數(shù)控原理與編程：數(shù)控編程基礎(chǔ)知識(shí)

數(shù)控機(jī)床的控制系統(tǒng)主要進(jìn)行的是位置控制，即控制刀具的切削位置。刀具移動(dòng)位置是根據(jù)零件圖紙，按照已經(jīng)確定的加工路線和允許的加工誤差計(jì)算出來(lái)的。這一工作稱為數(shù)控加工編程中的數(shù)值計(jì)算。數(shù)值計(jì)算主要用于手工編程時(shí)的輪廓加工的刀位點(diǎn)計(jì)算。

2.5數(shù)控編程中的數(shù)值處理

數(shù)控加工編程中的數(shù)值計(jì)算主要包括：零件輪廓中幾何元素的基點(diǎn)計(jì)算插補(bǔ)線段的節(jié)點(diǎn)計(jì)算刀具中心位置計(jì)算輔助計(jì)算一般稱基點(diǎn)和節(jié)點(diǎn)為切削點(diǎn)，即刀具切削部位必須切到的點(diǎn)，數(shù)值計(jì)算主要是這兩種。2.5.1基點(diǎn)坐標(biāo)的計(jì)算

基點(diǎn)就是構(gòu)成零件輪廓的各相鄰幾何元素之間的交點(diǎn)或切點(diǎn)。如兩直線的交點(diǎn)、直線與圓弧的交點(diǎn)或切點(diǎn)、圓弧與二次曲線的交點(diǎn)或切點(diǎn)等等，均屬基點(diǎn)。常用的有幾何法和解析法，三角函數(shù)法CAD找點(diǎn)法等。如圖所示A、B、C、D、可直接得出。E點(diǎn)是直線DE與EF的交點(diǎn)，F(xiàn)是直線EF與圓弧AF的切點(diǎn)。OF與X軸的夾角為30°，EF與X軸夾角為120°。E、F標(biāo)不能直接讀出，需要

FX=20cos30°=17.321FY=20sin30°=10EY=30

EX=FX-（EY-FY）/tg60°=5.774計(jì)算E、F點(diǎn)坐標(biāo)。（1）解析法：G（2）CAD繪圖找點(diǎn)二、

節(jié)點(diǎn)的計(jì)算節(jié)點(diǎn)是在滿足誤差要求條件下用若干插補(bǔ)線段（如直線段或圓弧段等）去逼近實(shí)際輪廓曲線時(shí)，相鄰兩插補(bǔ)線段的交點(diǎn)。節(jié)點(diǎn)的計(jì)算比較復(fù)雜，方法也很多，是手工編程的難點(diǎn)。有條件時(shí)，應(yīng)盡可能借助于計(jì)算機(jī)來(lái)完成，以減少計(jì)算誤差并減輕編程人員的工作量。

1、非圓曲線的節(jié)點(diǎn)計(jì)算

1）直線段逼近非圓曲線的節(jié)點(diǎn)計(jì)算

這種方法是使每個(gè)程序段的某一坐標(biāo)增量相等，然后根據(jù)曲線的表達(dá)式求出另一坐標(biāo)值，即可得到節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)。如圖2-13（a）（1）等間距直線逼近法：（a）等間距直線逼近法圖2-13非圓曲線節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)計(jì)算（2）等弦長(zhǎng)直線逼近法：

這種方法是使所有逼近線段的弦長(zhǎng)相等，計(jì)算時(shí)必須使最大逼近誤差小于δ允，以滿足加工精度的要求。如圖2-13（b）（b）等弦長(zhǎng)直線逼近圖2-13非圓曲線節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)計(jì)算

該方法是使零件輪廓曲線上各直線段的逼近誤差相等，并小于或等于允許的編程誤差δ允。即δ1=δ2=δ3≤δ允

如圖2-13（c）（3）等誤差直線逼近法（c）等誤差直線逼近法圖2-13非圓曲線節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)計(jì)算2）圓弧逼近非圓曲線的節(jié)點(diǎn)計(jì)算用圓弧逼近法去逼近零件的輪廓曲線時(shí)，計(jì)算的依據(jù)依然是要使圓弧段與零件輪廓曲線間的誤差小于或等于δ允。常用的方法有三點(diǎn)圓法、相切圓法和曲率圓法。

