數(shù)控車床加工工藝與編程—模塊一課件

1、單元一 數(shù)控車床的基本操作任務(wù)一 認(rèn)識數(shù)控車床任務(wù)二 數(shù)控車床的基本操作任務(wù)三 程序的編輯與輸入任務(wù)四 工件與數(shù)控車刀的安裝定位任務(wù)五 建立工件坐標(biāo)系與對刀單元一 數(shù)控車床的基本操作知識目標(biāo)：1. 了解數(shù)控車床的組成、工作原理、分類方法、加工范圍及發(fā)展趨勢。2. 了解掌握數(shù)控車床控制面板各按鍵的名稱、功能和位置。3. 掌握數(shù)控加工工序的輸入、編輯方法4. 掌握數(shù)控車刀及刀片的型號、特點(diǎn)。5. 掌握數(shù)控車床安全操作規(guī)范。單元一 數(shù)控車床的基本操作技能目標(biāo)：1. 能夠正確安裝工件及刀具。2. 能按照操作規(guī)程啟動、停止數(shù)控車床。3. 能使用操作面板上的常用功能4. 能對程序進(jìn)行短波執(zhí)行、空運(yùn)行等操作

2、5. 數(shù)控車床工件坐標(biāo)系的建立、對刀和參數(shù)設(shè)定步驟。6. 掌握數(shù)控車床仿真軟件的安裝步驟及基本操作方法。單元一 數(shù)控車床的基本操作任務(wù)一 認(rèn)識數(shù)控車床 數(shù)控車床又稱CNC（Computer Numerical Control）車床，即用計(jì)算機(jī)數(shù)字控制的車床。普通車床是靠手工操作機(jī)床來完成各種切削加工，數(shù)控車床是將編好的加工程序輸入數(shù)控系統(tǒng)中，由數(shù)控系統(tǒng)通過車床X、Z坐標(biāo)軸的伺服電機(jī)去控制車床進(jìn)給運(yùn)動部件的動作順序、移動量和進(jìn)給速度，再配以主軸的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向，便能加工出各種形狀不同的軸類或盤類回轉(zhuǎn)體零件。因此，數(shù)控車床是目前使用較為廣泛的數(shù)控機(jī)床。單元一 數(shù)控車床的基本操作一. 數(shù)控的基本概念1.

3、數(shù)字控制：數(shù)字控制簡稱數(shù)控，是指用輸入數(shù)控裝置的數(shù)字信息來控制機(jī)械執(zhí)行預(yù)定的動作。其數(shù)字信息包括字母、數(shù)字和符號。2.數(shù)控技術(shù)：數(shù)控技術(shù)是指用數(shù)字、文字和符號組成的數(shù)字指令來實(shí)現(xiàn)一臺或多臺機(jī)械設(shè)備動作控制的技術(shù)。它所控制的通常是位置、角度、速度等機(jī)械量和與機(jī)械能量流向有關(guān)的開關(guān)量。單元一 數(shù)控車床的基本操作3.數(shù)控系統(tǒng)：是數(shù)字控制系統(tǒng)簡稱，英文名稱為Numerical Control System，早期是由硬件電路構(gòu)成的稱為硬件數(shù)控（Hard NC），19世紀(jì)70年代以后，硬件電路元件逐步由專用的計(jì)算機(jī)代替稱為計(jì)算技數(shù)控系統(tǒng)。4.計(jì)算機(jī)數(shù)控：簡稱CNC（Computer Numerical C

4、ontrol），是采用具有存儲程序的計(jì)算機(jī)，按照存儲在計(jì)算機(jī)內(nèi)讀寫存儲器中控制程序去執(zhí)行數(shù)控裝置的一部分或全部數(shù)控功能，在計(jì)算機(jī)外的唯一裝置是接口。5.數(shù)控車床：即用數(shù)字信息進(jìn)行控制的車床。它是用輸入專用或通用計(jì)算機(jī)中的數(shù)字信息來控制車床的運(yùn)動，自動將零件加工出來。單元一 數(shù)控車床的基本操作二、 數(shù)控車床的組成及布局1.數(shù)控車床的組成及特點(diǎn) 1）機(jī)床本體 一般由床身、主軸、導(dǎo)軌、刀架、尾座等組成。 單元一 數(shù)控車床的基本操作2）數(shù)控系統(tǒng) 一般整個(gè)數(shù)控系統(tǒng)由三大部分組成?？刂葡到y(tǒng)：控制系統(tǒng)按加工工件程序進(jìn)行插補(bǔ)運(yùn)算，發(fā)出控制指令到伺服驅(qū)動系統(tǒng)；伺服驅(qū)動：系統(tǒng)將控制指令放大，由伺服電機(jī)驅(qū)動機(jī)械按要

5、求運(yùn)動；測量系統(tǒng)檢測機(jī)械的運(yùn)動位置或速度，并反饋到控制系統(tǒng)，來修正控制指令。 伺服驅(qū)動系統(tǒng)主要包括伺服驅(qū)動裝置和電機(jī)。位置測量系統(tǒng)：主要是采用長光柵或圓光柵的增量式位移編碼器。 單元一 數(shù)控車床的基本操作3）輔助系統(tǒng) 指數(shù)控機(jī)床的一些必要的配套部件，用以保證數(shù)控機(jī)床的運(yùn)行，如冷卻、排屑、潤滑、照明、監(jiān)測等。它包括液壓、氣壓裝置及冷卻系統(tǒng)，潤滑系統(tǒng)、排屑裝置、交換工作臺、數(shù)控轉(zhuǎn)臺和數(shù)控分度頭，還包括刀具及監(jiān)控檢測裝置等。單元一 數(shù)控車床的基本操作（2）數(shù)控車床的布局 數(shù)控車床的主軸、尾座等部件相對床身的布局形式與普通車床基本一致，而刀架和導(dǎo)軌的布局形式發(fā)生了根本的變化，這是因?yàn)榈都芎蛯?dǎo)軌的布局形

