二维刀具路径功能讲解.docx
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二维刀具路径功能讲解
二维刀具路径功能毛坯直径减去图纸的X方向上外圆刀最小的加工直径除以2.而Z方向的确定就是根据Z方向的长度来确定.如果你要加工Z向的长是20.那就设置W20.还有就是在做外形时,一般只设置U.W方向不需要退刀就设置0.而内形一般只设置W.U方向不需要退刀就设置0
平面铣削参数安全高度：
指刀具加工最初或加工切削完成后设定的一个离开工件表面的z轴的安全高度一般设置离工件最高表面位置20~30mm采用绝对坐标
参考高度：
指刀具每完成一次铣削或避让岛屿时刀具回升的高度一般采用绝对坐标设置离工件最高表面位置5~20mm进给下刀位置：
指刀具从安全高度或参考高度以G00方式快速移动到的位置刀具会在此位置设定进给率和G01的方式进行下刀该值一般设定在离工件最高位置的2~5mm
工件表面：
要加工工件的位置高度深度：
指工件的要加工到的深度该值一般设置为实际加工值在二维刀路中深度值为负曲线打断成直线的误差值：
选择的加工边界是曲线时可用此功能误差值越小产生刀路越长加工时间也越长
Z方向的预留量：
设置z方向的加工余量切削方式：
包括双向，单向-顺铣、单向逆铣和一刀式4种在面铣削时一般采用双向来提高加工效率
步进量：
相邻两刀具路径的距离粗切角度：
产生带有一定角度的刀具路径进行加工两切削间的位移方式：
设置相邻两刀切削之间的加工方式，包括高速回圈、一般进给和快速移位3种截断方向的超出量：
切削方向的超出量：
外形铣削刀具路径功能
Xy方向预留量：
xy方向预留一定的余量值供下次铣削加工时使用粗加工时一般留余量为0.3~1mm半精加工时留余量为0.2~0.02mm进退刀量：
在刀具的起始和结束位置加入线长或圆弧可以防止刀具直接踩刀等因素的发生程序过滤：
将产生的刀具路径进行逼近修整，是程式更整洁分层铣削：
设置最大粗切步进量，精修次数，精修步进量等是提高生产效率的参数值深度分层铣削设置最大粗切步进量：
相当于最大的z轴方向粗切进给量
精修次数：
精加工z轴方向的进给次数精修步进量：
精加工z轴方向余量0.1~0.05mm进/退刀量的设置
在封闭轮廓的中点位置执行进/退刀：
选择封闭轮廓时进/退刀的位置会在轮廓线如果不钩该选项进退到将会在串连起点的位置重叠量：
应用于封闭外形的铣削的退刀端点在退刀前刀具用该距离超过刀具路径的端点进刀：
直线以直线方式直接进刀垂直进刀线垂直于刀具路径但所受进刀测向力较大，
切削用量大时易出现断刀现象相切：
进刀路径相切于刀具路径所受测向力较小可用
于较大的切削用量中圆弧：
以圆弧方式进刀半径：
定义圆弧进刀半径进刀半径大小取决于刀具半径扫描角度;定义进刀时的圆弧角度由指定点下刀：
对进刀线或弧设置起点，在外形串连作为进刀点前系统使用最后串连的点使用指定点的深度：
在进刀点的深处开始进刀移动斜线渐降加工：
在给定的角度或高度以螺旋线下刀及加工方式对所选择的加工外形加工产生刀具路径
角度：
通过斜插角度选项定义一定的角度值进行渐降斜插加工深度：
通过斜插深度选项定义一定的深度值进行渐降斜插加工垂直下刀：
通过斜插深度选项进行直接下刀加工通常该方式采用特殊刀具或下刀时刀具切削不到工件的情况下使用开放式轮廓单向斜插：
在开放的轮廓外形中产生单一方向的旋转渐降斜插方式加工在最后深度补平：
选择深度选项时才可应用如不选择该项加工完成后在最终的深度位置上会留下一个台阶
挖槽刀具路径功能
