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数控铣削加工的刀路线反映了工序的加工过程，走刀路线合理与否，关系到工件的加工质量与生产效率。
尤其在数控铣削曲面零件过程中，应认真分析零件的加工要求及其结构特点，找出走刀路线中影响加工效率的因素，在保证零件加工精度和表面粗糙度要求的前提下，应尽量缩短加工路线，从而提高数控机床的加工效率，降低加工成本。
数控加工过程中刀具相对于工件的运动轨迹称为走刀路线。
走刀路线反映了工序的加工过程，确定合理的走刀路线是保证铣削加工精度和表面质量的重要工艺措施之一，也是确定数控编程的前提。
数控铣削加工中走刀路线对工件的加工精度和表面质量有直接的影响，走刀路线合理与否，还关系到加工的生产效率，因此每道工序走刀路线的确定都是非常重要的。
一、走刀路线的确定原则影响走刀路线的因素很多，有工艺方法、工件材料及状态、加工精度及表面粗糙度要求、工件刚度、加工余量、刀具的刚度及耐用度、机床类型和工件的轮廓形状等。
在确定走刀路线时，主要应遵循以下原则：(1)保证产品质量，应将保证工件的加工精度和表面粗糙度要求放在首位。
(2)在保证工件加工质量的前提下，应力求走刀路线最短，并尽量减少空行程时间，提高加工效率。
(3)在满足工件加工质量、生产效率等条件下，尽量简化数学处理的数值计算工作量，以简化编程工作。
此外，在确定走刀路线时，还要综合考虑工件、机床与刀具等多方面因素，确定一次走刀还是多次走刀，以及设计刀具的切入点与切出点，切入方向与切出方向。
在铣削加工中，还要确定是采用顺铣还是逆铣等。
二、铣削方式的选择铣削有顺铣和逆铣两种方式。
铣削加工中是采用顺铣还是逆铣，对工件表面粗糙度有较大的影响。
确定铣削方式应根据工件的加工要求，材料的性质、状态、使用机床及刀具等条件综合考虑。
由于采用顺铣方式，工件加工表面质量较好，刀齿磨损小，因此，一般情况下，尽可能采用顺铣，尤其是精铣内外轮廓、精铣铝镁合金、钛合金或耐热合金时，应尽量按顺铣方式安排走刀路线。
三、铣削曲面类零件走刀路线的确定铣削曲面类零件的走刀路线加工面为空间曲面的零件称为曲面类零件。
14.4 数控加工走刀路线图
数控加工走刀路线图零件图号工序号 2 工步号 2 程序号O0002 机床型号KV650 程序段号加工内容铣心型轮廓共 6 页第 2 页
编程
校对
审批
符号
含义抬刀下刀编程原点起刀点
走刀
方向
走刀线
相交
爬斜坡铰孔行切数控加工走刀路线图零件图号工序号 3 工步号 3 程序号O0003 机床型号KV650 程序段号加工内容挖槽共 6 页第 3 页
编程
校对
审批符号
含义抬刀下刀编程原点起刀点走刀
方向
走刀线
相交
爬斜坡铰孔行切
数控加工走刀路线图零件图号工序号 5 工步号5-8 程序号O0005
钻孔
编程
校对
审批符号
含义抬刀下刀编程原点起刀点走刀
方向
走刀线
相交
爬斜坡铰孔行切
数控加工走刀路线图零件图号工序号 6 工步号13 程序号O0006 机床型号KV650 程序段号加工内容加工内球面共 6 页第 6 页
编程
校对
审批。
数控加工的工艺路线设计必须全面考虑，注意工序的正确划分、顺序的合理安排和数控加工工序与普通工序的衔接。
