數(shù)控機(jī)床培訓(xùn)資料

1、數(shù)控機(jī)床培訓(xùn)資料第一節(jié)數(shù)控技術(shù)實(shí)踐的重要性隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，社會(huì)對(duì)機(jī)械產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)、性能、精度、效率和品種的要求越來(lái)越高，單件與中小批量產(chǎn)品的比重越來(lái)越大（目前已占到70%以上），傳統(tǒng)的通用、專用機(jī)床和工藝裝備已經(jīng)不能很好地適應(yīng)高質(zhì)量、高效率、多樣化加工的要求，因而，以微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)的數(shù)控技術(shù)，將機(jī)械技術(shù)、現(xiàn)代控制技術(shù)、傳感檢測(cè)技術(shù)、信息處理技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)和成組技術(shù)等有機(jī)地結(jié)合在一起，使機(jī)器制造行業(yè)的生產(chǎn)方式和機(jī)器制造技術(shù)發(fā)生了深刻的、革命性的變化。當(dāng)今機(jī)床行業(yè)的計(jì)算機(jī)數(shù)控化已成為技術(shù)進(jìn)步的大趨勢(shì)。數(shù)控機(jī)床是電子信息技術(shù)和傳統(tǒng)機(jī)械加工技術(shù)結(jié)合的產(chǎn)物，它集現(xiàn)代精密機(jī)械、計(jì)算

2、機(jī)、通訊、液壓氣動(dòng)、光電等多學(xué)科技術(shù)為一體，具有高效率、高精度、高自動(dòng)化和高柔性的特點(diǎn)，是當(dāng)代機(jī)械制造業(yè)的主流裝備。數(shù)控機(jī)床大大提高了機(jī)械加工的性能（可以精確加工傳統(tǒng)機(jī)床無(wú)法處理的復(fù)雜零件）。有效提高了加工質(zhì)量和效率，實(shí)現(xiàn)了柔性自動(dòng)化（相對(duì)于傳統(tǒng)技術(shù)基礎(chǔ)上的大批量生產(chǎn)的剛性自動(dòng)化），并向智能化、集成化方向發(fā)展。所以，可以毫不夸張地說，（計(jì)算機(jī)）數(shù)控技術(shù)，是現(xiàn)代先進(jìn)制造技術(shù)的基礎(chǔ)和核心。數(shù)控機(jī)床在機(jī)械制造業(yè)中得到日益廣泛的應(yīng)用（美國(guó)的數(shù)控機(jī)床已占機(jī)床總數(shù)的80%以上），是因?yàn)樗行У亟鉀Q了復(fù)雜、精密、小批多變的零件加工問題，能滿足高質(zhì)量、高效益和多品種、小批量的柔性生產(chǎn)方式的要求，適應(yīng)各種機(jī)械產(chǎn)

3、品迅速更新?lián)Q代的需要，經(jīng)濟(jì)效益顯著，代表著當(dāng)今機(jī)械加工技術(shù)的趨勢(shì)與潮流，也是現(xiàn)代機(jī)械制造企業(yè)在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)激烈的條件下生存與發(fā)展的必然要求。在數(shù)控機(jī)床發(fā)展過程中，值得一提的是數(shù)控加工中心的出現(xiàn)。這是一種具有自動(dòng)換刀裝置的數(shù)控機(jī)床，它能實(shí)現(xiàn)一次裝夾并進(jìn)行多工序加工。這種機(jī)床在刀庫(kù)中裝有鉆頭、絲錐、錢刀、鏈刀等刀具，通過程序指令自動(dòng)選擇刀具，并利用機(jī)械手將刀具裝在主軸上，這樣可大大縮短零件裝卸時(shí)間和換刀時(shí)間。數(shù)控加工中心現(xiàn)在已經(jīng)成為數(shù)控機(jī)床中一個(gè)非常重要的品種，不僅有立式、臥式等鍵銃類加工中心用于箱體類零件的加工，還有車削加工中心用于回轉(zhuǎn)體零件加工以及磨削加工中心等。這些高性能、高精度、高自動(dòng)化的數(shù)控

4、機(jī)床就組成了完整的數(shù)控機(jī)床家族。隨著社會(huì)生產(chǎn)和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，數(shù)控技術(shù)不僅應(yīng)用于機(jī)床的控制，還用于控制其他的設(shè)備，諸如數(shù)控線切割機(jī)、數(shù)控繪圖機(jī)、數(shù)控測(cè)量機(jī)、數(shù)控沖剪機(jī)等，僅數(shù)控機(jī)床就有數(shù)控車床、數(shù)控銃床、數(shù)控鉆床、數(shù)控磨床、數(shù)控鍵床以及數(shù)控加工中心等。因此，在學(xué)習(xí)完數(shù)控技術(shù)這門課的同時(shí)，應(yīng)進(jìn)一步增強(qiáng)學(xué)生的數(shù)控技術(shù)實(shí)踐操作能力，以便能夠系統(tǒng)、完整地掌握數(shù)控機(jī)床技術(shù)，更快更好地適應(yīng)機(jī)械行業(yè)發(fā)展的需要。第一章緒論當(dāng)今，數(shù)控機(jī)床在機(jī)械制造業(yè)中得到日益廣泛的應(yīng)用（美國(guó)的數(shù)控機(jī)床已占機(jī)床總數(shù)的80%以上），它有效地解決了復(fù)雜、精密、小批多變的零件加工問題，能滿足高質(zhì)量、高效益和多品種、小批量的柔性生產(chǎn)方式

5、的要求，適應(yīng)各種機(jī)械產(chǎn)品迅速更新?lián)Q代的需要，經(jīng)濟(jì)效益顯著，。因此，為了更快更好地適應(yīng)機(jī)械行業(yè)發(fā)展的需要，學(xué)習(xí)并掌握數(shù)控技術(shù)實(shí)踐操作能力是時(shí)代的要求，也是必然的趨勢(shì)。第一節(jié)數(shù)控技術(shù)實(shí)踐的重要性隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，社會(huì)對(duì)機(jī)械產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)、性能、精度、效率和品種的要求越來(lái)越高，單件與中小批量產(chǎn)品的比重越來(lái)越大（目前已占到70%A上），傳統(tǒng)的通用、專用機(jī)床和工藝裝備已經(jīng)不能很好地適應(yīng)高質(zhì)量、高效率、多樣化加工的要求，因而，以微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)的數(shù)控技術(shù)，將機(jī)械技術(shù)、現(xiàn)代控制技術(shù)、傳感檢測(cè)技術(shù)、信息處理技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)和成組技術(shù)等有機(jī)地結(jié)合在一起，使機(jī)器制造行業(yè)的生產(chǎn)方式和機(jī)器制造技術(shù)發(fā)生

6、了深刻的、革命性的變化。當(dāng)今機(jī)床行業(yè)的計(jì)算機(jī)數(shù)控化已成為技術(shù)進(jìn)步的大趨勢(shì)。數(shù)控機(jī)床是電子信息技術(shù)和傳統(tǒng)機(jī)械加工技術(shù)結(jié)合的產(chǎn)物，它集現(xiàn)代精密機(jī)械、計(jì)算機(jī)、通訊、液壓氣動(dòng)、光電等多學(xué)科技術(shù)為一體，具有高效率、高精度、高自動(dòng)化和高柔性的特點(diǎn)，是當(dāng)代機(jī)械制造業(yè)的主流裝備。數(shù)控機(jī)床大大提高了機(jī)械加工的性能（可以精確加工傳統(tǒng)機(jī)床無(wú)法處理的復(fù)雜零件）。有效提高了加工質(zhì)量和效率，實(shí)現(xiàn)了柔性自動(dòng)化（相對(duì)于傳統(tǒng)技術(shù)基礎(chǔ)上的大批量生產(chǎn)的剛性自動(dòng)化），并向智能化、集成化方向發(fā)展。所以，可以毫不夸張地說，（計(jì)算機(jī)）數(shù)控技術(shù)，是現(xiàn)代先進(jìn)制造技術(shù)的基礎(chǔ)和核心。數(shù)控機(jī)床在機(jī)械制造業(yè)中得到日益廣泛的應(yīng)用（美國(guó)的數(shù)控機(jī)床已占機(jī)床

