第一講 數(shù)控編程基礎(chǔ)

1、數(shù)控車削技術(shù)第一講第一講 數(shù)控車削編程基礎(chǔ)數(shù)控車削編程基礎(chǔ)數(shù)控車削技術(shù)1 1、數(shù)控技術(shù)概論、數(shù)控技術(shù)概論2 2、數(shù)控車床概述、數(shù)控車床概述3 3、數(shù)控車削常用刀具、數(shù)控車削常用刀具4 4、車削工藝參數(shù)的選擇、車削工藝參數(shù)的選擇任務(wù)描述：任務(wù)描述：數(shù)控車削技術(shù)任務(wù)難點重點：任務(wù)難點重點： 數(shù)控車削常用刀具數(shù)控車削常用刀具 車削工藝參數(shù)的選擇車削工藝參數(shù)的選擇任務(wù)目標(biāo)：任務(wù)目標(biāo)： 了解數(shù)控車床的分類，熟悉數(shù)控車床加了解數(shù)控車床的分類，熟悉數(shù)控車床加工零件的類型，掌握數(shù)控車削用刀具，車削工零件的類型，掌握數(shù)控車削用刀具，車削工藝參數(shù)的選擇工藝參數(shù)的選擇數(shù)控車削技術(shù)任務(wù)準(zhǔn)備：任務(wù)準(zhǔn)備：一、數(shù)控技術(shù)概論

2、一、數(shù)控技術(shù)概論 1 1、數(shù)控技術(shù)是綜合了計算機、自動控制、數(shù)控技術(shù)是綜合了計算機、自動控制、電氣傳動、測量、監(jiān)控、機械制造等技術(shù)學(xué)科電氣傳動、測量、監(jiān)控、機械制造等技術(shù)學(xué)科領(lǐng)域最新成果而形成的一門邊緣科學(xué)技術(shù)。領(lǐng)域最新成果而形成的一門邊緣科學(xué)技術(shù)。數(shù)控車削技術(shù) （1 1）、數(shù)字控制（）、數(shù)字控制（Numerical ControlNumerical Control） 數(shù)字控制是用數(shù)字化信號對機構(gòu)的運動過數(shù)字控制是用數(shù)字化信號對機構(gòu)的運動過程進行控制的一種方法，簡稱數(shù)控化（程進行控制的一種方法，簡稱數(shù)控化（NCNC） （2 2）、數(shù)控系統(tǒng)（）、數(shù)控系統(tǒng)（NC SystemNC System）

3、數(shù)控系統(tǒng)是實現(xiàn)數(shù)字控制相關(guān)功能的軟、數(shù)控系統(tǒng)是實現(xiàn)數(shù)字控制相關(guān)功能的軟、硬件模塊的集成。它能自動閱讀輸入載體上硬件模塊的集成。它能自動閱讀輸入載體上的程序，并將其譯碼，根據(jù)程序指令向伺服的程序，并將其譯碼，根據(jù)程序指令向伺服裝置和其他功能不見發(fā)送信息，控制機床的裝置和其他功能不見發(fā)送信息，控制機床的各種運動。各種運動。數(shù)控車削技術(shù) （3 3）、計算機數(shù)控系統(tǒng)（）、計算機數(shù)控系統(tǒng)（Computer Computer Numerical Control SystemNumerical Control System） 計算機數(shù)控系統(tǒng)又簡稱計算機數(shù)控系統(tǒng)又簡稱CNCCNC系統(tǒng)系統(tǒng) （4 4）、數(shù)控機床

4、（）、數(shù)控機床（NC MachineNC Machine） 數(shù)控機床是指應(yīng)用數(shù)控技術(shù)對其運動和數(shù)控機床是指應(yīng)用數(shù)控技術(shù)對其運動和輔助動作進行自動控制的機床。輔助動作進行自動控制的機床。 數(shù)控車削技術(shù) 國際信息處理聯(lián)盟國際信息處理聯(lián)盟( (International International Federation of lnformation ProcessingFederation of lnformation Processing，簡稱簡稱IFIPIFIP) )第五技術(shù)委員會對數(shù)控機床作了如第五技術(shù)委員會對數(shù)控機床作了如下定義：下定義： 數(shù)控機床是一種裝有程序控制系統(tǒng)的機數(shù)控機床是一種裝有