6、式直接影響數(shù)控車床的使用性能及機(jī)床的結(jié)構(gòu)和外觀所致。另外，數(shù)控車床上都設(shè)有封閉的防護(hù)罩。單元一 數(shù)控車床的基本操作 1）床身和導(dǎo)軌的布局 數(shù)控車床的主軸、尾座、床身等部件的布局形式與臥式車床基本一致，而刀架和導(dǎo)軌的布局形式發(fā)生了根本的變化，因?yàn)榈都芎蛯?dǎo)軌的布局形式直接影響數(shù)控車床的使用性能及機(jī)床的結(jié)構(gòu)和外觀。另外，數(shù)控車床上都沒有封閉的防護(hù)裝置。 數(shù)控車床身導(dǎo)軌與水平面的相對位置如下圖所示，它共有4種布局形式：圖a為平床身、圖b為斜床身、圖c為平床身斜滑板，圖d為立床身。 單元一 數(shù)控車床的基本操作單元一 數(shù)控車床的基本操作單元一 數(shù)控車床的基本操作 水平床身的工藝性好，便于導(dǎo)軌面的加工。水平

7、床身配上水平配置的刀架可提高刀架的運(yùn)動速度，一般可用于大型數(shù)控車床或小型精密數(shù)控車床的布局。但是水平床身的下部空間小，導(dǎo)致排屑困難。從結(jié)構(gòu)尺寸上看，刀架水平放置使得精板橫向R寸較長，從而加大了機(jī)床寬度方向的結(jié)構(gòu)尺寸。單元一 數(shù)控車床的基本操作 水平床身配上傾斜放置的滑板，并配置傾斜式導(dǎo)軌防護(hù)罩的布局形式，一方面有水平床身工藝性好的特點(diǎn)；另一方面機(jī)床寬度方向的尺寸較水平配制滑板的要小，且排屑方便。水平床身配上傾斜放置的滑板和斜床身配置斜滑板的布局形式被中小型數(shù)控車床所普遍采用。這是由于此兩種布局形式排屑容易，鐵屑不會堆積在導(dǎo)軌上，也便于安裝自動排泄器；操作方便，易于安裝機(jī)械手，以宴現(xiàn)單機(jī)自動化；

8、機(jī)床占地面積小，外形簡潔，美觀，容易實(shí)現(xiàn)封方式防護(hù)。單元一 數(shù)控車床的基本操作 斜床身按導(dǎo)軌相對于地面傾斜的角度可分為30、45、60、75和90(稱為立式床身)等幾種。傾斜角度小，排屑不便；傾斜角度大，導(dǎo)軌的導(dǎo)向性差，受力情況也差。導(dǎo)軌傾斜角度的大小還會直接影響機(jī)床外形尺寸高度與寬度的比例。綜合考慮各種因素中小規(guī)格的數(shù)控車床，其床身的傾斜角度以60為宜。單元一 數(shù)控車床的基本操作2）刀架的布局?jǐn)?shù)控車床的刀架是機(jī)床的重要組成部分，刀架是用于夾持切削刀具的，因此其結(jié)構(gòu)直接影響機(jī)床的切削性能和切削效率，在一定程度上刀架的結(jié)構(gòu)和性能體現(xiàn)了數(shù)控車床的設(shè)計(jì)與制造水平。目前的兩坐標(biāo)聯(lián)動車床多采用4工位的回

9、轉(zhuǎn)刀架，也有采用6工位、8工位、10工位回轉(zhuǎn)刀架的?；剞D(zhuǎn)刀架在機(jī)床上的布局有兩種形式：一種是用于加工盤類零件的回轉(zhuǎn)刀架，其回轉(zhuǎn)軸垂直于主軸；另一種是用于加工軸類和盤類零件的回轉(zhuǎn)刀架，其回轉(zhuǎn)軸平行于主軸。如下圖所示。 單元一 數(shù)控車床的基本操作單元一 數(shù)控車床的基本操作3. 數(shù)控車床的工作過程、分類、型號代碼及特點(diǎn)：（1）數(shù)控車床工作過程 數(shù)控車床工作過程如下圖所示加工圖樣程序清單輸入裝置數(shù)控裝置伺服系統(tǒng)機(jī)床成品編制程序單元一 數(shù)控車床的基本操作1）根據(jù)零件加工圖樣的要求確定零件加工的工藝過程、工藝參數(shù)和位移數(shù)據(jù)。2）用規(guī)定的代碼和程序格式編寫零件加工程序單，或應(yīng)用自動編程系統(tǒng)進(jìn)行零件加工程序設(shè)

10、計(jì)。3）根據(jù)程序單上的代碼，通過操作面板的鍵盤，直接將加工程序輸入數(shù)控裝置或采用微機(jī)存儲加工程序，通過串行接口或網(wǎng)絡(luò)方式傳送給數(shù)控裝置或計(jì)算機(jī)直接數(shù)控DNC（Direct Numerical Control）通信接口，可以邊傳送邊加工。4）數(shù)控裝置在事先存入的控制程序支持下，將代碼進(jìn)行處理和計(jì)算后，向車床的伺服系統(tǒng)發(fā)出相應(yīng)的脈沖信號，通過伺服系統(tǒng)使車床按預(yù)定的軌跡運(yùn)動，已進(jìn)行零件的加工。單元一 數(shù)控車床的基本操作（2）數(shù)控車床分類及型號代碼 1）數(shù)控車床的分類 按主軸位置分類，可分為臥式數(shù)控車床和立式數(shù)控車床兩類。 臥式數(shù)控車床又可分為水平導(dǎo)軌臥式數(shù)控車床和傾斜導(dǎo)軌臥式數(shù)控車床。臥式數(shù)控車床的