7、總數(shù)的80%以上），是因?yàn)樗行У亟鉀Q了復(fù)雜、精密、小批多變的零件加工問題，能滿足高質(zhì)量、高效益和多品種、小批量的柔性生產(chǎn)方式的要求，適應(yīng)各種機(jī)械產(chǎn)品迅速更新?lián)Q代的需要，經(jīng)濟(jì)效益顯著，代表著當(dāng)今機(jī)械加工技術(shù)的趨勢(shì)與潮流，也是現(xiàn)代機(jī)械制造企業(yè)在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)激烈的條件下生存與發(fā)展的必然要求。在數(shù)控機(jī)床發(fā)展過程中，值得一提的是數(shù)控加工中心的出現(xiàn)。這是一種具有自動(dòng)換刀裝置的數(shù)控機(jī)床，它能實(shí)現(xiàn)一次裝夾并進(jìn)行多工序加工。這種機(jī)床在刀庫(kù)中裝有鉆頭、絲錐、錢刀、鏈刀等刀具，通過程序指令自動(dòng)選擇刀具，并利用機(jī)械手將刀具裝在主軸上，這樣可大大縮短零件裝卸時(shí)間和換刀時(shí)間。數(shù)控加工中心現(xiàn)在已經(jīng)成為數(shù)控機(jī)床中一個(gè)非常重要的

8、品種，不僅有立式、臥式等鍵銃類加工中心用于箱體類零件的加工，還有車削加工中心用于回轉(zhuǎn)體零件加工以及磨削加工中心等。這些高性能、高精度、高自動(dòng)化的數(shù)控機(jī)床就組成了完整的數(shù)控機(jī)床家族。隨著社會(huì)生產(chǎn)和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，數(shù)控技術(shù)不僅應(yīng)用于機(jī)床的控制，還用于控制其他的設(shè)備，諸如數(shù)控線切割機(jī)、數(shù)控繪圖機(jī)、數(shù)控測(cè)量機(jī)、數(shù)控沖剪機(jī)等，僅數(shù)控機(jī)床就有數(shù)控車床、數(shù)控銃床、數(shù)控鉆床、數(shù)控磨床、數(shù)控鍵床以及數(shù)控加工中心等。因此，在學(xué)習(xí)完數(shù)控技術(shù)這門課的同時(shí)，應(yīng)進(jìn)一步增強(qiáng)學(xué)生的數(shù)控技術(shù)實(shí)踐操作能力，以便能夠系統(tǒng)、完整地掌握數(shù)控機(jī)床技術(shù)，更快更好地適應(yīng)機(jī)械行業(yè)發(fā)展的需要。第二節(jié)數(shù)控機(jī)床的組成及分類一、數(shù)控機(jī)床的組成數(shù)控機(jī)床

9、一般由輸入輸出設(shè)備、CNOt置（或稱CNC單元）、伺服單元、驅(qū)動(dòng)裝置（或稱執(zhí)行機(jī)構(gòu)）可編程控制器PLC及電氣控制裝置、輔助裝置、機(jī)床本體及測(cè)量裝置組成。圖1-1是數(shù)控機(jī)床的組成框圖。其中除機(jī)床本體之外的部分統(tǒng)稱為計(jì)算機(jī)數(shù)控（CNC）系統(tǒng)。計(jì)算機(jī)出匏系第圖1-1數(shù)控機(jī)床的組成框圖1 .機(jī)床本體CNCM床由于切削用量大、連續(xù)加工發(fā)熱量大等因素對(duì)加工精度有一定影響，加之在加工中是自動(dòng)控制，不能像在普通機(jī)床上那樣由人工進(jìn)行調(diào)整、補(bǔ)償，所以其設(shè)計(jì)要求比普通機(jī)床更嚴(yán)格，制造要求更精密，采用了許多新的加強(qiáng)剛性、減小熱變形、提高精度等方面的措施。2 .CNC裝置CNCt置是CNC(統(tǒng)的核心，主要包括微處理器C

10、PU存儲(chǔ)器、局部總線、外圍邏輯電路以及與CNC系統(tǒng)的其他組成部分聯(lián)系的接口等。數(shù)控機(jī)床的CNC(統(tǒng)完全由軟件處理數(shù)字信息，因而具有真正的柔性化，可處理邏輯電路難以處理的復(fù)雜信息，使數(shù)字控制系統(tǒng)的性能大大提高。3 .輸入/輸出設(shè)備鍵盤、磁盤機(jī)等是數(shù)控機(jī)床的典型輸入設(shè)備。除上述以外，還可以用串行通信的方式輸入。數(shù)控系統(tǒng)一般配有CRT顯示器或點(diǎn)陣式液晶顯示器，顯示的信息較豐富，并能顯示圖形。操作人員通過顯示器獲得必要的信息。4 .伺服單元伺服單元是CNG口機(jī)床本體的聯(lián)系環(huán)節(jié)，它把來(lái)自CNCt置的微弱指令信號(hào)放大成控制驅(qū)動(dòng)裝置的大功率信號(hào)。根據(jù)接收指令的不同，伺服單元有脈沖式和模擬式之分，而模擬式伺服

11、單元按電源種類又可分為直流伺服單元和交流伺服單元。5 .驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)裝置把經(jīng)放大的指令信號(hào)變?yōu)闄C(jī)械運(yùn)動(dòng)，通過簡(jiǎn)單的機(jī)械連接部件驅(qū)動(dòng)機(jī)床，使工作臺(tái)精確定位或按規(guī)定的軌跡作嚴(yán)格的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，最后加工出圖紙所要求的零件。和伺服單元相對(duì)應(yīng)，驅(qū)動(dòng)裝置有步進(jìn)電機(jī)、直流伺服電機(jī)和交流伺服電機(jī)等。伺服單元和驅(qū)動(dòng)裝置可合稱為伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，它是機(jī)床工作的動(dòng)力裝置，CNCt置的指令要靠伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)付諸實(shí)施，所以，伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)是數(shù)控機(jī)床的重要組成部分。從某種意義上說，數(shù)控機(jī)床功能的強(qiáng)弱主要取決于CNCt置，而數(shù)控機(jī)床性能的好壞主要取決于伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。6 .可編程控制器可編程控制器(PC,ProgrammableCont

12、roller)是一種以微處理器為基礎(chǔ)的通用型自動(dòng)控制裝置，專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)的。由于最初研制這種裝置的目的是為了解決生產(chǎn)設(shè)備的邏輯及開關(guān)控制，故把稱它為可編程邏輯控制器(PLC,ProgrammableLogicController)。當(dāng)PLC用于控制機(jī)床順序動(dòng)作時(shí)，也可稱之為編程機(jī)床控制器(PMC,ProgrammableMachineController)。PLC己成為數(shù)控機(jī)床不可缺少的控制裝置。CNCPLC協(xié)調(diào)配合，共同完成對(duì)數(shù)控機(jī)床的控制。用于數(shù)控機(jī)床的PLC一般分為兩類：一類是CNC勺生產(chǎn)廠家為實(shí)現(xiàn)數(shù)控機(jī)床的順序控制，而將CNCPLC綜合起來(lái)設(shè)計(jì)，稱為內(nèi)裝型（或集成型）PLC

13、,內(nèi)裝型PLC是CN嚎置的一部分；另一類是以獨(dú)立專業(yè)化的PLC生產(chǎn)廠家的產(chǎn)品來(lái)實(shí)現(xiàn)順序控制功能，稱為獨(dú)立型（或外裝型）PLC。7 .測(cè)量裝置測(cè)量裝置也稱反饋元件，通常安裝在機(jī)床的工作臺(tái)或絲杠上，相當(dāng)于普通機(jī)床的刻度盤和人的眼睛，它把機(jī)床工作臺(tái)的實(shí)際位移轉(zhuǎn)變成電信號(hào)反饋給CN嚎置，供CNCt置與指令值比較產(chǎn)生誤差信號(hào)，以控制機(jī)床向消除該誤差的方向移動(dòng)。按有無(wú)檢測(cè)裝置，CNC系統(tǒng)可分為開環(huán)與閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng)，而按測(cè)量裝置的安裝位置又可分為閉環(huán)與半閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng)。開環(huán)數(shù)控系統(tǒng)的控制精度取決于步進(jìn)電機(jī)和絲杠的精度，閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng)的控制精度取決于檢測(cè)裝置的精度。因此，測(cè)量裝置是高性能數(shù)控機(jī)床的重要組成部分。此外