1、工序的划分数控机床与普通机床加工相比较，加工工序更加集中，根据数控机床的加工特点，加工工序的划分有以下几种方式：1）根据装夹定位划分工序这种方法一般适应于加工内容不多的工件，主要是将加工部位分为几个部分，每道工序加工其中一部分。
如加工外形时，以内腔夹紧；加工内腔时，以外形夹紧。
2）按所用刀具划分工序为了减少换刀次数和空程时间，可以采用刀具集中的原则划分工序，在一次装夹中用一把刀完成可以加工的全部加工部位，然后再换第二把刀，加工其他部位。
在专用数控机床或加工中心上大多采用这种方法。
3）以粗、精加工划分工序对易产生加工变形的零件，考虑到工件的加工精度，变形等因素，可按粗、精加工分开的原则来划分工序，即先粗后精。
在工序的划分中，要根据工件的结构要求、工件的安装方式、工件的加工工艺性、数控机床的性能以及工厂生产组织与管理等因素灵活掌握，力求合理。
2、加工顺序的安排加工顺序的安排应根据工件的结构和毛坯状况，选择工件定位和安装方式，重点保证工件的刚度不被破坏，尽量减少变形，因此加工顺序的安排应遵循以下原则：1）上道工序的加工不能影响下道工序的定位与夹紧2）先加工工件的内腔后加工工件的外轮廓3）尽量减少重复定位与换刀次数4）在一次安装加工多道工序中，先安排对工件刚性破坏较小的工序。
3、数控加工工序与普通工序的衔接由于数控加工工序穿插在工件加工的整个工艺过程之中，各道工序需要相互建立状态要求，如加工余量的预留，定位面与孔的精度和形位公差要求，矫形工序的技术要求，毛坯的热处理等要求，各道工序必须前后兼顾综合考虑。
4、数控机床加工工序和加工路线的设计数控机床加工工序设计的主要任务：确定工序的具体加工内容、切削用量、工艺装备、定位安装方式及刀具运动轨迹，为编制程序作好准备。
其中加工路线的设定是很重要的环节，加工路线是刀具在切削加工过程中刀位点相对于工件的运动轨迹，它不仅包括加工工序的内容，也反映加工顺序的安排，因而加工路线是编写加工程序的重要依据。
详述数控铣床的对刀流程
数控铣床对刀流程主要包括以下步骤：
1. 回参考点：开机后，首先运行机床回到各轴的机械原点，建立机床坐标系。
2. 刀具安装：将刀具正确安装在主轴上，确保刀具夹持牢固且跳动小。
3. X/Y/Z轴对刀：手动移动刀具靠近工件表面，轻微触碰并记录当前坐标值，然后退刀，计算刀具长度补偿值，设定刀具长度补偿参数。
4. Z轴对刀：通常采用试切法，通过切削工件表面一小段距离，测量切削后的尺寸，计算并设定Z轴的刀具补偿值。
5. X/Y轴对刀：使用寻边器或试切法确定工件坐标系原点，通过移动刀具找到工件边缘或设定的对刀点，记录坐标值，然后根据程序设定调整工件坐标系。
6. 参数设置与验证：输入相应刀具参数，执行试运行程序，通过切削结果验证对刀精度，如有误差，需微调并对刀，直至达到要求
精度。
数控编程技巧：教你怎么样确定走刀路线和安排加工顺序
数控工序设计的主要任务是进一步把本工序的加工内容、切削用量、工艺装备、定位夹紧方式及刀具运动轨迹确定下来，为编制加工程序作好准备。
走刀路线就是刀具在整个加工工序中的运动轨迹，它不但包括了工步的内容，也反映出工步顺序。
走刀路线是编写程序的依据之一。
确定走刀路线时应注意以下几点：
1．寻求最短加工路线，减少空刀时间以提高加工效率
如加工图1a所示零件上的孔系。
b图的走刀路线为先加工完外圈孔后，再加工内圈孔。
若改用c图的走刀路线，则可节省定位时间近一倍。
a