11、軸線平行于水平面。 立式數(shù)控車床主軸軸線垂直于水平面，一般采用圓形工作臺裝夾工件。這類車床主要用于加工徑向尺寸大，軸向尺寸相對較小的大型復(fù)雜零件。單元一 數(shù)控車床的基本操作 按功能分類，數(shù)控車床可分為經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床、全功能性數(shù)控車床和車削中心三類。 經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床通常配備經(jīng)濟(jì)型數(shù)控系統(tǒng)，由普通車床進(jìn)行數(shù)控改造而成。這類車床通常采用開環(huán)或半閉環(huán)伺服系統(tǒng)控制，主軸多采用變頻調(diào)速，結(jié)構(gòu)與普通車床相似。 全功能型數(shù)控車床一般采用后置轉(zhuǎn)塔式刀架，可裝刀具數(shù)量較多；主軸為伺服驅(qū)動；車床采用傾斜床身結(jié)構(gòu)以便于排屑；數(shù)控系統(tǒng)的功能較多，可靠性較好。 車削中心在全功能數(shù)控車床的基礎(chǔ)上，增加了C軸和動力頭，更高級

12、的數(shù)控車床帶有刀庫和自動換刀裝置，可實(shí)現(xiàn)三軸（X軸、Z軸和C軸）中任意兩軸的聯(lián)動控制。單元一 數(shù)控車床的基本操作 按數(shù)控系統(tǒng)控制的軸數(shù)分類，可分為兩軸控制的數(shù)控機(jī)床和四軸控制的數(shù)控機(jī)床。 兩軸控制的數(shù)控機(jī)床，機(jī)床上只有一個(gè)回轉(zhuǎn)刀架，可實(shí)現(xiàn)兩坐標(biāo)軸控制。 四軸控制的數(shù)控機(jī)床，機(jī)床上有兩個(gè)回轉(zhuǎn)刀架，可實(shí)現(xiàn)四軸控制。單元一 數(shù)控車床的基本操作 按數(shù)控系統(tǒng)分類，可分為FANUC數(shù)控系統(tǒng)、SIMENS數(shù)控系統(tǒng)、國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)和其它數(shù)控系統(tǒng)等。FANUC數(shù)控系統(tǒng)由日本富士通公司研制開發(fā)，當(dāng)前，該系統(tǒng)在我國得到了廣泛應(yīng)用。目前，在我國市場上，應(yīng)用于車床的數(shù)控系統(tǒng)主要有FANUC18iTA/TB、FANUC0i

13、TA/TB/TC、FANUC0TD等。 SIMENS數(shù)控系統(tǒng)由德國西門子公司研制開發(fā)，該系統(tǒng)在我國數(shù)控機(jī)床中應(yīng)用也相當(dāng)普遍。目前，在我國市場上，常用的系統(tǒng)除SIMENS840D/C、SIMENS810T/M等型號外，還有專門針對我國市場而開發(fā)的SIMENS802S/C base line、SIMENS802D等型號。其中SIMENS802S系統(tǒng)采用步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動，SIMENS802C/D系統(tǒng)則采用伺服驅(qū)動。單元一 數(shù)控車床的基本操作 自20世紀(jì)80年代初期開始，我國數(shù)控系統(tǒng)的生產(chǎn)與研制得到了飛速發(fā)展，并逐步形成了航天數(shù)控集團(tuán)、機(jī)電集團(tuán)、華中數(shù)控、藍(lán)天數(shù)控等以生產(chǎn)普及型數(shù)控系統(tǒng)為主的國有企業(yè)，以及

14、北京法那科、西門子數(shù)控（南京）有限公司等合資企業(yè)的基本力量。目前，常用于車床的數(shù)控系統(tǒng)有廣州數(shù)控系統(tǒng)，如GSK980T等；華中數(shù)控系統(tǒng)，如HNC21T等；北京航天數(shù)控系統(tǒng)，如CASNUC2100等；南京仁和數(shù)控系統(tǒng)，如RENHE32T/90T/100T等除了以上三種主流數(shù)控系統(tǒng)外，國內(nèi)使用其它較多的數(shù)控系統(tǒng)還有日本三菱數(shù)控系統(tǒng)和大森數(shù)控系統(tǒng)、法國施耐德數(shù)控系統(tǒng)、西班牙法格數(shù)控系統(tǒng)和美國AB數(shù)控系統(tǒng)等。單元一 數(shù)控車床的基本操作2）數(shù)控車床的型號代碼機(jī)床的類別代號，用大寫的漢語拼音字母代表機(jī)床的類別。例如，用“C”表示“車床”，讀“車”。有的機(jī)床（如磨床）又由若干分類組成，分類代號用阿拉伯?dāng)?shù)字表

15、示，置于類別代號之前，但第1分類不予表示。 單元一 數(shù)控車床的基本操作 結(jié)構(gòu)特性代號,為了區(qū)別主參數(shù)相同而結(jié)構(gòu)不同的機(jī)床，如CA6140和C6140是結(jié)構(gòu)有區(qū)別而主參數(shù)相同的普通車床。當(dāng)機(jī)床有通用特性代號，也有結(jié)構(gòu)特性代號時(shí)，結(jié)構(gòu)特性代號應(yīng)排在通用特性代號之后。此外，結(jié)構(gòu)特性代號字母是根據(jù)各類機(jī)床的情況分別規(guī)定的，在不同型號中的含義可以不同。通用特性代號已用的字母及字母“I” “O”不可作為結(jié)構(gòu)特性代號使用。 單元一 數(shù)控車床的基本操作 機(jī)床的組和型別代號，每一類機(jī)床分為若干組，每組又分為若干型。用兩位數(shù)字作為組和型別代號，位于類別和特性代號之后，第一位數(shù)字表示組別，第二位數(shù)字表示型別。 單元