數(shù)控編程中的節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)計(jì)算是難度非常大的，不僅需要較高的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)，而且通常手工無(wú)法完成計(jì)算，現(xiàn)在對(duì)于比較復(fù)雜的數(shù)控編程，一般都采用計(jì)算機(jī)輔助編程CAM來(lái)實(shí)現(xiàn)。2、列表曲線的數(shù)學(xué)處理

在實(shí)際應(yīng)用中，有些零件的輪廓形狀是通過(guò)實(shí)驗(yàn)或測(cè)量方法得到的，如飛機(jī)的機(jī)翼、葉片、某些檢驗(yàn)樣板等。這時(shí)常以列表坐標(biāo)點(diǎn)的形式描繪輪廓形狀。這種由列表點(diǎn)給出的輪廓曲線稱為列表曲線。常用數(shù)學(xué)處理方法：牛頓插值法雙圓弧法樣條函數(shù)法三次樣條函數(shù)擬合圓弧樣條擬合

2.5.3其它計(jì)算1.刀具中心位置計(jì)算刀具中心位置是刀具相對(duì)于每個(gè)切削點(diǎn)刀具中心所處的位置。因?yàn)榈毒叨加幸欢ǖ陌霃?，要使刀具的切削部位切過(guò)輪廓的基點(diǎn)和節(jié)點(diǎn)，必須對(duì)刀具進(jìn)行一定的偏置。對(duì)于沒(méi)有刀具偏置功能的數(shù)控系統(tǒng)，應(yīng)計(jì)算出相對(duì)于基點(diǎn)和節(jié)點(diǎn)的刀具中心位置軌跡?，F(xiàn)代大多數(shù)數(shù)控系統(tǒng)都具有刀具編制功能。我們只需要按照?qǐng)D紙所給輪廓進(jìn)行編程,而不需要計(jì)算刀具中心位置。2.輔助計(jì)算1）增量計(jì)算對(duì)于增量坐標(biāo)的數(shù)控系統(tǒng)，應(yīng)計(jì)算出后一節(jié)點(diǎn)相對(duì)前一節(jié)點(diǎn)的增量值。2）脈沖數(shù)計(jì)算

通常數(shù)值計(jì)算是以毫米為單位進(jìn)行的，而數(shù)控系統(tǒng)若要求輸入脈沖數(shù)，故應(yīng)將計(jì)算數(shù)值換算為脈沖數(shù)。3）輔助程序段的數(shù)值計(jì)算

對(duì)刀點(diǎn)到切入點(diǎn)的程序段，以及切削完畢后返回到對(duì)刀點(diǎn)的程序均屬輔助程序段。在填寫程序單之前，輔助程序段的數(shù)據(jù)也應(yīng)預(yù)先確定。4）切削用量的輔助計(jì)算

切削用量計(jì)算，加工余量分配等。

輔助計(jì)算要求的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)不高，計(jì)算數(shù)據(jù)比較簡(jiǎn)單，但是對(duì)于切削用量計(jì)算要求編程人員要有相應(yīng)的工藝基礎(chǔ)知識(shí)和一定的工作經(jīng)驗(yàn)。2.6數(shù)控加工工藝基礎(chǔ)知識(shí)

圖2-14數(shù)控加工流程圖專用夾具選擇刀具工件裝夾設(shè)計(jì)加工程序刀具選擇參數(shù)設(shè)定刀具安裝刀具對(duì)刀工件加工試運(yùn)行、試切削工件驗(yàn)收加工路線數(shù)值計(jì)算切削用量通用夾具加工圖樣工件找正加工方案程序編制控制介質(zhì)程序輸入程序校核2.6.1數(shù)控加工工藝分析的特點(diǎn)及內(nèi)容1.數(shù)控加工工藝的基本特點(diǎn)1)數(shù)控工藝詳細(xì)具體