挖槽加工形式主要包括标准挖槽，铣平面，使用岛屿深度和开放式轮廓加工4种其中以铣平面和使用岛屿深度是最常用
加工方向的选择
粗加工采用逆铣，精加工采用顺铣因为逆铣加工时切削力将导螺杆的间隙缩小从而减小振动粗切/精切的参数
双向铣削在刀具加工时以往复双向进刀进行加工加工速度快能节省加工时间但刀具易磨损
等距环切：
产生一组以环切等距回圈的切削刀具路径适用于加工规则的单型腔加工后型腔的底部侧壁较好
平行环切;以螺旋回圈单向进刀的方式产生刀具路径由于刀具进刀方向一致使刀具切削稳定但不能干净的清除工件余量
平行环切清角：
同环切加工方法相同，但在其加工基础上加工每一个角落同时产生回转清角的刀具路径为保证工件角落余量的去除效果避免角落余量大加工不完全时选用但也不能保证能够将角落里的余量完全清除依外形环切：
根据加工轮廓的外形或以岛屿的轮廓外形产生环绕其形状的刀具路径当型腔内部有单个或多个岛屿时选用
高速切削：
依据边界轮廓的外形产生刀具路径可以清除转角或边界壁的余量但加工时间相对较长
单向切削：
刀具切削时只沿着同一个方向切削和退刀适用于切削参数值较大时选用但加工时间较长
螺旋切削以螺旋回转的方式产生挖槽加工刀具路径非规则型腔可选加工时刀具以螺旋回转进给
规则形状加工可选用双向，等距，环绕等加工方式轮廓角落要求质量较高时选用环形清角多岛屿加工时选用依外形环切
刀具路径最佳化：
以最短的刀具路径轨迹完成零件的加工由内而外环切：
刀具从内腔中心由内向外作循序渐进的加工螺旋式下刀参数
Z方向开始螺旋的位置：
每次离开z轴进刀深度开始螺旋走刀高度定义螺旋下刀的起始位置一般取2~3mm
Xy方向预留间隙：
刀具进刀时距离第一轮廓外形的间距一般取1~3mm进刀角度：
螺旋线的螺旋角度直接踩刀：
当加工区域过小导致刀具无法进刀时刀具直接在挖槽刀具路径中插入工件中断程式：
当无法执行下刀时直接跳过现有的内腔并移动到另一个位置曲面挖槽与残料粗加工功能
粗加工参数
整体误差值：
设置刀具路径的容许误差的总体误差值误差值越小加工时间越长加工质量越好指定下刀点：
设置刀具路径下刀点，可通过捕捉或输入点来确定
残料粗加工参数切削顺序最佳化：
将刀具路径顺序优化从而提高加工速度由上至下切削：
在清除有过度圆角处的残余材料时有时会采用由上而下进行切削
挖槽粗加工：
主要用于快速去除模型的总体余量残料粗加工：
主要用于快速去除模型的局部余量
放射状精加工功能
最大角度增量:
设置每一个刀具路径的角度增量值角度值越小加工出的工件就越光滑起始角度:
设置刀具的起始角度
起始补正距离:
设置以放射状中心补正一个距离值开始加工补正距离值为圆的半径值刀具路径将根据圆的半径值进行放射性加工
扫描角度:
设置产生刀具路径的终止角度起始点:
设置路径的起始下刀点可以通过捕捉和输入值来确定由内而外:
刀具路径由放射状中心向外加工
由外向内:
刀具由边界外向内加工平行精加工:
主要使模型的总体表面达到精度要求放射状精加工:
主要使模型的局部位置表面达到精度要求等高外形与环绕等距精加工功能
等高外形:
通过设置浅平面加工和平面区域加工使等高外形的加工更广泛可以加工出精度较高的浅平面和平面使平面与陡峭的平面之间的道路可以光顺的连接对于有特定高度的及斜度的模具加工
环绕等距:
其特点是加工时间长精度高但加工到最后曲面时有明显的刀具痕迹等高外形精加工;主要使模型的大体表面达到精度要求
环绕等距精加工:
主要使模型局部表面达到精度要求因为使用等高外形加工平缓曲面的质量比较差所以工厂里的师傅进行编程时一般都先把比较平缓的曲面向上移动一定的距离0.1~0.2mm这样可以为下一步精加工留下的余量或避开已经精加工过的曲面由于加工曲面的间隙问题原因导致刀具的提刀次数明显增加为了减少提刀的次数可适当增加步进量的百分比在间隙设置对话框中设置最大切深百分比为3000（一般设在300`3000之间等高精加工一般用于陡峭面加工对于平面或平缓的曲面进行加工会达不到预期的效果甚至会降低加工效率和模型精度环绕等距精加工一般用于精度较高的模型零件对于精度较低的模型零件可以设置相对较大的切削步距否则会降低加工效率
平行陡斜面与浅平面的精加工功能陡斜面精加工指三维模型曲面斜坡上的残留材料斜坡面由两斜坡的角度决定陡斜面精加工的参数
从倾斜的角度:
设置斜面角度值以确定开始加工曲面的位置到倾斜角度:
设置角度值确定加工曲面的位置
包含外部的切削:
在开始的与终止的角度范围内的外部曲面进行铣削切削方向的延伸量:
刀具能够在残余材料前下刀至以前的加工区域切削方向延伸距离增加至刀具路径的两端并跟随曲面曲率而变化陡斜面精加工可以配合其他刀路解决平行铣削加工陡斜面不理想的问题平行陡斜面精加工;主要用于模型的局部陡峭面达到精度要求
浅平面精加工:
主要是模型的局部平缓面达到精度要求
流线与投影精加工的功能流线精加工是沿着某一特定的切削方向进行加工其切削方向包括沿着截断方向加工或沿着切削方向加工同时还可以控制曲面的残脊高度而加工出平滑的加工曲面距离:
设置一个值来确定刀具沿曲面切削方向的移动增量距离:
设置一个值来确定刀具沿曲面截面方向移动的步进距离
残脊高度:
以球刀的残脊控制曲面加工的粗糙度即每刀间的切削间距约小残脊越小越光滑投影精加工就是将以有的刀具路径或几何图形投影到选取的曲面上生成的精加工刀具路径对于流线精加工需要设置的平缓平面上若添加在平面或陡峭面上到不到精度要求并相应降低加工效率应用投影精加工功能时选择刀具必须比投影的文字的间隙小否则不能创建刀路
残料清角精加工残料清角精加工指产生刀具路径用于清除以前因较大直径刀具加工所残留的材料混合路径:
在中断角度上方采用等高切削下方则采用3D环绕切削钩选该选项后中断的角度
与延伸的长度才能显现
中断角度：
在此输入角度值后将采用双重加工路径也就是在中断角度值范围内采用等高切削中断角度值范围外采用3D环绕切削
延伸长度：
设置延伸刀具路径的长度残料清角时选用的刀具要比以前所选的刀具都要小刀具会根据曲面斜率进行加工交线清角精加工指用于清除曲面间的交角部分残留材料它属于局部精加工功能一般用于修整工序中使用
残料清角精加工：
主要使模型的局部陡斜窄角部分达到精度要求交线清角精加工：
主要使模型的局部窄角部分达到精度要求面铣曲面挖槽加工：
主要用于粗加工快速去除大部分余量2D挖槽：
主要用于精加工使模型凹槽和平面达到一定的精度要求平行铣削等高外形加工;主要用于精加工，使模型的分型面和行腔的成型部分达到工艺要求
切削用量的确定N=1000vc/πd
安排刀具排列应遵循的原则
1尽量减少刀具的数量2一把刀具装夹完后应完成其所能进行的所有加工部位3粗精加工的刀具应分开使用4先铣后钻5先进行曲面的精加工后进行二维轮廓的精加工6少切削快进给
数控车床的主要加工对象
1轮廓形状特别复杂或难以控制尺寸的回转体零件的加工
2精度要求较高的回转体零件
3带特殊螺纹的回转体类零件
4淬硬的回转体类零件:
热处理后的变形较大磨削加工困难因此可以用陶瓷刀片对淬硬后的零件进行加工
5表面粗糙度要求较高的零件由于数控车床既有恒线速切削功能
6超精密超低表面粗糙度的零件
数控车床不宜加工的情况
需要较长时间的占机调整的加工内容:
如偏心回转体类零件
不能一次安装加工中完成的其他零星部位
名义直径
表面加工方法
直径余量