5、程序控制系統(tǒng)的機床，該系統(tǒng)能邏輯地處理具有特定代碼和其床，該系統(tǒng)能邏輯地處理具有特定代碼和其它符號編碼指令規(guī)定的程序。它符號編碼指令規(guī)定的程序。數(shù)控車削技術(shù)數(shù)控車削技術(shù)數(shù)控車削技術(shù)數(shù)控車削技術(shù)數(shù)控車削技術(shù)（5 5）. . 數(shù)控編程數(shù)控編程 生成用數(shù)控機床進行零件加工的數(shù)控生成用數(shù)控機床進行零件加工的數(shù)控程序的過程，稱為數(shù)控編程程序的過程，稱為數(shù)控編程( (NCProgram)NCProgram)。 （6 6）. . 數(shù)控加工數(shù)控加工 根據(jù)零件圖樣及工藝要求等原始條件編根據(jù)零件圖樣及工藝要求等原始條件編制零件數(shù)控加工程序，輸入數(shù)控系統(tǒng)，控制制零件數(shù)控加工程序，輸入數(shù)控系統(tǒng)，控制數(shù)控機床中刀具與工

6、件的相對運動，從而完數(shù)控機床中刀具與工件的相對運動，從而完成零件的加工。成零件的加工。零件圖樣加工程序數(shù)控系統(tǒng)機床運動零件加工數(shù)控車削技術(shù)2 2、數(shù)控車床的組成、數(shù)控車床的組成數(shù)控車削技術(shù)數(shù)控車削技術(shù)3.3. 卡盤和尾架卡盤和尾架 卡盤是數(shù)控車削加工時卡盤是數(shù)控車削加工時夾緊工件夾緊工件的重要的重要附件，對一般回轉(zhuǎn)類零件可采用普通三爪附件，對一般回轉(zhuǎn)類零件可采用普通三爪卡盤或液壓卡盤；對零件被夾持部位不是卡盤或液壓卡盤；對零件被夾持部位不是圓柱形的零件，則需要采用專用卡盤。圓柱形的零件，則需要采用專用卡盤。數(shù)控車削技術(shù)液壓卡盤液壓卡盤三爪自定心卡盤三爪自定心卡盤四爪可調(diào)卡盤四爪可調(diào)卡盤數(shù)控車削

7、技術(shù) 對軸向尺寸和徑向尺寸的比值較大的對軸向尺寸和徑向尺寸的比值較大的零件，需要采用安裝在液壓尾架上的零件，需要采用安裝在液壓尾架上的活動活動頂尖頂尖對零件尾端進行支撐，才能保證對零對零件尾端進行支撐，才能保證對零件進行正確的加工。尾架有普通尾架和可件進行正確的加工。尾架有普通尾架和可編程液壓尾架。編程液壓尾架。數(shù)控車削技術(shù)4.4.數(shù)控車床的刀架數(shù)控車床的刀架數(shù)控車床可以配備兩種刀架：數(shù)控車床可以配備兩種刀架：(1)(1)專用刀架專用刀架 由車床生產(chǎn)廠商自己開發(fā)，由車床生產(chǎn)廠商自己開發(fā)，所使用的刀柄也是專用的。這種刀架的優(yōu)點是所使用的刀柄也是專用的。這種刀架的優(yōu)點是制造成本低，但缺乏通用性。制

8、造成本低，但缺乏通用性。(2)(2)通用刀架通用刀架 根據(jù)一定的通用標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)一定的通用標(biāo)準(zhǔn)( (如如VDIVDI，德國工程師協(xié)會德國工程師協(xié)會) )而生產(chǎn)的刀架，數(shù)控車床生而生產(chǎn)的刀架，數(shù)控車床生產(chǎn)廠商可以根據(jù)數(shù)控車床的功能要求進行選擇產(chǎn)廠商可以根據(jù)數(shù)控車床的功能要求進行選擇配置。配置。 數(shù)控車削技術(shù)數(shù)控車削技術(shù)數(shù)控車床刀架布置有兩種形式：數(shù)控車床刀架布置有兩種形式： (1)(1)前置刀架。前置刀前置刀架。前置刀架位于操作者的內(nèi)側(cè)，架位于操作者的內(nèi)側(cè)，與傳統(tǒng)臥式車床刀架與傳統(tǒng)臥式車床刀架的布置形式一樣，刀的布置形式一樣，刀架導(dǎo)軌為水平導(dǎo)軌，架導(dǎo)軌為水平導(dǎo)軌，使用四方刀架；使用四方刀架；數(shù)控車削

