數(shù)控車床第二次理論課

數(shù)控機(jī)床的分類工件刀具點(diǎn)位控制鉆孔加工示意圖1.點(diǎn)位控制數(shù)控系統(tǒng)1)僅能實(shí)現(xiàn)刀具相對(duì)于工件從一點(diǎn)到另一點(diǎn)的精確定位運(yùn)動(dòng)；2)軌跡不作控制要求;3)運(yùn)動(dòng)過程中不進(jìn)行任何加工;4)適用范圍：數(shù)控鉆床/數(shù)控鏜床/數(shù)控沖床/數(shù)控測(cè)量機(jī)。圖

數(shù)控鉆床工作原理點(diǎn)位控制數(shù)控系統(tǒng)舉例：數(shù)控鉆床點(diǎn)位控制數(shù)控系統(tǒng)2.直線控制數(shù)控機(jī)床1)控制刀具或工作臺(tái)從一個(gè)點(diǎn)準(zhǔn)確地移動(dòng)到下一個(gè)點(diǎn);2)保證在兩點(diǎn)之間的運(yùn)動(dòng)軌跡是一條直線的控制系統(tǒng);3)刀具移動(dòng)過程可進(jìn)行切削;4)適用范圍：數(shù)控車床/數(shù)控鉆床/數(shù)控銑床點(diǎn)位直線控制切削加工數(shù)控機(jī)床的分類舉例：數(shù)控車床直線控制數(shù)控機(jī)床舉例：數(shù)控銑床直線控制數(shù)控機(jī)床數(shù)控機(jī)床的分類3）輪廓控制數(shù)控機(jī)床

1)控制幾個(gè)進(jìn)給軸坐標(biāo)聯(lián)動(dòng);2)程序規(guī)定的軌跡和速度;3)運(yùn)動(dòng)過程中進(jìn)行連續(xù)切削加工。4)適用范圍：數(shù)控車床/數(shù)控銑床/加工中心等用于加工曲線和曲面的機(jī)床。工件刀具輪廓控制數(shù)控機(jī)床8數(shù)控機(jī)床的程序編程基礎(chǔ)數(shù)控編程的基本概念數(shù)控機(jī)床是按事先編好的程序進(jìn)行工作的。應(yīng)把待加工零件的工藝參數(shù)、刀具軌跡、切削參數(shù)等等，按照規(guī)定的代碼及格式編寫程序單，并輸入到的數(shù)控裝置里用于控制數(shù)控機(jī)床。

編程的內(nèi)容及步驟91.確定加工方案零件的：材料選擇：合適的數(shù)控機(jī)床形狀合適的刀具尺寸合適的夾具精度要求合適的裝夾方法熱處理硬度102.工藝處理確定以下參數(shù)：1）對(duì)刀點(diǎn)

2）換刀點(diǎn)

3）走刀路線

4）切削參數(shù)：主軸轉(zhuǎn)速下刀深度113.數(shù)學(xué)處理

數(shù)學(xué)處理有兩個(gè)含義：

1）編程中需知道工件每段輪廓的起點(diǎn)、終點(diǎn)及線形。其中一些參數(shù)是不能從零件的設(shè)計(jì)圖紙直接得出的，需要計(jì)算，如某些角度的直線到圓弧的切點(diǎn)。

2）數(shù)控機(jī)床一般只能加工直線或圓弧。若工件表面的輪廓是其它線形，例如漸開線等，則應(yīng)該用直線和圓弧去擬合之。更加復(fù)雜的輪廓面需要用計(jì)算機(jī)才能進(jìn)行擬合并進(jìn)而進(jìn)行數(shù)學(xué)處理。（求起點(diǎn)、終點(diǎn)、線形等）124.編寫程序根據(jù)所用機(jī)床和刀具以及指令格式，按照輪廓段逐段編寫程序，一段輪廓一句程序。（故有時(shí)稱一句程序?yàn)橐怀绦蚨危?.制備程序控制介質(zhì)

程序可以用Windows的寫字板平臺(tái)編制，并保存在內(nèi)存中，用31/5軟盤或U盤作為附件帶出來(lái)。6.通過數(shù)控機(jī)床備有的RS232串行口將程序輸入到數(shù)控機(jī)床里就完成了編程工作。13數(shù)控編程方法

有3種編程方法：1）手工編程2）APT語(yǔ)言

3）交互式圖形編程

1.手工編程當(dāng)零件比較簡(jiǎn)單時(shí)可以用手工編程（零件輪廓僅由直線和圓弧組成）。2.APT語(yǔ)言編程此種方法現(xiàn)在已走下坡路，這里不作介紹3.交互式圖形編程有的軟件能在三維造型的基礎(chǔ)上通過交互式對(duì)話自動(dòng)生成數(shù)控程序。常用的軟件有Mastercam；制造工程師（CAXA）;開目CAD等。其中民族產(chǎn)品CAXA還是比較好用的。

