浅谈数控车加工路线的优化与设计

摘要：在数控机床加工过程中，由于加工对象复杂多样，特别是轮廓曲线的形状及位置千变万化，加上材料不同、批量不同等多方面因素的影响，在对具体零件制定加工顺序的时，应该进行具体分析和区别对待，灵活处理。只有这样，才能使所制定的加工顺序合理，从而达到质量优、效率高和成本低的目的。

关键词：加工顺序 效率 成本

数控加工工艺路线设计中应注意以下几个问题。

一、加工工序的划分

根据数控加工的特点，数控加工工序的划分一般可按下列方法进行。

①以一次安装、加工作为一道工序。这种方法适合于加工内容较少的零件，加工完后就能达到待检状态。

②以同一把刀具加工的内容划分工序。有些零件虽然能在一次安装中加工出很多待加工表面，但考虑到程序太长，会受到某些限制，如控制系统的限制（主要是内存容量），机床连续工作时间的限制（如一道工序在一个工作班内不能结束）等。此外程序太长会增加出错概率与检索的困难。因此程序不能太长，一道工序的内容不能太多。

③以加工部位划分工序。对于加工内容很多的工件，可按其结构特点将加工部位分成几个部分，如内腔、外形、曲面或平面，并将每一部分的加工作为一道工序。

④以粗、精加工划分工序。对于经加工后易发生变形的工件，由于对粗加工后可能发生的变形需要进行校形，故一般来说，凡要进行粗、精加工的过程，都要将工序分开。

二、加工顺序的安排

加工顺序的安排一般应按以下原则进行：

①上道工序的加工不能影响下道工序的定位与夹紧，中间穿插有通用机床加工工序的也应综合考虑；

②先进行内腔加工，后进行外形加工；

③以相同定位、夹紧方式加工或用同一把刀具加工的工序，最好连续加工，以减少复定位次数、换刃次数与装夹次数。

三、数控加工工艺与普通工序的衔接

数控加工工序前后一般都穿插有其他普通加工工序，如衔接得不好就容易产生矛盾，因此在熟悉整个加工工艺内容的同时，要清楚数控加工工序与普通加工工序个各自的技术要求、加工目的、加工特点，例如要不要留加工余量，留多少；定位面与孔的精度要求及形位公差；对校形工序的技术要求；对毛坯的热处理状态等，这样才能使各工序达到相互满足加工需要，且质量目标及技术要求明确，交接验收有依据。

四、数控加工工艺设计原则

（1）先粗后精

为了提高生产效率并保证零件的精加工质量，在切削加工时，应先安排粗加工工序，在较短的时间内，将精加工前大量的加工余量去掉，同时尽量满足精加工的余量均匀性要求。

当粗加工工序安排完后，应接着安排换刀后进行的半精加工和精加工。其中，安排半精加工的目的是，当粗加工后所留余量的均匀性满足不了精加工要求时，则可安排半精加工作为过渡性工序，以便使精加工余量小而均匀。

在安排可以一刀或多刀进行的精加工工序时，其零件的最终轮廓应由最后一刀连续加工而成。这时，加工刀具的进退刀位置要考虑妥当，尽量不要在连续的轮廓中安排切入和切出或换刀及停顿，以免因切削力突然变化而造成弹性变形，致使光滑连接轮廓上产生表面划伤、形状突变或滞留刀痕等瑕疵。

（2）先近后远加工，减少空行程时间

这里所说的远与近，是按加工部位相对于对刀点的距离大小而言的。在一般情况下，特别是在粗加工时，通常安排离对刀点近的部位先加工，离对刀点远的部位后加工，以便缩短刀具移动距离，减少空行程时间。对于车削加工，先近后远有利于保持毛坯件或半成品件的刚性，改善其切削条件。

例如，加工图示零件时，如果按次序安排车削，不仅会增加刀具返回对刀点所需的空行程时间，而且还可能使台价的外直角处产生毛刺（飞边）。对这类直径相差不大的台阶轴，当第一刀的切削深度（图中最大切削深度可为3mm左右）未超限时，宜按

的次序先近后远地安排车削。

（3）内外交叉

对既有内表面（内型腔），又有外表面需加工的零件，安排加工顺序时，应先进行内外表面粗加工，后进行内外表面精加工。切不可将零件上一部分表面（外表面或内表面）加工完毕后，再加工其他表面（内表面或外表面）。

在企业当中，切削线路的选择与优化直接关系到加工效益和经济效益，以上是笔者对此方面的拙见，不足之处，敬请批评指正！

参考文献

[1]任国兴主编 数控车床加工工艺编程操作.北京：机械工业出版社，2006

[2]林岩主编.数控车技能实训.北京：化学工业出版社，2007

[3]顾雪艳主编.数控加工编程操作技巧与禁忌.北京：机械工业出版社，2007

[4]耿国卿主编.数控车床编程与应用.北京：化学工业出版社，2009