14、，由測(cè)量裝置和顯示環(huán)節(jié)構(gòu)成的數(shù)顯裝置，可以在線顯示機(jī)床移動(dòng)部件的坐標(biāo)值，大大提高工作效率和工件的加工精度。二、數(shù)控機(jī)床的分類數(shù)控機(jī)床的品種和規(guī)格繁多，分類方法不一。根據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，目前已有近500種數(shù)控機(jī)床。根據(jù)數(shù)控機(jī)床的功能和組成，一般可分為以下幾類。分類方法機(jī)床類型按坐標(biāo)軸數(shù)分類一般數(shù)控機(jī)床數(shù)控加工中心機(jī)床多坐標(biāo)數(shù)控機(jī)床按系統(tǒng)控制特點(diǎn)分類點(diǎn)位控制數(shù)控機(jī)床直線控制數(shù)控機(jī)床輪廓控制數(shù)控機(jī)床按有無(wú)測(cè)量裝置分類開環(huán)數(shù)控系統(tǒng)半閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng)閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng)按功能水平分類經(jīng)濟(jì)型普及型高級(jí)型三、加工中心加工中心是在普通數(shù)控機(jī)床的基礎(chǔ)上增加了自動(dòng)換刀裝置及刀庫(kù)，并帶有自動(dòng)分度回轉(zhuǎn)工作臺(tái)或主軸箱（可自動(dòng)改變角度）

15、及其他輔助功能，從而使工件在一次裝夾后，可以連續(xù)、自動(dòng)完成多個(gè)平面或多個(gè)角度位置的鉆、擴(kuò)、較、像、攻絲、銃削等工序的加工，工序高度集中。加工中心能自動(dòng)改變機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速、進(jìn)給量和刀具相對(duì)于工件的運(yùn)動(dòng)軌跡。有的加工中心帶有雙工作臺(tái)，一個(gè)工作臺(tái)上的工件在加工的同時(shí)，另一個(gè)工件可在處于裝卸位置的工作臺(tái)上進(jìn)行裝卸，然后交換加工（裝卸）位置，因而節(jié)省總加工時(shí)間。由于加工中心具有上述功能，因而可以明顯減少工件裝夾、測(cè)量和機(jī)床的調(diào)整時(shí)間，減少工件的周轉(zhuǎn)、搬運(yùn)和存儲(chǔ)時(shí)間，大大提高生產(chǎn)率，尤其是對(duì)于加工形狀比較復(fù)雜、精度要求較高、品種更換頻繁的零件中，更具有良好的經(jīng)濟(jì)性。加工中心的外形結(jié)構(gòu)各異，但大體都由基礎(chǔ)部件

16、、主軸部件、數(shù)控系統(tǒng)、自動(dòng)換刀系統(tǒng)（含刀庫(kù)）和輔助裝置等組成。按機(jī)床的形狀，加工中心一般分為臥式加工中心、立式加工中心等。1 .自動(dòng)換刀裝置加工中心自動(dòng)換刀裝置的功能是通過機(jī)械手完成刀具的自動(dòng)更換，它應(yīng)當(dāng)滿足換刀時(shí)間短、刀具重復(fù)定位精度高、結(jié)構(gòu)緊湊、安全可靠等要求。自動(dòng)換刀裝置有以下幾種基本形式：1）回轉(zhuǎn)刀架形式；2）更換主軸形式；3）更換主軸箱形式；4）帶刀庫(kù)的自動(dòng)換刀系統(tǒng)形式，目前這種形式應(yīng)用的最為廣泛。2 .刀庫(kù)常用的刀庫(kù)類型有盤式刀庫(kù)（刀具較少時(shí)）、鏈?zhǔn)降稁?kù)（刀具數(shù)量在30-120把時(shí)）。有的數(shù)控加工中心還有機(jī)外對(duì)刀儀，用來(lái)測(cè)量刀具的長(zhǎng)度、直徑和角度，以便利用程序?qū)Φ毒邊?shù)偏差進(jìn)行補(bǔ)償

17、，保證準(zhǔn)確加工。第三節(jié)數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)與普通機(jī)床相比，數(shù)控機(jī)床具有以下特點(diǎn)。一、適應(yīng)性強(qiáng)由于數(shù)控機(jī)床能實(shí)現(xiàn)多個(gè)坐標(biāo)的聯(lián)動(dòng)，所以數(shù)控機(jī)床能完成復(fù)雜型面的加工，特別是對(duì)于可用數(shù)學(xué)方程式和坐標(biāo)點(diǎn)表示的形狀復(fù)雜的零件，加工非常方便。當(dāng)改變加工零件時(shí)，數(shù)控機(jī)床只需更換零件加工的NC程序，不必用凸輪、靠模、樣板或其它模具等專用工藝裝備，且可采用成組技術(shù)的成套夾具。因此，生產(chǎn)準(zhǔn)備周期短，有利于機(jī)械產(chǎn)品的迅速更新?lián)Q代。所以，數(shù)控機(jī)床的適應(yīng)性非常強(qiáng)。二、加工質(zhì)量穩(wěn)定對(duì)于同一批零件，由于使用同一機(jī)床和刀具及同一加工程序，刀具的運(yùn)動(dòng)軌跡完全相同，且數(shù)控機(jī)床是根據(jù)數(shù)控程序自動(dòng)進(jìn)行加工，可以避免人為的誤差，這就保證了零件

18、加工的一致性好且質(zhì)量穩(wěn)定。三、生產(chǎn)效率高數(shù)控機(jī)床上可以采用較大的切削用量，有效地節(jié)省了機(jī)動(dòng)工時(shí)。還有自動(dòng)換速、自動(dòng)換刀和其他輔助操作自動(dòng)化等功能，使輔助時(shí)間大為縮短，而且無(wú)需工序間的檢驗(yàn)與測(cè)量，所以，比普通機(jī)床的生產(chǎn)率高34倍甚至更高。數(shù)控機(jī)床的主軸轉(zhuǎn)速及進(jìn)給范圍都比普通機(jī)床大。目前數(shù)控機(jī)床的最高進(jìn)給速度可達(dá)到100m/min以上，最小分辨率達(dá)0.01科m一般來(lái)說，數(shù)控機(jī)床的生產(chǎn)能力約為普通機(jī)床的三倍，甚至更高。數(shù)控機(jī)床的時(shí)間利用率高達(dá)90%而普通機(jī)床僅為30%-50%。四、加工精度高數(shù)控機(jī)床有較高的加工精度，一般在0.0050.1mm之間。數(shù)控機(jī)床的加工精度不受零件復(fù)雜程度的影響，機(jī)床傳動(dòng)鏈

19、的反向齒輪間隙和絲杠的螺距誤差等都可以通過數(shù)控裝置自動(dòng)進(jìn)行補(bǔ)償，其定位精度比較高，同時(shí)還可以利用數(shù)控軟件進(jìn)行精度校正和補(bǔ)償。五、工序集中，一機(jī)多用數(shù)控機(jī)床特別是帶自動(dòng)換刀的數(shù)控加工中心，在一次裝夾的情況下，幾乎可以完成零件的全部加工工序，一臺(tái)數(shù)控機(jī)床可以代替數(shù)臺(tái)普通機(jī)床。這樣可以減少裝夾誤差，節(jié)約工序之間的運(yùn)輸、測(cè)量和裝夾等輔助時(shí)間，還可以節(jié)省車間的占地面積，帶來(lái)較高的經(jīng)濟(jì)效益。加工中心的工藝方案更與普通機(jī)床的常規(guī)工藝方案不同，常規(guī)工藝以“工序分散”為特點(diǎn)，而加工中心則以工序集中為原則，著眼于減少工件的裝夾次數(shù)，提高重復(fù)定位精度。六、減輕勞動(dòng)強(qiáng)度在輸入程序并啟動(dòng)后，數(shù)控機(jī)床就自動(dòng)地連續(xù)加工，直

