浅论数控车削走刀路线的合理确定

宋绍修

（黑龙江 牡丹江 157000）

1 确定走刀路线的原则

工步的划分与安排一般可随走刀路线来进行，在确定走刀路线时，主要遵循以下几点原则：

1.1 加工路线应保证被加工工件的精度和表面粗糙度；

1.2 应使加工路线最短，以减少空行程时间，提高加工效率；

1.3 尽量简化数学处理时的数值计算工作量，以简化编程工作；

1.4 当进给路线重复时，为了简化编程，缩短程序长度，应使用子程序。

此外，确定加工路线时，还要考虑工件的形状与刚度、加工余量的大小，机床与刀具的刚度，合理的切入与切出方向等。

2 走刀路线的确定方法

走刀路线的确定原则是在保证加工质量的前提下，使加工程序具有最短的走刀路线，这样不仅可以节省整个加工过程的执行时间，还能减少一些不必要的刀具消耗及机床进给滑动部件的磨损等。

2.1 粗车走刀路线

2.1.1 外圆粗车G71

适于切削区轴向余量较大的细长轴套类零件的粗车，使用该方式加工可减少径向分层次数，使走刀路线变短。

2.1.2 端面粗车G72

用于切削区径向余量较大的轮盘类零件的粗车加工，并使得轴向分层次数少。

2.1.3 环状粗车G73

适合周边余量较均匀的铸锻坯料的粗车加工，对从棒料开始粗车加工，则会有很多空行程的切削进给路线。如图1所示。

图1 粗车走刀路线

若按图2（a）所示，从右往左由小到大逐次车削，由于受背吃刀量不能过大的限制，所剩的余量就必然过多；按图2（b）所示，从大到小依次车削，则在保证同样背吃刀量的条件下，每次切削所留余量就比较均匀，是正确的阶梯切削路线。

图2 走刀路线与切削余量的关系

2.2 精车走刀路线

为保证工件轮廓表面加工后的粗糙度要求，零件的最终精加工轮廓时，应安排在最后一次走刀连续加工出来。合理选取起刀点、切入点和切入方式，保证切入过程平稳，没有冲击。认真考虑刀具的切入和切出路线，尽量减少在轮廓处停刀，以避免切削力突然变化造成弹性变形而留下刀痕。一般应沿着零件表面的切向方向切入和切出，尽量避免沿工件轮廓垂直方向进、退刀而划伤工件。

对各部位精度要求不一致的精车走刀路线，当各部位精度相差不是很大时，应以最严的精度为准，连续走刀加工所有部位；若各部位精度相差很大，则精度接近的表面安排在同一把刀走刀路线内加工，并先加工精度较低的部位，最后再单独安排精度高的部位的走刀路线。

2.3 空行程走刀路线

2.3.1 起刀点的设置

粗加工或半精加工时，多采用系统提供的简单或复合车削循环指令加工。使用固定循环时，循环起点通常应设在毛坯外面。如图3所示。

图3 起刀点

即：起刀点尽量靠近工件，减少空走刀行程，缩短进给路线，节省在加工过程中的执行时间。

2.3.2 换刀点的设置

换刀点是指刀架转动换刀时的位置，应设在工件及夹具的外部，以换刀时不碰工件及其他部件为准，并力求换刀移动路线最短。

2.3.3 退刀路线的设置

刀具加工的零件的部位不同，退刀的路线也不相同，如图4所示。

(1)斜线退刀方式。斜线退刀方式路线最短，适用于加工外圆表面的偏刀退刀。

(2)径-轴向退刀方式。刀具先径向垂直退刀，到达指定位置时再轴向退刀。适于切槽加工的退刀。

(3)轴-径向退刀方式。刀具先轴向垂直退刀，到达指定位置时再径向退刀。适于镗孔加工的退刀。

图4 退刀路线

此外，要避免刀具与非加工面的干涉，并避免刀具与工件相撞。如工件中有槽需要加工，在编程时要注意进退刀点应与槽方向垂直，进刀速度不能用“G00”速度。“G00”指令在退刀时尽量避免“X、Z”同时移动使用。

3 特殊的走刀路线

图5（a）所示的进给方法，当刀尖运动到圆弧的换象限处，即由-Z、-X向-Z、+X变换时，吃刀抗力Fp与传动横滑板的传动力方向由原来相反变为相同，若螺旋副间有机械传动间隙，就可能使刀尖嵌入零件表面（即扎刀）。

图5（b）所示的进给方法，因为刀尖运动到圆弧的换象限处，即由+Z、-X向+Z、+X方向变换时，吃刀抗力Fp与丝杠传动横向滑板的传动力方向相反，不会受螺旋副机械传动间隙的影响而产生嵌刀现象。

图5 特殊的走刀路线

4 车螺纹时的轴向进给走刀路线

在数控车床上车螺纹时，沿螺距方向的Z向进给应和车床主轴的旋转保持严格的速比关系。因此，进刀点与退刀点要留有一定的余量，即螺纹升速段与降速段，如图6所示。应避免在进给机构加速或减速的过程中切削，从而保证螺距的精度。

图6 螺纹加工的起刀点与退刀点

以上为正常的数控车削走刀路线的确定原则和方法，由于在实际工作中存在着某些特殊情况，还要根据实际情况具体问题具体分析。

[1]付承云.数控车床编程与操作就应知应会[M].北京：机械工业出版社，2007.

[2]雷宝珍.数控加工工艺与编程[M].北京：北京希望电子出版社，2006.