9、技術(shù)(2)(2)后置刀架。后置刀架后置刀架。后置刀架位于操作者的外側(cè)，刀位于操作者的外側(cè)，刀架的導(dǎo)軌位置與正平面架的導(dǎo)軌位置與正平面傾斜，這樣的結(jié)構(gòu)形式傾斜，這樣的結(jié)構(gòu)形式便于觀察刀具的切削過便于觀察刀具的切削過程、切屑容易排除、后程、切屑容易排除、后置空間大，可以設(shè)計更置空間大，可以設(shè)計更多工位的刀架，一般多多工位的刀架，一般多功能的數(shù)控車床都設(shè)計功能的數(shù)控車床都設(shè)計為后置刀架。為后置刀架。數(shù)控車削技術(shù)5 5、數(shù)控車床主要的加工對象、數(shù)控車床主要的加工對象(1)(1)軸套類零件軸套類零件 軸套類零件的加工表面大多是內(nèi)、外軸套類零件的加工表面大多是內(nèi)、外圓柱面，切削形成階梯軸或圓柱螺紋；切圓柱

10、面，切削形成階梯軸或圓柱螺紋；切削形成圓錐面或圓錐螺紋；還可以是圓弧削形成圓錐面或圓錐螺紋；還可以是圓弧或非圓曲線，切削形成曲面?；蚍菆A曲線，切削形成曲面。數(shù)控車削技術(shù)(2)(2)輪盤類零件輪盤類零件 輪盤類零件的加工表面多是端面，端面的輪盤類零件的加工表面多是端面，端面的輪廓也可以是直線、斜線、圓弧、曲線或端面輪廓也可以是直線、斜線、圓弧、曲線或端面螺紋等。螺紋等。(3)(3)其它類零件其它類零件 數(shù)控車床與普通車床一樣，裝上特殊卡盤數(shù)控車床與普通車床一樣，裝上特殊卡盤可以加工偏心軸或在箱體、板材上進行鉆孔、可以加工偏心軸或在箱體、板材上進行鉆孔、擴孔、鉸孔及鏜孔等。擴孔、鉸孔及鏜孔等。數(shù)控

11、車削技術(shù)數(shù)控車削技術(shù)二、數(shù)控車床概述數(shù)控車床的布局?jǐn)?shù)控車床的布局 數(shù)控車床的主軸、尾座等部件相對窗身的布局?jǐn)?shù)控車床的主軸、尾座等部件相對窗身的布局形式與臥式車床基本一致，但刀架和床身導(dǎo)軌的布形式與臥式車床基本一致，但刀架和床身導(dǎo)軌的布局形式卻發(fā)生了根本的變化。這是因為刀架和床身局形式卻發(fā)生了根本的變化。這是因為刀架和床身導(dǎo)軌的布局形式不僅影響機床的結(jié)構(gòu)和外觀，還直導(dǎo)軌的布局形式不僅影響機床的結(jié)構(gòu)和外觀，還直接影響數(shù)控車床的使用性能，如刀具和工件的裝夾、接影響數(shù)控車床的使用性能，如刀具和工件的裝夾、切削的清理以及機床的防護和維修等。切削的清理以及機床的防護和維修等。數(shù)控車削技術(shù)數(shù)控車床床身導(dǎo)軌與

12、水平面的相對位置有四種布局形式。數(shù)控車削技術(shù)1 1、水平床身水平床身水平床身的工藝性好，水平床身的工藝性好，便于導(dǎo)軌的加工。水平便于導(dǎo)軌的加工。水平床身配上水平放置的刀床身配上水平放置的刀架可提高刀架的運動精架可提高刀架的運動精度。但水平刀架增加了度。但水平刀架增加了機床寬度方向的結(jié)構(gòu)尺機床寬度方向的結(jié)構(gòu)尺寸，且床身下部排屑困寸，且床身下部排屑困難。難。數(shù)控車削技術(shù)2 2、水平床身斜刀架水平床身斜刀架水平床身配上傾斜放水平床身配上傾斜放置的刀架滑板，這種置的刀架滑板，這種布局形式的床身工藝布局形式的床身工藝性好，機床寬度方向性好，機床寬度方向的尺寸也較水配置滑的尺寸也較水配置滑板的要小且排屑方