20、至零件加工完畢。這樣就簡(jiǎn)化了工人的操作，使勞動(dòng)強(qiáng)度大大降低。數(shù)控機(jī)床是一種高技術(shù)的設(shè)備，盡管機(jī)床價(jià)格較高，而且要求具有較高技術(shù)水平的人員來(lái)操作和維修，但是數(shù)控機(jī)床的優(yōu)點(diǎn)很多，它有利于自動(dòng)化生產(chǎn)和生產(chǎn)管理，使用數(shù)控機(jī)床的經(jīng)濟(jì)效益還是很高的。練習(xí)題1-1什么是計(jì)算機(jī)數(shù)字控制機(jī)床？1-2CNC機(jī)床由哪些部件組成？1-3何謂點(diǎn)位控制、點(diǎn)位直線控制和輪廓控制？數(shù)控加工中心采用的是什么控制方式？第二章數(shù)控編程實(shí)驗(yàn)通過數(shù)控技術(shù)課程的學(xué)習(xí)，我們已知道，數(shù)控加工是把編好的加工程序輸入數(shù)控裝置，數(shù)控裝置再將輸入的信息進(jìn)行運(yùn)算處理后轉(zhuǎn)換成驅(qū)動(dòng)伺服機(jī)構(gòu)的指令信號(hào)，最后由伺服機(jī)構(gòu)控制機(jī)床的各種動(dòng)作，自動(dòng)地加工出零件。由

21、此可看出，用數(shù)控機(jī)床加工零件，程序編制是一項(xiàng)重要的工作，它對(duì)有效利用數(shù)控機(jī)床起主要作用。數(shù)控加工的程序編制也稱數(shù)控編程，數(shù)控編程時(shí)，必須對(duì)零件進(jìn)行分析，將加工零件的全部工藝過程、工藝參數(shù)、位移數(shù)據(jù)等以規(guī)定的代碼、程序格式寫出。我們?cè)趯W(xué)習(xí)了數(shù)控編程的基本知識(shí)（坐標(biāo)系的確定、基本數(shù)控指令、指令格式等）后，如何編制出適合某一數(shù)控機(jī)床的實(shí)用加工程序？這在編程前，必須對(duì)該數(shù)控機(jī)床的規(guī)格、性能、切削范圍、CNC系統(tǒng)所具備的功能、編程指令及指令格式等有較全面的了解，并將機(jī)床的運(yùn)動(dòng)過程、零件的工藝過程、切削用量和走刀路線等都編入程序，最后通過上機(jī)床進(jìn)行加工模擬、試切加工等來(lái)驗(yàn)證程序的正確性、合理性。由此可以看

22、出，數(shù)控編程是集工藝于程序中，且其實(shí)踐性很強(qiáng)。通過數(shù)控編程實(shí)驗(yàn)這一章的學(xué)習(xí)，要求掌握數(shù)控編程的一般步驟、基本方法和常用編程技巧，學(xué)會(huì)數(shù)控機(jī)床的調(diào)整、參數(shù)設(shè)置和數(shù)控系統(tǒng)的基本操作等。第一節(jié)數(shù)控加工的工藝路線分析理想的加工程序不僅應(yīng)保證加工出符合圖樣的合格工件，同時(shí)應(yīng)能使數(shù)控機(jī)床的功能得到合理的應(yīng)用和充分的發(fā)揮。數(shù)控機(jī)床是一種高效率的自動(dòng)化設(shè)備，它的效率高于普通機(jī)床的23倍，所以，要充分發(fā)揮數(shù)控機(jī)床的這一特點(diǎn)，必須熟練掌握其性能、特點(diǎn)、使用操作方法，同時(shí)還必須在編程之前正確地確定加工方案。由于生產(chǎn)規(guī)模的差異，對(duì)于同一零件的加工方案是有所不同的，應(yīng)根據(jù)具體條件，選擇經(jīng)濟(jì)、合理的工藝方案。一、加工工序

23、劃分在數(shù)控機(jī)床上加工零件，工序可以比較集中，一次裝夾應(yīng)盡可能完成全部工序。與普通機(jī)床加工相比，加工工序劃分有其自己的特點(diǎn)，常用的工序劃分原則有以下兩種。1 .保證精度的原則數(shù)控加工要求工序盡可能集中，常常粗、精加工在一次裝夾下完成，為減少熱變形和切削力變形對(duì)工件的形狀、位置精度、尺寸精度和表面粗糙度的影響，應(yīng)將粗、精加工分開進(jìn)行。對(duì)軸類或盤類零件，將各處先粗加工，留少量余量精加工，來(lái)保證表面質(zhì)量要求。同時(shí)，對(duì)一些箱體工件，為保證孔的加工精度，應(yīng)先加工表面而后加工孔。2 .提高生產(chǎn)效率的原則數(shù)控加工中，為減少換刀次數(shù)，節(jié)省換刀時(shí)間，應(yīng)將需用同一把刀加工的加工部位全部完成后，再換另一把刀來(lái)加工其它

24、部位。同時(shí)應(yīng)盡量減少空行程，用同一把刀加工工件的多個(gè)部位時(shí)，應(yīng)以最短的路線到達(dá)各加工部位。實(shí)際中，數(shù)控加工工序要根據(jù)具體零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、技術(shù)要求等情況綜合考慮。二、加工路線的確定在數(shù)控加工中，刀具（嚴(yán)格說是刀位點(diǎn)）相對(duì)于工件的運(yùn)動(dòng)軌跡和方向稱為加工路線。即刀具從對(duì)刀點(diǎn)開始運(yùn)動(dòng)起，直至結(jié)束加工程序所經(jīng)過的路徑，包括切削加工的路徑及刀具引入、返回等非切削空行程。加工路線的確定首先必須保證被加工零件的尺寸精度和表面質(zhì)量，其次考慮數(shù)值計(jì)算簡(jiǎn)單，走刀路線盡量短，效率較高等。下面舉例分析數(shù)控機(jī)床加工零件時(shí)常用的加工路線。1.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(zhǎng)為L(zhǎng),車圓

25、錐的加工路線如圖2-1所示。按圖2-1a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(jì)算，可有相似三角形得：品Ts-%nrl20SV-此種加工路線，粗車時(shí)，刀具背吃刀量相同，但精車時(shí)，背吃刀量不同；同時(shí)刀具切削運(yùn)動(dòng)的路線最短。按圖2-1b的相似斜線切削路線，也需計(jì)算粗車時(shí)終刀距S,同樣由相似三角形可計(jì)算得：V-=上L8£x瘋3=駕按此種加工路線，刀具切削運(yùn)動(dòng)的距離較短。按圖2-1c的斜線加工路線，只需確定了每次背吃刀量ap,而不需計(jì)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(yùn)動(dòng)的路線較長(zhǎng)。2 .車圓弧的加工路線分析應(yīng)用G02（或G03）指令

26、車圓弧，若用一刀就把圓弧加工出來(lái)，這樣吃刀量太大，容易打刀。所以，實(shí)際車圓弧時(shí)，需要多刀加工，先將大多余量切除，最后才車得所需圓弧。下面介紹車圓弧常用加工路線。圖2-2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(jì)算出粗車的終刀距S,即求圓弧與直線的交點(diǎn)。此方法刀具切削運(yùn)動(dòng)距離較短，但數(shù)值計(jì)算較繁。圖2-3為車圓弧的同心圓弧切削路線。即用不同的半徑圓來(lái)車削，最后將所需圓弧加工出來(lái)。此方法在確定了每次吃刀量ap后，對(duì)90。圓弧的起點(diǎn)、終點(diǎn)坐標(biāo)較易確定，數(shù)值計(jì)算簡(jiǎn)單，編程方便，常采用。但按圖2-3b加工時(shí)，空行程時(shí)間較長(zhǎng)。b)國(guó)2-3同心圓孤切

