數(shù)控 第三章4：走刀路線和加工參數(shù)1 學(xué)習(xí)課件

4走刀路線和加工參數(shù)毛坯與加工余量切削用量走刀路線切人與切出非切運(yùn)動一、加工余量加工余量加工過程中，所切去的金屬層厚度工序余量相鄰兩工序的工序尺寸之差加工總余量毛坯尺寸與零件圖樣的設(shè)計(jì)尺寸之差影響加工余量的主要因素◆前工序的尺寸公差Ta（Ta越大,就越大）；◆前工序的位置誤差；◆前工序的表面質(zhì)量(Ra+Ha)；◆本工序的安裝誤差；◆其它：如熱處理引起的工件變形(若變形過大而余量不足而報(bào)廢)確定加工余量的方法查表法根據(jù)各工廠的生產(chǎn)實(shí)踐和試驗(yàn)研究積累的數(shù)據(jù)，先制成各種表格，再匯集成手冊。確定加工余量時(shí)，查閱這些手冊，再結(jié)合工廠的實(shí)際情況進(jìn)行適當(dāng)修改后確定經(jīng)驗(yàn)估計(jì)法根據(jù)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)確定加工余量。一般情況，為防止因余量過小而產(chǎn)生廢品，經(jīng)驗(yàn)估計(jì)的數(shù)值總是偏大分析計(jì)算法根據(jù)上述的加工余量計(jì)算公式和一定的試驗(yàn)資料，對影響加工余量的各項(xiàng)因素進(jìn)行分析，并計(jì)算確定加工余量確定加工余量的方法進(jìn)給量切削速度(V)背吃刀量ap二、切削用量的確定

合理選擇切削用量的原則粗加工時(shí)，一般以提高生產(chǎn)率為主，但也應(yīng)考慮經(jīng)濟(jì)性和加工成本；半精加工和精加工時(shí)，應(yīng)在保證加工質(zhì)量的前提下，兼顧切削效率、經(jīng)濟(jì)性和加工成本。具體數(shù)值應(yīng)根據(jù)機(jī)床說明書、切削用量手冊，并結(jié)合經(jīng)驗(yàn)而定。切削速度的選擇主要取決于被加工工件的材質(zhì)；進(jìn)給速度的選擇主要取決于被加工工件的材質(zhì)及刀具的直徑。刀具生產(chǎn)廠家的刀具樣本附有刀具切削參數(shù)選用表，可供參考。但切削參數(shù)的選用同時(shí)又受機(jī)床、刀具系統(tǒng)、被加工工件形狀以及裝夾方式等多方面因素的影響，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況適當(dāng)調(diào)整切削速度和進(jìn)給速度。當(dāng)以刀具壽命為優(yōu)先考慮因素時(shí)，可適當(dāng)降低切削速度和進(jìn)給速度選擇切削用量的原則在工藝系統(tǒng)剛性允許時(shí)，應(yīng)首先選擇一個(gè)盡可能大的ap

，其次選擇一個(gè)較大的f，最后在刀具耐用度和機(jī)床功率允許條件下選擇一個(gè)合理的Vc◆

ap的選擇：主要根據(jù)加工余量和工藝系統(tǒng)的剛度確定●粗加工時(shí)，在留下精加工、半精加工的余量后，盡可能一次走刀將剩下的余量切除；●當(dāng)沖擊載荷較大（如斷續(xù)表面）或工藝系統(tǒng)剛度較差（如細(xì)長軸、鏜刀桿、機(jī)床陳舊）時(shí)，可適當(dāng)降低，使切削力減?。弧窬庸r(shí)，應(yīng)根據(jù)粗加工留下的余量確定，采用逐漸降低的方法，逐步提高加工精度和表面質(zhì)量；●一般精加工時(shí)，取0.05～0.8㎜；半精加工時(shí)，取1.0～3.0㎜◆

f的選擇

●粗加工時(shí)，f主要受刀桿、刀片和機(jī)床、工件等強(qiáng)度、剛度所承受的切削力限制，一般根據(jù)剛度來選。工藝系統(tǒng)剛度好時(shí)，可用大些的f；反之，適當(dāng)降低f；●精加工、半精加工時(shí)，f應(yīng)根據(jù)工件的Ra要求選。Ra要求小的，取較小的f，但又不能過小，因?yàn)閒過小，切削厚度過薄，Ra反而增大，且刀具磨損加劇。若刀具的刀尖圓弧半徑愈大，則f可選較大值◆Vc的選擇

主要根據(jù)工件材料、刀具材料和機(jī)床功率來選

●刀具材料好，可選得高些；●Ra值要求小的，要避開積屑瘤、鱗刺產(chǎn)生的Vc

，高速鋼刀取小Vc＜5m／min，硬質(zhì)合金取較高的Vc=130～160m/min；●表面有硬皮或斷續(xù)切削時(shí)，應(yīng)適當(dāng)降低；●工藝系統(tǒng)剛性差的，應(yīng)減小Vc

切削用量的選擇切削速度(vc)

D1(mm);銑刀直徑

π(3.14):圓周率

n(min-1):主軸轉(zhuǎn)速

vc(m/min):切削速度

(例題)

主軸轉(zhuǎn)速350min-1、銑刀直徑?125，求此時(shí)的切削速度。(答）

π=3.14、D1=125、n=350代入公式

vc=(π×D1×n)÷1000=(3.14×125×350)÷1000

=137.4(m/min)