數(shù)控加工工藝內(nèi)容與普通機(jī)加工大致相同但非常完整，因?yàn)閿?shù)控是高度自動(dòng)化的過(guò)程。如普通機(jī)加工只需指明工步即可，但數(shù)控加工必須指明所用刀具、切削速度、進(jìn)給速度，開(kāi)動(dòng)潤(rùn)滑否等等。原來(lái)靠機(jī)床操作工憑經(jīng)驗(yàn)的加工參數(shù)現(xiàn)在必須由數(shù)控編程人員用數(shù)控指令表示出來(lái)。

2)工序集中現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床剛度大，刀庫(kù)容量大及多坐標(biāo)、多工位的特點(diǎn)可以實(shí)現(xiàn)一次裝夾完成多種加工甚至多個(gè)零件的加工，這樣就造成了工序集中3)加工方法的特點(diǎn)

在曲面加工中，傳統(tǒng)的方法是鉗工用砂輪磨，用樣板檢驗(yàn)修正（如艦艇的螺旋槳），數(shù)控靠多坐標(biāo)軸聯(lián)動(dòng)，可以準(zhǔn)確加工出理想的曲面。4）加工精度不僅取決于加工過(guò)程，還取決于程編階段的理論誤差。如圓整化誤差、插補(bǔ)誤差，逼近誤差等2.數(shù)控加工工藝的主要內(nèi)容1、選擇適合在數(shù)控機(jī)床上加工的零件，確定工序內(nèi)容。

2、對(duì)零件圖樣進(jìn)行數(shù)控加工工藝分析，明確加工內(nèi)容及技術(shù)要求。

3、確定零件的加工方案，制定數(shù)控加工工藝路線。如劃分工序、安排加工順序以及處理與非數(shù)控加工工序的銜接等。

4、加工工序的設(shè)計(jì)。如選取零件的定位基準(zhǔn)、夾具方案的確定、劃分工步、選取刀輔具和確定切削用量等。

5、數(shù)控加工程序的調(diào)整。選取對(duì)刀點(diǎn)和換刀點(diǎn)，確定刀具補(bǔ)償，確定加工路線。

6、分配數(shù)控加工中的容差。

7、處理數(shù)控機(jī)床上的部分工藝指令。2.6.2數(shù)控加工工藝分析與設(shè)計(jì)

數(shù)控加工工藝的實(shí)質(zhì)，就是在分析零件精度和表面粗糙度的基礎(chǔ)上，對(duì)數(shù)控加工的加工方法、裝夾方式、刀具使用、切削進(jìn)給路線及切削用量等工藝內(nèi)容進(jìn)行正確和合理的選擇。1)數(shù)控車削的主要加工對(duì)象（1）輪廓形狀特別復(fù)雜或難于控制尺寸的回轉(zhuǎn)體零件（2）精度要求高的回轉(zhuǎn)體零件（3）帶特殊螺紋的回轉(zhuǎn)體零件1.機(jī)床的合理選擇(1)平面輪廓平面輪廓多由直線和圓弧或各種曲線構(gòu)成，通常采用三坐標(biāo)數(shù)控銑床進(jìn)行兩軸半坐標(biāo)加工

如圖2-15為由直線和圓弧構(gòu)成的零件平面輪廓ABCDEA，采用半徑為R的立銑刀沿周向加工，虛線A

B

C

D

E

A

為刀具中心的運(yùn)動(dòng)軌跡。為保證加工面光滑，刀具沿PA

切入，沿A

K切出。2)、數(shù)控銑削加工的主要對(duì)象圖2-15平面輪廓加工(2)固定斜角平面加工固定斜角平面是與水平面成一固定夾角的斜面，常用如下的加工方法。當(dāng)零件尺寸不大時(shí)，可用斜墊板墊平后加工；如果機(jī)床主軸可以擺角，則可以擺成適當(dāng)?shù)亩ń?，用不同的刀具?lái)加工如圖2-16。當(dāng)零件尺寸很大，斜面斜度留下殘留面積，需要用鉗修方法加以清除。

加工斜面的最佳方法是采用五坐標(biāo)數(shù)控銑床，主軸擺角后加工，可以不留殘留面積。圖2-16固定斜角平面加工（3）變斜角平面加工加工面與水平面的夾角呈連續(xù)變化的零件稱為變斜角類零件。這類零件特點(diǎn)是加工面不能展開(kāi)為平面，但在加工中，銑刀圓周與加工面接觸的瞬間為一條直線。