16、一 數(shù)控車床的基本操作 主參數(shù)，表示機(jī)床規(guī)格和加工能力的主要參數(shù)，用兩位十進(jìn)制數(shù)并以折算值表示。如車床的主參數(shù)是工件的最大回轉(zhuǎn)直徑，其mm數(shù)除10，即為主參數(shù)值。有時(shí)候，型號中除主參數(shù)外還需表明第二主參數(shù)（亦用折算值），以號分開。 單元一 數(shù)控車床的基本操作 機(jī)床重大改進(jìn)的序號性能和結(jié)構(gòu)經(jīng)過重大改進(jìn)的機(jī)床，應(yīng)在原機(jī)床型號后面以英文字母A、B、C、D 表示是第幾次改進(jìn)的序號，例如Y7132A和Z3040A都表明是第一次重大改進(jìn)。此外，多軸機(jī)床的主軸數(shù)目，要以阿拉伯?dāng)?shù)字表示在型號后面，并用分開，例如C21406是加工最大棒料直徑為40mm的臥式六軸自動車床的型號表示方法。單元一 數(shù)控車床的基本操作

17、機(jī)床型號舉例單元一 數(shù)控車床的基本操作 數(shù)控車床與普通車床相比有以下特點(diǎn)： 采用了全封閉或半封閉防護(hù)裝置。采用封閉式防護(hù)裝置可防止切屑或切削液飛出，避免給操作者造成意外傷害。 主軸轉(zhuǎn)速高，工件裝夾安全可靠。數(shù)控車床大多采用了液壓卡盤，夾緊力調(diào)整方便且可靠，同時(shí)也降低了操作工人的勞動強(qiáng)度。 可自動換刀。數(shù)控車床都采用自動回轉(zhuǎn)刀架，在加工過程中可自動換刀，能連續(xù)完成多道工序的加工。 主傳動與進(jìn)給傳動分離。數(shù)控車床的主傳動與進(jìn)給傳動采用了各自獨(dú)立的伺服電動機(jī)，使傳動鏈變得簡單、可靠，同時(shí)，各電動機(jī)既可單獨(dú)運(yùn)動，也可實(shí)現(xiàn)多軸聯(lián)動。 采用自動排屑裝置。數(shù)控車床大多采用斜床身結(jié)構(gòu)布局，排屑方便，便于采用自

18、動排屑裝置。單元一 數(shù)控車床的基本操作4. 數(shù)控車床的發(fā)展趨勢（1）高速、高精密化（2）高可靠性（3）功能復(fù)合化（4）智能化、網(wǎng)絡(luò)化、柔性化和集成化單元一 數(shù)控車床的基本操作 任務(wù)二 數(shù)控車床的基本操作1. 數(shù)控車床主要技術(shù)參數(shù)及指標(biāo)。 (1) 數(shù)控車床的主要技術(shù)參數(shù)包括床身與刀架最大回轉(zhuǎn)直徑、最大車削長度、最大車削直徑等規(guī)格尺寸。 (2) 數(shù)控車床的性能指標(biāo) 1）主軸系統(tǒng)的性能指標(biāo)有： 較寬的調(diào)速范圍和較高的回轉(zhuǎn)精度。數(shù)控機(jī)床主軸采用直流或交流電動機(jī)驅(qū)動，數(shù)控機(jī)床主軸普遍達(dá)到500010000rmin，甚至更高的轉(zhuǎn)速，對提高加工質(zhì)量和各種小孔的加工極為有利；主軸可以通過操作面板上的轉(zhuǎn)速倍率開

19、關(guān)直接改變轉(zhuǎn)速，每檔間隔5，其調(diào)節(jié)范圍為50120。單元一 數(shù)控車床的基本操作 較高的剛度與抗振性。主軸部件的振動會影響加工工件的表面質(zhì)量，刀具耐用度，主軸壽命，甚至可能因噪音影響工作環(huán)境，嚴(yán)重的情況還會使正常工作無法進(jìn)行下去。 恒定的切削速度。在加工端面、錐面、圓弧時(shí)，為保證工件內(nèi)外一致的表面粗糙度，主軸應(yīng)具有恒定的切削速度(恒線速單位：mm/min)。 較好的熱穩(wěn)定性。主軸部件的熱穩(wěn)定性是知其限制熱變形對加工精度影響的能力。熱變形會使主軸伸長，使主軸軸承間隙發(fā)生變化。如果主軸軸承是用滑動軸承還會因潤滑油黏度變化影響軸承的承載能力。溫升還會使主軸箱發(fā)生熱變形，造成主軸位置發(fā)生變化，影響加工精

20、度。單元一 數(shù)控車床的基本操作 2）進(jìn)給系統(tǒng)的性能指標(biāo)有： 進(jìn)給速度范圍。進(jìn)給速度是影響加工質(zhì)量、生產(chǎn)效率和刀具壽命的主要因素，直接受到數(shù)控裝置運(yùn)算速度、機(jī)床運(yùn)動特性和工藝系統(tǒng)剛度的限制。數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給速度可達(dá)到1030m/min。 脈沖當(dāng)量(分辨率)是cNc重要的精度指標(biāo)。有兩個(gè)方面的內(nèi)容，一是機(jī)床坐標(biāo)軸可達(dá)到的控制精度(可以控制的最小位移增量)，表示cNc每發(fā)出一個(gè)脈沖時(shí)坐標(biāo)軸移動的距離，稱為實(shí)際脈沖當(dāng)量或外部脈沖當(dāng)量；二是內(nèi)部運(yùn)算的最小單位，稱之為內(nèi)部脈沖當(dāng)量，一般內(nèi)部脈沖當(dāng)量比實(shí)際脈沖當(dāng)量設(shè)置得要小，為的是在運(yùn)算過程中不損失精度，數(shù)控系統(tǒng)在輸出位移量之前自動將內(nèi)部脈沖當(dāng)量轉(zhuǎn)換成外部脈沖

