確定加工路線就是確定刀具的運(yùn)動(dòng)軌跡和方向。在數(shù)控加工過(guò)程中,確定每道工序加工路線,妥善地安排加工路線,與零件的加工精度和表面粗糙度有直接相關(guān),對(duì)提高加工質(zhì)量和保證零件的技術(shù)要求是非常重要的。
加工路線不僅包括切削加工時(shí)的加工路線,還包括刀具到位、對(duì)刀、退刀和換刀等一系列過(guò)程的刀具運(yùn)動(dòng)路線。
確定加工路線是編程工作的重要內(nèi)容。加工路線一經(jīng)確定,則程序中各程序段的先后次序也就定下來(lái)了。編程時(shí)確定加工路線的原則主要有以下幾個(gè)。
1.使被加工零件獲得良好的加工精度和表面質(zhì)量
當(dāng)加工外輪廓時(shí),刀具切人工件時(shí),應(yīng)避免沿零件外廓的法向切人,應(yīng)沿外廓曲線延長(zhǎng)線的切向切入,以避免在切入處產(chǎn)生刀具的刻痕,保證零件輪廓曲線平滑過(guò)渡。同理,在切離工件時(shí),也應(yīng)避免在工件的輪廓處直接退刀,而要沿零件輪廓延長(zhǎng)線的切向逐漸切離工件。
當(dāng)加工內(nèi)輪廓表面時(shí),因內(nèi)輪廓曲線不允許外延,刀具只能沿輪廓曲線的法向切人和切出,此時(shí)刀具的切入和切出點(diǎn)應(yīng)盡量選在內(nèi)輪廓曲線兩幾何元素的交點(diǎn)處。在輪廓加工過(guò)程中要避免進(jìn)給停頓,否則會(huì)因切削力的突然變化而在停頓處的輪廓表面上留下刀痕。
為提高零件尺寸精度和表面粗糙度,當(dāng)加工余量較大時(shí),可采用多次進(jìn)給切削的方法。
2.使數(shù)值計(jì)算容易,減少編程的工作量 .
按一般規(guī)律是先加工均布在同一圓周上的八個(gè)孔后,再加工另一圓周上的孔。但對(duì)點(diǎn)位控制的數(shù)控機(jī)床來(lái)說(shuō),這并不是最短的加工路線,應(yīng)使各孔問(wèn)路線的總和最小,以節(jié)省加工時(shí)間。
3.使加工路線最短,減少程序段數(shù),節(jié)省內(nèi)存,減少空走刀時(shí)間
(1)對(duì)刀點(diǎn)和換刀點(diǎn)的確定
數(shù)控機(jī)床中使用的刀具類型很多,為了更準(zhǔn)確地描述刀具運(yùn)動(dòng),首先引入刀位點(diǎn)的概念。
刀位點(diǎn)對(duì)于平頭立銑刀來(lái)說(shuō)是刀具的軸線與刀具底平面的交點(diǎn);對(duì)球頭銑刀來(lái)說(shuō)是球頭部分的球心;對(duì)車刀或鏜刀來(lái)說(shuō)是刀尖;對(duì)鉆頭來(lái)說(shuō)是鉆尖。刀位點(diǎn)是描述刀具運(yùn)動(dòng)的基準(zhǔn)。
對(duì)刀點(diǎn)是指在數(shù)控機(jī)床上加工零件時(shí),刀具相對(duì)零件運(yùn)動(dòng)的起始點(diǎn)。對(duì)刀點(diǎn)確定后,刀具相對(duì)程序原點(diǎn)的位置就確定了。對(duì)刀點(diǎn)應(yīng)選擇在對(duì)刀方便、編程簡(jiǎn)單的地方。對(duì)刀時(shí),應(yīng)使刀具刀位點(diǎn)重合。
換刀點(diǎn)是在為數(shù)控車床、數(shù)控鉆鏜床、加工中心等多刀加工的機(jī)床程序編制時(shí)設(shè)定的,以實(shí)現(xiàn)加工中途換刀。換刀點(diǎn)的位置應(yīng)根據(jù)工序內(nèi)容和數(shù)控機(jī)床的要求而定,為了防止換刀時(shí)刀具碰傷零件或夾具等,換刀點(diǎn)常常設(shè)在被加工零件的外面,并要遠(yuǎn)離零件。