圖2-17所示是飛機(jī)上的一種變斜角梁椽條。該零件在第2肋至第5肋的斜角從3o10′均勻變化為2o32′，從第5肋至第9肋再均勻變化為1o20′，從第9肋至第12肋又均勻變化至0o。變斜角類零件一般采用4軸或5軸聯(lián)動(dòng)的數(shù)控銑床加工，也可以在第3軸數(shù)控銑床上通過(guò)兩軸聯(lián)動(dòng)用鼓形銑刀分層近似加工，但精度稍差。圖2-17變斜角平面加工（4）曲面類零件

曲面通常由數(shù)學(xué)模型設(shè)計(jì)出，因此往往要借助于計(jì)算機(jī)來(lái)編程，其加工面不能展開(kāi)為平面。

曲面輪廓加工、立體曲面的加工應(yīng)根據(jù)曲面形狀、刀具形狀以及精度要求采用不同的銑削加工方法，如兩軸半、三軸、四軸及五軸等聯(lián)動(dòng)加工。如圖2-18所示。（a）兩軸半加工（b）三軸加工c）五軸聯(lián)動(dòng)加工2-18曲面類零件加工5、孔及孔系加工6、螺紋加工（三）加工中心主要的加工對(duì)象1、既有平面又有孔系的零件（1）箱體類零件有孔系、輪廓、平面多工位加工（2）盤、套、板類零件指帶有鍵槽或徑向孔，或端面有分布孔系以及有曲面的盤套或軸類零件。2、復(fù)雜曲面類零件加工（1）凸輪類（2）整體葉輪（3）模具類（4）周期性投產(chǎn)零件（5）加工精度要求較高的中小批零件（6）新產(chǎn)品試制中的零件2數(shù)控加工零件的工藝性分析1、零件的工藝性分析產(chǎn)品的零件圖和裝配圖分析、零件圖的完整性與正確性分析、零件技術(shù)要分析、尺寸標(biāo)注方法分析、零件材料分析、零件的結(jié)構(gòu)工藝性分析，即零件在滿足使用要求的前提下所具有的制造可行性和加工經(jīng)濟(jì)性。

（1）零件圖樣尺寸的正確標(biāo)注由于加工程序是以準(zhǔn)確的坐標(biāo)點(diǎn)來(lái)編制的，因此，各圖形幾何要素間的相互關(guān)系（如相切、相交、垂直和平行等）應(yīng)明確，各種幾何要素的條件要充分，應(yīng)無(wú)引起矛盾的多余尺寸或影響工序安排的封閉尺寸等。（2）保證獲得要求的加工精度雖然數(shù)控機(jī)床精度很高，但對(duì)一些特殊情況，例如過(guò)薄的底板與肋板，因?yàn)榧庸r(shí)產(chǎn)生的切削拉力及薄板的彈性退讓極易產(chǎn)生切削面的振動(dòng)，使薄板厚度尺寸公差難以保證，其表面粗糙度值也將提高。根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，當(dāng)面積較大的薄板厚度小于3mm時(shí)就應(yīng)充分重視這一問(wèn)題。（3）盡量統(tǒng)一零件輪廓內(nèi)圓弧的有關(guān)尺寸

肋板的高度與內(nèi)轉(zhuǎn)接圓b)底板與肋板的轉(zhuǎn)接圓圖2-19統(tǒng)一零件內(nèi)圓弧尺寸（4）保證基準(zhǔn)統(tǒng)一的原則

有些工件需要在銑完一面后再重新安裝銑削另一面，往往會(huì)因?yàn)楣ぜ闹匦掳惭b而接不好刀。這時(shí)，最好采用統(tǒng)一基準(zhǔn)定位，因此零件上應(yīng)有合適的孔作為定位基準(zhǔn)孔。如果零件上沒(méi)有基準(zhǔn)孔，也可以專門設(shè)置工藝孔作為定位基準(zhǔn)（如在毛坯上增加工藝凸臺(tái)或在后繼工序要銑去的余量上設(shè)置基準(zhǔn)孔）。（5）分析零件的變形情況

