數(shù)控車削加工概述

數(shù)控車削加工概述

中信數(shù)控培訓數(shù)控車床簡介數(shù)控車床的組成（1）車床主機即數(shù)控車床的機械部件，主要包括床身、主軸箱、刀架、尾座、進給傳動機構(gòu)等。（2）數(shù)控系統(tǒng)即控制系統(tǒng)，是數(shù)控車床的控制核心，其中包括CPU、存儲器、CRT等部分。（3）驅(qū)動系統(tǒng)即伺服系統(tǒng)，是數(shù)控車床切削工作的動力部分，主要實現(xiàn)主運動和進給運動。（4）輔助裝置是為加工服務(wù)的配套部分，如液壓、氣動裝置，冷卻、照明、潤滑、防護和排屑裝置。（5）機外編程器是在普通的計算機上安裝一套編程軟件，使用這套編程軟件以及相應(yīng)的后置處理軟件，就可以生成加工程序。通過車床控制系統(tǒng)上的通信接口或其他存儲介質(zhì)(如軟盤、光盤等)，把生成的加工程序輸入到車床的控制系統(tǒng)中，完成零件的加工。數(shù)控車床的組成

數(shù)控車床的布局1．床身和導軌的布局

數(shù)控車床的布局形式a)平床身b)斜床身c)平床身斜滑板d)立床身

a)工藝性好，便于導軌面的加工。水平床身配上水平放置的刀架可提高刀架的運動精度，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。但由于下部空間小，故排屑困難。c)這種布局形式一方面有水平床身工藝性好的特點，另一方面機床寬度方向的尺寸較水平配置滑板的要小，且排屑方便。b).c)布局形式排屑容易，熱鐵屑不會堆積在導軌上，也便于安裝自動排屑器；操作方便，易于安裝機械手，以實現(xiàn)單機自動化；機床占地面積小，外形簡潔、美觀，容易實現(xiàn)封閉式防護等特點，所以中、小型數(shù)控車床普遍采用這兩種布局形式。

d)導軌傾斜的角度分別為30°、45°、60°、75°，當角度為90°時稱為立式床身。傾斜角度小，排屑不便；傾斜角度大，導軌的導向性差，受力情況也差。中小規(guī)格的數(shù)控車床，其床身的傾斜度以60°為宜。2．刀架的布局數(shù)控車床的刀架分為回轉(zhuǎn)式和排刀式刀架兩大類。排刀式刀架主要用于小型數(shù)控車床，適用于短軸或套類零件的加工。回轉(zhuǎn)式刀架是普遍采用的刀架形式，它通過回轉(zhuǎn)頭的旋轉(zhuǎn)、分度、定位來實現(xiàn)機床的自動換刀工作。

排刀式刀架應(yīng)用

回轉(zhuǎn)式刀架

數(shù)控車床的坐標系

1、數(shù)控車床的原點2、數(shù)控車床參考點3、工件坐標系

2、絕對坐標與增量坐標3、具有固定循環(huán)功能1、直徑編程方式,半徑編程方式（不常用）數(shù)控車床的編程特點車外圓車端面鉆孔車內(nèi)孔切槽切斷車錐面車型面車螺紋加工范圍數(shù)控車削的基本特征與加工范圍數(shù)控車削的基本特征與加工范圍數(shù)控車床主要用于軸類和盤類回轉(zhuǎn)體零件的多工序加工，具有高精度、高效率、高柔性化等綜合特點，其加工范圍較普通車削廣，不僅可以進行車削還可以銑削，具體見后基本特征數(shù)控車削時，工件做回轉(zhuǎn)運動，刀具做直線或曲線運動，刀尖相對工件運動的同時，切除一定的工件材料從而形成相應(yīng)的工件表面。其中，工件的回轉(zhuǎn)運動為切削主運動，刀具的直線或曲線運動為進給運動。兩者共同組成切削成形運動加工范圍

數(shù)控車床即裝備了數(shù)控系統(tǒng)的車床。由數(shù)控系統(tǒng)通過伺服驅(qū)動系統(tǒng)去控制各運動部件的動作，主要用于軸類和盤類回轉(zhuǎn)體零件的多工序加工，具有高精度、高效率、高柔性化等綜合特點，適合中小批量形狀復(fù)雜零件的多品種、多規(guī)格生產(chǎn)。數(shù)控車床按車削中心是在普通數(shù)控車床基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種復(fù)合加工機床。除具有一般二軸聯(lián)動數(shù)控車床的各種車削功能外，車削中心的轉(zhuǎn)塔刀架上有能使刀具旋轉(zhuǎn)的動力刀座，主軸具有按輪廓成形要求連續(xù)（不等速回轉(zhuǎn)）運動和進行連續(xù)精確分度的C軸功能，并能與X軸或Z軸聯(lián)動，控制軸除X、Z、C軸之外，還可具有Y軸?？蛇M行端面和圓周上任意部位的鉆削、銑削和攻螺紋等加工，在具有插補功能的條件下，還可以實現(xiàn)各種曲面銑削加工數(shù)控車床的種類和特征

