数控加工走刀路线图介绍
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
数控加工路线的确定
（1）加工路线的确定原则 在数控加工中，刀具刀位点相对于工件运动的轨迹称为加工路线。确定加工路线是编写程序前的重要步骤，加工路线的确定应遵循以下原则。 1.加工路线应保证被加工零件的精度和表面粗糙度，且效率较高。 2.使数值计算简单，以减少编程工作量。 3.应使加工路线最短，这样既可以减少程序段，又可以减少空刀时间。 此外，确定加工路线时，还要考虑工件的加工余量和机床、刀具的刚度等情况，确定是一次走刀，还是多次走刀来完成加工，以及在铣削加工中是采用顺铣还是逆铣等。 （2）辅助程序段的设计 1.轮廓加工的进退刀路径设计在对零件的轮廓进行加工时，为了保证零件的加工精度和表面粗糙度符合要求，应合理地设计进退刀路径。 如图1所示，当铣削平面零件外轮廓时，一般采用立铣刀侧刃切削。刀具切入工件时，应避免沿零件外廓的法向切入，而应沿外廓曲线延长线的切向切入，以避免在切入处产生刀具的刻痕而影响表面质量，保证零件外廓曲线平滑过渡。同理，在切离工件时，也应避免在工件的轮廓处直接退刀，而应该沿零件轮廓延长线的切向逐渐切离工件。 图1 外轮廓加工刀具的切入切出 图2 内轮廓加工刀具的切入和切出1 铣削封闭的内轮廓表面时，若内轮廓曲线允许外延，则应沿切线方向切入切出。若内轮廓曲线不允许外延（见图2），刀具只能沿内轮廓曲线的法向切入切出，此时刀具的切入切出点应尽量选在内轮廓曲线两几何元素的交点处。当内部几何元素相切无交点时（见图3），为防止刀具在轮廓拐角处留下凹口，刀具切入切出点应远离拐角。 图3 内轮廓加工刀具的切入和切出2 如图4所示，用圆弧插补方式铣削外整圆时，当整圆加工完毕时，不要在切点处直接退刀，而应让刀具沿切线方向多运动一段距离，以免取消刀补时，刀具与工件表面相碰，造成工件报废。铣削内圆弧时也要遵循从切向切入的原则。最好安排从圆弧过渡到圆弧的加工路
数控铣削加工的走刀路线
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。
走刀路线图
数控加工走刀路线图零件图号Z 工序号工步号.1 程序号%000 机床型号CKA6132 程序段号加工内容车端面共12页第1页 编程张晶晶 校对张淑玲 审批张淑玲符号 含义编程原点换刀点循环点进给走刀方向快速走刀方向
数控加工走刀路线图零件图号BT 工序号70 工步号70.2 程序号%0003 机床型号CKA6132 程序段号N27-N37 加工内容粗加工外轮廓共12页第2页 编程张晶晶 校对张淑玲 审批张淑玲符号 含义编程原点换刀点循环点进给走刀方向快速走刀方向
数控加工走刀路线图零件图号BT 工序号20 工步号20.1 程序号%0002 机床型号CKA6132 程序段号N1-N7 加工内容精加工外轮廓共12页第3页 编程张晶晶 校对张淑玲 审批张淑玲符号 含义编程原点换刀点循环点进给走刀方向快速走刀方向
数控加工走刀路线图零件图号BT 工序号20 工步号20.2 程序号%0002 机床型号CKA6132 程序段号N8-N18 加工内容加工外槽共12页第4页 编程张晶晶 校对张淑玲 审批张淑玲符号 含义编程原点换刀点循环点进给走刀方向快速走刀方向
数控加工走刀路线图零件图号BT 工序号30 工步号30.1 程序号%0002 机床型号CKA6132 程序段号N19-N34 加工内容粗车外螺纹共12页第4页 错误！未找到引用源。 编程 校对张淑玲 审批张淑玲符号 含义编程原点换刀点循环点进给走刀方向快速走刀方向
数控加工走刀路线图零件图号BT 工序号40 工步号40.1 程序号%0002 机床型号CKA6132 程序段号N35-N38 加工内容精车外螺纹共12页第5页错误！未找到引用源。 编程张晶晶 校对张淑玲 审批张淑玲符号 含义编程原点换刀点循环点进给走刀方向快速走刀方向
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。
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。
PCB数控钻孔最佳走刀路线的建模与求解
