪廓零件的刀具的切入和切出(2)銑削封閉內(nèi)輪廓表面零件時(shí)也要注意刀具切入和切出時(shí)的運(yùn)動(dòng)軌跡。為了提高加工精度和減少表面粗糙

42、度，在銑削封閉的內(nèi)輪廓時(shí)，因刀具切入、切出不允許外延，此時(shí)刀具的切入和切出點(diǎn)盡量選在內(nèi)輪廓曲線兩幾何元素的交點(diǎn)處或者以圓弧切向進(jìn)刀。圖42所示銑凹槽的3種加工路線：圖42a為用行切法加工凹槽，其加工路線最短，但表面租糙度差，適用于對表面粗糙度要求不太高的粗加工或半精加工。圖42b為環(huán)切法加工凹槽，其表面粗糙度最好，但加工路線最長。圖42c為采用綜合法加工凹槽，即先采用行切法粗加工，最終輪廓用環(huán)切法再沿輪廓切削一周進(jìn)行精加工，使凹槽輪廓表面光整，易保證凹槽側(cè)面達(dá)到所要求的表面質(zhì)量。而其加工路線介于前兩者之間，所以圖42c的加工路線方案最為合理。 圖4.2凹槽的3種加工路線a）行切法 b）環(huán)切法

43、c）綜合法(3)用圓弧插補(bǔ)銑削整圓時(shí)，當(dāng)整圓加工完畢后，不要在切點(diǎn)處直接退刀，要讓刀具最好沿切線方向多運(yùn)動(dòng)一段距離，以免取消刀具補(bǔ)償時(shí)，刀具與工件表面發(fā)生碰撞，造成工件報(bào)廢。同樣銑削內(nèi)圓時(shí)也要遵守切向切入的原則，以提高內(nèi)孔表面的加工精度及表面質(zhì)量，見圖43和圖44。圓弧切入點(diǎn)X2切出時(shí)多走的距離 圖4.3銑削外圓 圖4.4銑削內(nèi)圓 圖4.5過切(4)在銑屑零件時(shí)，要根據(jù)工件的材料等因素考慮銑削方式，一般情況下選擇順銑這種方式可以提高30左右的切削速度，節(jié)省機(jī)床35的動(dòng)力，改善l2級粗糙度，但要求走刀具有消除間隙的機(jī)構(gòu)。如果采用逆銑加工方式，刀具容易磨損，并影響表面加工質(zhì)量，但是工件表面有硬皮時(shí)

44、，應(yīng)采用逆銑的加工路線進(jìn)行加工。(5)在銑削圓弧與直線的連接處，可能由于刀具的原因會(huì)產(chǎn)生“欠切”現(xiàn)象，這時(shí)在設(shè)計(jì)進(jìn)給路線時(shí)，須選用直徑較小的刀具，采用補(bǔ)加工的方式消除欠切現(xiàn)象。同樣，在空載運(yùn)行過快和高速進(jìn)給的輪廓加工中，由于工藝系統(tǒng)的慣性容易出現(xiàn)過切現(xiàn)象。那么在加工過程中，采用先快后慢的進(jìn)給方式，特別是拐角處應(yīng)通過進(jìn)給修調(diào)的方式，選擇變化的迸給速度進(jìn)行加工，見上圖45所示。42. 3鉆削加工加工路線的選擇要點(diǎn)對加工精度要求較高的孔系時(shí)，安排的鏜孔路線一定要注意各孔的定位方向要一致，即采用單向趨近定位的方法，以避免傳動(dòng)系統(tǒng)或檢測系統(tǒng)的誤差對定位精度的影響，見圖46。如果按46a圖方案加工時(shí)，X方