到120
>120~260
〉260~500
〉500~800
〉800~1200
〉1200~2000
5~30
粗车和第
一次车
1.11.3
1.71.7
半精车
0.450.45
0.50.5
精车
0.20.25
0.250.25
细车
0.120.13
0.150.15
>30~50
粗车和第
一次车
1.11.3
1.81.8
2.22.2
半精车
0.450.45
0.450.5
0.50.5
精车
0.20.25
0.250.25
0.30.3
细车
0.120.13
0.130.14
0.160.16
>50~80
粗车和第
一次车
1.11.5
1.81.9
2.22.3
2.32.6
半精车
0.450.45
0.450.5
0.50.5
0.50.5
精车
0.20.25
0.250.25
0.250.3
0.30.3
细车
0.120.13
0.130.15
0.140.16
0.170.18
>80~120
粗车到第
一次车
1.21.7
1.72.0
2.22.3
2.72.7
3.43.4
半精车
0.450.5
0.450.5
0.50.5
0.550.55
0.550.55
精车
0.250.25
0.250.3
0.30.3
0.350.35
0.35
细车
0.120.15
0.130.16
0.160.18
0.20.2
0.20.2
>120~180
粗车到第
一次车
1.32.0
2.02.1
2.22.3
2.72.7
3.53.5
4.84.8
半精车
0.450.5
0.450.5
0.50.5
0.50.5
0.550.6
0.650.65
精车
0.250.3
0.250.3
0.250.3
0.30.3
0.30.35
0.40.4
细车
0.130.16
0.130.16
0.150.17
0.170.18
0.20.21
0.270.27
>180~260
粗车和第
一次车
1.42.3
2.22.4
2.42.6
2.82.9
3.53.6
半精车
精车
细车
外回转表面的加工方法
序号
加工方法
经济精度级
表面粗糙度
适用范围
1
粗车
IT11以下
12.5~50
适用于除焠火钢以外常用的金属加工
2
粗车—半精车
IT8~IT10
3.2~12.5
3
粗车—半精车—精车
IT7~IT8
0.8~1.6
4
粗车—半精车—精车—滚压
IT6~IT7
0.2~0.8
5
粗车—半精车—磨削
IT6~IT7
0.2~0.8
主要用于焠火钢也可用于非焠火钢但不宜加工有色金属
6
粗车—半精车—粗磨—精磨
IT5~IT7
0.1~0.4
7
粗车—半精车—粗磨—精磨
—超精加工
IT5
0.04~0.1
8
粗车—半精车—精车—细车
IT5`IT6
0.08~0.4
主要用于加工有色金属
9
粗车—半精车—粗磨—精磨
—超精磨
IT5以上
0.025~0.1
主要用于高精度的钢件加工
10
粗车—半精车—粗磨—精磨
—研磨
IT5以上
0.025~0.08
划分加工阶段
粗加工阶段主要任务为切除各加工表面的大部分余量
半精加工减小粗加工留下的误差精加工保证各主要表面达到尺寸精度和表面粗糙度
一回转体类非数控车削的车削加工工序安排
1）零件上有不适合数控车削的表面如渐开线的齿形键槽花键表面等
2）零件表面硬度及精度要求很高热处理需安排在数控车削之后则热处理之后安排磨削加工零件有些表面根据工厂条件采用非数控车削更合理这时应适当安排非车削加工如铣端面。
钻中心孔等
加工顺序的安排原则
1）先加工定位面即上道工序的加工能为后面的工序提供精基准和合适的夹紧表面
