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1、3.1 数控加工工艺设计的方法在选择了数控加工工艺内容和确定了零件加工路线后，即可进行数控加工工序的设计。数控加工工序设计的主要任务是进一步把本工序的加工内容、切削用量、工艺装备、定位夹紧方式及刀具运动轨迹确定下来，为编制加工程序作好准备。3.2.1 确定走刀路线和安排加工工序走刀路线就是刀具在整个加工工序中的运动轨迹，它不但包括了工步的内容，也反映出工步顺序。走刀路线是编写程序的依据之一，确定走刀路线时应注意以下几点：1. 寻求最短加工路线如加工图3.3a所示零件上的孔系。3.3b图的走刀路线为先加工完外圈孔后，再加工内圈孔。若改用3.3c图的走刀路线，减少空刀时间，则可节省定位时间近一倍，
2、提高了加工效率。a)零件图样b)路线1c)路线2图3.3 最短走刀路线的设计2. 最终轮廓一次走刀完成为保证工件轮廓表面加工后的粗糙度要求，最终轮廓应安排在最后一次走刀中连续加工出来。如图3.4a为用行切方式加工内腔的走刀路线，这种走刀能切除内腔中的全部余量，不留死角，不伤轮廓。但行切法将在两次走刀的起点和终点间留下残留高度，而达不到要求的表面粗糙度。所以如采用3.4b图的走刀路线，先用行切法，最后沿周向环切一刀，光整轮廓表面，能获得较好的效果。图3.4c也是一种较好的走刀路线方式。a)路线1b)路线3c)路线3 图3.4 铣削内腔的三种走刀路线3. 选择切入切出方向考虑刀具的进、退刀（切入、
3、切出）路线时，刀具的切出或切入点应在沿零件轮廓的切线上，以保证工件轮廓光滑；应避免在工件轮廓面上垂直上、下刀而划伤工件表面；尽量减少在轮廓加工切削过程中的暂停（切削力突然变化造成弹性变形），以免留下刀痕，如图3.5所示。图3.5刀具切入、切出时的外延4. 选择使工件在加工后变形小的路线对横截面积小的细长零件或薄板零件应采用分几次走刀加工到最后尺寸或对称去除余量法安排走刀路线。安排工步时，应先安排对工件刚性破坏较小的工步。3.2.2 确定定位和夹紧方案在确定定位和夹紧方案时应注意以下几个问题：1) 尽可能做到设计基准、工艺基准与编程计算基准的统一。2) 尽量将工序集中，减少装夹次数，尽可能在一次
4、装夹后能加工出全部待加工表面。3) 避免采用占机人工调整时间长的装夹方案。4) 夹紧力的作用点应落在工件刚性较好的部位。3.2.3 确定刀具与工件的相对位置对于数控机床来说，在加工开始时，确定刀具与工件的相对位置是很重要的，这一相对位置是通过确认对刀点来实现的。对刀点是指通过对刀确定刀具与工件相对位置的基准点。对刀点可以设置在被加工零件上，也可以设置在夹具上与零件定位基准有一定尺寸联系的某一位置，对刀点往往就选择在零件的加工原点。对刀点的选择原则如下。1) 所选的对刀点使程序编制简单。2) 对刀点应选择在容易找正、便于确定零件加工原点的位置。3) 对刀点应选在加工时检验方便、可靠的位置。4)
5、对刀点的选择应有利于提高加工精度。在使用对刀点确定加工原点时，就需要进行“对刀”。所谓对刀是指使“刀位点”与“对刀点”重合的操作。 “刀位点”是指刀具的定位基准点，如图3.6所示为各种刀具的刀位点。3.2.4 确定切削用量对于高效率的金属切削机床加工来说，被加工材料、切削刀具、切削用量是三大要素。这些条件决定着加工时间、刀具寿命和加工质量。经济的、有效的加工方式，要求必须合理地选择切削条件。编程人员在确定每道工序的切削用量时，应根据刀具的耐用度和机床说明书中的规定去选择。也可以结合实际经验用类比法确定切削用量。在选择切削用量时要充分保证刀具能加工完一个零件，或保证刀具耐用度不低于一个工作班，最少不低于半个工作班的工作时间。背吃刀量主要受机床刚度的限制，在机床刚度允许的情况下，尽可能使背吃刀量等于工序的加工余量，这样可以减少走刀次数，提高加工效率。对于表面粗糙度和精度要求较高的零件，要留有足够的精加工余量，数控加工的精加工余量可比通用机床加工的余量小一些。