数控车床编程和操作[1]
数控车床编程与操作
数控车床编程与操作数控车床编程与操作随着科技的不断发展，数控技术也越来越成熟，数控车床作为一种仪器设备，在现代制造业中被广泛应用。
在数控车床的应用过程中，编程和操作是非常重要的环节。
在本文中，我们将介绍数控车床编程与操作的基础知识。
一、数控车床编程数控车床编程是指将加工零件的图样和加工工艺，通过特定的语言编写成计算机可以识别并执行的程序。
数控车床编程是数控加工的关键环节之一，它决定了加工精度、加工效率和加工质量。
因此，数控车床编程需要具备扎实的数学基础和机械加工知识。
1.数控车床编程语言数控车床编程语言是指用于编写数控车床程序的一种特定语言。
目前常见的数控编程语言有G代码和M代码。
G代码是指指令代码，它代表加工工艺的一组指令，包括加工速度、切削进给、进给路径、刀具补偿等。
M代码是指机器代码，它是机床控制部件运行状态的一组指令，包括主轴启动、主轴停止、冷却液开启、刀具接近等。
2.数控车床编程步骤数控车床编程一般包括以下步骤：（1）.数控程序准备：确定机床的类型和型号，选择加工刀具和夹具，准备加工零件的CAD文件。
（2）.数控程序设计：根据加工零件的特点和工艺要求，设计加工程序，确定G代码和M代码的指令。
（3）.数控程序编制：根据加工程序设计，编写相应的G 代码和M代码，并进行调试。
（4）.数控程序传输：将编写好的数控程序传输到数控系统中。
3.数控车床编程注意事项在编写数控车床程序时，需要注意以下几点：（1）.程序的正确性和逻辑性编写数控车床程序时应考虑程序的正确性和逻辑性，确保程序顺序、参数和指令的正确性。
（2）.加工工艺要求编写数控车床程序时，需要根据加工工艺要求选择合适的刀具和夹具，确定加工切削参数。
（3）.程序的优化和调试编写数控车床程序后，需要进行优化和调试，检查程序的可操作性和可靠性，在确保程序正确的情况下进行加工作业。
二、数控车床操作数控车床操作是指根据数控程序将零件加工到指定的形状和尺寸的过程。
数控车床编程与操作教案(1)
数控车床编程与操作抚州职业技术学院——机电工程分院揭小林第一部分入门篇课题一入门基础概述课题：入门基础概述课型：新知课教学时间：6节教学目标：1、了解数控加工技术的应用及发展前景。
2、了解数控的定义及数控车床的基础知识。
3、了解数控车床的用途及分类。
4、了解数控车床FANUC系统的编程和操作方法。
重点：1、了解数控的定义及数控车床的基础知识。
2、了解数控车床的用途及分类。
难点：了解数控车床的用途及分类。
教法教具：结合本校现有的数控车床进行现场参观教学。
学法指导：结合学过的普通车床跟现有的数控车床进行比较学习。
新课引入：教学内容：一、数控机床的发展概况1、数控机床发展的必要性随着科学技术和社会生产的迅速发展，机械产品日趋复杂，并且对于机械产品的质量和生产率的要求越来越高。
在航天、造船和计算机等工业中，零件的精度高、形状复杂、批量小、改动频率高、加工困难，而传统的机械加工方法生产率低、劳动强度大，产品质量难以得到保证。
因此，机械加工工艺过程自动化是适应上述发展特点的最重要手段之一。
为了解决上述问题，一种灵活、通用、高精度、高效率的“柔性”自动化生产设备-----数控机床应运而生。
目前，数控加工技术与数控机床在工业生产中得到了广泛应用，成为机床自动化的一个重要发展方向。
2、数控机床的发展概况随着数控机床技术的发展，数控系统不断更新、升级，机床结构和刀具材料也在不断变化。
未来的数控机床将向高速化发展，主轴转速、转位换刀速度将得到进一步的提高，刀架将实现快速移动；工艺和工序将更加复合化和集中化；数控机床将向多轴、多刀架加工方向发展；通过区域化、网络化的控制，数控机床的生产实现长时间无人化，全自动操作；机床的加工精度及可靠性也在向更高的水平发展。
同时，数控车床的结构设计也更趋于简易。