13、便。板的要小且排屑方便。數(shù)控車削技術(shù)3 3、斜床身斜床身斜床身的導(dǎo)軌傾斜角度斜床身的導(dǎo)軌傾斜角度分別為分別為3030、4545、7575。它和水平床身斜。它和水平床身斜刀架滑板都因具有排屑刀架滑板都因具有排屑容易、操作方便、機床容易、操作方便、機床占地面積小、外形美觀占地面積小、外形美觀等優(yōu)點，而被中小型數(shù)等優(yōu)點，而被中小型數(shù)控車床普遍采用?？剀嚧财毡椴捎?。數(shù)控車削技術(shù)4 4、立床身立床身從排屑的角度來看，從排屑的角度來看，立床身布局最好，切立床身布局最好，切屑可以自由落下，不屑可以自由落下，不易損傷導(dǎo)軌面，導(dǎo)軌易損傷導(dǎo)軌面，導(dǎo)軌的維護與防護也較簡的維護與防護也較簡單，但是機床的精度單，但是機

14、床的精度不如其他三種形式的不如其他三種形式的精度高，故運用較少。精度高，故運用較少。數(shù)控車削技術(shù)三、數(shù)控車削常用刀具三、數(shù)控車削常用刀具 一般有尖形車刀、圓弧形車刀及成型車刀。一般有尖形車刀、圓弧形車刀及成型車刀。 1 1、尖形車刀尖形車刀 以直線形切削刃為特征的車刀一般以直線形切削刃為特征的車刀一般稱為尖形車刀稱為尖形車刀. .這類車刀的刀尖這類車刀的刀尖( (同時也為其刀位點同時也為其刀位點) )由由直線的主、副切削刃構(gòu)成，如直線的主、副切削刃構(gòu)成，如9090內(nèi)外圓車刀、左右內(nèi)外圓車刀、左右端面車切斷（車槽）車刀以及刀尖倒棱很小的各種外端面車切斷（車槽）車刀以及刀尖倒棱很小的各種外圓和內(nèi)孔

15、車刀。圓和內(nèi)孔車刀。 數(shù)控車削技術(shù) 2 2、圓弧形車刀圓弧形車刀 圓弧形車刀是較為特圓弧形車刀是較為特殊的數(shù)控加工用車刀。其特征是，構(gòu)成主殊的數(shù)控加工用車刀。其特征是，構(gòu)成主切削刃的刀刃形狀為一圓度誤差或線輪廓切削刃的刀刃形狀為一圓度誤差或線輪廓誤差很小的圓弧，該圓弧刃每一點都是圓誤差很小的圓弧，該圓弧刃每一點都是圓弧形車刀的刀尖，因此，刀位點不在圓弧弧形車刀的刀尖，因此，刀位點不在圓弧上，而在該圓弧的圓心上，圓弧形車刀的上，而在該圓弧的圓心上，圓弧形車刀的刀尖可以用于車削內(nèi)、外邊面，特別適宜刀尖可以用于車削內(nèi)、外邊面，特別適宜車削各種光滑連接（凹形）的成形面。車削各種光滑連接（凹形）的成形面

16、。數(shù)控車削技術(shù)3、成形車刀 俗稱樣板車刀，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。數(shù)控加工中，應(yīng)盡量少用或不用成形車刀。數(shù)控車削技術(shù)車外圓車端面鉆孔切槽切斷車內(nèi)孔車型面車螺紋車錐面加工范圍加工范圍數(shù)控車削技術(shù) 1 1、刀具的分類、刀具的分類 車刀在結(jié)構(gòu)上可分為整體式車刀、焊接式車刀和機車刀在結(jié)構(gòu)上可分為整體式車刀、焊接式車刀和機械式夾固車刀三大類。械式夾固車刀三大類。 1)1)整體式車刀整體式車刀 主要是整體式高速剛車刀。通常用主要是整體式高速剛車刀。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。它具有抗彎強度高、沖擊韌性好，制造簡

17、單和刃磨方便、刃口抗彎強度高、沖擊韌性好，制造簡單和刃磨方便、刃口鋒利等優(yōu)點。鋒利等優(yōu)點。 2)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。這種車刀結(jié)構(gòu)簡單，制造方定在刀體上，經(jīng)刃磨而成。這種車刀結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，剛性較好，但抗彎強度底，沖擊韌性差，切削刃不便，剛性較好，但抗彎強度底，沖擊韌性差，切削刃不如高速剛車刀刀鋒利，不易制作復(fù)雜刀具如高速剛車刀刀鋒利，不易制作復(fù)雜刀具。 數(shù)控車削技術(shù)3)3)機械夾固式車刀機械夾固式車刀 是數(shù)控車床上用得比較多的是數(shù)控車床上用得比較多的一種車刀，它分為機械夾固式可重磨車刀和機械一種車刀，