數(shù)控車床加工工藝分析一、數(shù)控車床加工刀具及其選擇二、數(shù)控車削加工的切削用量選擇三、數(shù)控車削加工的裝夾與定位四、數(shù)控車削加工中的裝刀與對(duì)刀一、數(shù)控車床加工刀具及其選擇1．常用車刀的種類和用途

a.尖形車刀——直線形切削刃為特征的車刀，這類車刀的刀尖（同時(shí)也為其刀位點(diǎn)）b.圓弧形車刀——刀位點(diǎn)不在圓弧上，而在該圓弧的圓心上c.成型車刀——樣板車刀，其加工零件的輪廓形狀完全由車刀刀刃的形狀和尺寸決定。

圖

圓弧形車刀常用車刀的主要類型及刀具材料

外圓車刀、車槽、車斷刀內(nèi)圓車刀、鏜刀螺紋車刀1）切斷刀；2）90°左偏刀；3）90°右偏刀；4）彎頭車刀；5）直頭車刀；6）成型車刀；7）寬刃精車刀8）外螺紋車刀；9）端面車刀；10）內(nèi)螺紋車刀；11）內(nèi)槽車刀；12）通孔車刀；13）盲孔車刀常用車刀的種類、形狀和用途

數(shù)控車削加工時(shí)，為了減少換刀時(shí)間和方便對(duì)刀，盡量采用機(jī)夾車刀和機(jī)夾刀片，便于實(shí)現(xiàn)機(jī)械加工的標(biāo)準(zhǔn)化。

數(shù)控車床常用的機(jī)夾可轉(zhuǎn)位式車刀結(jié)構(gòu)型式如圖4-6所示。圖機(jī)夾可轉(zhuǎn)位式車刀結(jié)構(gòu)型式機(jī)夾可轉(zhuǎn)位車刀的選用

數(shù)控車床能兼作粗、精加工。為使粗加工能以較大切削深度、較大進(jìn)給速度地加工，要求粗車刀具強(qiáng)度高、耐用度好。精車首先是保證加工精度，所以要求刀具的精度高、耐用度好。為減少換刀時(shí)間和方便對(duì)刀，應(yīng)可能多地采用機(jī)夾刀。數(shù)控車床還要求刀片耐用度的一致性好，以便于使用刀具壽命管理功能。在使用刀具壽命管理時(shí)，刀片耐用度的設(shè)定原則是以該批刀片中耐用度最低的刀片作為依據(jù)的。在這種情況下，刀片耐用度的一致性甚至比其平均壽命更重要。對(duì)刀具的要求刀片材質(zhì)的選擇

常見刀片材料有高速鋼、硬質(zhì)合金、涂層硬質(zhì)合金、陶瓷、立方氮化硼和金剛石等，其中應(yīng)用最多的是硬質(zhì)合金和涂層硬質(zhì)合金刀片。

選擇刀片材質(zhì)主要依據(jù)被加工工件的材料、被加工表面的精度、表面質(zhì)量要求、切削載荷的大小以及切削過程有無(wú)沖擊和振動(dòng)等。

刀具材料：普通刀具材料超硬刀具材料

刀片尺寸的大小取決于必要的有效切削刃長(zhǎng)度L。有效切削刃長(zhǎng)度與背吃刀量aP和車刀的主偏角kr有關(guān)，使用時(shí)可查閱有關(guān)刀具手冊(cè)選取。圖切削刃長(zhǎng)度、背吃刀量與主偏角關(guān)系刀片尺寸的選擇刀片形狀的選擇

刀片形狀主要依據(jù)被加工工件的表面形狀、切削方法、刀具壽命和刀片的轉(zhuǎn)位次數(shù)等因素選擇。a-T型；b-F型；c-W型；d-S型；e-P型；f-D型；g-R型；h-C型被加工表面與適用的刀片形狀二、數(shù)控車削加工的切削用量選擇1．切削用量的選用原則（1）背吃刀量αp的確定背吃刀量根據(jù)機(jī)床、工件和刀具的剛度來(lái)決定，在剛度允許的條件下，應(yīng)盡可能使背吃刀量等于工件的加工余量，這樣可以減少走刀次數(shù)，提高生產(chǎn)效率。為了保證加工表面質(zhì)量，可留少許精加工余量，一般為0.2~0.5mm。（2）切削速度v的確定

切削速度是指切削時(shí)，車刀切削刃上某一點(diǎn)相對(duì)待加工表面在主運(yùn)動(dòng)方向上的瞬時(shí)速度(m/min)，又稱為線速度。與普通車削加工時(shí)一樣，根據(jù)零件上被加工部位的直徑，并按零件和刀具的材料及加工性質(zhì)等條件所允許的切削速度來(lái)確定。主要根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)來(lái)確定。（3）進(jìn)給量f