21、當(dāng)量。 數(shù)控機(jī)床的加工精度和表面質(zhì)量取決于脈沖當(dāng)量數(shù)的大小。普通數(shù)控機(jī)床的脈沖當(dāng)量一般為0.001mm，簡易數(shù)控機(jī)床的脈沖當(dāng)量一般為0.002mm，精密或超精密數(shù)控機(jī)床的脈沖當(dāng)量一般為0.00011mm，脈沖當(dāng)量越小數(shù)控機(jī)床的加工精度和表面質(zhì)量越高。 單元一 數(shù)控車床的基本操作 定位精度和重復(fù)定位精度。定位精度是指數(shù)控機(jī)床工作臺或其他運(yùn)動部件實(shí)際運(yùn)動位置與指令位置的一致程度，其不一致的差量即為定位誤差。引起定位誤差的因素包括伺服系統(tǒng)、檢測系統(tǒng)、進(jìn)給系統(tǒng)誤差，以及運(yùn)動部件導(dǎo)軌的幾何誤差等。定位誤差直接影響加工零件的尺寸精度。重復(fù)定位精度是指在相同的操作方法和條件下，在完成規(guī)定操作次數(shù)過程中得到結(jié)

22、果的一致程度。重復(fù)定位精度一般是呈正態(tài)分布的偶然性誤差，它會影響批量加工零件的一致性，是一項(xiàng)非常重要的性能指標(biāo)。一般數(shù)控機(jī)床的定位精度為性能指標(biāo)有：0.0lmm，重復(fù)定位精度為0.005mm。單元一 數(shù)控車床的基本操作 3）刀具系統(tǒng)性能指標(biāo)包括刀架工位數(shù)、工具孔直徑、刀桿尺寸、換刀時(shí)間、重復(fù)定位精度等內(nèi)容。加工中心刀庫容量與換刀時(shí)間直接影響其生產(chǎn)率，通常中小型加工中心的刀庫容量為1660把，大型加工中心可達(dá)100把以上。換刀時(shí)間是指自動換刀系統(tǒng)將主軸上的刀具與刀庫中的刀具進(jìn)行交換所需要的時(shí)間一般可在520s的時(shí)間內(nèi)完成換刀。4) 電氣性能指標(biāo)包括主電動機(jī)、伺服電動機(jī)的規(guī)格型號和功率等。5) 冷

23、卻系統(tǒng)性能指標(biāo)包括冷卻箱容量、冷卻泵輸出量等。6) 外形尺寸性能指標(biāo)：表示為長寬高。7) 機(jī)床重量。單元一 數(shù)控車床的基本操作2. SIEMENS 802D系統(tǒng)數(shù)控車床操作面板及控制面板介紹認(rèn)識 SIEMENS 802D 系統(tǒng)操作面板是學(xué)會機(jī)床操作的第一步，右圖為 SIEMENS 802D 系統(tǒng)控制面板。其按鍵功能解釋見下表單元一 數(shù)控車床的基本操作單元一 數(shù)控車床的基本操作單元一 數(shù)控車床的基本操作下圖 為 SIEMENS 802D 系統(tǒng)編輯面板。其按鍵功能解釋見下表單元一 數(shù)控車床的基本操作單元一 數(shù)控車床的基本操作單元一 數(shù)控車床的基本操作單元一 數(shù)控車床的基本操作如下圖所示，是SIEM

24、ENS 802D 系統(tǒng)屏幕顯示畫面，狀態(tài)區(qū)應(yīng)用區(qū)說明及軟鍵區(qū)單元一 數(shù)控車床的基本操作 狀態(tài)區(qū)：狀態(tài)區(qū)主要顯示當(dāng)前操作狀態(tài)、報(bào)警信息、程序狀態(tài)、顯示加工程序信息等。 應(yīng)用區(qū)：顯示程序、刀具、進(jìn)給量、轉(zhuǎn)速、位置、參數(shù)等信息，不同狀態(tài)時(shí)，顯示不同的畫面。 說明及軟鍵區(qū)：對應(yīng)不同的功能，操作不同的軟菜單按鍵根據(jù)不同的要求進(jìn)行控制。單元一 數(shù)控車床的基本操作 任務(wù)三 程序的編輯與輸入 1. 程序結(jié)構(gòu) （1）程序名 每一個(gè)程序都有一個(gè)程序名，在編制程序時(shí)可以按以下規(guī)則確定程序名： 開始的兩個(gè)符號必須是字母，其后的符號可以是字母,數(shù)字或下劃線，最多為8個(gè)字符，不得使用分隔符。 例：RAHMEN52 單元一

25、 數(shù)控車床的基本操作 （2）功能和結(jié)構(gòu) NC程序由各個(gè)程序段組成；每一個(gè)程序段執(zhí)行一個(gè)加工步驟。一個(gè)程序段中含有執(zhí)行一個(gè)工序所需的全部數(shù)據(jù)。程序段由若干個(gè)字和段結(jié)束符“LF”組成。在程序編寫過程中進(jìn)行換行時(shí)或按輸入鍵時(shí)可以自動產(chǎn)生段結(jié)束符。最后一個(gè)程序段包含程序結(jié)束符：M2。單元一 數(shù)控車床的基本操作 （3）字順序及其說明 程序段中有很多指令時(shí)建議按如下順序: N G X Z F S T D M 具體說明如下： N 程序段號 019999 以5或10為間隔選擇程序段號，以便以后插入程序段時(shí)不會改變程序段號的順序。單元一 數(shù)控車床的基本操作 G 準(zhǔn)備功能 0199 X Z 坐標(biāo)或增量值 0.00