45、向的反向間隙將會(huì)影響II、I兩孔的孔距精度。如果按46b圖的迸給路線進(jìn)行加工，可使各個(gè)孔之間的定位方向一致。 a b 圖4.6 孔系的加工路線方案42. 4其它情況的選擇要點(diǎn)(1)在表面加工時(shí)，應(yīng)盡量避免加工停頓現(xiàn)象。如果出現(xiàn)停頓，切削力會(huì)明顯減小，刀具會(huì)在停頓處留下劃痕或凹痕，影響加工質(zhì)量。同時(shí)在過象限的圓弧加工過程當(dāng)中，應(yīng)選擇適當(dāng)?shù)倪M(jìn)給量，以避免產(chǎn)生“爬行”現(xiàn)象。(2)在確定加工路線時(shí)，同時(shí)也要兼顧工序集中原則，盡量在一次裝夾中，盡可能使用同一把刀具完成較多的加工表面，以減少換刀次數(shù)，裝夾次數(shù)，從而簡化加工路線，縮短輔助時(shí)間。同樣也可以考慮粗精加工的工序集中原則，但粗精加工的進(jìn)給路線要加以

46、區(qū)別。(3)在安排加工路線過程中，為縮短行程，應(yīng)考慮盡量縮短刀具的空行程，通常通過合理的選擇起刀點(diǎn)、換刀點(diǎn)來合理安排空行程的路線，在圖47中若按47b圖的加工線路比較47a圖來說，可以縮短空行程，提高生產(chǎn)效率。 a b圖4.7 最短加工路線的方案(4)在使用加工中心的過程中，多數(shù)零件應(yīng)盡量采用子程序、鏡像功能、宏程序的調(diào)用、固定循環(huán)的使用等，這樣不但減少了編程的工作量，也使進(jìn)給路線更加規(guī)律化。上述基礎(chǔ)工藝問題解決后就可進(jìn)入數(shù)控程序的編制階段，同時(shí)，當(dāng)解決了上面的具體工藝問題后，編程人員就能編制出操作者滿意的程序，而評價(jià)數(shù)控程序的優(yōu)劣也不在于程序有多玄奧，而在于具體工序、刀具、切削用量參數(shù)的合理

47、性。5 刀具的選擇及進(jìn)給路線的確定51 數(shù)控加工常用刀具的種類及性能數(shù)控加工刀具必須適應(yīng)數(shù)控機(jī)床高速、高效和自動(dòng)化程度高的特點(diǎn)，一般應(yīng)包括通用刀具、通用連接刀柄。刀柄要聯(lián)接刀具并裝在機(jī)床動(dòng)力頭上，因此已逐漸標(biāo)準(zhǔn)化和系列化。數(shù)控刀具的分類有多種方法。根據(jù)刀具結(jié)構(gòu)可分為：整體式，鑲嵌式。根據(jù)制造刀具所用的材料可分為；高速鋼刀具；硬質(zhì)合金刀具；金剛石刀具；陶瓷刀具等。從切削工藝上可分為；車削刀具；鉆削刀具；鏜削刀具：銑削刀具等。刀具材料應(yīng)具備的性能：(1)高硬度刀具材料的硬度應(yīng)高于工件的硬度，常溫硬度應(yīng)在l珉c68以上；（2）足夠的韌性承受切削力、振動(dòng)和沖擊：(3)高耐磨性耐磨性是材料抵抗磨損的能力

48、；(4)高耐熱性刀具材料在高溫下保持硬度、耐磨性、強(qiáng)度和韌性的能力；(5)良好的工藝性。52 選擇數(shù)控刀具的原則(1)刀具壽命與切削用量有密切關(guān)系。在制定切削用量時(shí)，應(yīng)首先選擇合理的刀具壽命，而合理的刀具壽命則應(yīng)根據(jù)優(yōu)化的目標(biāo)而定。一般分最高生產(chǎn)率刀具壽命和最低成本刀具壽命兩種，前者根據(jù)單件工時(shí)最少的目標(biāo)確定，后者根據(jù)工序成本最低的目標(biāo)確定。選擇刀具壽命時(shí)可考慮如下幾點(diǎn)根據(jù)刀具復(fù)雜程度、制造和磨刀成本來選擇：復(fù)雜和精度高的刀具壽命應(yīng)選得比單刃刀具高些。對于機(jī)夾可轉(zhuǎn)位刀具，由于換刀時(shí)間短，為了充分發(fā)揮其切削性能，提高生產(chǎn)效率。刀具壽命可選得低些，一般取1530miIl。對于裝刀、換刀和調(diào)刀比較復(fù)