的確定

進(jìn)給量是指工件旋轉(zhuǎn)一周，車刀沿進(jìn)給方向移動(dòng)的距離，單位為mm/r，它與背吃刀量αp有著較密切的關(guān)系。表為一些資料上切削用量推薦數(shù)據(jù)，供使用時(shí)參考。表

切削用量推薦數(shù)據(jù)2．選擇切削用量時(shí)應(yīng)注意的幾個(gè)問題（1）切削用量選擇的一般原則是：

粗車時(shí)，宜選擇大的背吃刀量αp，較大的進(jìn)給量f，較低的切削速度v，以提高生產(chǎn)率。

半精車或精車時(shí)，應(yīng)選用較小(但不能太小)的背吃刀量αp和進(jìn)給量f，較高的切削速度v，以保證零件加工精度和表面粗糙度。（2）主軸轉(zhuǎn)速

由于交流變頻調(diào)速數(shù)控車床低速輸出力矩小，因而切削速度不能太低。主軸轉(zhuǎn)速n可用下式計(jì)算： n=1000v/πd（3）車螺紋時(shí)的主軸轉(zhuǎn)速a.螺紋加工程序段中指令的螺距值b.刀具在其位移過程的始/終，都將受到伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)升/降頻率和數(shù)控裝置插補(bǔ)運(yùn)算速度的約束.c.車削螺紋必須通過主軸的同步運(yùn)行功能而實(shí)現(xiàn)，即車削螺紋需要有主軸脈沖發(fā)生器（編碼器）。當(dāng)其主軸轉(zhuǎn)速選擇過高、編碼器的質(zhì)量不穩(wěn)定時(shí)，會(huì)導(dǎo)致工件螺紋產(chǎn)生亂紋（俗稱“爛牙”）。車床數(shù)控系統(tǒng)推薦車螺紋時(shí)主軸轉(zhuǎn)速如下：式中P——被加工螺紋螺距，mm；

k——保險(xiǎn)系數(shù)，一般為80。三、數(shù)控車削加工的裝夾與定位1．?dāng)?shù)控車床的定位及裝夾要求在數(shù)控車床上加工零件，應(yīng)按工序集中的原則劃分工序，在一次裝夾下盡可能完成大部分甚至全部表面的加工。根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)形狀不同，通常選擇外圓、端面或端面、內(nèi)孔裝夾，并力求設(shè)計(jì)基準(zhǔn)、工藝基準(zhǔn)和編程基準(zhǔn)統(tǒng)一，以減少定位誤差，提高加工精度。要充分發(fā)揮數(shù)控車床的加工效能，工件的裝夾必須快速，定位必須準(zhǔn)確。數(shù)控車床對(duì)工件的裝夾要求：首先應(yīng)具有可靠的夾緊力，以防止工件在加工過程中松動(dòng)；其次應(yīng)具有較高的定位精度，并多采用氣動(dòng)或液壓夾具，以便于迅速和方便地裝、拆工件。

數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)系進(jìn)給運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)系

ISO和中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：坐標(biāo)軸：數(shù)控裝備的每個(gè)進(jìn)給軸(直線進(jìn)給、圓進(jìn)給)定義為坐標(biāo)系中的一個(gè)坐標(biāo)軸。數(shù)控裝備坐標(biāo)系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)：

右手笛卡兒坐標(biāo)系統(tǒng)

基本坐標(biāo)系：直線進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的坐標(biāo)系（X.Y.Z）。坐標(biāo)軸相互關(guān)系：由右手定則決定。

回轉(zhuǎn)坐標(biāo)：繞X.Y.Z

軸轉(zhuǎn)動(dòng)的圓進(jìn)給坐標(biāo)軸分別用A.B.C表示，坐標(biāo)軸相互關(guān)系由右手螺旋法則而定。XYZX、Y、Z+A、+B、+CXZY+C+B+A建立機(jī)床坐標(biāo)系的目的

建立數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系是為了確定刀具或工件在機(jī)床中的位置，確定機(jī)床運(yùn)動(dòng)部件的位置及其運(yùn)動(dòng)范圍。

統(tǒng)一規(guī)定數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系各軸的名稱及其正負(fù)方向，簡(jiǎn)化數(shù)控程序編制使編制的程序?qū)ν愋蜋C(jī)床有互換性。ISO標(biāo)準(zhǔn)的有關(guān)規(guī)定

1、不論數(shù)控機(jī)床的具體結(jié)構(gòu)是工件靜止、刀具運(yùn)動(dòng)，還是刀具靜止、工件運(yùn)動(dòng)，都假定工件不動(dòng)，刀具相對(duì)于靜止的工件運(yùn)動(dòng)。

