走刀路线的设计——数控加工机械制造工艺学

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分类: 机械技术 |
在数控加工中,为了实现刀具对工件的加工,刀具刀位点从对刀点(或机床原点)出发至返回的运动轨迹称为走刀路线,也称加工路线(加工路径)或刀具运动轨迹。走刀路线包括切削进给路线和空行程路线(刀具切入前和切出后的没有切削加工的运动轨迹)两部分。
常同立等
与普通机械加工工艺相比,走刀路线设计是数控加工工艺设计非常有特色的部分。普通机械加工是在人的操作下进行,数控加工则是按照预先设计的走刀路线走刀,完成数控加工。
与普通机械加工类似,按照加工过程完成的任务不同,数控加工过程也可以分为粗加工和精加工。粗加工的任务也是为了尽快去除多余材料;精加工任务则是获取一定的加工质量(加工精度与表面质量)。精加工的走刀路线与工件的加工表面形状一致,是连续走刀过程。走刀路线设计相对比较固定,可变性小。粗加工的走刀路线则可以有较多的变化,有很大的灵活性。
走刀路线不但包括了工步的内容,也反映出工序的顺序。走刀路线也是编程的主要依据之一。因此,在设计走刀路线时往往要画一张工序简图,将已经拟订出的走刀路线画上去(包括进、退刀路线),这样可方便编程,也方便操作人员核对数控加工程序。
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走刀路线设计主要遵循如下原则:
(1) 走刀路线首先应保证工件的加工精度和表面粗糙度值符合要求;
(2) 应使走刀路线最短,这样既可减少程序段,又可减少空刀时间,加工效率较高;
(3) 使几何要素的数值计算简单,以减少编程工作量。
工步的划分与安排一般可随走刀路线来进行,在确定走刀路线时,主要注意以下几点;
(1)对点位加工的数控机床如钻床,铣床,要考虑尽可能缩短走刀路线,以减少空程时间,提高加工效率。
(2)为了保证工件轮廓表面加工后的粗糙度值要求,最终轮廓应由最后一次走刀连续加工而成。
(3)刀具的进退刀路线必须认真考虑,要尽量避免在轮廓处停刀或垂直切入、切出工件,以免留下刀痕(切削力发生突然变化而造成弹性变形)。
(4)铣削轮廓的走刀路线要合理设计。在铣削封闭的凹轮廓时,刀具的切入或切出不允许外延,最好选在两面的交界处,否则会产生刀痕。
(5)旋转类型零件一般采用数控车床或数控磨床加工,由于车削零件的毛坯多为棒料或锻件。加工余量大且不均匀,因此,合理设计粗加工时的走刀路线,对编程至关重要。
精加工的走刀路线基本上都是沿其零件轮廓顺序进行的,因此设计走刀路线的工作重点是确定粗加工及空行程的进给路线。