數(shù)控銑削工件在加工時(shí)的變形，不僅影響加工質(zhì)量，而且當(dāng)變形較大時(shí)，將使加工不能繼續(xù)進(jìn)行下去。這時(shí)就應(yīng)當(dāng)考慮采取一些必要的工藝措施進(jìn)行預(yù)防，如：對(duì)鋼件進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理，對(duì)鑄鋁件進(jìn)行退火處理，對(duì)不能用熱處理方法解決的，也可考慮粗、精加工及對(duì)稱去余量等常規(guī)方法。此外，還要分析加工后的變形問(wèn)題，采取什么工藝措施來(lái)解決。2)零件毛坯的工藝性分析（1）毛坯應(yīng)有充分、穩(wěn)定的加工余量

毛坯主要指鍛、鑄件，因模鍛時(shí)的欠壓量與允許的錯(cuò)模量會(huì)造成余量不均勻，鑄造時(shí)也會(huì)因砂型誤差、收縮量及金屬液體的流動(dòng)性差不能充滿型腔等造成余量不均勻。（2）分析毛坯在裝夾定位方面的適應(yīng)性

應(yīng)考慮毛坯在加工時(shí)的裝夾定位方面的可靠性與方便性，以便使數(shù)控銑床在一次安裝中加工出更多的待加工面。圖2-20提高定位精度（3）分析毛坯的余量大小及均勻性

主要考慮在加工時(shí)是否要分層切削，分幾層切削，也要分析加工中與加工后的變形程度，考慮是否應(yīng)采取預(yù)防性措施與補(bǔ)救措施。如對(duì)于熱軋的中、厚鋁板，經(jīng)淬火時(shí)效后很容易在加工中與加工后變形，最好采用經(jīng)預(yù)拉伸處理的淬火板坯。3.加工方法的選擇與加工方案的確定1）加工方法的選擇加工方法的選擇要同時(shí)保證加工精度和表面粗糙度的要求。獲得同一級(jí)精度和表面粗糙度的加工方法很多，要結(jié)合零件的形狀、尺寸的大小和熱處理等具體要求來(lái)考慮。常用加工方法的經(jīng)濟(jì)加工精度與表面粗糙度可查閱有關(guān)工藝手冊(cè)。2）確定加工方案的原則零件上精度要求較高的表面，要根據(jù)質(zhì)量要求、機(jī)床情況和毛坯條件來(lái)確定最終加工方案。零件上精度要求較高的表面，常常是經(jīng)過(guò)粗加工、半精加工和精加工逐步達(dá)到。4工序的劃分

以零件的裝夾定位方式劃分工序。這種方法適用工件表面的加工內(nèi)容不多的工件，加工完成后一般就能達(dá)到待檢狀態(tài)按粗、精加工劃分工序。這種劃分方法適用于加工后邊變形較大，需粗精加工分開(kāi)的工件，如毛坯為鑄件、焊接件或鍛件。按加工部位劃分工序。即以完成相同型面（如內(nèi)形、外形、曲面和平面等）的那每一部分工藝過(guò)程為一道工序。用于加工表面多而復(fù)雜的零件。按所用刀具劃分工序。

這種方法適用于待加工工件加工部位較多，機(jī)床連續(xù)工作時(shí)間較長(zhǎng)，加工程序的編制和檢查難度較大等情況，加工中心常用這種方法劃分工序以減少換刀次數(shù)。5.加工順序的安排

1)切削加工順序的安排原則基面先行原則先粗后精原則先主后次原則

零件上的工作表面及裝配面屬于主要表面，應(yīng)先加工，從而能及早發(fā)現(xiàn)毛坯中主要表面可能出現(xiàn)的缺陷。自由表面、鍵槽、緊固用的螺孔和光孔等表面，屬于次要表面，可穿插進(jìn)行，一般安排在主要表面加工達(dá)到一定精度后、最終精加工之前進(jìn)行。先面后孔原則