數(shù)控車床種類較多，但主體結(jié)構(gòu)都是由：車床主體、數(shù)控裝置、伺服系統(tǒng)三大部分組成。數(shù)控車床與普通車床在結(jié)構(gòu)上具有明顯差異,以下以臥式車床和立式車床為例進行講解。數(shù)控車床的結(jié)構(gòu)數(shù)控車床的結(jié)構(gòu)●刀架●床身●主軸箱●滾珠絲杠●床座●尾座數(shù)控臥式車床的基本結(jié)構(gòu)數(shù)控車床的結(jié)構(gòu)●高精度導軌●主軸●刀塔●軸向?qū)к墶翊采頂?shù)控立式車床的基本結(jié)構(gòu)數(shù)控車床的結(jié)構(gòu)數(shù)控車床的主要加工對象

數(shù)控車削加工是數(shù)控加工中用得最多的加工方法之一，由于數(shù)控車床具有精度高、能做直線和圓弧插補以及在加工過程中能自動變速的特點，其工藝范圍較普通機床寬得多。數(shù)控車床適合于車削具有以下要求和特點的回轉(zhuǎn)類零件。數(shù)控車床的主要加工對象高精度的機床主軸高速電機主軸●精度要求高的回轉(zhuǎn)體零件數(shù)控車床的主要加工對象非標絲杠●帶特殊螺紋的回轉(zhuǎn)體零件●表面形狀復(fù)雜的回轉(zhuǎn)體零件數(shù)控車床的主要加工對象凸輪軸曲軸找正：找正裝夾時必須將工件的加工表面回轉(zhuǎn)軸線（同時也是工件坐標系Z軸）找正到與車床主軸回轉(zhuǎn)中心重合。一般為打表找正。通過調(diào)整卡爪，使工件坐標系Z軸與車床主軸的回轉(zhuǎn)中心重合數(shù)控車削工件的裝夾采用找正的方法數(shù)控車削工件的裝夾

也可以改變夾緊力的作用點，采用軸向夾緊的方式。

薄壁零件容易變形，普通三爪卡盤受力點少，采用開縫套筒或扇形軟卡爪，可使工件均勻受力，減小變形。薄壁零件的裝夾數(shù)控車削的對刀

對刀是確定工件在機床上的位置，也即是確定工件坐標系與機床坐標系的相互位置關(guān)系。對刀過程一般是從各坐標方向分別進行，它可理解為通過找正刀具與一個在工件坐標系中有確定位置的點(即對刀點)來實現(xiàn)

直接用刀具試切對刀自動對刀機外對刀儀對刀常用對刀方式確定走刀路線的一般原則是：保證零件的加工精度和表面粗糙度要求；縮短走刀路線，減少進退刀時間和其他輔助時間；方便數(shù)值計算，減少編程工作量；盡量減少程序段數(shù)走刀路線的確定數(shù)控車削的工藝分析

數(shù)控車削的工藝分析

走刀路線的確定車圓錐的加工路線分析數(shù)控車床上車外圓錐，假設(shè)圓錐大徑為D，小徑為d，錐長為L，車圓錐的加工路線如圖所示。按圖a中的階梯切削路線，二刀粗車，最后一刀精車；二刀粗車的終刀距S要作精確的計算，可有相似三角形得：D-d2L＝D-d2S-apD-d2L（＝D-d2S-ap）此種加工路線，粗車時，刀具背吃刀量相同，但精車時，背吃刀量不同；同時刀具切削運動的路線最短。數(shù)控車削的工藝分析

車圓錐的加工路線分析走刀路線的確定按圖b的相似斜線切削路線，也需計算粗車時終刀距S，同樣由相似三角形可計算得出。按此種加工路線，刀具切削運動的距離較短。按圖c的斜線加工路線，只需確定每次背吃刀量ap，而不需計算終刀距，編程方便。但在每次切削中背吃刀量是變化的，且刀具切削運動的路線較長。數(shù)控車削的工藝分析

走刀路線的確定車圓弧的加工路線分析應(yīng)用G02（或G03）指令車圓弧，若用一刀就把圓弧加工出來，這樣吃刀量太大，容易打刀。所以，實際車圓弧時，需要多刀加工，先將大多余量切除，最后才車得所需圓弧。右圖為車圓弧的階梯切削路線。即先粗車成階梯，最后一刀精車出圓弧。此方法在確定了每刀吃刀量ap后，須精確計算出粗車的終刀距S，即求圓弧與直線的交點。此方法刀具切削運動距離較短，但數(shù)值計算較繁。數(shù)控車削的工藝分析