2、機(jī)床坐標(biāo)系X、Y、Z軸的判定順序?yàn)椋合萙軸，再X軸，最后按右手定則判定Y軸。

3、增大刀具與工件之間距離的方向?yàn)樽鴺?biāo)軸運(yùn)動(dòng)的正方向。

機(jī)床坐標(biāo)系是機(jī)床固有的坐標(biāo)系，它是制造和調(diào)整機(jī)床的基礎(chǔ)，也是設(shè)置工件坐標(biāo)系的基礎(chǔ)。在機(jī)床經(jīng)過設(shè)計(jì)、制造和調(diào)整后，機(jī)床坐標(biāo)系就已經(jīng)由機(jī)床生產(chǎn)廠家確定好了，一般情況下用戶不能隨意改動(dòng)。數(shù)控車床的坐標(biāo)系是以機(jī)床原點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)建立起來(lái)的。機(jī)床原點(diǎn)是機(jī)床上一個(gè)固定的點(diǎn)，數(shù)控車床的機(jī)床原點(diǎn)處于主軸旋轉(zhuǎn)中心與卡盤后端面的交點(diǎn)。

機(jī)床坐標(biāo)系坐標(biāo)軸及方向的規(guī)定1）Z軸與機(jī)床主軸線平行的坐標(biāo)軸為Z軸，遠(yuǎn)離工件的方向?yàn)閆軸的正向立式銑床臥式銑鏜床數(shù)控車床機(jī)床坐標(biāo)系數(shù)控技術(shù)+Z第二節(jié)數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)系432）X軸

X軸一般是最長(zhǎng)的運(yùn)動(dòng)軸：對(duì)銑鏜類機(jī)床而言操作者面前的軸就是X軸，車床的X軸是大拖把的運(yùn)動(dòng)方向3）Y軸用右手定則確定之。車床沒有Y軸4）回轉(zhuǎn)軸

繞X軸旋轉(zhuǎn)的刀具（工件）稱為A軸，其+方向由右手定則確定。

繞Y軸旋轉(zhuǎn)的刀具（工件）稱為B軸，其+方向由右手定則確定。

繞Z軸旋轉(zhuǎn)的刀具（工件）稱為C軸，坐標(biāo)軸及方向的規(guī)定機(jī)床坐標(biāo)系數(shù)控技術(shù)在工件旋轉(zhuǎn)的機(jī)床上（車床、磨床等），X軸的運(yùn)動(dòng)方向是工件的徑向并平行于橫向拖板，且刀具離開工件旋轉(zhuǎn)中心的方向是X軸的正方向。+Z+X第二節(jié)數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)系臥式車床的坐標(biāo)系473.坐標(biāo)系:機(jī)床坐標(biāo)系

工件坐標(biāo)系（編程坐標(biāo)系）

由于機(jī)床坐標(biāo)系的原點(diǎn)在機(jī)床的固定位置（頂點(diǎn)上），對(duì)于編程時(shí)的位置計(jì)算極不方便，人們習(xí)慣于以圖紙?jiān)O(shè)計(jì)基準(zhǔn)為參考點(diǎn)，故采用工件坐標(biāo)系進(jìn)行位置計(jì)算，而將工件坐標(biāo)系的原點(diǎn)在機(jī)床坐標(biāo)系的位置關(guān)系（相對(duì)差值）記錄下來(lái)------這就是確定工件坐標(biāo)系。工件坐標(biāo)系可以有幾個(gè)，這可以方便幾個(gè)工件的編程。用G54;G55等代碼記錄機(jī)床原點(diǎn)的設(shè)置（車床）2025/1/3數(shù)控技術(shù)49機(jī)床原點(diǎn)與機(jī)床坐標(biāo)系

機(jī)床原點(diǎn)（零點(diǎn)）機(jī)床坐標(biāo)系原點(diǎn)是在機(jī)床調(diào)試完成后便確定了，是機(jī)床上固有的點(diǎn)。機(jī)床原點(diǎn)的建立：用回零方式建立。機(jī)床原點(diǎn)建立過程實(shí)質(zhì)上是機(jī)床坐標(biāo)系建立過程。第二節(jié)數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)系

機(jī)床原點(diǎn)就是機(jī)床坐標(biāo)系的原點(diǎn)。它是機(jī)床上的一個(gè)固定的點(diǎn)，由制造廠家確定。它在機(jī)床裝配、調(diào)試時(shí)就已確定下來(lái)，是數(shù)控機(jī)床進(jìn)行加工運(yùn)動(dòng)的基準(zhǔn)參考點(diǎn)。

機(jī)床坐標(biāo)系是通過回參考點(diǎn)操作來(lái)確立的，參考點(diǎn)是確立機(jī)床坐標(biāo)系的參照點(diǎn)。在數(shù)控車床上，機(jī)床原點(diǎn)一般取在卡盤端面與主軸中心線的交點(diǎn)處。同時(shí)，通過設(shè)置參數(shù)的方法，也可將機(jī)床原點(diǎn)設(shè)定在X、Z坐標(biāo)的正方向極限位置上。機(jī)床原點(diǎn)的設(shè)置為什么要設(shè)立機(jī)床參考點(diǎn)?

