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1、理想的加加工程序序不仅应应保证加加工出符符合图样样的合格格工件，同同时应能能使数控控机床的的功能得得到合理理的应用用和充分分的发挥挥。数控控机床是是一种高高效率的的自动化化设备，它它的效率率高于普普通机床床的23倍，所所以，要要充分发发挥数控控机床的的这一特特点，必必须熟练练掌握其其性能、特点、使用操作方法，同时还必须在编程之前正确地确定加工方案。由于于生产规规模的差差异，对对于同一一零件的的加工方方案是有有所不同同的，应应根据具具体条件件，选择择经济、合合理的工工艺方案案。一、加工工工序划划分在数数控机床床上加工工零件，工工序可以以比较集集中,一一次装夹夹应尽可可能完成成全部工工序。与与普通
2、机机床加工工相比，加加工工序序划分有有其自己己的特点点，常用用的工序序划分原原则有以以下两种种。1保证证精度的的原则数控加工工要求工工序尽可可能集中中，常常常粗、精精加工在在一次装装夹下完完成，为为减少热热变形和和切削力力变形对对工件的的形状、位位置精度度、尺寸寸精度和和表面粗粗糙度的的影响，应应将粗、精精加工分分开进行行。对轴轴类或盘盘类零件件，将各各处先粗粗加工，留留少量余余量精加加工，来来保证表表面质量量要求。同同时，对对一些箱箱体工件件，为保保证孔的的加工精精度，应应先加工工表面而而后加工工孔。2 提提高生产产效率的的原则数控控加工中中，为减减少换刀刀次数，节节省换刀刀时间，应应将需用
3、用同一把把刀加工工的加工工部位全全部完成成后，再再换另一一把刀来来加工其其它部位位。同时时应尽量量减少空空行程，用用同一把把刀加工工工件的的多个部部位时，应应以最短短的路线线到达各各加工部部位。实际际中，数数控加工工工序要要根据具具体零件件的结构构特点、技技术要求求等情况况综合考考虑。二、加工工路线的的确定 在数控控加工中中，刀具具（严格格说是刀刀位点）相相对于工工件的运运动轨迹迹和方向向称为加加工路线线。即刀刀具从对对刀点开开始运动动起，直直至结束束加工程程序所经经过的路路径，包包括切削削加工的的路径及及刀具引引入、返返回等非非切削空空行程。加加工路线线的确定定首先必必须保证证被加工工零件的
4、的尺寸精精度和表表面质量量，其次次考虑数数值计算算简单，走走刀路线线尽量短短，效率率较高等等。下面面举例分分析数控控机床加加工零件件时常用用的加工工路线。1车圆圆锥的加加工路线线分析数控控车床上上车外圆圆锥，假假设圆锥锥大径为为D，小小径为dd ，锥锥长为LL，车圆圆锥的加加工路线线如图22-1所所示。按图图2-11a的阶阶梯切削削路线，二二刀粗车车，最后后一刀精精车；二二刀粗车车的终刀刀距S要要作精确确的计算算，可有有相似三三角形得得： 此种种加工路路线，粗粗车时，刀刀具背吃吃刀量相相同，但但精车时时，背吃吃刀量不不同；同同时刀具具切削运运动的路路线最短短。按图图2-11b的相相似斜线线切削
5、路路线，也也需计算算粗车时时终刀距距S，同同样由相相似三角角形可计计算得： 按此此种加工工路线，刀刀具切削削运动的的距离较较短。按图图2-11c的斜斜线加工工路线，只只需确定定了每次次背吃刀刀量app，而不不需计算算终刀距距，编程程方便。但但在每次次切削中中背吃刀刀量是变变化的，且且刀具切切削运动动的路线线较长。2车圆圆弧的加加工路线线分析应用用G022（或GG03）指指令车圆圆弧，若若用一刀刀就把圆圆弧加工工出来，这这样吃刀刀量太大大，容易易打刀。所所以，实实际车圆圆弧时，需需要多刀刀加工，先先将大多多余量切切除，最最后才车车得所需需圆弧。下面介绍绍车圆弧弧常用加加工路线线。 图22-2 为