数控系统发展历史二、什么叫数控车床？数控车床又称为CNC(Computer Numerical Control)车床，既用计算机数字控制的车床。
数控车床编程与操作
数控车床编程与操作数控车床编程与操作数控车床（Computer Numerical Control Lathe）是一种通过计算机程序控制切削范围的机床，是现代化制造的关键设备之一。
在数控车床的制造过程中，数控车床编程是非常重要的一部分。
本文将介绍数控车床编程与操作。
一、数控车床的分类1. 按工作台数目分类：单工作台数控车床、双工作台数控车床。
2. 按控制方式分类：点位控制数控车床、插值控制数控车床。
3. 按工作形式分类：平面车床、车铣复合机床、多轴车床等。
二、数控车床编程基础1. 编程语言：数控车床编程语言分为绝对与相对坐标两种。
绝对编程：程序指定物件工作绝对位置；相对编程：指定工作点与以前的工作点的相对位置。
2. 坐标系：数控车床坐标系有四类：基准坐标系、车床坐标系、零位坐标系、工件坐标系。
3. 插补：通俗点讲，插补是一种数学方法，它可以让车床进行二维、三维的轨迹运动控制。
4. 加工量：加工量是指切削刀具从开始到结束加工的物件总长度。
三、数控车床编程步骤1. 理解工件要求：分析工件所需工序和加工尺寸等细节参数，例如直径、长度、孔等。
2. 制定切削方案：基于工件要求制定加工方案。
其中需要考虑的参数包括切削速度、进给速度、刀具选择等。
3. 生成数控代码：在制定切削方案后，需要将此方案翻译成数控代码。
4. 在数控设备上执行数控代码：将生成的数控程序带到数控车床上加载运行。
5. 检查成品：完成加工后，需要对成品进行检查以确保完美。
四、数控车床的优势1. 自动化程度高：数控车床的控制方式可以让设备在无人干预下完成自动加工，不仅提高了效率成本，也降低了风险。
2. 加工精度高：数控车床的加工较为精确，减少了瑕疵并提高了产品质量。
3. 灵活性：数控车床可以快速适应不同的工作需求，并灵活调整。
相比传统的机械车床，其有更高的灵活性。
综上所述，数控车床编程与操作是数控车床制造的重要环节，需要进行细致的规划和认真的实施。
数控车床编程和操作
常用的数控车床系统有： 日本的FANUC公司的0T、3T、5T、6T、10T、11T、0TC、0TD、0TE、7CT、160／18TC、160／180TC、0i等， 德国的SIEMENS公司的802S、802C、802D、810D、840D、840Di、840C等， 美国ACRAMATIC数控系统、 西班牙FAGOR数控系统等。
图 机夹可转位式车刀结构型式
（1）刀片材质的选择
常见刀片材料有高速钢、硬质合金、涂层硬质合金、陶瓷、立方氮化硼和金刚石等，其中应用最多的是硬质合金和涂层硬质合金刀片。选择刀片材质主要依据被加工工件的材料、被加工表面的精度、表面质量要求、切削载荷的大小以及切削过程有无冲击和振动等。
（2）刀片尺寸的选择 刀片尺寸的大小取决于必要的有效切削刃长度L。有效切削刃长度与背吃刀量aP和车刀的主偏角kr有关，使用时可查阅有关刀具手册选取。
图4—1 特殊内表面零件示例
（2）高精度零件加工 零件的精度要求主要指尺寸、形状、位置和表面等精度要求，其中的表面精度主要指表面粗糙度。 复印机中的回转鼓、录像机上的磁头及激光打印机上的多面反射体等超精零件，几何轮廓精度高达0.01μm、表面粗糙度数值达Ra 0.02μm 这些高精度的零件均可在特殊精密数控车床上加工出来。
图4-4 圆弧形车刀
1）切断刀；2）90°左偏刀；3）90°右偏刀；4）弯头车刀；5）直头车刀；6）成型车刀；7）宽刃精车刀8）外螺纹车刀；9）端面车刀；10）内螺纹车刀；11）内槽车刀；12）通孔车刀；13）盲孔车刀
图4-5 常用车刀的种类、形状和用途
2．机夹可转位车刀的选用 数控车削加工时，为了减少换刀时间和方便对刀，尽量采用机夹车刀和机夹刀片，便于实现机械加工的标准化。 数控车床常用的机夹可转位式车刀结构型式如图4-6所示。