對(duì)于箱體、支架和機(jī)體類零件，平面輪廓尺寸較大，一般先加工平面，后加工孔和其他尺寸。先內(nèi)后外原則

即先進(jìn)行內(nèi)型內(nèi)腔加工工序，后進(jìn)行外形加工工序

此外：上道工序的加工不能影響下道工序的定位與夾緊。以相同安裝方式或用同一刀具加工的工序，最好連續(xù)進(jìn)行，以減少重復(fù)定位次數(shù)。在同一次安裝中進(jìn)行的多道工序，應(yīng)先安排對(duì)工件剛性破壞較小的工序。2)熱處理工序的安排預(yù)備熱處理改善材料的切削性能及消除內(nèi)應(yīng)力為主要目的。去除內(nèi)應(yīng)力熱處理主要是消除毛坯制造或工件加工過(guò)程中產(chǎn)生的殘余應(yīng)力。最終熱處理以達(dá)到圖樣規(guī)定的零件的強(qiáng)度、硬度和耐磨性為主要目的。另外，對(duì)于床身、立柱等鑄件，常在粗加工前及粗加工后進(jìn)行自然時(shí)效，以消除內(nèi)應(yīng)力。圖2-21熱處理工序的安排

輔助工序的種類很多，如檢驗(yàn)、去毛刺、倒棱邊、去磁、清洗、動(dòng)平衡、涂防銹漆和包裝等。輔助工序也是保證產(chǎn)品質(zhì)量所必要的工序，若缺少了輔助工序或輔助工序要求不嚴(yán)，將給裝配工作帶來(lái)困難，甚至使機(jī)器不能使用。其中檢驗(yàn)工序是主要的輔助工序，它是監(jiān)控產(chǎn)品質(zhì)量的主要措施。3）輔助工序的安排除在每道工序的進(jìn)行中操作者都必須自行檢查外，還須在下列情況下安排單獨(dú)的檢驗(yàn)工序：粗加工階段結(jié)束之后。重要工序之后。零件從一個(gè)車間轉(zhuǎn)到另一個(gè)車間時(shí)特種性能(磁力擦傷、密封性等)檢驗(yàn)之前。零件全部加工結(jié)束之后。4）數(shù)控加工工序與普通工序的銜接5.數(shù)控刀具的選用數(shù)控加工對(duì)刀具的要求更高，不僅要求精度高、強(qiáng)度大、剛度好、耐用度高，而且要求尺寸穩(wěn)定、安裝調(diào)整方便。刀具的選擇應(yīng)考慮工件材質(zhì)、加工輪廓類型、機(jī)床允許的切削用量和剛性以及刀具耐用度等因素。6.定位與夾緊方案的確定工件的定位基準(zhǔn)與夾緊方案的確定，應(yīng)遵循定位基準(zhǔn)的選擇原則與工件夾緊的基本要求。此外，還應(yīng)該注意下列三點(diǎn)：（1）力求設(shè)計(jì)基準(zhǔn)、工藝基準(zhǔn)與編程原點(diǎn)統(tǒng)一，以減少基準(zhǔn)不重合誤差和數(shù)控編程中的計(jì)算工作量。（2）設(shè)法減少裝夾次數(shù)，盡可能做到一次定位裝夾后能加工出工件上全部或大部分待加工表面，以減少裝夾誤差，提高加工表面之間的相互位置精度，充分發(fā)揮數(shù)控機(jī)床的效率。（3）避免采用占機(jī)人工調(diào)整式方案，以免占機(jī)時(shí)間太多，影響加工效率。數(shù)控加工的特點(diǎn)對(duì)夾具提出了兩個(gè)基本要求：一是保證夾具的坐標(biāo)方向與機(jī)床的坐標(biāo)方向相對(duì)固定；二是要能協(xié)調(diào)零件與機(jī)床坐標(biāo)系的尺寸。除此之外，重點(diǎn)考慮以下幾點(diǎn)：（1）單件小批量生產(chǎn)時(shí)，優(yōu)先選用組合夾具、可調(diào)夾具和其他通用夾具，以縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備時(shí)間和節(jié)省生產(chǎn)費(fèi)用；（2）在成批生產(chǎn)時(shí)，應(yīng)考慮采用專用夾具，并力求結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單；（3）零件的裝卸要快速、方便、可靠，以縮短機(jī)床的停頓時(shí)間；（4）夾具上各零部件應(yīng)不妨礙機(jī)床對(duì)零件各表面的加工，即夾具要敞開(kāi)，其定位、夾緊機(jī)構(gòu)元件不能影響加工中的走刀(如產(chǎn)生碰撞等)；（5）為提高數(shù)控加工的效率，批量較大的零件加工可以采用多工位、氣動(dòng)或液壓夾具。7.對(duì)刀點(diǎn)與換刀點(diǎn)的確定1)對(duì)刀點(diǎn)在編程時(shí)應(yīng)正確選擇對(duì)刀點(diǎn)的位置：對(duì)刀點(diǎn)可以設(shè)置在零件、夾具或機(jī)床上，但必須與零件的定位基準(zhǔn)有已知的尺寸關(guān)系；為提高零件的加工精度，應(yīng)盡可能設(shè)置在零件的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)或工藝基準(zhǔn)上，或與零件的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)有一定的尺寸關(guān)系2)換刀點(diǎn)