第13卷第7期2001年7月 计算机辅助设计与图形学学报 JO U RN A L OF CO M P U T ER -A IDED D ESI GN &CO M PU T ER G RA PHICS V o l.13,N o.7July ,2001 PCB 数控钻孔最佳走刀路线的建模与求解 王 霄 刘会霞 (江苏理工大学机械工程学院 镇江 212013) 摘 要 目前,采用PCB 数控钻自动编程系统生成的钻孔路线并非最佳走刀路线.通过分析,将P CB 数控钻孔最 佳走刀路线问题归结为大型T SP 问题,其目标函数定为钻头的总走刀时间最短.由于T SP 问题在理论上属于N P 完备问题,因此很难用一般的算法求解.文中详细介绍了用模拟退火方法求解该问题的具体算法,并以此为基础开发了P CB 最优化的自动编程系统. 关键词 PCB,最佳走刀路线,T SP 问题,模拟退火方法中图法分类号 T P 391.73 Modeling and Solving Optimal Moving Path for NC Drilling of PCB WANG Xiao LIU H ui-Xia (S chool of M ec hanical E ngineering ,Jiang su Univ er sity of S cience and T echnology ,Zh enj iang 212013) Abstract U p to now ,the gener ation of drilling path by automatic prog ramm ing system for pr inted circuit bo ards (PCB)did not give optim al solutio n.T he problem of optimizing the m oving path of NC drilling fo r PCB can be formulated as a larg e scale trav elling salesm an problem (T SP),and the g oal function is defined as the shortest total tim e o f mo ving drill.Because T SP is know n to be a NP-co mplete pro blem ,it w ould be too difficult to tackle it w ith traditional opti-mization metho ds.In this paper,an algo rithm of solving TSP for PCB by sim ulated annealing is pr esented in detail.Based on the research,an optim al autom atic pr ogram ming system for PCB is developed. Key words PCB ,optimal m oving path ,T SP ,Sim ulated Annealing (SA ) 原稿收到日期:2000-03-25;修改稿收到日期:2001-03-05.王 霄,男,1964年生,讲师,主要研究方向为CAD/CAM 、虚拟制造.刘会霞,女,1964年生,副教授,主要研究方向为网络辅助设计与制造、多媒体CAI . 1 引 言 目前,国内外广泛采用PROT EL ,T ANGO ,ORCAD,P-CADEE 等印刷电路板CAD 软件设计PCB .将PCB -CAD 生成的PCB 图形文件输入光绘仪可获得光绘正片;生成的钻孔数控文件经自动编程处理生成NC 指令,以供PCB 专用数控钻床进行敷铜版焊盘孔的加工.然而在生成NC 指令方面,现有的PCB 自动编程软件采用按孔位的X Y 坐标以某种约定逐次编排的方法确定钻孔的走刀顺序. 显然,这样生成的钻孔走刀路线并非最佳路线,影 响生产效率.这对于那些年产几千块到几十万块PCB 的中、 大批量生产规模的专用生产厂家来说,其影响相当可观.关于这一问题,国外学者进行了不少研究与探讨,足见其整体工艺过程优化的强烈意识. 2 最佳走刀路线模型的建立 PCB 上通常有多种不同直径的孔,对某一种孔径所构成的孔系,PCB 数控钻问题可描述为:从换
零件数控加工的走刀路线设计