数控车床编程操作【全】
#§1-1 数控入门知识随着科学技术和社会生产和迅速发展，机械产品日趋复杂，对机械产品和质量和生产率的要求越来越高.在航天、造船、军工和计算机等工业中，零件精度高、形状复杂、批量小、经常改动、加工困难，生产效率低、劳动强度大,质量难以保证。
机械加工工艺过程自动化是适应上述发展特点的最重要手段.为了解决上述问题，一种灵活、通用、高精度、高效率的“柔性”自动化生产设备-—-——-数控机床在这种情况下应运而生。
目前数控技术已做逐步普及，数控机床在工业生产中得到了广泛应用，已成为机床自动化的一个重要发展方向.1—1—1数控定义数控即数字控制（Numerical Control)，是数字程序控制的简称。
数控车床由数字程序控制车床简称；CNC表示计算机数控车床。
数控机床加工原理是把刀具与工件的运动坐标分成最小的单位量即最小位移量，由数控系统根据工件的要求，向各坐标轴发出指令脉冲，使各坐标移动若干个最小位移量，从而实现刀具与工件的相对运动,以完成零件的加工.数控的实质是通过特定处理方式下的数字信息（不连续变化的数字量）去自动控制机械装置进行动作，它与通过连续变化的模拟量进行的程序控制（即顺序控制），有着截然不同性质.由于数控中的控制信息是数字化信息，而处理这些信息离不开计算机，因此将通过计算机进行控制的技术通称为数控技术，简称数控。
这里所讲的数控，特指用于机床加工的数控（即机床数控)。
1—1-2 机床数控与数控机床机床数控是指通过加工程序编制工作，将其控制指令以数字信号的方式记录在信息介质上，经输入计算机处理后，对机床各种动作的顺序、位移量和速度实现自动控制的一门技术。
数控机床则是一种通过数字信息控制按给定的运动规律,进行自动加工的机电一体化新型加工装备。
§1—2 数控机床的用途分类1—2—1 数控车床的用途数控车床与卧式车床一样，也是用来加工轴类或盘类的回转体零件。
但是由于数控车床是自动完成内外圆柱面、圆锥面、圆弧面、端面、螺纹等工序的切削加工，所以数控车床特别适合加工形状复杂的轴类或盘类零件。
数控车床编程与操作
数控车床作为当今使用最广泛的数控机床之一，主要用于加工轴类、盘套类等回转体零件，能够通过程序控制自动完成内外圆柱面、锥面、圆弧、螺纹等工序的切削加工，并进行切槽、钻、扩、铰孔等工作，而近年来研制出的数控车削中心和数控车铣中心，使得在一次装夹中可以完成更多得加工工序，提高了加工质量和生产效率，因此特别适宜复杂形状的回转体零件的加工。
4.1.2数控车床的组成数控车床由床身、主轴箱、刀架进给系统、冷却润滑系统及数控系统组成。
与普通车床所不同的是数控车床的进给系统与普通车床有质的区别，它没有传统的走刀箱溜板箱和挂轮架，而是直接用伺服电机或步进电机通过滚珠丝杠驱动溜板和刀具，实现进给运动。
数控系统由NC单元及输入输出模块，操作面板组成。
1.数控车床的机械构成从机械结构上看，数控车床还没有脱离普通车床的结构形式，即由床身、主轴箱、刀架进给系统，液压、冷却、润滑系统等部分组成。
与普通车床所不同的是数控车床的进给系统与普通车床有质的区别，它没有传统的走刀箱、溜板箱和挂轮架，而是直接用伺服电机通过滚珠丝杠驱动溜板和刀具，实现运动，因而大大简化了进给系统的结构。
由于要实现CNC，因此，数控车床要有CNC装置电器控制和CRT操作面板。
图4-1所示为数控车床构成的各部分及其名称。
图4-1数控车床的构成(1)主轴箱图4-2为数控车床主轴箱的构造，主轴伺服电机的旋转通过皮带轮送刀主轴箱内的变速齿轮，以此来确定主轴的特定转速。
在主轴箱的前后装有夹紧卡盘，可将工件装夹在此。
图4-2数控车床主轴箱的构造(2)主轴伺服电机主轴伺服电机有交流和直流。
直流伺服电机可靠性高，容易在宽范围内控制转矩和速度，因此被广泛使用，然而，近年来小型、高速度、更可靠的交流伺服电机作为电机控制技术的发展成果越来越多地被人们利用起来。