對(duì)于采用增量編程坐標(biāo)系統(tǒng)的數(shù)控機(jī)床,對(duì)刀點(diǎn)可選擇在零件孔的中心上、夾具上的專用對(duì)刀孔上或兩垂直平面(定位基面)的交線(即工件零點(diǎn))上,但所選取的對(duì)刀點(diǎn)必須與零件定位基準(zhǔn)有一定的坐標(biāo)尺寸關(guān)系,這樣才能確定機(jī)床坐標(biāo)系與工件坐標(biāo)系的關(guān)系。
對(duì)于采用絕對(duì)編程坐標(biāo)系統(tǒng)的數(shù)控機(jī)床,對(duì)刀點(diǎn)可選在機(jī)床坐標(biāo)系的機(jī)床零點(diǎn)上或距機(jī)床零點(diǎn)有確定坐標(biāo)尺寸的點(diǎn)上。因?yàn)閿?shù)控裝置可在指令控制下自動(dòng)返回參考點(diǎn)(即機(jī)床零點(diǎn)),無(wú)需人工對(duì)刀。但在安裝零件時(shí),工件坐標(biāo)系與機(jī)床坐標(biāo)系必須要有確定的尺寸關(guān)系。
為了提高零件的加工精度,對(duì)刀點(diǎn)應(yīng)盡量選在零件的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)或工藝基準(zhǔn)上。對(duì)刀點(diǎn)找正的準(zhǔn)確度直接影響零件的加工精度。
(2)點(diǎn)位控制加工路線的確定
點(diǎn)位控制機(jī)床一般要求定位精度較高,定位過(guò)程盡可能快,而刀具相對(duì)零件的運(yùn)動(dòng)軌跡則是無(wú)關(guān)緊要的,因此,這類機(jī)床大都采用分級(jí)降速的方法接近目標(biāo)位置,有時(shí)還采用單向趨近的方法接近目標(biāo)位置。加工路線應(yīng)力求最短,對(duì)點(diǎn)陣類零件,應(yīng)保證各點(diǎn)間的運(yùn)動(dòng)路線的總和最短。如圖7.8所示為例,按一般習(xí)慣應(yīng)先加工一圈均布于圓上的8個(gè)孔,然后再加工另一圈,對(duì)于數(shù)控加工來(lái)說(shuō),它并不是最好的加工路線,按圖7.8b所示的路線加工,可以節(jié)省近一半的空程時(shí)間。
對(duì)于點(diǎn)位控制的數(shù)控機(jī)床還要確定刀具加工時(shí)的軸向尺寸,也就是軸向加工路線的長(zhǎng)度。這個(gè)長(zhǎng)度由被加工零件的軸向尺寸要求來(lái)決定,并要考慮一些輔助尺寸。如圖7一10所示的鉆孔,知為孔深;業(yè)為引入間距,一般光面取2mm,毛面取5mm;z。為鉆尖錐長(zhǎng),≈為軸向加工路線的長(zhǎng)度。
(3)輪廓控制加工路線的確定
在數(shù)控機(jī)床上安排走刀路線時(shí),要安排好刀具切人和切出的加工路線,盡量避免交接處的重復(fù)加工,否則將出現(xiàn)明顯的界限痕跡。用圓弧插補(bǔ)方式銑削圓弧時(shí),刀具要沿切向切入和切出,且切入、切出段的長(zhǎng)度要適當(dāng),以免取消刀具補(bǔ)償時(shí),刀具與零件表面碰撞。
對(duì)于加工余量較大或精度較高的薄壁件,可采用多次走刀的方法控制零件的變形誤差。最后一次走刀的切除量一般控制在O.2~0.5mm。
在數(shù)控車床上加工螺紋時(shí),沿螺距方向的名向進(jìn)給和零件(主軸)轉(zhuǎn)角之間必須保持嚴(yán)格的幾何關(guān)系。z向進(jìn)給從停止?fàn)顟B(tài)達(dá)到指令進(jìn)給量(mm/r)總要有一個(gè)過(guò)渡過(guò)程,在過(guò)渡過(guò)程中不能保證幾何關(guān)系要求。因此安排z向走刀路線時(shí),應(yīng)使車刀刀位點(diǎn)離待加工面(螺紋)有一引入距離三,(厶=2~5mm,螺距大、精度高時(shí)取大值),保證刀具起動(dòng)后進(jìn)給量穩(wěn)定時(shí)才開(kāi)始切削螺紋
銑削內(nèi)圓弧時(shí),也要遵守切向切入和切出的原則。最好安排從圓弧過(guò)渡到圓弧的加工路線,以提高內(nèi)圓弧的加工精度和表面質(zhì)量。