切削速度為137.4m/min平面銑削加工的計(jì)算式

切削用量選用綜合實(shí)例切削條件：立銑刀直徑:12mmvc:200m/min

(5,300min-1)vf:1,060mm/min工件材料:SKD11(180HB)切削液:干切削三、走刀路線走刀路線是指數(shù)控加工過程中刀具相對于被加工件的運(yùn)動軌跡和方向。加工路線的合理選擇是非常重要的，因?yàn)樗c零件的加工精度和表面質(zhì)量密卻相關(guān)。（一）確定走刀路線的一般原則1）保證零件的加工精度和表面粗糙度要求；

2）

方便數(shù)值計(jì)算，減少編程工作量。

3）

尋求最短加工路線，減少空刀時(shí)間以提高加工效率。

4）

盡量減少程序段數(shù)。

5）

保證工件輪廓表面加工后的粗糙度的要求，最終輪廓應(yīng)安排最后一走刀連續(xù)加工出來。

6）

注意拐角的變化7）

刀具的進(jìn)退刀（切入與切出）路線也要認(rèn)真考慮，以盡量減少在輪廓處停刀（切削力突然變化造成彈性變形）而留下刀痕，也要避免在輪廓面上垂直下刀而劃傷工件。

零件上的孔系。中圖的走刀路線為先加工完外圈孔后，再加工內(nèi)圈孔。若改用右圖的走刀路線，減少空刀時(shí)間，則可節(jié)省定位時(shí)間近一倍，提高了加工效率。最短路徑的實(shí)例：

第2章

數(shù)控加工工藝設(shè)計(jì)

1、孔系走刀路線2、數(shù)控車削走刀路線的確定階梯切削路徑相似線切削路徑數(shù)控車床上車外圓錐，假設(shè)圓錐大徑為D，小徑為d，錐長為L，車圓錐的加工路線如圖所示。按圖a中的階梯切削路線，二刀粗車，最后一刀精車；二刀粗車的終刀距S要作精確的計(jì)算，可有相似三角形得：D-d2L＝D-d2S-apD-d2L（＝D-d2S-ap）此種加工路線，粗車時(shí)，刀具背吃刀量相同，但精車時(shí)，背吃刀量不同。（1）車圓錐的加工路線分析車圓錐的加工路線分析按圖b的相似斜線切削路線，也需計(jì)算粗車時(shí)終刀距S，同樣由相似三角形可計(jì)算得出。按此種加工路線，刀具切削運(yùn)動的距離較短。按圖c的斜線加工路線，只需確定每次背吃刀量ap，而不需計(jì)算終點(diǎn)，編程方便。但在每次切削中背吃刀量是變化的，且刀具切削運(yùn)動的路線較長。（2）車圓弧的加工路線分析車圓弧，需要多刀加工，先將大多余量切除，最后才車得所需圓弧。

右圖為車圓弧的階梯切削路線。即先粗車成階梯，最后一刀精車出圓弧。此方法在確定了每刀吃刀量ap后，須精確計(jì)算出粗車的終刀距S，即求圓弧與直線的交點(diǎn)。此方法刀具切削運(yùn)動距離較短，但數(shù)值計(jì)算較繁。

右圖為車圓弧的同心圓弧切削路線。即用不同的半徑圓來車削，最后將所需圓弧加工出來。此方法在確定了每次吃刀量aP后，對90°圓弧的起點(diǎn)、終點(diǎn)坐標(biāo)較易確定，數(shù)值計(jì)算簡單，編程方便，常采用。但按圖b加工時(shí)，空行程時(shí)間較長。右圖為車圓弧的車錐法切削路線。即先車一個(gè)圓錐，再車圓弧。但要注意，車錐時(shí)的起點(diǎn)和終點(diǎn)的確定，若確定不好，則可能損壞圓錐表面，也可能將余量留得過大。確定方法如圖所示，連接OC交圓弧于D，過D點(diǎn)作圓弧的切線AB。車圓弧的加工路線分析2、數(shù)控銑削走刀路線的確定（1）銑削零件表面時(shí)，要正確選用銑削方式。（2）進(jìn)給路線盡量短，以減少加工時(shí)間。（3）進(jìn)刀、退刀位置應(yīng)選在零件不太重要的部位，并且使刀具沿零件的切線方向進(jìn)刀、退刀，以避免產(chǎn)生刀痕。在銑削內(nèi)表面輪廓時(shí)，切入切出無法外延，銑刀只能沿法線方向切入和切出，此時(shí)，切入切出點(diǎn)應(yīng)選在零件輪廓的兩個(gè)幾何元素的交點(diǎn)上。（4）先加工外輪廓，后加工內(nèi)輪廓。

外表面走刀路線環(huán)切法行切法行切+環(huán)切法型腔加工型腔三種走刀路線問題的最佳解決方案：

使用圓角半徑比角圓角半徑小的刀具。用圓插補(bǔ)加工角落。這種加工方法通過刀具的運(yùn)動產(chǎn)生了光滑和連續(xù)的過渡，產(chǎn)生振動的可能性大大地降低了。另一種解決方案是通過圓插補(bǔ)產(chǎn)生比圖樣上的規(guī)定稍大些的圓角半徑。這是很有利的，這樣，有時(shí)就可在粗加工中使用較大的刀具，以保持高生產(chǎn)率。在角落處余下的加工余量可以采用較小的刀具進(jìn)行固定銑削或圓插補(bǔ)切削加工型腔角落的方法四、切人與切出平面內(nèi)的切人與切出：考慮刀具的進(jìn)、退刀（切入、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；盡量減少在輪廓加工切削過程中的暫停（切削力突然變化造成彈性變形），以免留下刀痕，如右圖所示。圓弧切入實(shí)例切線切入實(shí)例型腔加工開始切削型腔的方法層與層之間的切人與切出坡走銑螺旋插補(bǔ)銑