1.加工工序的确定 数控加工工序通常包括切削加工工序、热处理工序以及辅助工序。加工工序的确定直接影响零件的加工质量、加工成本和生产效率。工序的确定应遵循以下原则：
（1）基面先行原则：用做精基准的表面要首先加工，因为定位基准表面越精确，装夹引起的误差就越小。
（2）先粗后精原则：零件各表面的加工工序应按照先粗加工，再半精加工，最后精加工和修整加工的顺序依次进行，逐步提高表面加工精度和减小表面粗糙度。
（3）先主后次原则：先加工零件的装配基面和主要工作表面，后加工次要表面。次要表面由于加工工作量较小且与主要表面有位置精度要求，所以一般在主要表面半精加工后、精加工前进行。
（4）先面后孔原则：对于箱体、底座以及支架等零件，应先加工用做定位的平面和孔的端面，然后加工孔。这样可以保证工件的定位可靠，有利于孔和平面的位置精度，减小刀具的磨损，尤其是在钻孔时能保证孔的轴线不易产生偏斜。
2.走刀路线的确定 走刀路线指刀具从对刀点开始运动，至加工程序结束所经过的路径，包括切削加工的路径和刀具切入、切出等非切削的空行程。由于走刀路线是刀具在加工过程中相对于工件的运动轨迹，因此设计好走刀路线是编制加工程序的前提条件。
数控铣削加工过程中走刀路线的设计主要遵循两个原则：既要保证零件的加工精度和表面粗糙度的要求，又要保证加工效率。根据数控铣床的特点，在确定加工路线时应考虑以下几个方面：
（1）保证零件的加工精度和表面粗糙度
1）最终轮廓安排一次走刀完成：图8-5a所示为行切法加工内腔的走刀路线，这种方法能切除内腔中的全部余量，且不留死角、不伤轮廓。行切法的缺点是在两次走刀的起点和终点间会留下残留高度，从而达不到表面粗糙度要求。此时可以采用图8-5b所示的走刀路线，先用行切法，最后沿着周向环切一刀，光整轮廓表面，可以获得较好的效果。另外，也可以采用图8-5c所示的走刀路线。
2）设计刀具切入切出方向：在设计刀具的切入切出路线时应避免沿零件轮廓的法线方向切入切出。在切入工件时沿切削起始点延伸线或切线方向逐渐切入工件，切离工件时应沿着切削终点延伸线或切线方向逐渐切离工件。铣削平面零件时，一般采用立铣刀侧刃进行切削。为减少接刀痕迹，保证零件表面质量，对刀具的切入和切出程序需要精心设计，如图8-6所示。铣削外表面轮廓时，铣刀的切入和切出点应沿零件轮廓曲线延长线的切线方向切入和切出，而不应沿法线方向直接切入零件表面，以避免加工表面产生刀痕，保证零件轮廓光滑，如图8-6a所示。铣削内轮廓表面时，切入和切出无法外延，这时应尽量由圆弧过渡到圆弧。在无法实现这种过渡时，铣刀可沿零件轮廓的法线方向切入和切出，并将其切入、切出点选在零件轮廓两几何元素的交点处，如图8-6b所示。(www.daowen.com)
如图8-7a所示，圆弧插补方式铣削外整圆时的走刀路线为1、2、3、4、5。当整圆加工完毕时，不要在切点2处退刀，而应让刀具沿切线方向多运动一段距离，以免取消刀具半径补偿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，最好安排图8-7b所示的从圆弧过渡到圆弧的1、2、3、4、5的加工路线，这样可以提高内孔表面的加工精度和加工质量。
注意：轮廓加工中应避免进给停顿，因为进给停顿会造成切削量突然变小，改变系统的平衡状态，使刀具在零件轮廓上留下刀痕，从而影响零件的表面质量。
（2）寻求最短加工路线：在满足零件加工质量的前提下，寻求最短加工路线，减少空刀时间以提高加工效率。例如，加工图8-8a所示零件上的孔系需要采用图8-8b所示的走刀路线，先加工完外圈孔再加工内圈孔。若改用图8-8c所示的走刀路线，则可节省定位时间近一倍。