26、199999.99 F 進(jìn)給速度 0.00199999.99 S 主軸轉(zhuǎn)速 T 刀具號 D 刀具補(bǔ)償?shù)刂?M 輔助功能單元一 數(shù)控車床的基本操作（4）字結(jié)構(gòu)及地址 1）功能和結(jié)構(gòu) 字是組成程序段的元素,由字構(gòu)成控制器的指令 字由以下幾部分組成： 地址符，地址符一般是一字母。 數(shù)值，數(shù)值是一個(gè)數(shù)字串，它可以帶正負(fù)號和小數(shù)點(diǎn)。正號可以省略不寫。 2）多個(gè)地址符 一個(gè)字可以包含多個(gè)字母，數(shù)值與字母之間用符號“=” 隔開。舉例：CR=5.23，此外，G功能也可以通過一個(gè)符號名進(jìn)行調(diào)用。舉例：SCALE；打開比例系數(shù)。 3）擴(kuò)展地址 對于如下地址：R 計(jì)算參數(shù)、H 功能、I，J，K 插補(bǔ)參數(shù)。 地址可以

27、通過1到4個(gè)數(shù)字進(jìn)行地址擴(kuò)展。在這種情況下，其數(shù)值可以通過“=”進(jìn)行賦值。 舉例：R10=6.234 H5=12.1 I1=32.67單元一 數(shù)控車床的基本操作 2. 數(shù)控機(jī)床的有關(guān)功能 （1）準(zhǔn)備功能 準(zhǔn)備功能也稱 G 功能或 G 代碼，由地址符 G 加兩位數(shù)值構(gòu)成該功能的指令。 G 功能指令用來規(guī)定坐標(biāo)平面、坐標(biāo)系、刀具和工件的相對運(yùn)動軌跡、刀具補(bǔ)償、單位選擇、坐標(biāo)偏置等多種操作。 G 功能指令分若干組（指令群），有模態(tài)功能指令和非模態(tài)功能指令之分。非模態(tài) G 功能指令只在所在程序段中有效，因此也稱做一次性代碼。模態(tài)功能指令可與同組 G 功能指令互相注銷，模態(tài) G 功能指令一旦被執(zhí)行，則一

28、直有效，直至被同組 G 功能指令注銷為止。不同組的 G 指令可放在同一程序段中；在同一程序段中有多個(gè)同組的 G 代碼時(shí)，以最后一個(gè)為準(zhǔn)。我國依據(jù) 150 1056 一 1975 ( E ）制定了 JB 3208 一 1983 標(biāo)準(zhǔn)。 各個(gè)國家，甚至在同一個(gè)國家內(nèi)，數(shù)控系統(tǒng)的 G 代碼含義并未真正統(tǒng)一。 單元一 數(shù)控車床的基本操作 （2）輔助功能 輔助功能也稱M功能，它是指令機(jī)床做一些輔助動作的代碼。如：主軸的旋轉(zhuǎn)、冷卻液的開、關(guān)等。ISO標(biāo)準(zhǔn)中M功能從M00至M99，共有100種。 單元一 數(shù)控車床的基本操作 （3）進(jìn)給功能 進(jìn)給功能一般也稱F功能，用F功能可以直接定義刀具的進(jìn)給速度，F(xiàn)功能用

29、字母F及F后的數(shù)字表示，其切削進(jìn)給速度單位是mm/min或mm/r，由代碼G94、G95確定。進(jìn)給功能F值在G1、G2、G3、G5插補(bǔ)方式中生效，并一直有效直到被一個(gè)新的地址F取代。 G94定義進(jìn)給速度單位：mm/min G95定義進(jìn)給速度單位：mm/r單元一 數(shù)控車床的基本操作 （4）主軸轉(zhuǎn)速功能 主軸轉(zhuǎn)速功能用來指定主軸的轉(zhuǎn)速，單位為 r / min ，地址符使用 S ，所以又稱為 S 功能或 S 指令。S 功能按照準(zhǔn)備功能 G 代碼的種類，執(zhí)行以下兩種不同的控制。 1） 用 G96 方式的指令 G96是接通恒線速控制的功能。此時(shí)，用 S 指定的數(shù)值表示切削速度，單位mm/min。數(shù)控裝置

30、依刀架在X軸的位置計(jì)算出主軸的轉(zhuǎn)速，自動而連續(xù)地控制主軸轉(zhuǎn)速，使之始終達(dá)到由 S 功能所指定的切削速度，即主軸轉(zhuǎn)速直徑=常數(shù)。 從G96程序段開始，地址S下的常數(shù)作為切削線速度處理。G96為模態(tài)有效，直到被同組中其他G功能指令（G97）替代為止。單元一 數(shù)控車床的基本操作 轉(zhuǎn)速上限LIMS= 根據(jù)切削速度公式SD=1000S/D，當(dāng)工件從大直徑加工至小直徑時(shí)，主軸轉(zhuǎn)速可能提高的非常大。特別是加工端面時(shí)，當(dāng)車到工件中心時(shí)，轉(zhuǎn)速將變的無窮大，這是絕對不允許的。因而，可以通過“LIMS=”限定主軸轉(zhuǎn)速極限值，LIMS地址下的值只對G96功能生效。單元一 數(shù)控車床的基本操作 2）用 G97 方式的指令