(3)夹紧装置这套装置通过液压自动控制卡爪的开/合。
(4)往复拖板在往复拖板上装有刀架，刀具可以通过拖板实现主轴的方向定位和移动，从而同Z轴伺服电机共同完成长度方向的切削。
数控车床编程与操作
数控车床编程与操作数控车床编程与操作是现代制造业中重要的一环，它广泛应用于金属材料的加工和制造过程中。
它的主要特点是采用数字化编程和自动化操作，使得加工过程更加精确和高效。
本文将详细介绍数控车床编程和操作的基本原理与方法。
一、数控车床编程原理数控车床编程是利用计算机软件编写加工程序，通过数控系统将程序转换成机床能够识别和执行的指令。
编程的核心是指定加工路径和加工参数，并通过数学模型计算出各个点的坐标，然后将这些坐标转换成机床控制系统可以识别的指令。
数控车床编程通常分为手动编程和自动编程两种方式。
手动编程是指根据工件的几何图形和加工要求，通过输入机床控制系统的指令完成编程过程。
自动编程是通过CAD/CAM软件生成机床控制系统所需的加工程序，直接加载到机床的数控系统中。
自动编程相对简单便捷，适用于大批量和重复性加工，而手动编程适用于小批量和个性化加工。
1.工件的几何形状和尺寸需求；2.加工工序和工艺要求；3.数控工件坐标系的建立；4.切削工具的选择和参数设定。
二、数控车床编程方法1.绝对值编程：以工件坐标系的原点为基准，确定工件上各加工点的坐标值。
编写程序时，需同时写出运动过程中的各个点的坐标值。
2.相对值编程：以加工起点为基准，确定各加工点的相对坐标。
编写程序时，只需写出运动路径中相邻点之间的距离和方向，以及第一个点的坐标值。
无论采用绝对值编程还是相对值编程，都需要事先构建一个工件坐标系或参考坐标系。
常用的坐标系有四种，分别是点坐标系、线坐标系、圆坐标系和极坐标系。
不同的坐标系适用于不同的工件和加工要求，在编程时需要根据具体情况做出选择。
三、数控车床操作方法1.设备准备：启动数控系统，检查设备是否正常运行，确保各个部件工作正常，如润滑系统、刀库等。
同时对于切削刀具、刀柄、夹具等进行检查和更换，确保设备具备正常生产条件。
2.加工准备：根据工件图纸和加工要求，选择合适的夹具和刀具，并进行安装和调整。
检查加工过程中可能出现的问题，如夹紧力、切削力、冷却液等。
数控机床编程与操作
2．编程原点
编程原点是指程序中的坐标原点，即 在数控加工时，刀具相对于工件运动的起 点，所以也称为“对刀点”。
3．机床原点
（或称机床原点）
机床原点是生产厂家在制造机床是设 置的固定坐标系原点，它一般位于卡盘端 面与主轴中心线的交点处。
F 指定螺纹的螺距，指令范围为 0.0001～500.0000(mm/r)。
① 每转进给量切螺纹时，快速进 给速度没有指定界限；
② 接入电源时，系统默认G99模 式（每转进给量）。
4.2.3 主轴及辅助功能指令
1．主轴功能指令（S指令）和主轴 转速控制指令（G96、G97、G50）
主轴功能指令（S指令）是设定主轴 转速的指令。
（1）主轴最高转速的设定（G50）。
（G50） S ；中S 为主轴最高转 速。
（2）直接设定主轴转速指令（G97）， 主轴速度用转速设定，单位为r/min。
输入格式：
G28 X(U) Z(W) T00；
（1）X(U) 和Z(W) 为中间点的坐标。 （2）T00（刀具复位）指令必须写在G28 指令的同一程序段或该程序段之前。
4.2.2.5．
暂停指令（G04）
(G99)G04 U(P) ；指令暂停 进刀的主轴回转数。
(G98)G04 U(P) ；指令暂停 进刀的时间。
FANUC系统数控车床程序的编制
4.2.1 程序结构
1．程序段的构成
N＿G＿X(U)＿Z(W)＿F＿S＿T＿M＿；
其中，N＿：程序段顺序号； G＿：准备功能； X(U)＿：x轴移动指令； Z(W)＿：z轴移动； F＿：进给功能； S＿：主轴功能； T＿：工具功能; M＿：辅助功能.