（3）铣削曲面类零件的加工路线：在机械加工中常会遇到各种曲面类零件，如模具、叶片螺旋桨等。由于这类零件型面复杂，需要用多坐标联动加工，因此多采用数控铣床、加工中心进行加工。
1）直纹面加工：对于边界敞开的直纹曲面，加工时常采用球头刀进行行切法加工，即刀具与零件轮廓的切点轨迹是一行一行的，行间距按零件加工精度要求确定。如图8-9所示，发动机大叶片可采用两种加工路线。采用图8-9a所示的加工方案时，每次沿直线加工，刀位点计算简单、程序少，加工过程符合直纹面的形成，可以准确保证母线的直线度。采用图8-9b所示的加工方案时，符合这类零件给出的数据情况，便于加工后检验，叶形的准确度高，但程序较多。由于曲面零件的边界是敞开的，没有其他表面限制，所以曲面边界可以延伸，球头刀应由边界外开始加工。
2）曲面轮廓加工：立体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。在两轴坐标联动的三坐标行切法加工中X、Y、Z三坐标轴中任意两轴作联动插补，第三轴作单独的周期进刀，这称为两轴半坐标联动。如图8-10所示，将X轴方向分成若干段，圆头铣刀沿YZ面所截的曲线进行铣削，每一段加工完成进给ΔX，再加工另一相邻曲线，如此依次切削即可加工整个曲面。在行切法中，要根据轮廓表面粗糙度的要求及刀头不干涉相邻表面的原则选取ΔX。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。
用球头铣刀加工曲面时，总是用刀心轨迹的数据进行编程。图8-11所示为两轴半坐标加工曲面。ABCD为被加工曲面，PYZ平面为平行于YZ坐标面的一个行切面，其刀心轨迹O1O2为曲面ABCD的等距面IJKL与平面PYZ的交线，显然O1O2是一条平面曲线。在此种情况下，曲面的曲率变化会导致球头刀与曲面切削点的位置改变，因此切削点的连线ab是一条空间曲线，从而在曲面上形成扭曲的残留沟纹。两轴半坐标加工由于刀心轨迹是平面曲线，编程计算比较简单，数控逻辑装置也不复杂，常在曲率变化不大及精度要求不高的粗加工中使用。
在三轴坐标联动加工中，X、Y、Z三坐标轴可同时插补联动。三轴坐标联动加工曲面通常也采用行切法。如图8-12所示，PYZ平面是平行于YZ坐标面的一个行切面，它与曲面的交线为曲线ab。若要求曲线ab是一条平面曲线，则应使球头刀与曲面的切削点总是处于平面曲线ab上（即沿曲线ab切削），以获得规则的残留沟纹。显然，这时的刀心轨迹O1O2不在PYZ平面上，而是一条空间曲线（实际是空间折线），因此需要X、Y、Z三轴坐标联动。三轴坐标联动加工常用于复杂空间曲面的精确加工（如精密锻模），但编程计算较为复杂，所用机床的数控装置还必须具备三坐标轴联动功能。
四轴坐标联动加工图8-13所示工件，侧面为直纹扭曲面。若在三轴坐标联动的机床上用圆头铣刀按行切法加工，不但生产效率低，而且表面粗糙度大。为此，采用圆柱铣刀周边切削并用四轴坐标联动铣床加工，即除三个坐标轴运动外，为了保证刀具与工件型面在全长始终贴合，刀具还应绕O1（或O2）作摆角运动。由于摆角运动导致X坐标轴需要作附加的旋转运动A，所以其编程计算较为复杂。
螺旋桨是五轴坐标联动加工的典型零件之一，其叶片形状和五轴坐标联动加工原理见图8-14。在切削成形点上铣刀端平面与被切曲面相切，铣刀轴心线与被切曲面上该点的法线一致，因此需要五轴坐标联动加工。这种加工的编程计算相当复杂，一般采用自动编程。
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