摘要： 阐述了确定数控工艺路线的制定原则，分别对铣削、孔系两种加工方式下数控工艺路线的确定进行了详细探讨，为确定合理的加工路线提供了依据。 Abstract: The paper describes the principle to determine the processing route, discusses the development of milling and holes respectively, which offers references for determining reasonable rough processing routes.
关键词： 工艺路线；数控加工；铣削加工
Key words: processing route；CNC machining；milling
中图分类号：TG659 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2012）03-0024-01
0 引言
数控机床是一种高速度、高效率，高精度的自动化设备，要充分发挥数控机床的这一特点，必须熟练掌握其性能、特点、使用操作方法，同时还必须在编程之前确定好加工工艺路线，走刀路线即为数控加工过程中刀具的刀位点相对于工件的运动轨迹，它反映了工序的加工过程。因此，确定合理的走刀路线是保证数控加工精度和表面质量的重要工艺措施之一，也是编写数控程序的前提，确定合理的走刀路线，也是提高数控加工生产效率重要手段之一。
1 加工工艺路线的制定原则
根据零件的材料、结构和技术要求不同，各种零件的加工工艺是不同的，即使是同类型的零件，由于生产条件和批量大小的不同，其工艺也不同，因此，必须根据具体情况制定合理的工艺路线。影响加工工艺路线的因素有工艺方法、工件材料及状态、加工精度及表面粗糙度要求，还有工件刚度、加工余量、刀具的刚度、耐用度、机床类型及工件的轮廓形状等。因此在确定走刀路线时应遵循以下原则。
1.1 加工工艺路线应保证被加工件的精度及表面粗糙度，且效率较高；
1.2 数值计算简便，以减少编程工作量；
1.3 应使加工工艺路线最短，这样减少程序段，又可以减少空刀时间；
1.4 为保证工件轮廓表面加工后的粗糙度要求，最终轮廓一次走刀完成；
1.5 选择使工件在加工后变形小的路线。
2 数控加工工艺路线的确定
确定加工路线的重点是确定加工及空行程的走刀路线，包括切削加工的路径、刀具的引入和切出、换刀等非切削空行程。此外，确定走刀路线时还要综合考虑工件、机床与刀具等多方面因素，确定一次走刀还是多次走刀；刀具的半径、长度补偿等。
2.1 铣削加工 ①刀具半径补偿。在轮廓加工过程中，由于刀具半径的存在，所以刀具刀位点的运动轨迹与零件的实际轮廓并不吻合。在内、外轮廓加工时，数控系统自动计算刀具中心轨迹，向轮廓内或外偏移一个刀具半径值的过程就是刀具半径补偿。使用刀具半径补偿时，要注意沿零件轮廓的切向切入和切向切出，并且要避免过切或欠切。②刀具的切向切入路线。铣削零件轮廓时，为保证零件的加工精度与表面粗糙度要求，避免在切入和切出产生刀痕，因此应考虑零件轮廓的切向切入、切出。切入工件时，刀具沿切削起始点的延伸线或切线方向逐渐切入工件，保证零件曲线的过渡平滑。切离工件时，要沿着切削终点延伸线或切线方向逐渐切离工件。铣削内圆轮廓时，为了避免产生刀痕，常使用圆弧半径小于工件圆弧半径的切向切入圆弧和切向切出圆弧。当零件内轮廓曲线不允许外延，则铣刀只有沿内轮廓的法线方向切入和切出，此时，切入切出点应选在零件轮廓两几何要素的交点上，而且走刀过程中要避免停顿。③顺铣与逆铣。铣削加工方式是影响加工表面粗糙度的重要因素之一，它分为顺铣和逆铣两种。铣削方式的选择应根据零件图的加工要求，工件材料的性质及特点，机床和刀具等条件综合考虑。由于采用顺铣方式，工件加工表面质量较好，刀齿磨损小；因此，一般情况下，尽可能采用顺铣，尤其是精铣内外轮廓时，应尽量按顺铣方式安排走刀路线。④切削方式。铣削内轮廓的加工路线主要有3种，即行切法、环切法和综合切法。用行切法和环切法加工内轮廓，不同之处是行切法的走刀路线比环切法短，但行切法将在弓字形走刀路线的开口处残留面积留下死角；用环切法获得的表面粗糙度要好于行切法，但环切法需要逐次向外扩展轮廓线，刀位点计算较为复杂一些。综合行切法和环切法的优点，先采用行切法切去中间部分余量，最后用环切法切一刀，既能使总的走刀路线较短，刀位点计算简便，又能获得较好的表面粗糙度。当零件内轮廓曲线不允许外延，则铣刀只有沿内轮廓的法线方向切入和切出，此时，切入切出点应选在零件轮廓两几何要素的交点上，而且走刀过程中要避免停顿。
2.2 多孔加工路线的分析 对于位置精度要求较高的孔系加工, 特别要注意孔的加工顺序的安排，安排不当时，就有可能将坐标轴的反向间隙带入，直接影响位置精度。如图1所示的孔系加工路线，当按图1（a）所示的路线加工时，由于5、6孔与1、2、3、4孔定位方向相反，Y方向反向间隙会使定位误差增加，而影响5、6孔与其他孔的位置精度。按图1（b）所示路线，加工完4孔后往上多移动一段距离到P点，然后再折回来加工5、6孔，这样方向一致，可避免反向间隙的引入，提高5、6孔与其他孔的位置精度。
3 结束语
在实际的数控加工过程中，各种不同工件加工工艺路线是各不相同的，只要灵活的按照加工工艺路线的原则确定，就能充分地发挥数控机床的效能，确保安全高效，简化编程。
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