零件数控加工的走刀路线设计 摘要：走刀路线是指切削加工过程中刀具相对于被加工零件的运动轨迹和运动方向，即指刀具从对刀点开始运动起，直至返回该点并结束加工程序所经过的路径，包括切削加工的路径及刀具引入、返回等非切削空行程。走刀路线是编制程序的依据之一。 关键词：数控加工;走刀路线 1.确定走刀路线设计原则 （1）走刀路线应保证被加工工件的精度和表面粗糙度。（2）应尽量使加工路线最短，减少空行程时间，以提高加工效率;（3）合理选用铣削加工中的顺铣或逆铣方式。 （4）选择工件加工变形小的加工路线。（5）使数值计算最简单和减少程序段，以减少编程工作量。（6）根据工件情况，确定循环加工次数。（7）合理设计刀具的切入与切出的方向。 2铣削加工中加工路线的选择要点 2.1在数控铣床上铣削外轮廓零件时，为了保证轮廓表面质量的要求，应设计合理的刀具切入和切出时的进、退刀位置。 2.2铣削封闭内轮廓表面零件时也要注意刀具切入和切出时的运动轨迹。为了提高加工精度和减少表面粗糙度，在铣削封闭的内轮廓时，因刀具切入、切出不允许外延，此时刀具的切入和切出点尽量选在内轮廓曲线两几何元素的交点处或者以圆弧切向进刀。 用行切法加工凹槽，其加工路线最短，但表面租糙度差，适用于对表面粗糙度要求不太高的粗加工或半精加工。用环切法加工凹槽，其表面粗糙度最好，但加工路线最长。用综合法加工凹槽，即先采用行切法粗加工，最终轮廓用环切法再沿轮廓切削一周进行精加工，使凹槽轮廓表面光整，易保证凹槽侧面达到所要求的表面质量。见图2.1。 图2.1综合法 2.3用圆弧插补铣削整圆时，当整圆加工完毕后，要让刀具最好沿切线方向多运动一段距离，以免取消刀具补偿时，刀具与工件表面发生碰撞，造成工件报废。 2.4在铣削零件时，要根据工件的材料等因素考虑铣削方式，顺铣效率高节能性好，但当工件表面有硬皮时，应采用逆铣的加工路线进行加工。
铣削刀具走刀路线的最基本原则
从零件方面的影响或从刀具路径的观点来看，铣削主要的工序类型包括： 8.切断 9.高进给铣削10. 插铣11. 坡走铣 12. 螺旋插补铣13.圆弧插补铣14. 摆线铣削 1.面铣 2.方肩铣 3.仿形铣削 4.型腔铣削 5.槽铣 6.车铣 7. 螺纹铣削
7.4 铣刀的主偏角 铣刀的主偏角是指刀片刃口和工件的加 工表面之间的夹角。主偏角会影响切屑 的厚度、切削力的大小和方向，从而影 响刀具寿命。在相同的进给速度下，减 小主偏角，则切屑厚度变薄，切屑与切 削刃的接触长度更长，较小的主偏角也 可使刀具更为平缓地进入切口，这有助 于减小径向压力和保护切削刃口。但是 轴向力太大，会增加对工件和锥孔的压 力。现在铣刀常用的主偏角是：45o、 90o、10o以及圆刀片 90度主偏角可以铣削具有台肩要求的工件，可以获得直角边。但是会产生绝大部分的径向力，同时也意味着被切的表面承受的轴向压力较小。这对于低强度结构的工件、薄壁工件的加工很有积极意义。 45度主偏角的刀具，加工时同存在大小值接近的轴向和径向力，这会产生更为平稳的压力，并且对机床功率的要求相对较小。为平面铣削的首选刀具。 10度主偏角铣刀，主要用于插铣，并且也是小切深，大走刀量面铣刀。常用于模具宽大型腔加工时，大量快速去除余量。因为径向切削力很小，因而可以降低因刀杆悬伸过长而产生的振动趋势。 69度、75度主偏角铣刀，主要用于冷硬铸铁和铸钢的表面粗加工。 圆刀片刀具意味着连续可变的主偏角，范围从0~90度，其具体值取决于切深的情况。此刀片半径具有非常坚固的切削刃，并且由于产生薄屑，切削力会顺着长长的切削刃均匀分布。因而适合于高进给速率的加工。常用于模具型腔的快速去除余量。薄切屑效应，适合加工耐热合金和钛合金。因为其具有平稳切削、对机床功率、稳定性的要求低。如今，它已不是非标准刀具，而是作为高效且具有高金属去除率的粗加工刀具。
确定走刀路线和安排加工顺序
确定走刀路线和安排加工顺序 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 如加工图2.3a所示零件上的孔系。2.3b图的走刀路线为先加工完外圈孔后，再加工内圈孔。若改用2.3c图的走刀路线，减少空刀时间，则可节省定位时间近一倍，提高了加工效率。 a)零件图样b)路线1c)路线2 图2.3 最短走刀路线的设计 2、最终轮廓一次走刀完成 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2.4a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2.4b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2.4c也是一种较好的走刀路线方式。 a)路线1b)路线3c)路线3 图2.4铣削内腔的三种走刀路线 3、选择切入切出方向