數(shù)控系統(tǒng)的處理器能計(jì)算所有坐標(biāo)軸相對(duì)于機(jī)床原點(diǎn)的位移量，但系統(tǒng)通電時(shí)并不知道各軸測(cè)量的起點(diǎn)，每個(gè)坐標(biāo)軸的機(jī)械行程是由最大限位開關(guān)和最小限位開關(guān)來(lái)限定的。為了正確地在機(jī)床工作時(shí)建立機(jī)床坐標(biāo)系,通常在每個(gè)坐標(biāo)軸的移動(dòng)范圍內(nèi)設(shè)置一個(gè)測(cè)量起點(diǎn)(即機(jī)床參考點(diǎn)).

所以,數(shù)控機(jī)床開機(jī)啟動(dòng)時(shí)，通常都要進(jìn)行返回參考點(diǎn)操作，進(jìn)行一次位置校準(zhǔn)，以正確地在機(jī)床工作時(shí)建立機(jī)床坐標(biāo)系。機(jī)床參考點(diǎn)位置

參考點(diǎn)一般地都是設(shè)定在各軸正向行程極限點(diǎn)的位置上。該位置是在每個(gè)軸上用檔塊和限位開關(guān)精確地預(yù)先調(diào)整好的，它相對(duì)于機(jī)床原點(diǎn)的坐標(biāo)是一個(gè)已知數(shù)，一個(gè)固定值。

參考點(diǎn)與機(jī)床原點(diǎn)的位置可以重合，也可以不重合，通過機(jī)床參數(shù)指定參考點(diǎn)到機(jī)床原點(diǎn)的距離。

數(shù)控車床坐標(biāo)系

機(jī)床坐標(biāo)系機(jī)床坐標(biāo)系與工件坐標(biāo)系

編程總是基于某一坐標(biāo)系統(tǒng)的，因此，弄清楚數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系和工件坐標(biāo)系的概念及相互關(guān)系是至關(guān)重要的。

在加工過程中，數(shù)控機(jī)床是按照工件裝夾好后所確定的加工原點(diǎn)位置和程序要求進(jìn)行加工的。編程人員在編制程序時(shí)，只要根據(jù)零件圖樣就可以選定編程原點(diǎn)、建立編程坐標(biāo)系、計(jì)算坐標(biāo)數(shù)值，而不必考慮工件毛坯裝夾的實(shí)際位置。對(duì)于加工人員來(lái)說(shuō)，則應(yīng)在裝夾工件、調(diào)試程序時(shí)，將編程原點(diǎn)轉(zhuǎn)換為加工原點(diǎn)，并確定加工原點(diǎn)的位置，在數(shù)控系統(tǒng)中給予設(shè)定（即給出原點(diǎn)設(shè)定值），設(shè)定加工坐標(biāo)系后就可根據(jù)刀具當(dāng)前位置，確定刀具起始點(diǎn)的坐標(biāo)值。在加工時(shí)，工件各尺寸的坐標(biāo)值都是相對(duì)于加工原點(diǎn)而言的,這樣數(shù)控機(jī)床才能按照準(zhǔn)確的加工坐標(biāo)系位置開始加工。工件坐標(biāo)系

工件坐標(biāo)系是編程人員在程序編制中使用的坐標(biāo)系，程序中的坐標(biāo)值均以此坐標(biāo)系為依據(jù)，因此又稱為編程坐標(biāo)系。在進(jìn)行數(shù)控程序編制時(shí)，必須首先確定工件坐標(biāo)系和坐標(biāo)原點(diǎn)。零件圖樣給出以后，首先應(yīng)該找出圖樣上的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)點(diǎn)，圖樣上其他各尺寸都是以該基準(zhǔn)來(lái)進(jìn)行標(biāo)注的。同時(shí)，在零件加工過程中有工藝基準(zhǔn)，設(shè)計(jì)基準(zhǔn)應(yīng)盡量與工藝基準(zhǔn)統(tǒng)一。一般情況下，將該基準(zhǔn)稱為工件原點(diǎn)。工件坐標(biāo)系

在對(duì)零件圖形進(jìn)行編程計(jì)算時(shí)，必須要建立用于編程的坐標(biāo)系，其坐標(biāo)原點(diǎn)即為程序原點(diǎn)。而要把程序應(yīng)用到機(jī)床上，程序原點(diǎn)應(yīng)該放在工件毛坯的什么位置，其在機(jī)床坐標(biāo)系中的坐標(biāo)是多少，這些都必須讓機(jī)床的數(shù)控系統(tǒng)知道，這一操作就是對(duì)刀。

編程坐標(biāo)系在機(jī)床上就表現(xiàn)為工件坐標(biāo)系，坐標(biāo)原點(diǎn)就稱之為工件原點(diǎn)。工件原點(diǎn)