31、 G97 是取消恒線速控制的功能，此時(shí)使用 S 指定的數(shù)值表示主軸每分鐘的轉(zhuǎn)數(shù)，單位為r/min。例如，S2000表示主軸以 2000r/min的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)。 單元一 數(shù)控車床的基本操作 （5）刀具功能 刀具功能也成為T功能，用來調(diào)用所需的刀具號及刀具補(bǔ)償參數(shù)，控制器便可利用這些參數(shù)執(zhí)行所要求的軌跡補(bǔ)償，從而加工出所要求的工件。 1）刀具號T 編程 T 指令可以選擇刀具，實(shí)現(xiàn)刀具的自動更換。 指令格式： Txx 刀具號： 1 一 32 （系統(tǒng)中最多同時(shí)存儲 32 把刀具）單元一 數(shù)控車床的基本操作 2）刀具補(bǔ)償號D功能 一個(gè)刀具可以匹配從D1到D9幾個(gè)不同補(bǔ)償?shù)臄?shù)據(jù)組（用于多個(gè)切削刃），用D及其

32、相應(yīng)的序號可以編程一個(gè)專門的切削刃。如果沒有編程D指令，則Dl自動生效；如果編程為D0，則刀具補(bǔ)償值無效。系統(tǒng)中最多可以同時(shí)存儲 64 個(gè)帶刀具補(bǔ)償?shù)牡堆靥?。單元?數(shù)控車床的基本操作 任務(wù)四 工件與數(shù)控車刀的安裝定位 1. 車床夾具 切削工件時(shí)，工件必須在機(jī)床夾具中定位和夾緊，使它在整個(gè)切削過程中始終保持正確的位置。工件的裝夾和速度，直接影響加工質(zhì)量和勞動生產(chǎn)率。 根據(jù)工件的形狀、大小和加工數(shù)量，所用的夾具也不同，本任務(wù)中只介紹數(shù)控車床的典型夾具。 （1）自定心卡盤（俗稱三爪卡盤） 利用均布在卡盤體上的三個(gè)活動卡爪的徑向移動，把工件夾緊和定位的機(jī)床附件。 單元一 數(shù)控車床的基本操作自定心卡盤

33、的三個(gè)卡爪是同步運(yùn)動的，能自動定心，工件裝夾后一般不需找正。但較長的工件離卡盤遠(yuǎn)端的旋轉(zhuǎn)中心不一定與車床主軸旋轉(zhuǎn)中心重合，這時(shí)必須找正，如卡盤使用時(shí)間較長而精度下降后，工件加工部位的精度要求較高時(shí)，也需要找正。自定心卡盤裝夾工件方便、省時(shí)，但夾緊力較小，所以適用于裝夾外形規(guī)則的中、小型工件。 （2）單動卡盤（俗稱四爪卡盤）利用均布在卡盤體上的四個(gè)活動卡爪的單獨(dú)徑向移動，把工件夾緊和定位的機(jī)床附件。由于單動卡盤的四個(gè)卡爪各自獨(dú)立運(yùn)動，因此工件裝夾時(shí)必須將加工部分的旋轉(zhuǎn)中心找正到與車床主軸旋轉(zhuǎn)中心重合后才可車削。單動卡盤找正比較費(fèi)時(shí)，但夾緊力大,所以適用于裝來大型或形狀不規(guī)則的工件。單動卡盤可裝成

34、正爪或反爪兩種形式，反爪用來裝夾直徑較大的工件。單元一 數(shù)控車床的基本操作單元一 數(shù)控車床的基本操作 2. 數(shù)控車削用刀具 （1）數(shù)控車刀的特點(diǎn) 數(shù)控車床加工時(shí)，能根據(jù)程序指令實(shí)現(xiàn)自動換刀。為了縮短數(shù)控車床的準(zhǔn)備時(shí)間，適應(yīng)柔性加工要求，數(shù)控車床對刀具提出了更高的要求，不僅要求刀具精度高、剛性好、耐用度高，而且要求安裝、調(diào)整、刃磨方便，斷屑和排屑性能好。 在全功能數(shù)控車床上，可預(yù)先安裝 8 12 把刀具，當(dāng)被加工工件改變后，一般不需要更換刀具就能完成工件的全部車削加工。為了滿足要求，刀具配置時(shí)應(yīng)注意以下幾個(gè)問題：單元一 數(shù)控車床的基本操作 1）在可能的范圍內(nèi)，使被加工工件的形狀、尺寸標(biāo)準(zhǔn)化，從而

35、減少刀具的種類，實(shí)現(xiàn)不換刀或少換刀，以縮短準(zhǔn)備和調(diào)整時(shí)間。 2）使刀具規(guī)格化和通用化，減少刀具的種類，以便于管理。 3）盡可能采用可轉(zhuǎn)位刀片，磨損后只需更換刀片，提高刀具的互換性。 4）在設(shè)計(jì)或選擇刀具時(shí)，應(yīng)盡量采用高效率、斷屑及排屑性能好的刀具。單元一 數(shù)控車床的基本操作 （2）數(shù)控車刀的分類 1) 根據(jù)加工用途分 車床主要用于回轉(zhuǎn)表面的加工，如圓柱面、圓錐面、圓弧面、螺紋、切槽等切削加工。因此，數(shù)控車床用刀具可分為外圓車刀、內(nèi)孔車刀、螺紋車刀、切槽刀等種類。 2) 根據(jù)刀尖形狀分類 數(shù)控車刀按刀尖的形狀一般分成三類，即尖形車刀、圓弧形車刀和成型車刀。單元一 數(shù)控車床的基本操作 尖形車刀：