指刀架轉(zhuǎn)為換刀時(shí)的位置。必須設(shè)置在零件的外部。2.6.3走刀路線設(shè)計(jì)

在選擇走刀路線考慮以下幾方面：（1）切入切出路徑的選擇（2）切削路徑選擇（3）立體輪廓的加工路線（4）大余量粗加工路線1）切入、切出點(diǎn)選擇（1）當(dāng)零件輪廓有交點(diǎn)且交點(diǎn)處許可外延時(shí),則切入和切出點(diǎn)選在零件輪廓兩幾何元素的交點(diǎn)處，如圖2-22（a）。但也有特例如圖2-22（b）所示。A點(diǎn)可沿圖形輪廓切向切入切出，且保證輪廓封閉。B點(diǎn)雖然是兩幾何圖素的交點(diǎn)，但在這里刀具沿切線方向切出后將影響已加工表面精度。應(yīng)盡量避免在連續(xù)幾何圖素的中間切入，如（b）C點(diǎn)。1.刀具的切入與切出路徑ABCA（a）零件輪廓有交點(diǎn)（b）不能選用交點(diǎn)示例圖2-22切入切出點(diǎn)的選擇(2)當(dāng)輪廓幾何元素相切無(wú)交點(diǎn)且不許可外延時(shí),如圖2-23所示。則切入切出點(diǎn)應(yīng)被選在輪廓線的中段,以圓弧方式切入切出工件,且刀具切入、切出點(diǎn)應(yīng)遠(yuǎn)離拐點(diǎn),避免建立和撤消刀具半徑補(bǔ)償時(shí)在輪廓拐角處留下凹口。圖2-23當(dāng)輪廓無(wú)外延時(shí)切入切出點(diǎn)選擇3)切入切出路徑（1）沿直線切入和切出

沿直線切入切出時(shí)，如果切入、切出點(diǎn)是由直線段組成的圖形的角點(diǎn)，可以直接在直線段的延長(zhǎng)線上3-5mm處直接切入。如果切入、切出點(diǎn)處為曲線，如用圓弧插補(bǔ)方式銑削整圓外側(cè)面時(shí)，不要在切點(diǎn)處直接退刀，而應(yīng)讓刀具沿切線方向多運(yùn)動(dòng)一段距離，以免取消刀補(bǔ)時(shí)，刀具與工件表面相碰，造成工件報(bào)廢。如圖2-22（a）所示。當(dāng)銑削二維圖形零件時(shí)，多采用立銑刀側(cè)刃切削。刀具切入、切出工件時(shí)，避免沿零件輪廓的法線方向切入或切出；應(yīng)沿輪廓切線的方向切入或切出，以保證零件輪廓平滑過(guò)渡。如圖2-24（a）所示。應(yīng)該注意的是，如果銑削的是內(nèi)輪廓，選擇沿直線切入銑削內(nèi)輪廓，切入切出路徑常常選擇法線方向。如圖2-24（b）所示。（a外輪廓（b）內(nèi)輪廓圖2-24沿直線切入切出（2）沿圓弧切入和切出