《数控车床编程与操作》教案
教学内容与方法
教学内容
数控车床基础知识、数控编程基础、 数控加工工艺、数控车床操作与维 护等。
教学方法
采用理论与实践相结合的教学方法， 包括课堂讲授、案例分析、实验操 作等。
02
数控车床基础知识
数控车床组成及工作原理
03
数控车床主要组成部分
床身、主轴箱、进给系统、刀架、控制系 统等。
该指令使机床在加工过程中暂停一定时间， 然后继续执行后续程序。
格式规范及注意事项
程序结构
数控程序应包括程序头、程序主体和程 序尾，其中程序头包含机床类型、程序 名等信息，程序尾用于结束程序。
指令格式
编程指令应按照规定的格式书写，包括 指令字、地址符、数值等部分，注意区 分大小写。
数值单位
数控程序中一般采用国际单位制，如长 度单位为毫米（mm），角度单位为度 （°）。
参数设置方法
通过数控系统操作面板或 编程软件，设置工件坐标 系原点、坐标轴方向、单 位等参数。
切削用量选择与计算
切削用量定义
切削速度、进给量、切削深度等 切削参数的总称。
选择原则
根据工件材料、刀具材料、加工要 求等因素，合理选择切削用量。
计算方法
通过切削用量手册或经验公式，计 算各切削参数的具体数值。同时， 结合实际加工情况，进行适当调整 和优化。
工作原理
通过数控系统对机床各运动部件进行精确 控制，实现工件的自动加工。
数控系统基本功能
接收、存储、处理、输出加工程序，控制 机床各轴运动，实现加工过程自动化。
坐标系建立与参数设置
01
02
03
坐标系建立原则
根据工件形状和加工要求， 选择合适的坐标系原点， 建立工件坐标系。
数控车床编程与操作实训
伺服 电动机
工作台
位置检测元件
速度检测元件 速度反馈
位置反馈
将直线型检测装置安装在移动部件上，用来直接测量工作 台的直线位移，作为全闭环伺服系统的位置反馈信号，而构成 位置闭环控制。
优点是准确性高、可靠性好，缺点是测量装置要和工作台 行程等长，所以在大型数控机床上受到一定限制。
3． 半闭环控制数控机床
表2-2 准备功能G代码表
模态
功
能
〃 实现刀具在自动方式下的快速定位。如：G00 X Z
〃 用以加工直线。如：G01 X Z F
〃 顺时针圆弧插补。如：G02 X Z CR= F
〃 逆时针圆弧插补。如：G03 X Z CR= F
〃 恒螺距的螺纹切削 〃 第一可设定零点偏置 〃 绝对尺寸 〃 增量尺寸 〃 直线进给率F 单位： mm/min(毫米/分) 〃 旋转进给率F 单位： mm/r(毫米/转)
数控机床结构刚性好、功率大，能自动进行切削加工，所以 能选择较大的、合理的切削用量，并自动连续完成整个切削加工 过程，不仅能大大缩短机动时间。还能大大缩短加工准备时间， 减少了停机检测时间。
3)柔性自动化程度高
随着微型计算机的发展,计算机数控系统可完全由软件来确 定数字信息的处理过程,从而具有真正的“柔性”,并可以处理硬 件逻辑电路难以处理的复杂信息,使控制系统的性能大大提高。 微机控制的数控机床的应用，柔性加工中心、柔性制造单元及 柔性制造系统不断投入使用，大大地提高了自动化生产程度。
硬件: 包括控制电路、伺服检测装置等
伺服机构(电动机驱动系统)
开环控制 闭环控制 半闭环控制
计算机数控系统
数控机床在数控系统的控制下，自动地按给定的 程序进行机械零件的加工。数控系统是由用户程序、 输入输出设备、计算机数字控制装置（CNC装置）、可 编程控制器（PLC）、主轴驱动装置和进给驱动装置等 组成。
《数控车床编程与操作加工》课程标准
