轮廓精加工的刀路分析及对比

1、    轮廓精加工的刀路分析及对比    张广彬摘要：本文对外圆精加工走刀方式进行深入研究，全面解析数控车加工中外圆径向精加工的每个要点，以提高产品加工精度和质量稳定性。关键词：数控车;外圆精加工;加工路径1外圆切削刀路和刀路优化切削过程是刀具与工件相互运动、相互作用的过程，对传统外圆精加工提出针对性的进刀方式优化，从理论、微观、能达成的尺寸精度、耐用度、工作效率、适用性等方面进行分析和总结，对改进后的加工路径进行分析。外圆车削一般由粗车和精车组成，在精加工前首先要进行粗加工切除大部分加工余量。所以粗车给定的参数大多是大切削量和较快的切削速度。由于需要进

2、行精加工，所以需要留有径向和轴向加工余量，一般径向留0.5mm的余量、轴向留0.1mm的余量。然后进行精加工，切除剩余加工余量，保证尺寸精度和表面质量。精加工的主要作用是保证尺寸精度和表面质量，该加工需要采用特定的切削参数来达到零件的精度要求。2刀路對比2.1 两种刀路的刀具路径对比传统的外圆精加工刀路，是先加工外圆的径向尺寸，紧接着加工轴向尺寸;优化后的刀路，加工完径向尺寸并没有直接加工轴向尺寸，而是进行了退刀，最后才加工轴向尺寸。两种刀路加工特点如下：（1）传统的径向加工不仅切削刃参与车削，刀片的前刀面也参与车削。（2）优化后的径向加工，切削刃参与车削，刀片的后刀面也参与车削，但前刀面不参

3、与车削。（3）从刀具的走刀轨迹来看，优化后的刀路多了很多退刀，将原本可以一起加工的尺寸拆开了，繁琐了一些。（4）加工轴向尺寸时，切削方向由内向外变成了由外向内，改变了切屑方向。2.2 两种刀路切削后尺寸回弹性对比切削产生的切屑是造成切削过程中物理化学变化的主要原因之一，切屑是切削过程中工件受到刀具前后刀面的挤压形成的。传统精加工刀路，在加工径向尺寸时是由内向外加工，未加工表面和刀具的前刀面接触，切屑沿着切削方向排出，在这个过程中刀具的整个前刀面嵌入在工件径向未加工表面里面，在实际切削中会产生异常声音，而且刀具的前刀面与工件未加工表面的角度很小，挤压过程很剧烈，在刀具后刀面与工件未加工表面的角度

4、很大时，失去了平稳的后刀面摩擦，已加工表面会出现比较强烈的弹性恢复，外圆的轴向尺寸在精度较高时难以保证。优化后的精加工刀路，在径向加工轴向尺寸时是由外向内加工，刀具的后刀面与未加工表面接触，由于后刀面与未加工表面角度很大，切屑排出的空间大，刀具的后刀面并没有完全嵌入工件里面，轴向余量的长度就是与后刀面接触的长度，所以切屑与刀具挤压不是很剧烈，加上有刀具的前刀面摩擦，已加工表面出现弹性恢复的强度不高，这样就有效保证了外圆的轴向尺寸，而且留有的轴向余量还可以更多。2.3 两种刀路切削后残余应力对比传统的径向精加工刀路，刀具的前刀面与未加工表面角度很小，切屑排出的空间很小，距离很长，导致一些切屑在切

5、削处积压，刀具在继续切削情况下工件的径向表面受到剧烈的摩擦、塑性变形和热冲击，工件的内部金属承受很大的塑性变形，在工件表面层残留大量应力，这些应力在长期的外部温度和切削力作用下，破坏了原本已加工表面的平衡。优化后的精加工刀路，刀具的后刀面与径向表面角度很大，切削点在刀具的后刀面和径向表面之间，切屑排出的空间较大，切屑不会在切削处积压，刀具的继续切削也不会导致切屑留在工件表面，工件的表面所承受的切削热、摩擦、塑性变形较小，经过刀具前刀面的摩擦，留在表面的残余应力相对较小，外圆的轴向尺寸容易保证。2.4 其他因素对精加工刀路的影响在现实加工中，还有一些外部因素对外圆加工尺寸有影响，如机床的丝杠间隙

6、，这是无法避免的，虽然可以修改机床的间隙参数，但遇到比较高的尺寸精度，还是要从根本上去解决。此次优化，进刀位置多了两个斜方向的走刀，刀具在切削前快速接近工件原点，开始实际切削前走了一个斜方向空刀，用作消除机床的径向和轴向间隙，因为加工中工件被切削时承受了径向和轴向反作用力，如果没有及时消除机床的丝杠间隙，刀具承受反作用力将导致外圆表面可能出现锥度和振动。3优化刀路的实际应用在实际加工时会遇到不同的情况，如有多个台阶圆、倒角等都要考虑进去。此加工首先加工第一个外圆，从倒角处进刀，切削前走一段空刀消除间隙，加工至尺寸处，斜方向退刀;重复同样的动作加工第二个外圆和第三个倒角;最后加工两个径向面。这样

7、就保证了外圆的轴向和径向尺寸。4优化刀路的优缺点分析优化精加工刀路优缺点如下。（1）优点：减少了刀具前刀面的磨损;过去只能留有很少的轴向余量，现在可以留出更多的余量，以弥补对刀产生的误差;外圆的轴向尺寸得到了保证;切屑排出方向得到改变，外圆径向面粗糙度因此有了改善;平衡了刀具磨损。（2）缺点：刀具路径复杂很多，增加编程难度;工作效率有所降低。5小结对传统外圆精加工刀路作了改善，提高了外圆的轴向尺寸精度和表面粗糙度，解析了各个要点。在处理现实加工问题时，应综合考虑实际情况，运用合适的方法去解决不同的问题。在保证零件加工精度和表面粗糙度要求的前提下，选择合理的加工工艺路线，从而提高数控机床的加工效率，降低加工成本。参考文献：1于娟.数控车工技术的应用实践探析j.企业技术开发，2016（17）：49-50.2杜金欣.数控车工及其监测技术探析j.科学大众，2015（6）：125-125.3杨永利.数控车工技术的应用实践探析j.黑龙江科技信息，2015（33）：134-134.4王慧，刘旭东，杨春梅，等.移动式林间剩余物盘式粉碎机切削功率的理论研究j.林产工业，2018，45（12）：35-39.5马岩，宋明亮，汪茜茜，等.强化地板数控横向开榫机主机结构的设计研究j.林产工业，2018，45（2）：54-