2）先加工平面后加工孔先加工简单的几何形状再加工复杂的几何形状
3）对加工精度要求高及粗精加工需分开的进行的应先粗后精
4）以相同定位夹紧方式安装的工序最好连续进行定位基准的选择原则
1）基准重合原则
2）基准统一原则
3）便于装夹原则
4）便于对刀原则软爪要在与使用时相同的夹紧状态下进行车削以免在加工过程中松动和由于卡爪反向间隙引起误差
当被加工工件以外圆定位是软爪的夹持直径应比工件外圆直径略小软爪直径大于工件外径时会使软爪与工件形成三点接触在这种情况下夹紧不牢固且极易在工件表面留下压痕
当软爪的直径过小时会使软爪与工件形成六点接触在被加工表面留下压痕软爪的接触面也会发生变形
刀具材料
1）高速钢：
较之其他工具钢耐磨性好且比硬质合金的韧性高但压延性较差热加工困难耐热冲击弱既有较高的强度和硬度
2）硬质合金：
能耐高温850~1000切削速度比高速钢高4倍但其冲击韧性与抗弯强度远比高速钢差
1K类：
由碳化钨和钴组成这种硬质合金韧性较好但硬度和耐磨性较差适用于加工铸铁青铜等脆性材料我国K类硬质合金牌号有YG8YG6YG3它们制造的刀具依次适用于粗加工半精加工和精加工后面数字为钴含量含Go越多韧性越好
2P类属YT标准由碳化钨碳化钛和钴组成这类合金的耐热性和耐磨性较好但冲击韧性差适用于加工钢件等韧性材料牌号有YT5YT15YT30其中数字代表碳化钛含量含量越高则耐磨性越好韧性越低分别用于粗加工半精加工精加工
3M类属YW类钨钴钛钽铌类硬质合金它既有前两类硬质合金的优点用其制造的刀具具能加工脆性材料又能加工韧性材料同时还能加工高温合金耐热合金及合金铸铁等难加工材料
4涂层硬质合金刀片
（1）TIC涂层呈银白色硬度高3200HV耐磨性好且有牢固的黏着性一般厚度为5~7um
（2）TIN涂层呈金黄色硬度为2300HV有很强的抗氧化能力和很小的摩擦因数抗磨性
比TIC强厚度为8~12um
（3）TICN涂层呈蓝灰色硬度3000HV为高韧性通用涂层
（4）TIAlN涂层呈紫黑色硬度3200HV可用于加工难加工材料干切削和硬材料
（5）AlTIN涂层呈黑色硬度为3400HV比TIAlN有更好的切削性能
（6）TIN和TIC复合涂层里层为TIC涂层外层为TIN涂层从而使其拥有TIC的高硬度高耐磨性和TIN的不黏刀特点
（7）Al2O3涂层硬度为3000HV耐磨性好耐热性高化学谔谔稳定性好和摩擦因数小适用于高速切削
3）陶瓷刀具：
硬度可达78HRC能耐高温化学稳定性很好所以能承受较高的切削速度与被加工材料的亲和力低不易产生粘刀和积屑瘤单抗弯强度抵抗冲击韧性差脆性大易崩刀
4）立方氮化硼：
硬度可达4500HV主要特点为热稳定性好硬度高与铁族的亲和力小但脆性大韧性差特别适合超高硬度材料主要用于淬火钢冷硬铸铁高温合金和一些难加工材料
5）聚晶金刚石硬度极高刀具耐磨性好但韧性差对铁族元素的亲和力大因此不适合加工黑色金属主要用于硬质合金玻璃纤维塑料硬橡胶石墨陶瓷有色金属的高速精加工
刀具主要失效形式
1）后刀面磨损由机械应力引起出现后刀面的摩擦磨损称为后刀面磨损产生原因由于刀
具材料过软刀具后角偏小加工过程切削速度太高进给量太小造成后刀面磨损过量使得加工表面尺寸精度降低增大了摩擦力对策应选用耐磨性较高的刀具材料同时降低切削速度提高进给量增大刀具后角
2）主切削韧边界磨损产生原因工件表面硬化锯齿状切削造成的摩擦影响切削流向并
导致崩刀对策降低切削速度和进给速度同时使用耐磨刀具材料和增大前角
3）前刀面磨损原因切削与材料的接触以及发热区域扩散引起另外刀具材料过软加工过程切削速度太高进给量太大对策降低切削速度和进给速度同时选择涂层硬质合金刀具