通常在車床上將工件原點(diǎn)選擇在工件右端面與主軸回轉(zhuǎn)中心的交點(diǎn)上，也可將工件原點(diǎn)選擇在工件左端面與主軸回轉(zhuǎn)中心的交點(diǎn)上，這樣工件坐標(biāo)系也就建立起來(lái)了。因?yàn)橐话闱闆r下，車刀是從右端向左端車削，所以將工件原點(diǎn)設(shè)在工件的右端面要比設(shè)定在工件的左端面換算尺寸方便。本章工件坐標(biāo)系主要設(shè)定在工件的右端面。工件原點(diǎn)圖

工件坐標(biāo)系與工件原點(diǎn)工件原點(diǎn)

以工件原點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)建立起來(lái)的坐標(biāo)系稱為工件坐標(biāo)系。工件坐標(biāo)系是人為設(shè)定的，從理論上講，工件坐標(biāo)系的坐標(biāo)原點(diǎn)選在任何位置都是可以的，但在實(shí)際編程過程中，其設(shè)定的依據(jù)是既要符合圖樣尺寸的標(biāo)注習(xí)慣，又要便于編程。所以，應(yīng)合理設(shè)定工件坐標(biāo)系。工件坐標(biāo)系一旦建立便一直有效，直到被新的工件坐標(biāo)系所取代。工件坐標(biāo)系設(shè)定后，CRT屏幕上所顯示的便是車刀刀尖相對(duì)工件原點(diǎn)的坐標(biāo)值。編程時(shí)，工件的各個(gè)尺寸坐標(biāo)都是相對(duì)于工件原點(diǎn)而言的。因此，數(shù)控車床的工件原點(diǎn)也稱為程序原點(diǎn)。程序原點(diǎn)編程坐標(biāo)系（車削加工）四、工件坐標(biāo)系和機(jī)床坐標(biāo)系的關(guān)系編程時(shí)，尺寸都按工件坐標(biāo)系中的尺寸確定。

對(duì)刀：就是確定工件坐標(biāo)系與機(jī)床坐標(biāo)系的相互位置關(guān)系。

對(duì)刀點(diǎn)可以設(shè)在工件、夾具或機(jī)床上，但必須與工件的定位基準(zhǔn)(相當(dāng)于工件坐標(biāo)系)有已知的準(zhǔn)確關(guān)系，這樣才能確定工件坐標(biāo)系與機(jī)床坐標(biāo)系的關(guān)系。

選擇對(duì)刀點(diǎn)的原則是：便于確定工件坐標(biāo)系與機(jī)床坐標(biāo)系的相互位置，容易找正，加工過程中便于檢查，引起的加工誤差小。當(dāng)對(duì)刀精度要求較高時(shí)，對(duì)刀點(diǎn)應(yīng)盡量選在零件的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)或工藝基準(zhǔn)上。刀位點(diǎn)：是指編制數(shù)控加工程序時(shí)用以確定刀具位置的基準(zhǔn)點(diǎn)。對(duì)于平頭立銑刀、面銑刀類刀具，刀位點(diǎn)一般取為刀具軸線與刀具底端面的交點(diǎn)；對(duì)球頭銑刀，刀位點(diǎn)為球心；對(duì)于車刀、鏜刀類刀具，刀位點(diǎn)為刀尖；鉆頭取為鉆尖等。起刀點(diǎn)：刀具起始運(yùn)動(dòng)的刀位點(diǎn)。平頭立銑刀球頭銑刀鉆頭車刀、鏜刀刀位點(diǎn)數(shù)控車床對(duì)刀——試切對(duì)刀1、試切對(duì)刀

一般對(duì)刀是指在機(jī)床上使用相對(duì)位置檢測(cè)手動(dòng)對(duì)刀。下面以Z向?qū)Φ稙槔f(shuō)明對(duì)刀方法，見右圖。

刀具安裝后，先移動(dòng)刀具手動(dòng)切削工件右端面，再沿X向退刀，將右端面與加工原點(diǎn)距離N輸入數(shù)控系統(tǒng)，即完成這把刀具Z向?qū)Φ哆^程。

手動(dòng)對(duì)刀是基本對(duì)刀方法，但它還是沒跳出傳統(tǒng)車床的“試切--測(cè)量--調(diào)整”的對(duì)刀模式，占用較多的在機(jī)床上時(shí)間。此方法較為落后。相對(duì)位置檢測(cè)對(duì)刀

數(shù)控車削加工中，應(yīng)首先確定零件的加工原點(diǎn)，以建立準(zhǔn)確的加工坐標(biāo)系，同時(shí)考慮刀具的不同尺寸對(duì)加工的影響。這些都需要通過對(duì)刀來(lái)解決。數(shù)控車床編程特點(diǎn)1、加工坐標(biāo)系

加工坐標(biāo)系應(yīng)與機(jī)床坐標(biāo)系的坐標(biāo)方向一致，X軸對(duì)應(yīng)徑向，Z軸對(duì)應(yīng)軸向，C軸（主軸）的運(yùn)動(dòng)方向則以從機(jī)床尾架向主軸看，逆時(shí)針為＋C向，順時(shí)針為－C向，如下圖所示：