27、削路線車圓孤圖2-4為車圓弧的車錐法切削路線。即先車一個(gè)圓錐，再車圓弧。但要注意，車錐時(shí)的起點(diǎn)和終點(diǎn)的確定,2-4所示，連接OC交圓弧于若確定不好，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D,過D點(diǎn)作圓弧的切線AB。由幾何關(guān)系CD=OC-OD=&兄-R=0.414R,此為車錐時(shí)的最大切削余量，即車錐時(shí)，加工路線不能超過AB線。由圖示關(guān)系，可得AC=BC=0.586R,這樣可確定出車錐時(shí)的起點(diǎn)和終點(diǎn)。當(dāng)R不太大時(shí)，可取AC=BC=0.5R。此方法數(shù)值計(jì)算較繁，刀具切削路線短。©L1x圖24車鏈法切削路線車圓強(qiáng)圖匕5切削螺紋時(shí)弓|入、弓I出E巨離3 .車螺紋時(shí)軸向進(jìn)

28、給距離的分析車螺紋時(shí)，刀具沿螺紋方向的進(jìn)給應(yīng)與工件主軸旋轉(zhuǎn)保持嚴(yán)格的速比關(guān)系?？紤]到刀具從停止?fàn)顟B(tài)到達(dá)指定的進(jìn)給速度或從指定的進(jìn)給速度降至零，驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)必有一個(gè)過渡過程，沿軸向進(jìn)給的加工路線長(zhǎng)度，除保證加工螺紋長(zhǎng)度外，還應(yīng)增加61(25mm)的刀具引入距離和82(12mm)的刀具切出距離，如圖2-5所示。這樣來(lái)保證切削螺紋時(shí)，在升速完成后使刀具接觸工件，刀具離開工件后再降速。4 .輪廓銃削加工路線的分析對(duì)于連續(xù)銃削輪廓，特別是加工圓弧時(shí)，要注意安排好刀具的切入、切出，要盡量避免交接處重復(fù)加工，否則會(huì)出現(xiàn)明顯的界限痕跡。如圖2-6所示，用圓弧插補(bǔ)方式銃削外整圓時(shí)，要安排刀具從切向進(jìn)入圓周銃削加工，

29、當(dāng)整圓加工完畢后，不要在切點(diǎn)處直接退刀，而讓刀具多運(yùn)動(dòng)一段距離，最好沿切線方向，以免取消刀具補(bǔ)償時(shí)，刀具與工件表面相碰撞，造成工件報(bào)廢。銃削內(nèi)圓弧時(shí)，也要遵守從切向切入的原則，安排切入、切出過渡圓弧，如圖3-7所示，若刀具從工件坐標(biāo)原點(diǎn)出發(fā)，其加工路線為1一2一3一4一5,這樣，來(lái)提高內(nèi)孔表面的加工精度和質(zhì)量。5 .位置精度要求高的孔加工路線的分析對(duì)于位置精度要求精度較高的孔系加工，特別要注意孔的加工順序的安排，安排不當(dāng)時(shí)，就有可能將沿坐標(biāo)軸的反向間隙帶入，直接影響位置精度。如圖2-8所示，圖a為零件圖，在該零件上加工的六個(gè)尺寸相同的孔，有兩種加工路線。當(dāng)按b圖所示路線加工時(shí)，由于5、6孔與1

30、、2、3、4孔定位方向相反，在Y方向反向間隙會(huì)使定位誤差增加，而影響5、6孔與其它孔的位置精度。按圖c所示路線，加工完4孔后，往上移動(dòng)一段距離到P點(diǎn)，然后再折回來(lái)加工5、6孔，這樣方向一致，可避免反向間隙的引入，提高5、6孔與其它孔的位置精度。圖X8孔加工路線示意圖6 .銃削曲面的加工路線的分析銃削曲面時(shí)，常用球頭刀采用“行切法”進(jìn)行加工。所謂行切法是指刀具與零件輪廓的切點(diǎn)軌跡是一行一行的，而行間的距離是按零件加工精度的要求確定。對(duì)于邊界敞開的曲面加工，可采用兩種加工路線。如圖2-9所示，對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)大葉片，當(dāng)采用圖2-9a的加工方案時(shí)，每次沿直線加工，刀位點(diǎn)計(jì)算簡(jiǎn)單，程序少，加工過程符合直紋面

31、的形成，可以準(zhǔn)確保證母線的直線度。當(dāng)采用圖2-9b的加工方案時(shí)，符合這類零件數(shù)據(jù)給出情況，便于加工后檢驗(yàn)，葉形的準(zhǔn)確度高，但程序較多。由于曲面零件的邊界是敞開的，沒有其他表面限制，所以曲面邊界可以延伸，球頭刀應(yīng)由邊界外開始加工。圖2-3曲面加工的加工路線以上通過幾例分析了數(shù)控加工中常用的加工路線，實(shí)際生產(chǎn)中，加工路線的確定要根據(jù)零件的具體結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，綜合考慮，靈活運(yùn)用。而確定加工路線的總原則是：在保證零件加工精度和表面質(zhì)量的條件下，盡量縮短加工路線，以提高生產(chǎn)率。第二節(jié)夾具、刀具的選擇及切削用量的確定一、夾具的選擇、工件裝夾方法的確定1 .夾具的選擇數(shù)控加工對(duì)夾具主要有兩大要求：一是夾具應(yīng)具有足

32、夠的精度和剛度；二是夾具應(yīng)有可靠的定位基準(zhǔn)。選用夾具時(shí)，通?？紤]以下幾點(diǎn)：1）盡量選用可調(diào)整夾具、組合夾具及其它通用夾具，避免采用專用夾具，以縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備時(shí)間。2）在成批生產(chǎn)時(shí)才考慮采用專用夾具，并力求結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。3）裝卸工件要迅速方便，以減少機(jī)床的停機(jī)時(shí)間。4）夾具在機(jī)床上安裝要準(zhǔn)確可靠，以保證工件在正確的位置上加工。2 .夾具的類型數(shù)控車床上的夾具主要有兩類：一類用于盤類或短軸類零件，工件毛坯裝夾在帶可調(diào)卡爪的卡盤（三爪、四爪）中，由卡盤傳動(dòng)旋轉(zhuǎn)；另一類用于軸類零件，毛坯裝在主軸頂尖和尾架頂尖間，工件由主軸上的撥動(dòng)卡盤傳動(dòng)旋轉(zhuǎn)。數(shù)控銃床上的夾具，一般安裝在工作臺(tái)上，其形式根據(jù)被加工工件的特點(diǎn)

33、可多種多樣。如：通用臺(tái)虎鉗、數(shù)控分度轉(zhuǎn)臺(tái)等。3 .零件的安裝數(shù)控機(jī)床上零件的安裝方法與普通機(jī)床一樣，要合理選擇定位基準(zhǔn)和夾緊方案，注意以下兩點(diǎn)：1）力求設(shè)計(jì)、工藝與編程計(jì)算的基準(zhǔn)統(tǒng)一，這樣有利于編程時(shí)數(shù)值計(jì)算的簡(jiǎn)便性和精確性。2）盡量減少裝夾次數(shù)，盡可能在一次定位裝夾后，加工出全部待加工表面。二、刀具的選擇及對(duì)刀點(diǎn)、換刀點(diǎn)的設(shè)置1.刀具的選擇與普通機(jī)床加工方法相比，數(shù)控加工對(duì)刀具提出了更高的要求，不僅需要?jiǎng)傂院?、精度高，而且要求尺寸穩(wěn)定，耐用度高，斷屑和排屑性能好；同時(shí)要求安裝調(diào)整方便，這樣來(lái)滿足數(shù)控機(jī)床高效率的要求。數(shù)控機(jī)床上所選用的刀具常采用適應(yīng)高速切削的刀具材料（如高速鋼、超細(xì)粒度硬質(zhì)合

34、金）并使用可轉(zhuǎn)位刀片。（1）車削用刀具及其選擇數(shù)控車削常用的車刀一般分尖形車刀、圓弧形車刀以及成型車刀三類。1）尖形車刀尖形車刀是以直線形切削刃為特征的車刀。這類車刀的刀尖由直線形的主副切削刃構(gòu)成，如90°內(nèi)外圓車刀、左右端面車刀、切槽（切斷）車刀及刀尖倒棱很小的各種外圓和內(nèi)孔車刀。尖形車刀幾何參數(shù)（主要是幾何角度）的選擇方法與普通車削時(shí)基本相同，但應(yīng)結(jié)合數(shù)控加工的特點(diǎn)（如加工路線、加工干涉等）進(jìn)行全面的考慮，并應(yīng)兼顧刀尖本身的強(qiáng)度。2）圓弧形車刀圓弧形車刀是以一圓度或線輪廓度誤差很小的圓弧形切削刃為特征的車刀。該車刀圓弧刃每一點(diǎn)都是圓弧形車刀的刀尖，應(yīng)此，刀位點(diǎn)不在圓弧上，而在該圓