考虑刀具的进、退刀（切入、切出）路线时，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2.5所示。 图2.5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。安排工步时，应先安排对工件刚性破坏较小的工步。
(数控加工)数控手工编程的方法及步骤精编
（数控加工）数控手工编程的方法及步骤
数控手工编程的方法及步骤 数控编程的主要内容有：分析零件图样确定工艺过程、数值计算、编写加工程序、校对程序及首件试切。 编程的具体步骤说明如下： 1．分析图样、确定工艺过程 在数控机床上加工零件，工艺人员拿到的原始资料是零件图。根据零件图，能够对零件的形状、尺寸精度、表面粗糙度、工件材料、毛坯种类和热处理状况等进行分析，然后选择机床、刀具，确定定位夹紧装置、加工方法、加工顺序及切削用量的大小。在确定工艺过程中，应充分考虑所用数控机床的指令功能，充分发挥机床的效能，做到加工路线合理、走刀次数少和加工工时短等。此外，仍应填写有关的工艺技术文件，如数控加工工序卡片、数控刀具卡片、走刀路线图等。2．计算刀具轨迹的坐标值 根据零件图的几何尺寸及设定的编程坐标系，计算出刀具中心的运动轨迹，得到全部刀位数据。壹般数控系统具有直线插补和圆弧插补的功能，对于形状比较简单的平面形零件（如直线和圆弧组成的零件）的轮廓加工，只需要计算出几何元素的起点、终点、圆弧的圆心（或圆弧的半径）、俩几何元素的交点或切点的坐标值。如果数控系统无刀具补偿功能，则要计算刀具中心的运动轨迹坐标值。对于形状复杂的零件（如由非圆曲线、曲面组成的零件），需要用直线段（或圆弧段）逼近实际的曲线或曲面，根据所要求的加工精度计算出其节点的坐标值。3．编写零件加工程序 根据加工路线计算出刀具运动轨迹数据和已确定的工艺参数及辅助动作，编程人员能够按照所用数控系统规定的功能指令及程序段格式，逐段编写出零件的加工程序。编写时应注意：第壹，程序书写的规范性，应便于表达和交流；第二，在对所用数控机床的性能和指令充分熟悉的基础上，各指令使用的技巧、程序段编写的技巧。 4．将程序输入数控机床 将加工程序输入数控机床的方式有：光电阅读机、键盘、磁盘、磁带、存储卡、连接上级计算机的DNC接口及网络等。目前常用的方法是通过键盘直接将加工程序输入（MDI方式）到数控机床程序存储器中或通过计算机和数控系统的通讯接口将加工程序传送到数控机床的程序存储器中，由机床操作者根据零件加工需要进行调用。当下壹些新型数控机床已经配置大容量存储卡存储加工程序，当作数控机床程序存储器使用，因此数控程序能够事先存入存储卡中。 5．程序校验和首件试切
数控加工走刀路线图卡
数控加工走刀路线图零件图号 01 工序号工步号程序号 机床型号 XK5032A 程序段号加工内容铣下表面共 13页第 1 页 M06T01 G17G90G54G0X100Y20 G00G43Z50H01 Z5 G01Z-2F250 X-100 Y-20 X100 G00Z50 G91G28Z0 编程杨威 校对 审批
含义编程原点循环点换刀点快速走刀方向进给走刀方向 数控加工走刀路线图零件图号 01 工序号工步号程序号 机床型号 XK5032A 程序段号加工内容铣下端毛坯外形共13页第 2 页 M06T02 G17G90G54G00X0Z100 G00G42X59D02 Y39 G43Z5H02 Z0 G01Z-20F200 X-59 Y-39 X59 Y59 G00G40X0 Z100 G91G28Z0 编程杨威 校对 审批 2 / 16
3 / 16 符号 含义 编程原点 循环点 换刀点 快速走刀方向 进给走刀方向 数控加工走刀路线图 零件图号 01 工序号 工步号 程序号 机床型号 XK5032A 程序段号 加工内容 铣底槽 共13页 第 3 页
校对 审批 符号 含义编程原点循环点换刀点快速走刀方向进给走刀方向 数控加工走刀路线图零件图号 01 工序号工步号程序号 机床型号 XK5032A 程序段号加工内容铣上表面共 13 页第 4 页 M06T01 G17G90G54G0X100Y20 G00G43Z50H01 Z5 G01Z-2F250 X-100 Y-20 X100 G00Z50 G91G28Z0 4 / 16