6、车圆圆弧的阶阶梯切削削路线。即即先粗车车成阶梯梯，最后后一刀精精车出圆圆弧。此此方法在在确定了了每刀吃吃刀量aap后，须须精确计计算出粗粗车的终终刀距SS，即求求圆弧与与直线的的交点。此此方法刀刀具切削削运动距距离较短短，但数数值计算算较繁。图22-3 为车圆圆弧的同同心圆弧弧切削路路线。即即用不同同的半径径圆来车车削，最最后将所所需圆弧弧加工出出来。此此方法在在确定了了每次吃吃刀量aap后，对对90圆弧的的起点、终终点坐标标较易确确定，数数值计算算简单，编编程方便便，常采采用。但但按图22-3bb加工时时，空行行程时间间较长。 图2-4 为为车圆弧弧的车锥锥法切削削路线。即即先车一一个圆锥锥
7、，再车车圆弧。但但要注意意，车锥锥时的起起点和终终点的确确定，若若确定不不好，则则可能损损坏圆锥锥表面，也也可能将将余量留留得过大大。确定定方法如如图2-4所示示，连接接OC交交圆弧于于D，过过D点作作圆弧的的切线AAB。由几几何关系系CD=OC-OD= -RR=0.4144R，此此为车锥锥时的最最大切削削余量，即即车锥时时，加工工路线不不能超过过AB线线。由图图示关系系，可得得AC=BC=0.5586RR，这样样可确定定出车锥锥时的起起点和终终点。当当R不太太大时，可可取ACC=BCC=0.5R。此此方法数数值计算算较繁，刀刀具切削削路线短短。 3车螺螺纹时轴轴向进给给距离的的分析车螺螺纹时
8、，刀刀具沿螺螺纹方向向的进给给应与工工件主轴轴旋转保保持严格格的速比比关系。考考虑到刀刀具从停停止状态态到达指指定的进进给速度度或从指指定的进进给速度度降至零零，驱动动系统必必有一个个过渡过过程，沿沿轴向进进给的加加工路线线长度，除除保证加加工螺纹纹长度外外，还应应增加1（5mmm）的的刀具引引入距离离和2（2mmm）的的刀具切切出距离离，如图图2-55所示。这这样来保保证切削削螺纹时时，在升升速完成成后使刀刀具接触触工件，刀刀具离开开工件后后再降速速。4轮廓廓铣削加加工路线线的分析析对于于连续铣铣削轮廓廓，特别别是加工工圆弧时时，要注注意安排排好刀具具的切入入、切出出，要尽尽量避免免交接处处
9、重复加加工，否否则会出出现明显显的界限限痕迹。如如图2-6所示示，用圆圆弧插补补方式铣铣削外整整圆时，要要安排刀刀具从切切向进入入圆周铣铣削加工工，当整整圆加工工完毕后后，不要要在切点点处直接接退刀，而而让刀具具多运动动一段距距离，最最好沿切切线方向向，以免免取消刀刀具补偿偿时，刀刀具与工工件表面面相碰撞撞，造成成工件报报废。铣铣削内圆圆弧时，也也要遵守守从切向向切入的的原则，安安排切入入、切出出过渡圆圆弧，如如图2-7所示示，若刀刀具从工工件坐标标原点出出发，其其加工路路线为112345，这这样，来来提高内内孔表面面的加工工精度和和质量。5位置置精度要要求高的的孔加工工路线的的分析对于于位置
10、精精度要求求精度较较高的孔孔系加工工，特别别要注意意孔的加加工顺序序的安排排，安排排不当时时，就有有可能将将沿坐标标轴的反反向间隙隙带入，直直接影响响位置精精度。如如图2-8所示示，图aa为零件件图，在在该零件件上加工工的六个个尺寸相相同的孔孔，有两两种加工工路线。当当按b 图所示示路线加加工时，由由于5、66孔与11、2、33、4孔孔定位方方向相反反，在YY方向反反向间隙隙会使定定位误差差增加，而而影响55、6孔孔与其它它孔的位位置精度度。按图图c所示示路线，加加工完44孔后，往往上移动动一段距距离到PP点，然然后再折折回来加加工5、66孔，这这样方向向一致，可可避免反反向间隙隙的引入入，提
11、高高5、66孔与其其它孔的的位置精精度。 6铣削削曲面的的加工路路线的分分析铣削削曲面时时，常用用球头刀刀采用“行切法法”进行加加工。所所谓行切切法是指指刀具与与零件轮轮廓的切切点轨迹迹是一行行一行的的，而行行间的距距离是按按零件加加工精度度的要求求确定。对对于边界界敞开的的曲面加加工，可可采用两两种加工工路线。如如图2-9所示示，对于于发动机机大叶片片，当采采用图22-9aa的加工工方案时时，每次次沿直线线加工，刀刀位点计计算简单单，程序序少，加加工过程程符合直直纹面的的形成，可可以准确确保证母母线的直直线度。当当采用图图2-99b的加加工方案案时，符符合这类类零件数数据给出出情况，便便于加