49、雜的多刀機(jī)床、組合機(jī)床與自動(dòng)化加工刀具，刀具壽命應(yīng)選得高些，尤應(yīng)保證刀具可靠性。車間內(nèi)某一工序的生產(chǎn)率限制了整個(gè)車間的生產(chǎn)率的提高時(shí)，該工序的刀具壽命要選得低些；當(dāng)某工序單位時(shí)間內(nèi)所分擔(dān)到的全廠開支M較大時(shí)，刀具壽命也應(yīng)選得低些。大件精加工時(shí)，為保證至少完成一次走刀，避免切削時(shí)中途換刀，刀具壽命應(yīng)按零件精度和表面粗糙度來確定。與普通機(jī)床加工方法相比，數(shù)控加工對刀具提出了更高的要求，不僅需要?jiǎng)傂院?、精度高，而且要求尺寸穩(wěn)定，耐用度高，斷屑和排屑性能好：同時(shí)要求安裝調(diào)整方便，這樣來滿足數(shù)控機(jī)床高效率的要求。數(shù)控機(jī)床上所選用的刀具常采用適應(yīng)高速切削的刀具材料(如高速鋼、超細(xì)粒度硬質(zhì)合金)并使用可轉(zhuǎn)位

50、刀片。(2)刀具的選擇。應(yīng)根據(jù)機(jī)床的加工能力、工件材料的性能、加工工序、切削用量以及其它相關(guān)因素正確選用刀具及刀柄。刀具選擇總的原則是：安裝調(diào)整方便，剛性好，耐用度和精度高。在滿足加工要求的前提下，盡量選擇較短的刀柄，以提高刀具選取刀具時(shí)，要使刀具的尺寸與被加工工件的表面尺寸相適應(yīng)。生產(chǎn)中。平面輪廓的加工，常采用立銑刀；銑削平面時(shí)，應(yīng)選鑲硬質(zhì)合金刀片面銑刀：加工毛坯表面或粗加工孔時(shí)，可選取鑲硬質(zhì)合金刀片的銑刀；對一些立體型面和變斜角輪廓外形的加工，常采用球頭銑刀、環(huán)形銑刀、錐形銑刀和梯形銑刀等。在進(jìn)行曲面加工時(shí)，應(yīng)選用球頭刀具，并且球頭刀具半徑應(yīng)小于曲面的最小曲率半徑。由于球頭刀具的端部切削速

51、度為零，因此，為保證加工精度，切削行距一般取得很密，而平頭刀具在表面加工質(zhì)量和切削效率方面都優(yōu)于球頭刀，因此，只要在保證精度的前提下，無論是曲面的粗加工還是精加工，都應(yīng)優(yōu)先選擇平頭刀。在數(shù)控加工中，銑削平面零件內(nèi)外輪廓及銑削平面常用平底立銑刀，該刀具有關(guān)參數(shù)的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下：是銑刀半徑如應(yīng)小于零件內(nèi)輪廓面的最小曲率半徑R。，一般取RD=（0.30.8）是零件的加工高度H(1，416>，以保證刀具有足夠的剛度。是用平底立銑刀銑削內(nèi)槽底部時(shí)，由于槽底兩次走刀需要搭接，而刀具底刃起作用的半Re=R-r,即半徑為d=2Re=2(R-r),編程時(shí)取刀具半徑為Re=0.95(Rr).對于一些立體型面和