b
c
图1 最短走刀路线的设计
2．为保证工件轮廓表面加工后的粗糙度要求，最终轮廓应安排在最后一次走刀中连续加工出来
如图2a为用行切方式加工内腔的走刀路线，这种走刀能切除内腔中的全部余量，不留死角，不伤轮廓。
但行切法将在两次走刀的起点和终点间留下残留高度，而达不到要求的表面粗糙度。
所以如采用b图的走刀路线，先用行切法，最后沿周向环切一刀，光整轮廓表面，能获得较好的效果。
图2c也是一种较好的走刀路线方式。
a
b
c
图2 铣切内腔的三种走刀路线
3．考虑刀具的进、退刀（切入、切出）路线
刀具的切出或切入点应在沿零件轮廓的切线上，以保证工件轮廓光滑；应避免在工件轮廓面上垂直上、下刀而划伤工件表面；尽量减少在轮廓加工切削过程中的暂停（切削力突然变化造成弹性变形），以免留下刀痕，如图3所示。
图3刀具切入和切出时的外延
4．选择使工件在加工后变形小的路线
对横截面积小的细长零件或薄板零件应采用分几次走刀加工到最后尺寸或对称去除余量法安排走刀路线。
数控走刀路线图
数控走刀路线图 零件 图号
工序号
工步号
程序号 机床 型号
CK6150
程序 段号
加工 内容
共 页
第页
编 程
校 对
审 核
符号
含义 循环点
编程 原点
换刀点
快速走刀方向 进给走 刀方向
数控走刀路线图 零件 图号
工序号
工步号
程序号 机床 型号
CK6150
程序 段号
加工 内容
共 页
第页
编 程
校 对
审 核
符号
含义 循环点
编程 原点
换刀点
快速走刀方向 进给走 刀方向
数控走刀路线图 零件 图号
工序号
工步号
程序号 机床 型号
CK6150
程序 段号
加工 内容
共 页
第页
编 程
校 对
审 核
符号
含义 循环点
编程 原点
换刀点
快速走刀方向 进给走 刀方向
数控走刀路线图 零件 图号
工序号
工步号
程序号 机床 型号
CK6150
程序 段号
加工 内容
共 页
第页
编 程 校 对
审 核
符号
含义 循环点
编程 原点
换刀点
快速走刀方向 进给走 刀方向。
（下转第53页）作者简介：千志科，主要研究方向：数控铣销加工工艺。
数控铣削加工工艺路线分析千志科，刘丽娜，吴文明(黄河交通学院,河南焦作454950)摘要：数控铣削加工工艺路线制定的合理与否对产品的加工精度、表面质量和加工效率影响很大，文章介绍了确定加工工艺路线的原则以及顺铣和逆铣的选择，从几个方面讨论了制定加工工艺路线时应注意的事项，为合理制定铣削加工工艺路线提供了参考。
关键词：数控铣削；工艺路线；顺铣；逆铣数控铣削加工工艺路线是指刀具（严格讲是刀位点）相对于被加工件的运动轨迹和方向。
即刀具由对刀点开始，到加工程序结束所经过的所有路径，包括切削加工的路径及刀具引入、返回等非切削空行程。
加工路线对铣削加工的表面质量、加工精度和加工效率等有直接的影响，所以加工路线安排的合理性显得至关重要。
1确定加工工艺路线的原则数控铣削加工路线制定时需参照的影响因素有很多，例如工件的轮廓形状、加工精度、材料类型、工件刚度、机床的类型、采用刀具的刚度等。
但在制定走刀路线时主要有以下三点原则：①优先保证工件的加工尺寸精度和表面质量。
②应尽量减小加工路线的路径长度，尤其是较少空行程占用的时间，以便提高铣削加工效率。
③最后，尽量简化数值计算，简化编程。