走刀路線的確定車圓弧的加工路線分析右圖為車圓弧的同心圓弧切削路線。即用不同的半徑圓來車削，最后將所需圓弧加工出來。此方法在確定了每次吃刀量aP后，對90°圓弧的起點、終點坐標較易確定，數(shù)值計算簡單，編程方便，常采用。但按圖b加工時，空行程時間較長。右圖為車圓弧的車錐法切削路線。即先車一個圓錐，再車圓弧。但要注意，車錐時的起點和終點的確定，若確定不好，則可能損壞圓錐表面，也可能將余量留得過大。確定方法如圖所示，連接OC交圓弧于D，過D點作圓弧的切線AB。數(shù)控車削的工藝分析

走刀路線的舉例車圓弧的加工路線分析

螺球柱端面加工、外輪廓粗加工外輪廓粗、精加工數(shù)控車削的工藝分析切削用量的確定進給量切削速度(V)背吃刀量apV=πXDXn

1000(m/min)式中：D工件切削部分的最大直徑（mm)n主軸每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)min-1。數(shù)控車削的工藝分析切削速度：(例題)

主軸轉(zhuǎn)速2000min-1、車削直徑?50，求此時的切削速度？答：

π=3.14、D=125、n=2000代入公式V=(π×D×n)÷1000=(3.14×50×2000)÷1000

=314(m/min)

切削速度為314m/min數(shù)控車削的工藝分析

進給量的確定每轉(zhuǎn)進給量(fr)、每分進給量(Vf)式中：Vf：每分鐘進給量(mm/min)

n：主軸轉(zhuǎn)速(min-1)

fr：每轉(zhuǎn)進給量(mm/r)

Vf=nxfr(mm/min)(例題)

主軸轉(zhuǎn)速2000min-1、每分進給速度100mm/min，求此時每轉(zhuǎn)進給量？(例題)

每轉(zhuǎn)進給量0.1mm/r，主軸轉(zhuǎn)速1600min-1,求每分進給速度?答：

Vf=n×fr=0.1×1600=160mm/min，

求出每分進給速度為160mm/min。答：

fr=Vf÷n=100÷2000=0.05mm/r

求出每轉(zhuǎn)進給量為0.05mm/r數(shù)控車削的工藝分析切削用量的確定孔加工的計算式

vc(m/min)：切削速度

π(3.14)：圓周率

D1(mm)：鉆頭直徑

n(min-1)：主軸轉(zhuǎn)速

※用1000去除，為將mm換算成mvf(mm/min)：主軸（Z軸）進給速度

fr(mm/rev)：每轉(zhuǎn)進給量

n(min-1)：主軸轉(zhuǎn)速

(例題)

主軸轉(zhuǎn)速1350min-1、鉆頭直徑?12，求切削速度。(答)

代入公式

vf=fr×n=0.2×1350=270mm/min

由此得出主軸每分鐘進給量為270mm/min。主軸每分鐘進給量(vf)

切削速度(vc)

(例題)

主軸轉(zhuǎn)速1350min-1、鉆頭直徑?12，求切削速度。(答)

將π=3.14D1=12n=1350代入公式

vc=π×D1×n÷1000=3.14×12×1350=50.9m/min

據(jù)此，得出切削速度為50.9m/min。徑向切入法

側(cè)向切入法

一般的螺紋切削；加工螺紋螺距4以下。

用于工件剛性低易振動的場合；用于切削不銹鋼等難加工材料；加工螺紋螺距4以上。數(shù)控車削的工藝分析螺紋切削方式外螺紋右螺紋左螺紋右手刀柄左手刀柄

數(shù)控車削的工藝分析螺紋加工方法內(nèi)螺紋右螺紋左螺紋右手刀柄左手刀柄

螺紋加工方法數(shù)控車削的工藝分析數(shù)控車削的工藝分析螺紋加工進刀次數(shù)及進刀量的選擇應(yīng)根據(jù)螺距來選擇走刀次數(shù)及進給量，以保證螺紋的精度及質(zhì)量

★數(shù)控標準

數(shù)控程序編制的國際標準和國家標準1.ISO代碼和EIA代碼國際標準化協(xié)會美國電子工業(yè)協(xié)會 2.數(shù)控標準的主要內(nèi)容：數(shù)控的名詞術(shù)語；數(shù)控機床的坐標軸和運動方向；數(shù)控機床的字符編碼（ISO代碼、EIA代碼）數(shù)控編程的程序段格式；準備機能（G代碼）和輔助機能（