数控加工工艺路线设计

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    数控加工的工艺路线设计必须全面考虑，注意工序的正确划分、顺序的合理安排和数控加工工序与普通工序的衔接。

    1. 工序的划分

    数控机床与普通机床加工相比较，加工工序更加集中，根据数控机床的加工特点，加工工序的划分有以下几种方式：

    1）根据装夹定位划分工序

    这种方法一般适应于加工内容不多的工件，主要是将加工部位分为几个部分，每道工序加工其中一部分。如加工外形时，以内腔夹紧；加工内腔时，以外形夹紧。

    2）按所用刀具划分工序

    为了减少换刀次数和空程时间，可以采用刀具集中的原则划分工序，在一次装夹中用一把刀完成可以加工的全部加工部位，然后再换第二把刀，加工其他部位。在专用数控机床或加工中心上大多采用这种方法。

    3）以粗、精加工划分工序

    对易产生加工变形的零件，考虑到工件的加工精度，变形等因素，可按粗、精加工分开的原则来划分工序，即先粗后精。

    在工序的划分中，要根据工件的结构要求、工件的安装方式、工件的加工工艺性、数控机床的性能以及工厂生产组织与管理等因素灵活掌握，力求合理。

    2. 加工顺序的安排

    加工顺序的安排应根据工件的结构和毛坯状况，选择工件定位和安装方式，重点保证工件的刚度不被破坏，尽量减少变形，因此加工顺序的安排应遵循以下原则：

    1）上道工序的加工不能影响下道工序的定位与夹紧

    2）先加工工件的内腔后加工工件的外轮廓

    3）尽量减少重复定位与换刀次数

    4）在一次安装加工多道工序中，先安排对工件刚性破坏较小的工序。

    3. 数控加工工序与普通工序的衔接

    由于数控加工工序穿插在工件加工的整个工艺过程之中，各道工序需要相互建立状态要求，如加工余量的预留，定位面与孔的精度和形位公差要求，矫形工序的技术要求，毛坯的热处理等要求，各道工序必须前后兼顾综合考虑。

    4. 数控机床加工工序和加工路线的设计

    数控机床加工工序设计的主要任务：确定工序的具体加工内容、切削用量、工艺装备、定位安装方式及刀具运动轨迹，为编制程序作好准备。其中加工路线的设定是很重要的环节，加工路线是刀具在切削加工过程中刀位点相对于工件的运动轨迹，它不仅包括加工工序的内容 ，也反映加工顺序的安排，因而加工路线是编写加工程序的重要依据。

    1）确定加工路线的原则

    ① 加工路线应保证被加工工件的精度和表面粗糙度。

    ② 设计加工路线要减少空行程时间，提高加工效率。

    ③ 简化数值计算和减少程序段，降低编程工作量。

    ④ 据工件的形状、刚度、加工余量、机床系统的刚度等情况，确定循环加工次数。

    ⑤ 合理设计刀具的切入与切出的方向。采用单向趋近定位方法，避免传动系统反向间隙而产生的定位误差。

    ⑥ 合理选用铣削加工中的顺铣或逆铣方式，一般来说，数控机床采用滚珠丝杠，运动间隙很小，因此顺铣优点多于逆铣。

    2）数控机床加工路线

    ① 数控车床加工路线

    数控车床车削端面加工路线如图1所示A-B-0p-D，其中A为换刀点，B为切入点，C-0p为刀具切削轨迹，0p为切出点，D为退刀点。

图1 数控车床车削端面加工路线

    数控车床车削外圆的加工路线如图2所示A-B-C-D-E-F，其中A为换刀点，B为切入点，C-D-E为刀具切削轨迹，E为切出点，F为退刀点。

图2 数控车床车削外圆加工路线