2数控铣削方式的选择根据铣削刀具的旋转方向和被加工工件的相对进给方向之间的相互关系，可以将数控铣削加工分为顺铣和逆铣两种。
顺铣是指刀具的切削速度方向与被加工工件的相对移动方向相同。
在刀具正转时，采用左刀补铣削就是顺铣。
顺铣的切削力以及切削变形相对较小，但却容易产生崩刃现象。
顺铣时，由于工作进给运动的方向与水平铣削力的方向一致，当刀齿对工件的作用力比较大时，因为工作台的丝杠与螺母之间的反向间隙存在，工作台就会产生一定量的窜动，这种情况不仅严重影响了铣削过程的平稳性，还会影响到被加工件的加工质量，如果窜动严重，还会损坏刀具。
所以欲采用顺铣时，首先要求数控铣床应具有间隙消除功能的机构，能可靠消除螺母与工作台传动丝杠的反向间隙，以消除铣削过程中产生的窜动。
数控铣削加工的刀路线
反映了工序的加工过程，走刀路线合理与否，关系到工件的加工质量与生产效率。
尤其在数控铣削曲面零件过程中，应认真分析零件的加工要求及其结构特点，找出走刀路线中影响加工效率的因素，在保证零件加工精度和表面粗糙度要求的前提下，应尽量缩短加工路线，从而提高数控机床的加工效率，降低加工成本。
数控加工过程中刀具相对于工件的运动轨迹称为走刀路线。
走刀路线反映了工序的加工过程，确定合理的走刀路线是保证铣削加工精度和表面质量的重要工艺措施之一，也是确定数控编程的前提。
数控铣削加工中走刀路线对工件的加工精度和表面质量有直接的影响，走刀路线合理与否，还关系到加工的生产效率，因此每道工序走刀路线的确定都是非常重要的。
一、走刀路线的确定原则
影响走刀路线的因素很多，有工艺方法、工件材料及状态、加工精度及表面粗糙度要求、工件刚度、加工余量、刀具的刚度及耐用度、机床类型和工件的轮廓形状等。
在确定走刀路线时，主要应遵循以下原则：
(1)保证产品质量，应将保证工件的加工精度和表面粗糙度要求放在首位。
(2)在保证工件加工质量的前提下，应力求走刀路线最短，并尽量减少空行程时间，提高加工效率。
(3)在满足工件加工质量、生产效率等条件下，尽量简化数学处理的数值计算工作量，以简化编程工作。
此外，在确定走刀路线时，还要综合考虑工件、机床与刀具等多方面因素，确定一次走刀还是多次走刀，以及设计刀具的切入点与切出点，切入方向与切出方向。
在铣削加工中，还要确定是采用顺铣还是逆铣等。
二、铣削方式的选择
铣削有顺铣和逆铣两种方式。
铣削加工中是采用顺铣还是逆铣，对工件表面粗糙度有较大的影响。
确定铣削方式应根据工件的加工要求，材料的性质、状态、使用机床及刀具等条件综合考虑。
由于采用顺铣方式，工件加工表面质量较好，刀齿磨损小，因此，一般情况下，尽可能采用顺铣，尤其是精铣内外轮廓、精铣铝镁合金、钛合金或耐热合金时，应尽量按顺铣方式安排走刀路线。
三、铣削曲面类零件走刀路线的确定
铣削曲面类零件的走刀路线加工面为空间曲面的零件称为曲面类零件。
在机械加工中，常会遇到各种曲面类零件，如模具或螺旋桨叶片等。
由于这类零件型面复杂，需用多坐标联动加工，因此多采用数控铣床或数控加工中心进行加工。
规划这类曲面的粗、精加工刀具运动轨迹时，常用球头刀采用行切法及环切法进行加工，可选择环切走刀方式或行切走刀方式。
所谓“行切法”是指刀具与零件轮廓的切点轨迹是一行一行平行的，而行间的距离是按零件加工精度的要求确定的。
图1为加工某曲面的三种走刀路线，即沿参数曲面的U向行切方式、沿V向行切方式和环切方式。
对
