数控车床加工刀具安全位置计算方法作者：陈华庚来源：《课程教育研究·学法教法研究》2016年第22期【摘要】数控车床在加工机械零件之前，需要对加工零件图纸进行精确计算，再根据加工毛坯材料余量制定加工工艺和选择刀具。
零件通常由加工方式分为外轮廓加工和内轮廓加工，而轮廓组成部分由直线、圆弧和不规则线段，在加工过程中需要外圆车刀、螺纹车刀、内孔车刀、圆弧车刀以及专用成型车刀对工件相应位置进行切削，按一定顺序进行粗、精加工，换刀位置由刀架上安装刀具的长度和形状受限，刀架移动距离所花费的时间长短直接影响加工时间，计算加工刀具最佳安全位置，是提高生产效率的关键。
【关键词】数控车床：刀具；计算方法【中图分类号】G64.20 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2016）22-00-02引言：数控车削[1]是在普通车削加工的基础上运用数字处理、控制技术来完成加工，其切削影响要素——asp背吃刀量、进给速度F、主轴转度S，通过数控装置、变频器、机械极限开关、编码器、伺服电机等机电元件组成的一个全自动控制系统，整个加工操作无需操作人员全程跟踪检测，其加工精度可达0.01mm。
零件加工整个过程需要程序编写员检测数控车床加工范围、材料（金属、非金属）各元素成份比例、刀具种类选择[2]、加工方式制定，查阅车削加工手册，根据图纸再制订加工工艺。
工件从毛坯材料至成品，需要多把刀在不同工艺、工顺和部位切削多余材料，车削刀具通常安装在刀架上，数控车床刀架安装在机床中拖板上，刀具更换是通过刀架电机与刀架内蜗杆与齿轮传动[3]，达到刀具旋转，以此更换刀具，当刀具在切削时整个刀架随当前加工刀具状态移动而发生位置改变。
数控车削加工效率一直是确定加工成本关键因素，提高数控车削加工效率主要是增加刀具有效加工时间，减少刀具无效空运行时间。
其无效工作时间主要是刀具在更换下一把刀具时，所要往返移动的距离所产生的辅助时间，在保证加工安全的情况，如何缩短移动安全距离，则是在刀具加工时所需计算，根据刀具的形状、尺寸来确移动，具体有以下几方面：1.数控车削加工外轮廓刀具、安全位置计算考虑因素；2.数控车削加工内轮廓刀具、安全位置计算考虑因素：3.数控刀具加工安全位置计算法；1.数控车削加工外轮廓刀具、安全位置计算考虑因素数控车削加工外轮廓零件，即是对材料表面、端面进行切除处理，常用的刀具种类：外圆车削加工刀具、端面切削加工刀具，其中外圆车削加工比较常见刀具有：外圆930车刀、切槽切断刀（主要通过人工刃磨刀具几何角度）、螺纹车刀、圆弧车刀等。
CIMATRONE中的加工参数设定
(1)VolumeMilling3D(WCUT)的加工参数设置
在表格中单击右键，然后在子菜单中不选ShowPreferedOnly可以显示所有的加工参数，如落刀点的设置，螺旋下刀的角度等。
6．层间优化的加工方式
A.NONE,层间不优化，粗加工时使用。
BCONSTANTZ：层间等高优化。
可以应用于半精加工中，其中的参数设置如下表:
C.ONSURFACE:常用的半精加工层间优化方式，比CONSTANTZ.增加顶部水平区域的环绕
D.Horizental：层间采用投影精加工的水平优化，加工水平或者接近水平的区域。
其独有
(2)SurfaceMilling,ByLayers(WCUTFINISH)的加工参数设置
本加工方式用于曲面精加工，适用与比较陡峭的零件，即接近于垂直的面比较多的零件，一般型腔零件出于安全考虑都应该使用此加工方法。
在精加工时应该设定较小的加工步距和较高的加工精度，以保证加工的质量。
2.CLEARANCEPLANE设定GOO的安全平面同其他加工方式
3.Entry&EndPointZ方向落刀的方式同其他加工方式
4．Offset&Tolerance加工余量和加工精度,
同其他加工方式
7．层间优化的加工方式，这是因为我们是在精加工，所以尽管几种选项都存在，我们还是只应该选用Horizental选项。
下面介绍其中的参数设置，我们选用其中常用的PARALLELCUT方式：。
一：外围形状的检查：1：注意Checking是否能唯一确定客户外围：CAD外围框线(如线路层、绿油层、白字层等)与要求尺寸1：1时，对做的成熟的客户，可按框线确定外围。
如有单元内某Feature(如F/M点、pad等)到边的尺寸，可依此推算孔到边尺寸，而后确定外围。
如所有outline不能确定外围，而外围标注也未指明孔到外围的尺寸，应该同客确认该如何定义外围。
有些客户，无明确指出外围形状和尺寸，仅以特殊符号标示外围，Eg：Note: 如果是对做得还不成熟的客户，对此类由特殊Features构成的外围，应该问客怎样确定Outline，以免遗漏或测错外围。
注意检查外围的一些细节，Eg：TYPE X N，检查是否有N处；斜线，检查是否有角度和一处长度或两个长度2：在客户所来的资料中，可能会在诸如外围图纸、线路菲林、绿油菲林等里出现各种形状的Outline框线(Eg：方形槽、Slot、圆形孔、异形槽等外形)，必须逐条线段，逐个拐折点检查，看是否都能确定，是否能做出，坐标和大小是否能唯一确定。
3：UP-PANEL图每单元是否能于成品图中确定视图方向。
单元之间的间距是否合理等。
单元UNIT长宽尺寸以及间隔(or V-CUT)，需累加后与Panel中相关尺寸吻合。
Panel板边的加钻孔、F/M(需确定加于哪一面)，需有精确的定位尺寸、大小，一般来说，如无指定F/M加于哪一面，SMD面一定要加。
单元太小而又无成品图，则建议成品图。
二：外围尺寸的测量和公差的检查：1：外围图中一些常见的符号：位置度，表示指定图形可在指定范围内变动，此项相当重要。
垂直度，表示指定图形(一般是孔)相对另一参照点或面的垂直状况。
轮廓度，表示指定面的轮廓形状允许偏差范围(可有参照面)。
粗糙度，表示指定面的粗糙状况所允许范围，数值越大越宽松。
平面度，表示指定面的平整状况，跟板弯曲有一定关系，应和板弯曲进行对照。
2：尺寸测量，在测量外围尺寸的同时，需考虑各特殊图形诸如槽尺寸、槽的形状该如何制作，Eg，当外围里存在尺寸0.5X35mm的槽，无法锣出，但钻出也不合理；内角很小，无法用锣刀锣出等。