加工坐標(biāo)系的原點(diǎn)選在便于測(cè)量或?qū)Φ兜幕鶞?zhǔn)位置，一般在工件的右端面或左端面上。數(shù)控車床坐標(biāo)系數(shù)控車床編程特點(diǎn)2、直徑編程方式

在車削加工的數(shù)控程序中，X軸的坐標(biāo)值取為零件圖樣上的直徑值。采用直徑尺寸編程與零件圖樣中的尺寸標(biāo)注一致，這樣可避免尺寸換算過程中可能造成的錯(cuò)誤，給編程帶來(lái)很大方便。

直徑編程A（20，0）B（20，-15）C（40，-25）D（40，-45）數(shù)控車床編程特點(diǎn)3、進(jìn)刀和退刀方式

對(duì)于車削加工，進(jìn)刀時(shí)采用快速走刀接近工件切削起點(diǎn)附近的某個(gè)點(diǎn)，再改用切削進(jìn)給，以減少空走刀的時(shí)間，提高加工效率。切削起點(diǎn)的確定與工件毛坯余量大小有關(guān)，應(yīng)以刀具快速走到該點(diǎn)時(shí)刀尖不與工件發(fā)生碰撞為原則。數(shù)控車削加工中的裝刀與對(duì)刀

裝刀與對(duì)刀是數(shù)控機(jī)床加工中極其重要并十分棘手的一項(xiàng)工藝準(zhǔn)備工作。對(duì)刀的好與差，將直接影響到加工程序的編制及零件的尺寸精度。通過對(duì)刀或刀具預(yù)調(diào)，還可同時(shí)測(cè)定其各號(hào)刀的刀位偏差，有利于設(shè)定刀具補(bǔ)償量。2025年1月3日（1）車刀的安裝

圖4-9是車刀安裝角度示意圖正確地安裝車刀，是保證加工質(zhì)量，減小刀具磨損，提高刀具使用壽命的重要步驟（a）“–”的傾斜角度（增大刀具切削力）（b）“+”的傾斜角度（減小刀具切削力）

圖4-9車刀的傾斜角度（2）刀位點(diǎn)刀位點(diǎn)是指在加工程序編制中，用以表示刀具特征的點(diǎn)，也是對(duì)刀和加工的基準(zhǔn)點(diǎn)。（3）對(duì)刀

對(duì)刀是確定工件在機(jī)床上的位置，也即是確定工件坐標(biāo)系與機(jī)床坐標(biāo)系的相互位置關(guān)系。對(duì)刀過程一般是從各坐標(biāo)方向分別進(jìn)行，它可理解為通過找正刀具與一個(gè)在工件坐標(biāo)系中有確定位置的點(diǎn)(即對(duì)刀點(diǎn))來(lái)實(shí)現(xiàn)。

在加工程序執(zhí)行前，調(diào)整每把刀的刀位點(diǎn)，使其盡量重合于某一理想基準(zhǔn)點(diǎn)，這一過程稱為對(duì)刀。

數(shù)控車削的對(duì)刀1）一般對(duì)刀

一般對(duì)刀是指在機(jī)床上使用相對(duì)位置檢測(cè)手動(dòng)對(duì)刀。下面以Z向?qū)Φ稙槔f(shuō)明對(duì)刀方法，見右圖。

刀具安裝后，先移動(dòng)刀具手動(dòng)切削工件右端面，再沿X向退刀，將右端面與加工原點(diǎn)距離N輸入數(shù)控系統(tǒng)，即完成這把刀具Z向?qū)Φ哆^程。

手動(dòng)對(duì)刀是基本對(duì)刀方法，但它還是沒跳出傳統(tǒng)車床的“試切--測(cè)量--調(diào)整”的對(duì)刀模式，占用較多的在機(jī)床上時(shí)間。

2）機(jī)外對(duì)刀儀對(duì)刀

機(jī)外對(duì)刀的本質(zhì)是測(cè)量出刀具假想刀尖點(diǎn)到刀具臺(tái)基準(zhǔn)之間X及Z方向的距離。利用機(jī)外對(duì)刀儀可將刀具預(yù)先在機(jī)床外校對(duì)好，以便裝上機(jī)床后將對(duì)刀長(zhǎng)度輸入相應(yīng)刀具補(bǔ)償號(hào)即可以使用，如右上圖所示。

機(jī)外對(duì)刀儀對(duì)刀

3）自動(dòng)對(duì)刀

自動(dòng)對(duì)刀是通過刀尖檢測(cè)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的，刀尖以設(shè)定的速度向接觸式傳感器接近，當(dāng)?shù)都馀c傳感器接觸并發(fā)出信號(hào)，數(shù)控系統(tǒng)立即記下該瞬間的坐標(biāo)值，自動(dòng)對(duì)刀過程如右下圖所示。自動(dòng)對(duì)刀