36、如下圖所示，以直線形切削刃為特征的車刀一般稱為尖形車刀，這類車刀的刀尖（刀位點(diǎn)）由直線形的主副切削刃相交而成，常用的這類車刀有端面車刀、切斷刀、90內(nèi)外圓車刀等。尖形車刀主要用于內(nèi)外輪廓、直線溝槽等直線型表面。單元一 數(shù)控車床的基本操作 圓弧型車刀：如下圖所示，構(gòu)成圓弧形車刀的主切削刃形狀為一段圓度誤差或線輪廓度誤差很小的圓弧。車刀圓弧刃上的每一點(diǎn)都是刀具的切削點(diǎn)，因此，車刀的刀位點(diǎn)不在圓弧刃上，而在該圓弧刃的圓心上。 圓弧形車刀主要用于加工有光滑連接的成形表面及尺寸精度要求高的內(nèi)外圓錐面等。由尖形車刀自然或經(jīng)修磨而成的圓弧刃車刀也屬于這一類。單元一 數(shù)控車床的基本操作 成型車刀：如下圖所示，

37、成型車刀俗稱樣板車刀，其加工零件的輪廓形狀完全由車刀的切削刃形狀和尺寸決定。常用的這類車刀有小半徑圓弧車刀、非矩形車槽刀、螺紋車刀等。一般在數(shù)控車床上，除進(jìn)行螺紋加工外，應(yīng)盡量不用或少用成型車刀。 單元一 數(shù)控車床的基本操作 （3）按車刀結(jié)構(gòu)可以分類 1）整體式車刀 整體式車刀主要是整體式高速鋼車刀，通常用于小型車刀、螺紋車刀和形狀復(fù)雜的成形車刀。它具有抗彎強(qiáng)度高、沖擊韌性好，制造簡單和刃磨方便、刃口鋒利等優(yōu)點(diǎn)。 2）焊接式車刀 焊接式車刀是將硬質(zhì)合金刀片用焊接的方法固定在刀體上，經(jīng)刃磨而成。這種刀具結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，剛性較好，但抗彎強(qiáng)度低，沖擊韌性差，切削刃不如高速鋼車刀鋒利，不易制作復(fù)雜

38、刀具。 單元一 數(shù)控車床的基本操作 3）機(jī)械夾固式車刀 機(jī)械夾固式車刀是指采用機(jī)械夾固方法，將預(yù)先加工好的但不能轉(zhuǎn)位使用的刀片夾緊在刀桿上的車刀。使用中刀刃磨損后可進(jìn)行多次重磨后繼續(xù)使用，但帶有壓制好斷屑槽的刀片不能進(jìn)行重磨。目前常用機(jī)械夾固式車刀主要有切斷車刀、切槽車刀、螺紋車刀、大型車刀和金剛石車刀等。機(jī)械夾固式車刀要求刀片夾固可靠，重磨后能調(diào)整切削刃位置，結(jié)構(gòu)簡單和可靠斷屑。通常有壓板式壓緊、復(fù)合式壓緊、杠桿式壓緊和螺釘式壓緊等幾種。 單元一 數(shù)控車床的基本操作壓板式壓緊和復(fù)合式壓緊壓緊可靠，能承受較大的切削力和沖擊負(fù)荷。螺釘式壓緊和采用偏心軸銷的杠桿式壓緊配件少，結(jié)構(gòu)簡單，切屑流動性好

39、，適合輕載的加工?？赊D(zhuǎn)位車刀與焊接車刀相比，具有一系列的優(yōu)點(diǎn)： 由于避免焊接、刃磨時(shí)高溫所引起的缺陷，有合理的槽形與幾何參數(shù)，因而提高了刀具壽命。 刀刃磨鈍后，可迅速更換新刀刃，大大減少停機(jī)換刀時(shí)間；可使用涂層刀片，能選用較高切削用量，因而提高了生產(chǎn)率。單元一 數(shù)控車床的基本操作 刀片更換方便，便于推廣使用各種涂層、陶瓷等新型刀具材料，有利于推廣新技術(shù)、新工藝。 可轉(zhuǎn)位車刀和刀片已標(biāo)準(zhǔn)化，能實(shí)現(xiàn)一刀多用，減少儲備量，簡化刀具管理?？赊D(zhuǎn)位車刀目前尚不能完全取代焊接與機(jī)夾車刀，因?yàn)樵谌行?、幾何參?shù)方面還受刀具結(jié)構(gòu)與工藝限制。例如尺寸小的刀具常用整體式或焊接式；大刃傾角刨刀的可轉(zhuǎn)位結(jié)構(gòu)也難以滿足要求

40、，選用機(jī)夾式效果較好。單元一 數(shù)控車床的基本操作任務(wù)五 建立工件坐標(biāo)系與對刀 1. 數(shù)控車刀幾何參數(shù)對加工的影響及選擇方法 （1）前角（0 ）前角影響刃口的鋒利程度和強(qiáng)度，影響切削變形和切削力。前角增大能使車刀刃口鋒利，減小切削變形，可使切削省力，并使切屑順利排出，負(fù)的前角能增加切削刃強(qiáng)度并耐沖擊。 前角的數(shù)值與工件材料、加工性質(zhì)和刀具材料有關(guān)。選擇前角的大小主要根據(jù)以下幾個(gè)原則： 單元一 數(shù)控車床的基本操作1）工件材料軟，可選擇較大的前角；工件材料硬，應(yīng)選擇較小的前角。車削塑性材料時(shí)，可取較大的前角；車削脆性材料時(shí)，應(yīng)取較小的前角。2）粗加工，尤其是車削有硬皮的鑄、鍛件時(shí)，為了保證切削刃有足夠的強(qiáng)度，應(yīng)取較小的前角；精加工時(shí)，為了減小工件的表面粗糙度，一般應(yīng)取較大的前角。 3）車刀材料的強(qiáng)度、韌性較差，前角應(yīng)取小值；反之，可取較大值。單元一 數(shù)控車床的基本操作（2）后角（a。）后角的主要作用是減少車刀后刀面與工件的摩擦 后角太大，會降低切削刃和刀頭的強(qiáng)度；后角太