35、弧的圓心上。圓弧形車刀可以用于車削內(nèi)外表面，特別適合于車削各種光滑連接（凹形）的成型面。選擇車刀圓弧半徑時(shí)應(yīng)考慮兩點(diǎn)：一是車刀切削刃的圓弧半徑應(yīng)小于或等于零件凹形輪廓上的最小曲率半徑，以免發(fā)生加工干涉；二是該半徑不宜選擇太小，否則不但制造困難，還會(huì)因刀尖強(qiáng)度太弱或刀體散熱能力差而導(dǎo)致車刀損壞。3）成型車刀成型車刀也稱樣板車刀，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)控車削加工中，常見的成型車刀有小半徑圓弧車刀、非矩形車槽刀和螺紋刀等。在數(shù)控加工中，應(yīng)盡量少用或不用成型車刀。（2）銃削用刀具及其選擇數(shù)控加工中，銃削平面零件內(nèi)外輪廓及銃削平面常用平底立銃刀，該刀具有關(guān)參數(shù)的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)如

36、下：1）銃刀半徑Rd應(yīng)小于零件內(nèi)輪廓面的最小曲率半徑Rmin,一般取Rd=（0.80.9）Rmin2）零件的加工高度HW（1/4-1/6）Rd,以保證刀具有足夠的剛度。圖薩此粗加工鐵刀直學(xué)培茸法3)粗加工內(nèi)輪廓時(shí)，銃刀最大直徑D可按下式計(jì)算(參見圖2-10):2(Asin-A)D=+以I-sin2式中Di輪廓的最小凹圓角半徑；A圓角鄰邊夾角等分線上的精加工余量;i精加工余量；圓角兩鄰邊的最小夾角。63jjjei圖LL1平底工鐵刀6)環(huán)牙力d轅田力椎用用力耐廝打圖2-12立斛型畫標(biāo)變舞前輪裁野'形加工的常用悟刀4)用平底立銃刀銃削內(nèi)槽底部時(shí)，由于槽底兩次走刀需要搭接，而刀具底刃起彳用的半

37、徑Re=R-r,如圖2-11所示，即直徑為d=2Re=2(R-r),編程時(shí)取刀具半徑為Re=0.95(R-r)。對(duì)于一些立體型面和變斜角輪廓外形的加工，常用球形銃刀、環(huán)形銃刀、鼓形銃刀、錐形銃刀和盤銃刀。如圖2-12所示。(3)標(biāo)準(zhǔn)化刀具目前，數(shù)控機(jī)床上大多使用系列化、標(biāo)準(zhǔn)化刀具，對(duì)可轉(zhuǎn)位機(jī)夾外圓車刀、端面車刀等的刀柄和刀頭都有國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)及系列化型號(hào)；對(duì)于加工中心及有自動(dòng)換刀裝置的機(jī)床，刀具的刀柄都已有系列化和標(biāo)準(zhǔn)化的規(guī)定，如錐柄刀具系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)代號(hào)為TSG-JT,直柄刀具系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)代號(hào)為DSGJZ。此外，對(duì)所選擇的刀具，在使用前都需對(duì)刀具尺寸進(jìn)行嚴(yán)格的測(cè)量以獲得精確數(shù)據(jù)，并由操作者將這些數(shù)據(jù)輸入

38、數(shù)據(jù)系統(tǒng)，經(jīng)程序調(diào)用而完成加工過程，從而加工出合格的工件。2.對(duì)刀點(diǎn)、換刀點(diǎn)的設(shè)置工件裝夾方式在機(jī)床確定后，通過確定工件原點(diǎn)來(lái)確定了工件坐標(biāo)系，加工程序中的各運(yùn)動(dòng)軸代碼控制刀具作相對(duì)位移。例如：某程序開始第一個(gè)程序段為N0010G90G00X100Z20,是指刀具快速移動(dòng)到工件坐標(biāo)下X=100mmZ=20mm處。究竟刀具從什么位置開始移動(dòng)到上述位置呢？所以在程序執(zhí)行的一開始，必須確定刀具在工件坐標(biāo)系下開始運(yùn)動(dòng)的位置，這一位置即為程序執(zhí)行時(shí)刀具相對(duì)于工件運(yùn)動(dòng)的起點(diǎn)，所以稱程序起始點(diǎn)或起刀點(diǎn)。此起始點(diǎn)一般通過對(duì)刀來(lái)確定，所以，該點(diǎn)又稱對(duì)刀點(diǎn)。在編制程序時(shí)，要正確選擇對(duì)刀點(diǎn)的位置。對(duì)刀點(diǎn)設(shè)置原則是：

39、1）便于數(shù)值處理和簡(jiǎn)化程序編制。2）易于找正并在加工過程中便于檢查。3）引起的加工誤差小。對(duì)刀點(diǎn)可以設(shè)置在加工零件上，也可以設(shè)置在夾具上或機(jī)床上，為了提高零件的加工精度，對(duì)刀點(diǎn)應(yīng)盡量設(shè)置在零件的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)或工藝基準(zhǔn)上。例：以外圓或孔定位零件，可以取外圓或孔的中心與端面的交點(diǎn)作為對(duì)刀點(diǎn)。實(shí)際操作機(jī)床時(shí)，可通過手工對(duì)刀操作把刀具的刀位點(diǎn)放到對(duì)刀點(diǎn)上，即“刀位點(diǎn)”與“對(duì)刀點(diǎn)”的重合。所謂“刀位點(diǎn)”是指刀具的定位基準(zhǔn)點(diǎn)，車刀的刀位點(diǎn)為刀尖或刀尖圓弧中心；平底立銃刀是刀具軸線與刀具底面的交點(diǎn)；球頭銃刀是球頭的球心，鉆頭是鉆尖等。用手動(dòng)對(duì)刀操作，對(duì)刀精度較低，且效率低。而有些工廠采用光學(xué)對(duì)刀鏡、對(duì)刀儀、自動(dòng)

40、對(duì)刀裝置等，以減少對(duì)刀時(shí)間，提高對(duì)刀精度。加工過程中需要換刀時(shí)，應(yīng)規(guī)定換刀點(diǎn)。所謂“換刀點(diǎn)”是指刀架轉(zhuǎn)動(dòng)換刀時(shí)的位置，換刀點(diǎn)應(yīng)設(shè)在工件或夾具的外部，以換刀時(shí)不碰工件及其它部件為準(zhǔn)。三、切削用量的確定數(shù)控編程時(shí)，編程人員必須確定每道工序的切削用量，并以指令的形式寫入程序中。切削用量包括主軸轉(zhuǎn)速、背吃刀量及進(jìn)給速度等。對(duì)于不同的加工方法，需要選用不同的切削用量。切削用量的選擇原則是：保證零件加工精度和表面粗糙度，充分發(fā)揮刀具切削性能，保證合理的刀具耐用度；并充分發(fā)揮機(jī)床的性能，最大限度提高生產(chǎn)率，降低成本。1 .主軸轉(zhuǎn)速的確定主軸轉(zhuǎn)速應(yīng)根據(jù)允許的切削速度和工件（或刀具）直徑來(lái)選擇。其計(jì)算公式為：n

41、=1000v/兀D式中v-切削速度，單位為m/min,由刀具的耐用度決定；n-主軸轉(zhuǎn)速，單位為r/min;D-工件直徑或刀具直徑，單位為mm。計(jì)算的主軸轉(zhuǎn)速n最后要根據(jù)機(jī)床說明書選取機(jī)床有的或較接近的轉(zhuǎn)速。2 .進(jìn)給速度的確定進(jìn)給速度是數(shù)控機(jī)床切削用量中的重要參數(shù)，主要根據(jù)零件的加工精度和表面粗糙度要求以及刀具、工件的材料性質(zhì)選取。最大進(jìn)給速度受機(jī)床剛度和進(jìn)給系統(tǒng)的性能限制。確定進(jìn)給速度的原則：1）當(dāng)工件的質(zhì)量要求能夠得到保證時(shí)，為提高生產(chǎn)效率，可選擇較高的進(jìn)給速度。一般在100200mm/min范圍內(nèi)選取。2）在切斷、加工深孔或用高速鋼刀具加工時(shí)，宜選擇較低的進(jìn)給速度，一般在2050mm/m

