淺論數(shù)控車削走刀路線的合理確定

宋紹修

（黑龍江 牡丹江 157000）

1 確定走刀路線的原則

工步的劃分與安排一般可隨走刀路線來進(jìn)行，在確定走刀路線時(shí)，主要遵循以下幾點(diǎn)原則：

1.1 加工路線應(yīng)保證被加工工件的精度和表面粗糙度；

1.2 應(yīng)使加工路線最短，以減少空行程時(shí)間，提高加工效率；

1.3 盡量簡(jiǎn)化數(shù)學(xué)處理時(shí)的數(shù)值計(jì)算工作量，以簡(jiǎn)化編程工作；

1.4 當(dāng)進(jìn)給路線重復(fù)時(shí)，為了簡(jiǎn)化編程，縮短程序長度，應(yīng)使用子程序。

此外，確定加工路線時(shí)，還要考慮工件的形狀與剛度、加工余量的大小，機(jī)床與刀具的剛度，合理的切入與切出方向等。

2 走刀路線的確定方法

走刀路線的確定原則是在保證加工質(zhì)量的前提下，使加工程序具有最短的走刀路線，這樣不僅可以節(jié)省整個(gè)加工過程的執(zhí)行時(shí)間，還能減少一些不必要的刀具消耗及機(jī)床進(jìn)給滑動(dòng)部件的磨損等。

2.1 粗車走刀路線

2.1.1 外圓粗車G71

適于切削區(qū)軸向余量較大的細(xì)長軸套類零件的粗車，使用該方式加工可減少徑向分層次數(shù)，使走刀路線變短。

2.1.2 端面粗車G72

用于切削區(qū)徑向余量較大的輪盤類零件的粗車加工，并使得軸向分層次數(shù)少。

2.1.3 環(huán)狀粗車G73

適合周邊余量較均勻的鑄鍛坯料的粗車加工，對(duì)從棒料開始粗車加工，則會(huì)有很多空行程的切削進(jìn)給路線。如圖1所示。

圖1 粗車走刀路線

若按圖2（a）所示，從右往左由小到大逐次車削，由于受背吃刀量不能過大的限制，所剩的余量就必然過多；按圖2（b）所示，從大到小依次車削，則在保證同樣背吃刀量的條件下，每次切削所留余量就比較均勻，是正確的階梯切削路線。

圖2 走刀路線與切削余量的關(guān)系

2.2 精車走刀路線

為保證工件輪廓表面加工后的粗糙度要求，零件的最終精加工輪廓時(shí)，應(yīng)安排在最后一次走刀連續(xù)加工出來。合理選取起刀點(diǎn)、切入點(diǎn)和切入方式，保證切入過程平穩(wěn)，沒有沖擊。認(rèn)真考慮刀具的切入和切出路線，盡量減少在輪廓處停刀，以避免切削力突然變化造成彈性變形而留下刀痕。一般應(yīng)沿著零件表面的切向方向切入和切出，盡量避免沿工件輪廓垂直方向進(jìn)、退刀而劃傷工件。

對(duì)各部位精度要求不一致的精車走刀路線，當(dāng)各部位精度相差不是很大時(shí)，應(yīng)以最嚴(yán)的精度為準(zhǔn)，連續(xù)走刀加工所有部位；若各部位精度相差很大，則精度接近的表面安排在同一把刀走刀路線內(nèi)加工，并先加工精度較低的部位，最后再單獨(dú)安排精度高的部位的走刀路線。

2.3 空行程走刀路線

2.3.1 起刀點(diǎn)的設(shè)置

粗加工或半精加工時(shí)，多采用系統(tǒng)提供的簡(jiǎn)單或復(fù)合車削循環(huán)指令加工。使用固定循環(huán)時(shí)，循環(huán)起點(diǎn)通常應(yīng)設(shè)在毛坯外面。如圖3所示。

圖3 起刀點(diǎn)

即：起刀點(diǎn)盡量靠近工件，減少空走刀行程，縮短進(jìn)給路線，節(jié)省在加工過程中的執(zhí)行時(shí)間。

2.3.2 換刀點(diǎn)的設(shè)置

換刀點(diǎn)是指刀架轉(zhuǎn)動(dòng)換刀時(shí)的位置，應(yīng)設(shè)在工件及夾具的外部，以換刀時(shí)不碰工件及其他部件為準(zhǔn)，并力求換刀移動(dòng)路線最短。

2.3.3 退刀路線的設(shè)置

刀具加工的零件的部位不同，退刀的路線也不相同，如圖4所示。

(1)斜線退刀方式。斜線退刀方式路線最短，適用于加工外圓表面的偏刀退刀。

(2)徑-軸向退刀方式。刀具先徑向垂直退刀，到達(dá)指定位置時(shí)再軸向退刀。適于切槽加工的退刀。

(3)軸-徑向退刀方式。刀具先軸向垂直退刀，到達(dá)指定位置時(shí)再徑向退刀。適于鏜孔加工的退刀。

圖4 退刀路線

此外，要避免刀具與非加工面的干涉，并避免刀具與工件相撞。如工件中有槽需要加工，在編程時(shí)要注意進(jìn)退刀點(diǎn)應(yīng)與槽方向垂直，進(jìn)刀速度不能用“G00”速度。“G00”指令在退刀時(shí)盡量避免“X、Z”同時(shí)移動(dòng)使用。

3 特殊的走刀路線

圖5（a）所示的進(jìn)給方法，當(dāng)?shù)都膺\(yùn)動(dòng)到圓弧的換象限處，即由-Z、-X向-Z、+X變換時(shí)，吃刀抗力Fp與傳動(dòng)橫滑板的傳動(dòng)力方向由原來相反變?yōu)橄嗤袈菪遍g有機(jī)械傳動(dòng)間隙，就可能使刀尖嵌入零件表面（即扎刀）。

圖5（b）所示的進(jìn)給方法，因?yàn)榈都膺\(yùn)動(dòng)到圓弧的換象限處，即由+Z、-X向+Z、+X方向變換時(shí)，吃刀抗力Fp與絲杠傳動(dòng)橫向滑板的傳動(dòng)力方向相反，不會(huì)受螺旋副機(jī)械傳動(dòng)間隙的影響而產(chǎn)生嵌刀現(xiàn)象。

圖5 特殊的走刀路線

4 車螺紋時(shí)的軸向進(jìn)給走刀路線

在數(shù)控車床上車螺紋時(shí)，沿螺距方向的Z向進(jìn)給應(yīng)和車床主軸的旋轉(zhuǎn)保持嚴(yán)格的速比關(guān)系。因此，進(jìn)刀點(diǎn)與退刀點(diǎn)要留有一定的余量，即螺紋升速段與降速段，如圖6所示。應(yīng)避免在進(jìn)給機(jī)構(gòu)加速或減速的過程中切削，從而保證螺距的精度。

圖6 螺紋加工的起刀點(diǎn)與退刀點(diǎn)

以上為正常的數(shù)控車削走刀路線的確定原則和方法，由于在實(shí)際工作中存在著某些特殊情況，還要根據(jù)實(shí)際情況具體問題具體分析。

[1]付承云.數(shù)控車床編程與操作就應(yīng)知應(yīng)會(huì)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2007.

[2]雷寶珍.數(shù)控加工工藝與編程[M].北京：北京希望電子出版社，2006.