如果切入切出點(diǎn)是曲線上的特殊點(diǎn)，切入和切出路線不僅常采用圓弧切入切出方式，圖2-25（a）所示。此時(shí)切入和切出時(shí)圓弧半徑應(yīng)大于刀具半徑值,且切入和切出圓弧至少應(yīng)有1/4圓弧。

當(dāng)銑切內(nèi)表面輪廓形狀時(shí)，也應(yīng)該盡量遵循從切向切入的方法，但此時(shí)切入無(wú)法外延，最好安排從圓弧過(guò)渡到圓弧的加工路線。如圖2-25（b）所示。

當(dāng)實(shí)在無(wú)法沿零件曲線的切向切入、切出時(shí)，銑刀只有沿法線方向切入和切出，在這種情況下，切入切出點(diǎn)應(yīng)選在零件輪廓兩幾何要素的交點(diǎn)上，而且進(jìn)給過(guò)程中要避免停頓（a）外輪廓（b）內(nèi)輪廓圖2-25沿圓弧切入和切出2.切削走刀路徑1）銑削曲面時(shí)，常用球頭銑刀采用行切法進(jìn)行加工。2）用行切法加工和環(huán)切法加工凹槽走刀路線

(a)圖為行切法走刀路線，（b）為環(huán)切法走刀路線，(c)所示為先用行切法，最后環(huán)切一刀光整輪廓表面。三種方案中，(a)圖方案最差，(c)圖方案最好．圖2-27型腔加工走刀路線圖2-27型腔加工走刀路線（b）避免反向誤差的加工路線（a）存在反向誤差的加工路線3）避免引入反向誤差2-28孔系加工走到路線圖2-29所示的兩種加工路線中，圖（a）是錯(cuò)誤的切削路線，圖（b）按1～5的順序切削，每次切削所留余量相等，是正確的切削路線4)大余量粗加工走刀路線圖2-29大余量粗加工走刀路線①

車圓錐的走刀路線分析按圖（a）車正錐時(shí)，需要計(jì)算終刀距S。假設(shè)圓錐大徑為D，小徑為d，錐長(zhǎng)為L(zhǎng)，背吃刀量為ap，則由相似三角形可得：(D-d)/2L=ap/S則：S=2Lap/(D-d),按此種加工路線,刀具切削運(yùn)動(dòng)的距離較短。當(dāng)按圖（b）的走刀路線車正錐時(shí)，則不需要計(jì)算終刀距S，只要確定了背吃刀量ap，即可車出圓錐輪廓，編程方便。但在每次切削中背吃刀量是變形的，且刀切削運(yùn)動(dòng)的路線較長(zhǎng)。圖2-30車正錐走刀路線

圖2-31（a）為車圓弧的車錐法切削路線先車一個(gè)圓錐，再車圓弧：起刀點(diǎn)和終刀點(diǎn)的確定:CD=DB=OB-OD=R-R=0.414R此為車錐時(shí)的最大切削余量，即車錐時(shí)，加工路線不能超過(guò)AB線。由CD與ΔABC的關(guān)系，可得：AB=BC=CD=0.586R當(dāng)R不太大時(shí)，可取AB=BC=0.5②

車圓弧的走刀路線分析a）車錐法圖2-31車圓弧走刀路線（b）車圓法圖2-31車圓弧走刀路線如圖2-31（b）所示為車圓法切削路線。用不同半徑的圓來(lái)車削，最終將所需的圓弧車出來(lái)。起刀點(diǎn)A和終點(diǎn)B的確定：連接OA、OB，則此時(shí)車削圓弧的半徑為R1=OA=OB，因此每刀長(zhǎng)

其中P為分刀次數(shù)其它……自己積累……比如說(shuō)大余量加工時(shí)為了提高效率可以數(shù)控銑上采用兩軸半加工等雖然我們這里講的是車床上大余量及車圓、車錐走刀路線，如果銑床上遇到類似情況也可作為重要參考。2.6.4

數(shù)控加工工藝文件的編制

工藝文件的內(nèi)容和格式目前尚無(wú)統(tǒng)一的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，企業(yè)應(yīng)用的主要工藝文件有：數(shù)控加工工序卡數(shù)控