42、in范圍內(nèi)選取。3）當(dāng)加工精度，表面粗糙度要求高時(shí)，進(jìn)給速度應(yīng)選小些，一般在2050mm/min范圍內(nèi)選取。4）刀具空行程時(shí)，特別是遠(yuǎn)距離“回零”時(shí)，可以設(shè)定該機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)設(shè)定的最高進(jìn)給速度。3 .背吃刀量確定背吃刀量根據(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，可留少量精加工余量，一般0.20.5mm?？傊邢饔昧康木唧w數(shù)值應(yīng)根據(jù)機(jī)床性能、相關(guān)的手冊(cè)并結(jié)合實(shí)際經(jīng)驗(yàn)用類比方法確定。同時(shí)，使主軸轉(zhuǎn)速、切削深度及進(jìn)給速度三者能相互適應(yīng)，以形成最佳切削用量。第三節(jié)數(shù)控編程的有關(guān)問題一、數(shù)控機(jī)床的

43、坐標(biāo)系統(tǒng)數(shù)控機(jī)床各坐標(biāo)軸按標(biāo)準(zhǔn)JB3051-82<數(shù)控機(jī)床及其數(shù)控機(jī)械的坐標(biāo)系和運(yùn)動(dòng)方向的命名方法>確定后，還要確定坐標(biāo)系原點(diǎn)的位置，這樣坐標(biāo)系才能確定下來(lái)。依原點(diǎn)的不同，數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)系統(tǒng)分為機(jī)床坐標(biāo)系和工件坐標(biāo)系。1.機(jī)床坐標(biāo)系以機(jī)床原點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)建立起來(lái)的X、Y、Z軸直角坐標(biāo)系，稱為機(jī)床坐標(biāo)系。機(jī)床原點(diǎn)為機(jī)床上的一個(gè)固定點(diǎn)，也稱機(jī)床零點(diǎn)。機(jī)床零點(diǎn)是通過機(jī)床參考點(diǎn)間接確定的，機(jī)床參考點(diǎn)也是機(jī)床上的一個(gè)固定點(diǎn)，其與機(jī)床零點(diǎn)間有一確定的相對(duì)位置，一般設(shè)置在刀具運(yùn)動(dòng)的X、Y、Z正向最大極限位置。在機(jī)床每次通電之后，工作之前，必須進(jìn)行回機(jī)床零點(diǎn)操作，使刀具運(yùn)動(dòng)到機(jī)床參考點(diǎn)，其位置由機(jī)械

44、檔塊確定。這樣，通過機(jī)床回零操作，確定了機(jī)床零點(diǎn)，從而準(zhǔn)確地建立機(jī)床坐標(biāo)系，即相當(dāng)于數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)部建立一個(gè)以機(jī)床零點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)的機(jī)床坐標(biāo)系。機(jī)床坐標(biāo)系是機(jī)床固有的坐標(biāo)系，一般情況下，機(jī)床坐標(biāo)系在機(jī)床出廠前已經(jīng)調(diào)整好，不允許用戶隨意變動(dòng)。2. 工件坐標(biāo)系工件圖樣給出以后，首先應(yīng)找出圖樣上的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)點(diǎn)。其他各項(xiàng)尺寸均是以此點(diǎn)為基準(zhǔn)進(jìn)行標(biāo)注。該基準(zhǔn)點(diǎn)稱為工件原點(diǎn)。以工件原點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)建立的X、Y、Z軸直角坐標(biāo)系，稱為工件坐標(biāo)系。工件坐標(biāo)系是用來(lái)確定工件幾何形體上各要素的位置而設(shè)置的坐標(biāo)系，工件原點(diǎn)的位置是人為設(shè)定的，它是由編程人員在編制程序時(shí)根據(jù)工件的特點(diǎn)選定的，所以也稱編程原點(diǎn)。數(shù)控車床加工零件的工

45、件原點(diǎn)一般選擇在工件右端面、左端面或卡爪的前端面與Z軸的交點(diǎn)上。圖2-13所示，是以工件右端面與Z軸的交點(diǎn)作為工件原點(diǎn)的工件坐標(biāo)系。數(shù)控銃床加工零件的工件原點(diǎn)選擇時(shí)應(yīng)該注意：工件原點(diǎn)應(yīng)選在零件圖的尺寸基準(zhǔn)上，對(duì)于對(duì)稱零件，工件原點(diǎn)應(yīng)設(shè)在對(duì)稱中心上；對(duì)于一般零件，工件原點(diǎn)設(shè)在工件外輪廓的某一角上，這樣便于坐標(biāo)值的計(jì)算。對(duì)于Z軸方向的原點(diǎn)，一般設(shè)在工件表面，并盡量選在精度較高的工件表面。同一工件，由于工件原點(diǎn)變了，程序段中的坐標(biāo)尺寸也隨之改變。因此，數(shù)控編程時(shí)，應(yīng)該首先確定編程原點(diǎn)，確定工件坐標(biāo)系。編程原點(diǎn)的確定是在工件裝夾完畢后，通過對(duì)刀確定。二、對(duì)刀在數(shù)控加工中，工件坐標(biāo)系確定后，還要確定刀具

46、的刀位點(diǎn)在工件坐標(biāo)系中的位置。即常說的對(duì)刀問題。數(shù)控機(jī)床上，目前，常用的對(duì)刀方法為手動(dòng)試切對(duì)刀。1 .數(shù)控車床的對(duì)刀數(shù)控車床對(duì)刀方法基本相同，首先，將工件在三爪卡盤上裝夾好之后，用手動(dòng)方法操作機(jī)床，具體步驟如下：1）回參考點(diǎn)操作采用ZERO（回參考點(diǎn)）方式進(jìn)行回參考點(diǎn)的操作，建立機(jī)床坐標(biāo)系。此時(shí)CRT上將顯示刀架中心（對(duì)刀參考點(diǎn)）在機(jī)床坐標(biāo)系中的當(dāng)前位置的坐標(biāo)值。2）試切對(duì)刀先用已選好的刀具將工件外圓表面車一刀，保持X向尺寸不變，Z向退刀，按設(shè)置編程零點(diǎn)鍵，CRT屏幕上顯示X、Z坐標(biāo)值都清成零（即X0,Z0）;然后，停止主軸，測(cè)量工件外圓直徑D。如圖2-14所示。再將工件端面車一刀，當(dāng)CRT上

47、顯示的X坐標(biāo)值為-（D/2）時(shí)，按設(shè)置編程零點(diǎn)鍵，CRT屏幕上顯示X、Z坐標(biāo)值都清成零（即X0,Z0）,系統(tǒng)內(nèi)部完成了編程零點(diǎn)的設(shè)置功能。3）建立工件坐標(biāo)系刀尖（車刀的刀位點(diǎn)）當(dāng)前位置就在編程零點(diǎn)（即工件原點(diǎn)）上。2 .數(shù)控銃床的對(duì)刀假設(shè)零件為對(duì)稱零件，并且毛坯已測(cè)量好長(zhǎng)為L(zhǎng)寬為L(zhǎng)2,平底立銃刀的直徑也已測(cè)量好。如圖2-15所示，將工件在銃床工作臺(tái)上裝夾好后，在手動(dòng)方式操縱機(jī)床，具體步驟如下：1）回參考點(diǎn)操作采用ZERO（回參考點(diǎn)）方式進(jìn)行回參考點(diǎn)的操作，建立機(jī)床坐標(biāo)系。此時(shí)CRT上將顯示銃刀中心（對(duì)刀參考點(diǎn)）在機(jī)床坐標(biāo)系中的當(dāng)前位置的坐標(biāo)值。圖片15燈行零件的手制時(shí)力示意圖2）手工對(duì)刀先使刀