数控技术应用专业《数控车床编程与操作加工》课程标准前言适用专业：数控技术应用(全称，根据2010中职专业目录填写)课程类别：基础 (基础、技能、拓展)修课方式：必修(必修、选修)教学时数：240学时修读学期：第3、5学期考核类别：（考查/考试）一、课程性质（一）课程定位《数控车床编程与操作加工》课程是根据教育部2003年12月颁发的《中等职业学校数控技术应用专业领域技能型紧缺型人才培养培训指导方案》中核心教学与训练项目的基本要求及劳动技能型人才的发展需要，以就业为导向，顺应现代职业教育教学制度的改革趋势，在数控技术应用专业开设的必修课。
该课程是数控技术应用专业的综合性核心课程，通过本课程的学习，使学生掌握数控车床的操作方法，能够依据生产工艺文件（或零件）选择刀具、夹具和测量工具，在数控车床上独立完成零件的车削加工，正确对零件进行检测，达到数控机床操作工岗位的要求。
该课程以培养综合素质为基础，以提高学生的职业能力为本位，采用理实一体化教学模式，注重实践教学，使学生成为企业迫切需要的劳动技能型人才。
（二）课程任务1.认识数控机床2.学会数控机床的基本操作3.学会轴类零件的车削加工4.学会简单套类零件的加工5.学会槽类零件的加工6.学会螺纹类零件的加工7.学会圆弧曲面结构轴件的车削加工二、课程目标（一）职业关键能力根据产品的生产需求，参照客户提供零件图纸的技术要求，结合生产环境的实际条件，制定产品生产加工的方案，加工产品。
（二）职业专门能力学生以独立工作或小组合作的形式，通过老师指导或借助资料学习的手段，制定零件加工的工作计划，在规定时间内完成上述资讯、计划、决策、实施、检测并进行评价反馈。
在实施计划的过程中，使用工具、设备、材料等均要符合安全和环境保护规定。
（三）方法能力1．使用国家标准的能力；2．对机加工过程合理规划、表达、组织的能力；3．解决机加工过程中实际问题能力；4．独立学习新工艺、新技术的能力。
数控车床的编程与操作讲义
数控车床的编程与操作讲义数控车床的编程与操作数控车床是⼀种⾼精度、⾼效率的⾃动化机床，也是使⽤数量最多的数控机床，⼤约占数控机床总数的25%。
本讲义以FANUC0TD系统为例介绍数控车床的编程与操作。
1.数控车床加⼯的基本知识1.1 数控车床的分类1.1.1 按主轴的布置形式分类：（1）卧式数控车床：机床主轴轴线处于⽔平位置数控车床。
（2）⽴式数控车床：机床主轴轴线处于垂直位置数控车床。
1.1.2 按数控系统控制的轴数分类：（1）两轴控制的数控车床：机床上只有⼀个回转⼑架，可实现X、Z两坐标轴联动控制。
（2）四轴控制数控车床：机床上只有两个回转⼑架，可实现X、Z和U、W四坐标轴联动控制。
（3）多轴控制数控车床：机床除了控制X、Z两坐标轴外，还可以控制其他坐标轴，实现多轴控制，如具有C轴控制功能。
对于车削加⼯中⼼或柔性制造单元，都具有多轴控制功能。
1.2 数控车床的加⼯特点1、适应性强，⽤于单件、⼩批⽣产的零件的加⼯在普通车床上加⼯不同的零件，⼀般需要调整车床和附件，以使车床适应加⼯零件的要求。
⽽数控车床加⼯不同形状的零件时只要重新编制或修改加⼯程序就可以迅速达到加⼯要求，⼤⼤缩短了⽣产准备时间。
2、加⼯精度⾼，加⼯出的零件互换性好数控加⼯的尺⼨精度通常在0.005~0.1mm之间，不受零件复杂程度的影响。
加⼯中消除了操作者的⼈为误差，提⾼了同批零件尺⼨的⼀致性，使产品质量保持稳定，降低了废品率。
3、具有较⾼的⽣产率和较低的加⼯成本机床的⽣产率主要是指加⼯⼀个零件所需要的时间。
其中包括机动时间和辅助时间。
数控车床的主轴转速和进给速度变化范围⼤，并可⽆级调速，加⼯时可选⽤最佳切削速度和进给速度，可实现恒转速（G97）和恒线速(G96)，以使切削参数最优，这就⼤⼤的提⾼⽣产率，降低了加⼯成本。