2025年1月3日C.試切對(duì)刀法

在前幾種手動(dòng)對(duì)刀方法中，均因可能受到手動(dòng)和目測(cè)等多種誤差的影響，對(duì)刀精度十分有限，實(shí)際加工中往往通過試切對(duì)刀，以得到更加準(zhǔn)確和可靠的結(jié)果。數(shù)控車床常用的試切對(duì)刀方法如圖4—11所示。圖

車刀對(duì)刀點(diǎn)示意圖a）93o車刀X方向；

b）93o車刀Z方向；c）兩把刀X方向?qū)Φ叮籨）兩把刀Z方向?qū)Φ?025年1月3日（4）對(duì)刀點(diǎn)、換刀點(diǎn)位置的確定

對(duì)刀點(diǎn)是數(shù)控車床加工時(shí)刀具相對(duì)于工件運(yùn)動(dòng)的起點(diǎn)，對(duì)刀點(diǎn)既是程序的起點(diǎn)，也是程序的終點(diǎn)。

選擇對(duì)刀點(diǎn)的一般原則是：（1）盡量使加工程序的編制工作簡(jiǎn)單、方便；（2）便于用常規(guī)量具在車床上進(jìn)行測(cè)量；（3）便于工件的裝夾；（4）對(duì)刀誤差較小或可能引起加工的誤差最小。

換刀點(diǎn)是指在編制數(shù)控車床多刀加工的加工程序時(shí)，相對(duì)于機(jī)床固定原點(diǎn)而設(shè)置的一個(gè)自動(dòng)換刀或換工作臺(tái)的位置。換刀的位置可設(shè)定在程序原點(diǎn)、機(jī)床固定原點(diǎn)或浮動(dòng)原點(diǎn)上，其具體的位置應(yīng)根據(jù)工序內(nèi)容而定。為了防止在換(轉(zhuǎn))刀時(shí)碰撞到被加工零件、夾具或尾座而發(fā)生事故，除特殊情況外，其換刀點(diǎn)都設(shè)置在被加工零件的外面，并留有一定的安全區(qū)。車加工對(duì)刀過程實(shí)例（視頻）絕對(duì)坐標(biāo)方式與增量坐標(biāo)方式指令：G90（絕對(duì)坐標(biāo)）

G91（增量坐標(biāo)）功能：G90狀態(tài)下，程序段中的尺寸數(shù)字為絕對(duì)值，即刀尖所有軌跡點(diǎn)的坐標(biāo)值均以工件零點(diǎn)為基準(zhǔn)而得；G91狀態(tài)下，程序段中的尺寸數(shù)字為增量坐標(biāo)值，即刀尖當(dāng)前點(diǎn)的坐標(biāo)值，是以刀尖前一點(diǎn)為基準(zhǔn)而得。格式：G90X_Z_

G91X_Z_快速點(diǎn)定位（G00）格式：G00X_Z_功能：G00指令使刀具以點(diǎn)控制方式，從刀具所在點(diǎn)快速移動(dòng)到目標(biāo)點(diǎn)。它只是快速定位，對(duì)中間空行程無(wú)軌跡要求，G00移動(dòng)速度是機(jī)床設(shè)定的空行程速度，與程序段中的進(jìn)給速度無(wú)關(guān)。終點(diǎn)位置起始位置快速進(jìn)給指令實(shí)際刀具路徑P905Φ50Φ100快速進(jìn)刀路線圖示（2）G00指令中的快進(jìn)速度由機(jī)床參數(shù)對(duì)各軸分別設(shè)定，不能用程序規(guī)定。由于各軸以各自速度移動(dòng)，不能保證各軸同時(shí)到達(dá)終點(diǎn)，因而聯(lián)動(dòng)直線軸的合成軌跡并不總是直線。（3）快移速度可由面板上的快速修調(diào)旋鈕修正。（4）G00一般用于加工前快速定位或加工后快速退刀。（5）G00為模態(tài)功能，可由G01、G02、G03、G33功能注銷。刀尖從換刀點(diǎn)（刀具起點(diǎn)）A快進(jìn)到B點(diǎn)，準(zhǔn)備車外圓；其G00的程序段如何寫？G90G00X38Z2

絕對(duì)坐標(biāo)方式G91G00X-22Z-23

相對(duì)坐標(biāo)方式直線進(jìn)給指令G01格式：G01X_Z_F_

其中，X、Z為終點(diǎn)坐標(biāo)，在G90時(shí)為終點(diǎn)在工件坐標(biāo)系中的坐標(biāo)；在G91時(shí)為終點(diǎn)相對(duì)于起點(diǎn)的位移量。說(shuō)明：（1）G01指令刀具從當(dāng)前位置以聯(lián)動(dòng)的方式，按程序段中F指令規(guī)定的合成進(jìn)給速度，按合成的直線軌跡移動(dòng)到程序段所指定的終點(diǎn)。（2）實(shí)際進(jìn)給速度等于指令速度F與進(jìn)給速度修調(diào)倍率的乘積。（3）