方案，并确定相应的粗精加工策略。
1.2 加工余量的选择
加工余量的控制是使零件能达到规定精度要求所必须把控的一关。一般情况下，在粗加工的过程中为了提高加工效率，通常采用快速的进给和尽可能大的切削深度，只留下少量的精加工余量即可。比如，需半精加工的零件，可以在粗铣之后留0.5～1.0 mm的精加工余量。
若留过大的精加工余量，精加工时刀具切削负荷过大，将造成表面粗糙度不达标的现象，使粗糙度达不到要求。若留过小的精加工余量，由于受机床传动系统的定位误差和重复定位误差的影响，很容易造成过切或欠切现象，过切直接影响几何精度，而欠切则会产生严重的滞留刀痕，即不能清除上道工序在加工表面上的残留和滞留刀痕等。若精加工余量设定合理，但粗加工的切削用量选择过大，加工过程中刀具与切屑之间的压力和摩擦过大并产生大量的热，致使加工完成后零件中的残余应力过大，将会产生新的变形，影响加工精度。若各工序余量均在合理的控制范围内，加工完成后，零件的粗糙度、尺寸精度、位置精度都能达到图纸要求。
由此可见，在制定加工策略时，应合理安排各工序加工余量。
数控铣能达到的精度等级为IT12～IT7，零件主视图如图1所示，以基本尺寸为98 mm的外形为例，要得到IT8级的公差，加工方法选择粗加工—半精加工—精加工。
加工余量的选择，将粗加工的加工余量留1.4 mm左右，半精加工的余量应留0.5 mm，在精加工中，应适当地提高切削速度，从而减少吃刀深度。每一道工序结束后都应对相关尺寸进行测量，检验其是否在工序公差的范围内，并及时做出相应的调整。只有余量控制得当，才能进一步探究其路径优化问题。
加工曲面、球面时，为了减少刀具的磨损，增加其使用寿命，可以在粗加工中增大行距并扩大光顺余量。用半精加工作为中间工序，使零件的余量小而均匀。只有这样，加工的零件曲面才能在各个方面达到图纸的要求。
2 刀具路径优化
2.1 轮廓线的优选法
轮廓线的优选法是路径优化需要把控的重要因素之一。等距实体边界是我们选取轮廓线的主要途径之一。在使用CAXA粗加工策略时，需要设置轮廓线和岛屿线等参数，其中轮廓线又叫“外部线条”，是指刀具移动加工范围的外边缘界线。轮廓线的选取决定了刀具在下刀过程中是否会直接切入毛坯（俗称扎刀）或产生过长的刀具路径。
在选取轮廓线时，轮廓线与实体边界距离应大于刀具直径，否则将无法生成有效刀具路径。轮廓线与实体边界距离应介于刀具直径与2倍刀具直径之间，根据毛坯尺寸，选择下刀方式是螺旋或斜线，防止出现扎刀现象。若加工时选取的轮廓线大于2倍刀具直径，那么空运行刀具轨迹就会明显增多，加工时间随之增加;若轮廓线选取小于刀具直径，则无法生成刀具路径，会出现扎刀现象，而且刀具切入毛坯时因受力不均，切削振动幅度增大，容易造成刀具崩刃或断刀。
此外，要选择合理的刀具轨迹，轮廓线的选取在刀具直径与2倍刀具直径之间，为防止扎刀造成刀具崩刃或断刀，刀具下切过程中选择螺旋方式，刀具受力比较均匀且没有过多的空切路径，缩短了加工时间，刀具的安全运行也得到了保证。
2.2 以精代粗
精加工虽然是完成各主要表面的最终加工，但在一些特定的情况下，可以把精加工策略当做粗加工策略使用。图1所示零件粗加工外轮廓，若选用粗加工策略，需选定轮廓线与岛屿线，一旦选定，刀具路径就无法改变，轨迹中有很多空刀，大都在拐角和模型的邊缘。若以精加工路径策略代替粗加工路径，精加工围绕所选轮廓做等高线式地往下切削，没有粗加工出现的多余空刀，优化了刀具路径，使刀具轨迹更加清晰。
通过机床加工实验证明，若选用相同的切削用量，粗加工工序的加工时间为17 min，精加工工序的加工时间为12 min。由此可见，在一定情况下，“以精代粗”可有效优化刀具路径，减少加工时间，提高工作效率，特别是当图纸中外形轮廓的大小与毛坯的尺寸之差小于刀具直径时，这种方式更加便捷高效。但在此次加工完成后，依旧要进行精加工，以保证精度要求。
2.3 合理减少抬刀次数
在粗加工时，应尽量选择区域间不抬刀或光滑连接参数，否则会造成在加工的过程中频繁抬刀，刀具频繁地垂直切入工件，容易造成断刀，加工后也不符合精度要求且加工时间也会增加。而选择区域间不抬刀或光滑连接参数，从下刀开始加工到抬刀结束，加工仅一次抬刀，大幅度地减少了加工时间，刀具和工件受力分布均匀，没有滞留刀痕，也延长了刀具的使用寿命。在精加工时，应尽量选择区域间不抬刀，层间走刀尽量选择螺旋式，否则容易造成层间有接刀痕，影响零件精度，同时也增加了加工时间。
3 结论
零件的加工质量主要从加工精度（形状尺寸位置精度）和加工表面质量（Ra）两个方面来考虑。本文从合理应用粗精加工策略和优化刀具加工路径出发，能够保证产品加工精度的同时提高加工效率，对数控加工技术的发展具有重要意义。
参 考 文 献
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[责任编辑：钟声贤]
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