12、工工后检验验，叶形形的准确确度高，但但程序较较多。由由于曲面面零件的的边界是是敞开的的，没有有其他表表面限制制，所以以曲面边边界可以以延伸，球球头刀应应由边界界外开始始加工。 以上通通过几例例分析了了数控加加工中常常用的加加工路线线，实际际生产中中，加工工路线的的确定要要根据零零件的具具体结构构特点，综综合考虑虑，灵活活运用。而而确定加加工路线线的总原原则是：在保证证零件加加工精度度和表面面质量的的条件下下，尽量量缩短加加工路线线，以提提高生产产率。 被涂刀刀具表面面应是光光亮的磨磨光面，刀刀具各工工作表面面上不得得有锈斑斑、磨糊糊、氧化化、崩刃刃等缺陷陷，要求求刃口上上无毛刺刺。前、后后刀面
13、上上的表面面粗糙度度应达到到Ra0.881.25m。表表面粗糙糙度值愈愈小，涂涂层的结结合度愈愈好。此此外，刀刀具表面面的清洗洗质量也也十分重重要。刀具基体体材料 涂层刀刀具的基基体材料料与涂层层材料应应合理匹匹配，须须根据不不同的加加工要求求选用。涂涂层高速速钢刀具具的基体体，既可可用W66Mo55Cr44V2(M2)的通用用型高速速钢，也也可用含含钴的超超硬高速速钢和粉粉末冶金金高速钢钢(PMM HSSS)。因因粉末冶冶金的基基体均匀匀，故使使用效果果好。加加工钛合合金时，推推荐用含含钴超硬硬高速钢钢如W22Mo99Cr44VCoo8(MM42)作为刀刀具的基基体材料料。对於於涂层滚滚刀，
14、当当以正常常切削速速度( 1 0000 0000次）的的模具应应使用高高硬度钢钢，其硬硬度为448665 HHRC。 中等长长时间使使用（1100 0000到1 0000 0000次）的的模具应应使用预预硬钢，其其硬度为为3045 HRCC。 短短时间使使用（1000 0000次）的的模具应应使用软软钢，其其硬度为为16002550 HHB。 表面粗粗糙度 许许多塑料料模具制制造商对对好的表表面粗糙糙度感兴兴趣。 当添加加硫改善善金属切切削性能能时，表表面质量量会因此此下降。 硫含量量高的钢钢也变得得更脆。2) 影影响材料料可切削削性的首首要因素素是什么么？ 钢的化化学成分分很重要要。 钢钢的
15、合金金成分越越高，就就越难加加工。 当碳含含量增加加时，金金属切削削性能就就下降。 钢的结结构对金金属切削削性能也也非常重重要。 不同的的结构包包括： 锻造的的、铸造造的、挤挤压的、轧轧制的和和已切削削加工过过的。 锻件和和铸件有有非常难难于加工工的表面面。 硬度是是影响金金属切削削性能的的一个重重要因素素。 一一般规律律是钢越越硬，就就越难加加工。 高速钢钢（HSSS）可可用于加加工硬度度最高为为3300-4000 HHB的材材料；高高速钢+钛化氮氮（TiiN）涂涂层，可可加工硬硬度最高高为455 HRRC的材材料； 而对于于硬度为为65-70 HRCC的材料料，则必必须使用用硬质合合金、陶
16、陶瓷、金金属陶瓷瓷和立方方氮化硼硼（CBBN）。 非金属参参杂一般般对刀具具寿命有有不良影影响。 例如AAl2OO3 （氧氧化铝），它它是纯陶陶瓷，有有很强的的磨蚀性性。 最后一个个是残余余应力，它它能引起起金属切切削性能能问题。 常常推推荐在粗粗加工后后进行应应力释放放工序。3) 模模具制造造的生产产成本由由哪些部部分组成成？粗略地说说，成本本的分布布情况如如下： 切削 665工件材料料 200热处理 5 装配/调调整 110 这也非非常清楚楚地表明明了良好好的金属属切削性性能和优优良的总总体切削削解决方方案对模模具的经经济生产产的重要要性。4) 铸铸铁的切切削特性性是什么么？一般来说说，它
17、是是： 铸铁的的硬度和和强度越越高，金金属切削削性能越越低，从从刀片和和刀具可可预期的的寿命越越低。 用于金金属切削削生产的的铸铁其其大部分分类型的的金属切切削性能能一般都都很好。 金属切切削性能能与结构构有关，较较硬的珠珠光体铸铸铁其加加工难度度也较大大。 片片状石墨墨铸铁和和可锻铸铸铁有优优良的切切削属性性，而球球墨铸铁铁相当不不好。 加工铸铸铁时遇遇到的主主要磨损损类型为为： 磨磨蚀、粘粘结和扩扩散磨损损。 磨磨蚀主要要由碳化化物、沙沙粒参杂杂物和硬硬的铸造造表皮产产生。 有积屑屑瘤的粘粘结磨损损在低的的切削温温度和切切削速度度条件下下发生。 铸铁的的铁素体体部分最最容易焊焊接到刀刀片上