18、它分為機械夾固式可重磨車刀和機械夾固式不重磨車刀。夾固式不重磨車刀。 機械夾固式可重磨車刀將普遍硬質(zhì)合金刀片機械夾固式可重磨車刀將普遍硬質(zhì)合金刀片用機械夾固的方法安裝在刀桿上。刀片用鈍后可用機械夾固的方法安裝在刀桿上。刀片用鈍后可以修磨，修磨后，通過調(diào)節(jié)螺釘把刃口調(diào)整到適以修磨，修磨后，通過調(diào)節(jié)螺釘把刃口調(diào)整到適當(dāng)位置，壓緊后便可繼續(xù)使用。當(dāng)位置，壓緊后便可繼續(xù)使用。數(shù)控車削技術(shù)外圓車刀內(nèi)孔車刀螺紋車刀按用途分：按用途分：數(shù)控車削技術(shù)數(shù)控車削技術(shù)2 2、數(shù)控刀具的特點、數(shù)控刀具的特點 切削效率高、刀具精度高、刀具的可靠性切削效率高、刀具精度高、刀具的可靠性高、刀具的耐用度高、刀具尺寸能夠預(yù)調(diào)、

19、換高、刀具的耐用度高、刀具尺寸能夠預(yù)調(diào)、換刀速度快、具有完善的工具系統(tǒng)、具有刀具管刀速度快、具有完善的工具系統(tǒng)、具有刀具管理系統(tǒng)。理系統(tǒng)。3 3、數(shù)控刀具選擇、數(shù)控刀具選擇 數(shù)控機床上用的刀具應(yīng)滿足安裝調(diào)整方數(shù)控機床上用的刀具應(yīng)滿足安裝調(diào)整方便、剛性好、精度高、耐用度好等要求。便、剛性好、精度高、耐用度好等要求。 數(shù)控機床在選用刀具時，通常要考慮機數(shù)控機床在選用刀具時，通常要考慮機床的加工能力、工序內(nèi)容、工件材料等因素床的加工能力、工序內(nèi)容、工件材料等因素 數(shù)控車削技術(shù) 根據(jù)數(shù)控加工對刀具的要求，選擇根據(jù)數(shù)控加工對刀具的要求，選擇刀具材料的一般原則是盡可能選用硬質(zhì)刀具材料的一般原則是盡可能選用

20、硬質(zhì)合金刀具。只要加工情況允許選用硬質(zhì)合金刀具。只要加工情況允許選用硬質(zhì)合金刀具，就不用高速鋼刀具。合金刀具，就不用高速鋼刀具。數(shù)控車削技術(shù)陶瓷刀具不僅用于加工各種鑄鐵和不同陶瓷刀具不僅用于加工各種鑄鐵和不同鋼料，也適用于加工有色金屬和非金屬鋼料，也適用于加工有色金屬和非金屬材料。主要采用負(fù)前角切削。材料。主要采用負(fù)前角切削。從刀具結(jié)構(gòu)應(yīng)用方面，數(shù)控加工應(yīng)盡可能從刀具結(jié)構(gòu)應(yīng)用方面，數(shù)控加工應(yīng)盡可能采用鑲塊式機夾可轉(zhuǎn)位刀片以減少刀具磨損采用鑲塊式機夾可轉(zhuǎn)位刀片以減少刀具磨損后的更換和預(yù)調(diào)時間。后的更換和預(yù)調(diào)時間。數(shù)控車削技術(shù)四、車削工藝參數(shù)的選擇四、車削工藝參數(shù)的選擇1、切削用量包括切削速度、進給量、背吃刀量。切削用量選擇原則切削用量選擇原則 合理的切削用量是指充分利用刀具的切削性合理的切削用量是指充分利用刀具的切削性能和機床性能，在保證加工質(zhì)量前提下，獲得高能和機床性能，在保證加工質(zhì)量前提下，獲得高生產(chǎn)率和低成本的切削用量。生產(chǎn)率和低成本的切削用量。 數(shù)控車削技術(shù)背吃刀量的選擇背吃刀量的選擇 在機床、夾具、刀具、剛度允許條件下，在機床、夾具、刀具、剛度允許條件下，盡可能選擇合理的背吃刀量，以減少走刀次數(shù)，盡可能選擇合理的背吃刀量，以減少走刀次數(shù)，提高生產(chǎn)率。對于表面粗糙度和精