52、變斜角輪廓外形的加工，常用球形銑刀、環(huán)形銑刀、鼓形銑刀、錐形銑刀和盤形銑刀。 (3)刀具的排列順序。在數(shù)控加工中，由于刀具的刃磨，測量和更換多為人工手動(dòng)進(jìn)行，占用輔助時(shí)聞較長，因此，必須合理安排刀具的排列順序。一般應(yīng)遵循以下原則：盡量減少刀具數(shù)量；一把刀具裝夾后，應(yīng)完成其所能進(jìn)行的所有加工部位；粗精加工的刀具應(yīng)分開使用，即使是相同尺寸規(guī)格的刀具；先面后孔；先進(jìn)行曲面精加工，后進(jìn)行二維輪廓精加工；在可能的情況下，應(yīng)盡可能利用數(shù)控機(jī)床的自動(dòng)換刀功能，以提高生產(chǎn)效率等。目前，數(shù)控機(jī)床上大多使用系列化、標(biāo)準(zhǔn)化刀具，對于加工中心及有自動(dòng)換刀裝置的機(jī)床，刀具的刀柄都已有系列化和標(biāo)準(zhǔn)化的規(guī)定，如錐柄刀具系統(tǒng)

53、的標(biāo)準(zhǔn)代號為TSGGT，直柄刀具系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)代號為DSGJZ。此外，對所選擇的刀具，在使用前都需對刀具尺寸進(jìn)行嚴(yán)格的測量以獲得精確數(shù)據(jù)，并由操作者將這些數(shù)據(jù)輸入數(shù)據(jù)系統(tǒng)，經(jīng)程序調(diào)用而完成加工過程，從而加工出合格的工件。(4)數(shù)控加工切削參數(shù)的選擇合理選擇切削參數(shù)，選擇合適的切削用量(v，dP)對于保證加工質(zhì)量、降低加工成本、提高勞動(dòng)生產(chǎn)率具有重要的意義。切削用量三要素v，卻對刀具耐用度的影響程度不同，影晌最大的是v，其次是，影響最小的是印。同時(shí)，在提高切削用量三要素時(shí)也是以刀具合理耐用度為限制條件的。所以，選擇切削用量是首先選取盡可能大的背吃刀量，其次根據(jù)數(shù)控機(jī)床動(dòng)力和剛性條件或已加工表面粗糙度

54、要求選取盡可能大的進(jìn)給量，最后確定切削速度。5. 3 數(shù)控加工編程時(shí)進(jìn)給路線的確定數(shù)控加工程序編制是把零件的工藝過程、工藝參數(shù)及其它輔助動(dòng)作，按動(dòng)作順序和數(shù)控機(jī)床規(guī)定的指令、格式，編寫成加工程序，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制加工的過程，包括從零件圖紙到獲得數(shù)控加工程序的全過程。數(shù)控編程的主要工作包含分析零件圖樣和制定工藝方案、數(shù)學(xué)處理、編寫加工程序和程序檢驗(yàn)四項(xiàng)內(nèi)容。進(jìn)給路線是指數(shù)控機(jī)床加工過程中刀具相對零件的運(yùn)動(dòng)軌跡和方向，也稱走刀路線。它泛指刀具從對刀點(diǎn)(或機(jī)床參考點(diǎn))開始運(yùn)動(dòng)起，直至返回該點(diǎn)并結(jié)束加工程序所經(jīng)過的路徑，包括切削加工的路徑及刀具切入、切出等非切削空行程。它不但包括了工步的內(nèi)容，也反映出工步順序。確定進(jìn)給路線的主要原則a首先按已制定工步順序確定各表面加工進(jìn)給路線的順序：b所定進(jìn)給路線應(yīng)能保證工件輪廓表面加工后的精度和粗糙度要求；c尋求最短加工路線(包括空行程路線和切削路線)，減少