18、，但但这可用用提高切切削速度度和温度度来克服服。 在另一一方面，扩扩散磨损损与温度度有关，在在高切削削速度时时产生，特特别是使使用高强强度铸铁铁牌号时时。 这这些牌号号有很高高的抗变变型能力力，导致致了高温温。 这这种磨损损与铸铁铁和刀具具之间的的作用有有关，这这就使得得一些铸铸铁需用用陶瓷或或立方氮氮化硼（CCBN）刀刀具在高高速下加加工，以以获得良良好的刀刀具寿命命和表面面质量。 一般对对加工铸铸铁所要要求的典典型刀具具属性为为： 高高热硬度度和化学学稳定性性，但也也与工序序、工件件和切削削条件有有关；要要求切削削刃有韧韧性、耐耐热疲劳劳磨损和和刃口强强度。 切削铸铸铁的满满意程度度取决于
19、于切削刃刃的磨损损如何发发展： 快速变变钝意味味着产生生热裂纹纹和缺口口而使切切削刃过过早断裂裂、工件件破损、表表面质量量差、过过大的波波纹度等等。 正正常的后后刀面磨磨损、保保持平衡衡和锋利利的切削削刃正是是一般需需要努力力做到的的。5) 什什么是模模具制造造中主要要的、共共同的加加工工序序？切削过程程至少应应分为33个工序序类型： 粗加工工、半精精加工和和精加工工，有时时甚至还还有超精精加工（大大部分是是高速切切削应用用）。 残余量量铣削当当然是在在半精加加工工序序后为精精加工而而准备的的。 在在每一个个工序中中都应努努力做到到为下一一个工序序留下均均匀分布布的余量量，这一一点非常常重要。
20、 如果刀刀具路径径的方向向和工作作负载很很少有快快速的变变化，刀刀具的寿寿命就可可能延长长，并更更加可预预测。 如果可可能，就就应在专专用机床床上进行行精加工工工序。 这会在在更短的的调试和和装配时时间内提提高模具具的几何何精度和和质量。6) 在在这些不不同的工工序中应应主要使使用何种种刀具？ 粗加工工工序： 圆刀刀片铣刀刀、球头头立铣刀刀及大刀刀尖圆弧弧半径的的立铣刀刀。 半精加加工工序序： 圆圆刀片铣铣刀（直直径范围围为100255 mmm的圆刀刀片铣刀刀），球球头立铣铣刀。 精加工工工序： 圆刀刀片铣刀刀、球头头立铣刀刀。 残余量量铣削工工序：圆圆刀片铣铣刀、球球头立铣铣刀、直直立铣刀刀
21、。 通过选选择专门门的刀具具尺寸、槽槽形和牌牌号组合合，以及及切削参参数和合合适的铣铣削策略略，来优优化切削削工艺，这这非常重重要。 关于可可使用的的高生产产率刀具具，见模模具制造造用样本本C-111022:17) 在在切削工工艺中有有没有一一个最重重要的因因素？ 切削过过程中一一个最重重要的目目标是在在每一个个工序中中为每一一种刀具具创建均均匀分布布的加工工余量。 这就是是说，必必须使用用不同直直径的刀刀具（从从大到小小），特特别是在在粗加工工和半精精加工工工序中。 任何时时候主要要的标准准应是在在每个工工序中与与模具的的最终形形状尽可可能地相相近。 为每一一种刀具具提供均均匀分布布的加工工
22、余量保保证了恒恒定而高高的生产产率和安安全的切切削过程程。 当当ap/ae（轴轴向切削削深度/径向切切削深度度）不变变时，切切削速度度和进给给率也可可恒定地地保持在在较高水水平上。 这样，切切削刃上上的机械械作用和和工作负负载变化化就小，因因此产生生的热量量和疲劳劳也少，从从而提高高了刀具具寿命。 如果后后面的工工序是一一些半精精加工工工序，特特别是所所有精加加工工序序，就可可进行无无人加工工或部分分无人加加工。 恒定的的材料加加工余量量也是高高速切削削应用的的基本标标准。 恒定的的加工余余量的另另一个有有利的效效应是对对机床导轨轨、球丝丝杠和主主轴轴承承的不利利影响小小。8) 为为什么最最经常将将圆刀片片铣刀作作为模具具粗加工工刀具的的首选？ 如果使使用方肩肩铣刀进进行型腔腔的粗铣铣削，在在半精加加工中就就要去除除大量的的台阶状状切削余余量。 这将使使切削力力发生变变化，使使刀具弯弯曲。