于直母线类表面，采用图1b的方案显然更有利，每次沿直线走刀，刀位点计算简单，程序段小，而且加工过程符合直纹面的形成，可以准确保证母线的直线度。
图1a方案的优点是便于在加工后检验型面的准确度。
实际生产中最好将以上两种方案结合起来。
图1c所示的环切方案一般应用在内槽加工中，而在型面加工中由于编程麻烦，一般不用。
当工件的边界敞开时，为了保证加工的表面质量，应从工件的边界外进刀和退刀。
空间曲面加工应根据曲面形状、刀具形状以及精度要求采用不同的铣削方法。
(1)对曲率变化不大和精度要求不高的曲面的粗加工，常用两轴半坐标的行切法加工，即X、Y、Z
三轴中任意两轴做联动插补，第三轴做单独的周期进给，如图2所示，将X向分成若干段，球头铣刀沿YZ面所截的曲线进行铣削，每一段加工完后进给△X，再加工另一相邻曲线，如此往复，依次切削，即可加工出整个曲面。
图2两轴半坐标行切法加工曲面
采用两坐标联动的三坐标行切法加工，通常采用球头铣刀，球头铣刀的刀头半径应选得大些，有利于散热，但刀头半径不应大于曲面的最小曲率半径。
由于二轴半坐标加工的刀心轨迹01O2为平面曲线，如图3所示，刀心轨迹0102为零件加工曲面ABCD的等距面IJKL与行切面PYZ的交线，故编程计算比较简单，常在工件曲率变化不大及精度要求不高的粗加工中使用。
图3两轴半坐标行切法加工曲面的切削点轨迹
(2)对曲率变化较大和精度要求较高的曲面进行精加工，常采用三坐标联动加工，即X、Y、Z三轴可同时插补联动。
用三坐标联动加工曲面时，通常也用行切方法。
如图4所示，Pyz平面为平行于YZ坐标面的一个行切面，它与曲面的交线为ab，若要求ab为一条平面曲线，则应使球头刀与曲面的切削点总是处
于平面曲线ab上(即沿ab切削)，以获得规则的残留沟纹。
显然，这时的刀心轨迹0102不在Pyz平面上，而是一条空间曲面(实际是空间折线)，因此三轴联动加工常用于复杂空间曲面的精确加工，但编程计算较为复杂，所用机床的数控装置也必须具备三轴联动功能。
图4三坐标加工走刀路线
(3)对叶轮、螺旋桨这样的零件的空间曲面，仍然可采用“行切法”加工，但因其叶片形状复杂，刀具容易与相邻表面干涉，应采用从里到外的环切，这样，有利于减少工件在加工过程中的变形，且常采用四坐标联动或五坐标联动加工。
即除了三个直角坐标运动外，为保证铣刀端面始终与曲面贴合，铣刀还应做由坐标形成的摆角运动，在摆角的同时，还应做直角坐标的附加运动，以保证铣刀端面始终位于编程值所规定的位置上，即在切削成型点时，铣刀端平面与被切曲面相切，铣刀轴心线与曲面该点的法线一致。
这种加工的编程计算相当复杂，一般采用自动编程。
四、结束语
数控机床的使用效果很大程度上取决于用户数控加工工艺技术水平的高低。
在数控机床上加工零件，每道工序中每道工步的走刀路线确定都十分重要，因为它不仅与被加工零件表面粗糙度有关，而且与加工精度和加工效率有关系。
实际生产中，在不同的数控机床上加工相同的零件时，选择走刀路线所考虑的内容不完全一样，走刀路线的确定要根据零件的具体结构特点，综合考虑，灵活运用。
在工艺处理的过程中，应认真分析零件的加工要求及其结构特点，找出走刀路线中影响加工效率的因素，在保证零件加工精度和表面粗糙要求的前提下，尽量缩短加工路线，从而提高数控机床的加工效率，降低加工成本，最大限度发挥数控机床的优越性。