48、具靠攏工件的左側(cè)面（采用點(diǎn)動(dòng)操作，以開始有微量切削為準(zhǔn)），刀具如圖A位置，按設(shè)置編程零點(diǎn)鍵，CRT上顯示X0、Y0、Z0,則完成X方向的編程零點(diǎn)設(shè)置。再使刀具靠攏工件的前側(cè)面，刀具如圖B位置，保持刀具Y方向不動(dòng)，使刀具X向退回，當(dāng)CRT上X坐標(biāo)值0時(shí)，按編程零點(diǎn)設(shè)置鍵，就完成X、Y兩個(gè)方向的編程零點(diǎn)設(shè)置。最后抬高Z軸，移動(dòng)刀具，考慮到存在銃刀半徑，當(dāng)CRT上顯示X坐標(biāo)值為（Li/2+銃刀半徑），Y的坐標(biāo)值為（L2/2+銃刀半徑）時(shí)，使銃刀底部靠攏工件上表面，按編程零點(diǎn)設(shè)置鍵，CRT屏幕上顯示X、Y、Z坐標(biāo)值都清成零（即X0,Y0,Z0）,系統(tǒng)內(nèi)部完成了編程零點(diǎn)的設(shè)置功能。就把銃刀的刀位點(diǎn)設(shè)置在

49、工件對(duì)稱中心上，即工件坐標(biāo)系的工件原點(diǎn)上。3）建立工件坐標(biāo)系此時(shí)，刀具（銃刀的刀位點(diǎn)）當(dāng)前位置就在編程零點(diǎn)（即工件原點(diǎn)）上。由于手動(dòng)試切對(duì)刀方法，調(diào)整簡(jiǎn)單、可靠，且經(jīng)濟(jì)，所以得到廣泛的應(yīng)用。第四節(jié)數(shù)控車床編程實(shí)例（參考程序見相應(yīng)超級(jí)鏈接）實(shí)例一1 .根據(jù)零件圖樣要求、毛坯情況，確定工藝方案及加工路線1）對(duì)短軸類零件，軸心線為工藝基準(zhǔn)，用三爪自定心卡盤夾持。45外圓，使工件伸出卡盤80mm,一次裝夾完成粗精加工。2）工步順序粗車端面及（）40mm外圓，留1mm精車余量。精車（）40mm外圓到尺寸。2 .選擇機(jī)床設(shè)備根據(jù)零件圖樣要求，選用經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床即可達(dá)到要求。故選用CK0630型數(shù)控臥式車床

50、。3 .選擇刀具根據(jù)加工要求，選用兩把刀具，T01為90°粗車刀，T03為90°精車刀。同時(shí)把兩把刀在自動(dòng)換刀刀架上安裝好，且都對(duì)好刀，把它們的刀偏值輸入相應(yīng)的刀具參數(shù)中。4 .確定切削用量切削用量的具體數(shù)值應(yīng)根據(jù)該機(jī)床性能、相關(guān)的手冊(cè)并結(jié)合實(shí)際經(jīng)驗(yàn)確定，詳見加工程序。5 .確定工件坐標(biāo)系、對(duì)刀點(diǎn)和換刀點(diǎn)確定以工件右端面與軸心線的交點(diǎn)O為工件原點(diǎn)，建立XOZ工件坐標(biāo)系，如前頁(yè)圖2-16所示。采用手動(dòng)試切對(duì)刀方法（操作與前面介紹的數(shù)控車床對(duì)刀方法基本相同）把點(diǎn)O作為對(duì)刀點(diǎn)。換刀點(diǎn)設(shè)置在工件坐標(biāo)系下X55、Z20處。6 .編寫程序（以CK0630車床為例）按該機(jī)床規(guī)定的指令代碼

51、和程序段格式，把加工零件的全部工藝過程編寫成程序清單。該工件的加工程序如下：N0010N0020N0030N0040N0050N0060N0070N0080N0090G59G90G92M03M06G00G01G00G00X0Z100X55Z20S600T01X46Z0X0Z0X0Z1X41Z1;設(shè)置工件原點(diǎn);設(shè)置換刀點(diǎn);取1號(hào)90°偏刀，粗車N0100N0110N0120N0130N0140N0150N0160N0170N0180N0190G01G28G29M06G00M03G01G00M05M02X41T03X40Z-64F80;粗車（）40mm外圓，留1;回?fù)Q刀點(diǎn);取3號(hào)90&#

52、176;偏刀，精車Z1S1000X40Z-64F40X55Z20；精車（）40mm外圓到尺寸mm精車余量45鋼，數(shù)控車削端面、外圓。如圖2-16所示工件，毛坯為（）45mmX120mm棒材，材料為實(shí)例二1 .根據(jù)零件圖樣要求、毛坯情況，確定工藝方案及加工路線1）對(duì)細(xì)長(zhǎng)軸類零件，軸心線為工藝基準(zhǔn)，用三爪自定心卡盤夾持用頂尖頂持另一頭，一次裝夾完成粗精加工。2 ）工步順序手動(dòng)粗車端面。手動(dòng)鉆中心孔。（）25mm外圓一頭，使工件伸出卡盤85mm,自動(dòng)加工粗車416mm、自右向左精車各外圓面：長(zhǎng)45mmo粗車2mmX0.5mm槽、422mm外圓，留精車余量1mm。倒角一車削（）16mm外圓，長(zhǎng)35mm

53、一車（）22則右端面一倒角一車（）22mm外圓,3mmX（）16nm槽。精車3mmX（|）16nm槽，切槽3mmX0.5mm槽，切斷。2 .選擇機(jī)床設(shè)備根據(jù)零件圖樣要求，選用經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床即可達(dá)到要求。故選用3 .選擇刀具CK0630型數(shù)控臥式車床。根據(jù)加工要求，選用五把刀具，T01為粗加工刀，選90°外圓車刀，T02為中心鉆，T03為精加工刀,選90°外圓車刀，T05為切槽刀，刀寬為2mm,T07為切斷刀，刀寬為3mm（刀具補(bǔ)償設(shè)置在左刀尖處）同時(shí)把五把刀在自動(dòng)換刀刀架上安裝好，且都對(duì)好刀，把它們的刀偏值輸入相應(yīng)的刀具參數(shù)中。4 .確定切削用量切削用量的具體數(shù)值應(yīng)根據(jù)該機(jī)

54、床性能、相關(guān)的手冊(cè)并結(jié)合實(shí)際經(jīng)驗(yàn)確定，詳見加工程序。5 .確定工件坐標(biāo)系、對(duì)刀點(diǎn)和換刀點(diǎn)確定以工件右端面與軸心線的交點(diǎn)O為工件原點(diǎn)，建立XOZ工件坐標(biāo)系，如圖2-17所示。采用手動(dòng)試切對(duì)刀方法（操作與前面介紹的數(shù)控車床對(duì)刀方法基本相同）把點(diǎn)O作為對(duì)刀點(diǎn)。換刀點(diǎn)設(shè)置在工件坐標(biāo)系下X35、Z30處。6.編寫程序（以CK0630車床為例）按該機(jī)床規(guī)定的指令代碼和程序段格式，把加工零件的全部工藝過程編寫成程序清單。該工件的加工程序如下：N0010G59X0Z105N0020G90N0030G92X35Z30N0040M03S700N0050M06T01N0060G00X20Z1N0070G01X20Z

55、-34.8F80N0080G00X20Z1N0090G00X17Z1N0100G01X17Z-34.8F80N0110G00X23Z-34.8N0120G01X23Z-80F80N0130G28N0140G29N0150M06T03N0160M03S1100N0170G00X14Z1N0171G01X14Z0N0180G01X16Z-1F60N0190G01X16Z-35F60N0200G01X20Z-35F60N0210G01X22Z-36F60N0220G01X22Z-80F60N0230G28N0240G29N0250M06T05N0260M03S600N0270G00X23Z-72.5N0280G01X21Z-72.5F40N0290G04P2N0300G00X23Z-46.5N0310G01X16.5Z-46.5F40N0320G28N0330G29N0340M06T07N0350G00X23Z-47N0360G01X16Z-47F40N0370G04P2N0380G00X23Z-35N0390GO1X15Z-35F40N0400G00X23Z-79N0410G01X20Z-79F40N0420G00X22Z-78N0430G01X20Z-79F40N0440G01X0Z-79F40N0450G28N0