4）塑性变形原因切削速度进给速度太高以及工件材料中的硬质点作用刀具材料太软和切削刃温度很高对策降低切削和进给速度选择耐磨性高和导热系数高的材料
5）积屑瘤导致加工表面质量降低产生原因在中速和较低切削范围内切削一般钢件或其他金属材料对策提高切削速度选择涂层或金属陶瓷与刀具亲和力小的刀具
6）刃口脱落产生原因由于断续切削切削排除不流畅造成
7）崩刀产生原因刃口的过度磨损和较高的应力或刀具材料过硬切削刃强度不够或进给量太大造成选择韧性好的刀具材料加工时减小进给量和加工深度刀具耐用度的影响因素切削速度背吃刀量进给速度其中以切削速度的影响最大进给速度次之背吃刀量最小所以在保证刀具耐用度的条件下为提高生产效率应首先选择较大的背吃刀量然后选择较大的进给量最后选择合理的切削速度刀具几何参数影响最大的是前角Y0和主偏角kr前角增大可使切削力减小切削温度降低耐用度提高但前角太大会使刀具强度削弱散热差且易破损刀具耐用度反而下降主偏角减小可使刀尖的强度提高改散其散热条件提高刀具耐用度主偏角过小则背向力增大对刚性差的工艺系统切削时易引起振动刀具材料对刀具耐用度的影响:
高温强度越高耐磨性越好刀具耐用度越高但在有冲击的切削种强力切削和难加工材料加工时影响刀具耐用度的主要因素是冲击韧性和抗弯强度韧性越好抗弯强度越高刀具耐用度越好主偏角越小切削刃强度减小振动减小通用性增强所需功率减小正三角形刀片刀尖角小强度差刀具耐用度低只宜采用较小的切削用量正方形刀片强度和散热性均有所提高通用性好正五边形由于切削时径向力大只宜在加工系统较好的情况下使用优点强度耐用度高散热面积大菱形刀片和圆形刀片主要用于成形表面和圆弧表面的加工刀尖半径直接影响刀尖的强度及被加工表面的粗糙度刀尖圆弧半径增大刀尖锋刃降低加工表面粗糙度值增大切削力增大以产生振动切削性能变坏但刀刃强度提高刀具前后面的磨损减小通常在切深较小的精加工中使用细长轴加工既机床刚性差选择刀尖圆弧较小而在需要刀刃强度高工件直径大的粗加工中选用刀具圆弧应大些
一车刀安装在实际切削中车刀安装的高低车刀的刀杆是否与工件轴线垂直对车刀的角度都有很大的关
系以车削外圆为例当刀尖高于工件轴线时因其切削平面与基面的位置发生改变而使前角增大后角减小反之前角减小后角增大车刀安装歪斜对主偏角和副偏角影响较大特别是车螺纹时会使牙形半角产生误差
二切削用量的选择
1）粗车时考虑尽可能大的背吃刀量其次选择一个较大的进给速度最后确定合适的切削用量
2）精车时应选用较小的背吃刀量和进给量并选用切削性能较好的刀具材料和合理的几何参数以尽可能的提高切削速度
1背吃量的确定在工艺系统刚性和机床的功率允许的情况下尽可能选择较大的背吃量当毛坯的直径余量小于6mm时根据加工精度考虑是否留出半精车和精车余量剩下的余量可一次切除当零件精度要求较高时为保证加工精度和表面粗糙度应留出半精车和精车余量一般半精车为0.5~2mm精加工余量为0.1~0.4
2进给速度和进给量的选择进给速度的选择原则
1）进给量f的选取应与背吃刀量主轴转速相适应
2）在保证加工质量的前提下为提高加工效率可以选择较高的进给速度
3）在切断和车削深孔时或精车时降低进给速度
4）粗车时一般取f为0.25~0.5mm/r精车时0.08~0.2mm/rF=nf硬质合金车刀粗车外圆端面的参考数值
工件材料
车刀刀杆尺寸BXH
工件直径
背吃刀量ap
≤1
>1~2
>2~3
>3~4
>4
进给量f
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