1.3 数控车床的主要⽤途数控车床主要⽤于加⼯精度要求⾼、表⾯粗糙度值要求⼩，零件形状复杂，单件、⼩批⽣产的轴套类、盘类等回转表⾯的加⼯；还可以钻孔、扩孔、镗孔以及切槽加⼯；还可以在内、外圆柱⾯上，内、外圆锥⾯上加⼯各种螺距的螺纹。
数控车床编程和操作
数控车床编程和操作数控车床是一种通过计算机程序控制工件的加工工具的机床。
数控车床具有高效、精确和灵活等优点，被广泛应用于各个行业的制造过程中。
本文将介绍数控车床的编程原理和操作方法。
一、数控车床编程原理1.运动指令：运动指令用于控制工件在车削过程中的运动轨迹。
常见的运动指令包括直线插补指令、圆弧插补指令、螺旋线插补指令等。
这些指令可以控制工件的进给速度、加工路径和车刀的切割量等。
2.刀具补偿指令：刀具补偿指令用于调整刀具的轨迹，以保证工件的尺寸精度。
通常采用刀尖半径补偿和刀具长度补偿来实现。
通过设定刀具补偿值，可以实现切削位置的微调，提高加工的准确性。
3.经济指令：经济指令主要用于优化加工过程，减少加工时间和机床的空转时间。
常见的经济指令包括快速定位指令、单段加工指令和插接指令等。
这些指令可以在保证加工质量的前提下，尽可能地减少非加工时间，提高生产效率。
二、数控车床编程方法1.手动编程：手动编程是指工人根据技术图纸和加工要求，通过手动输入指令的方式完成编程。
手动编程的优点是灵活性高，能够根据实际情况进行调整。
但手动编程需要编程人员具备较高的技术水平，编程速度较慢。
2.自动编程：自动编程是指通过专门的数控编程软件自动生成数控程序的过程。
自动编程的优点是编程速度快，准确度高。
自动编程可以根据不同的刀具和工艺要求生成相应的程序代码，简化编程人员的工作。
三、数控车床操作方法数控车床的操作方法主要包括准备工作、开机操作、程序加载、设备调整和加工过程控制等。
1.准备工作：在进行数控车床加工之前，需要准备好加工所需的工件、刀具、量具和夹具等。
检查工件和刀具的尺寸是否符合要求，并进行合理的装夹。
2.开机操作：数控车床的开机操作包括打开主电源开关和操作控制面板开关。
开机后，通过系统自检和设备初始化，确保设备正常运转。
3.程序加载：将编写好的数控程序通过U盘、网络或其他方式加载到数控系统中。
选择加载的程序，并进行参数的设定。
数控车床操作与编程
对刀点是工件坐标系与机床坐标系之间的联系点，对刀的 目的是把工件原点在机床坐标系中的坐标值告诉数控系统。 9、工件坐标系设置方法（对刀）
1）T指令建立工件坐标系
2）G50指令建立工件坐标系
3）G54~G59设置工件零点
% O0001； N10 T0101; N20 M03 S600 F0.1 ; N30 M08; N40 G00 X40 Z2; N50 G01 Z-20; N60 X46; N70 Z-50; N80 X50; N90 Z-110; N100 X55; N110 G00 X200 Z100 ; N120 M09; N130 M30; %
6、辅助功能M
M功能字
M02 M03 M04 M05 M06 M07 M08 M09 M30 M98 M99
含义
程序结束 主轴顺时针旋转 （正转） 主轴逆时针旋转 （反转） 主轴旋转停止 换刀 2号冷却液开 （气体） 1号冷却液开 （液体） 冷却液关 程序结束并返回开始处 调用子程序 返回子程序
7、刀具功能T 格式：T□ □□ □ T后的前两位表示刀具号，后两位为刀具补偿号。 例如：T0303表示选用3号刀，开3号刀补。 T0300表示撤销3号刀的刀补。 8、工件坐标系在机床坐标系的位置
4、进给功能F 功能：指定刀具相对于工件的进给速度，它有每转进给和 每分钟进给两种指令模式：
1）每转进给模式G99 格式：G99 F~ 主轴转一转，刀具的进给量。FANUC系统默认此方式。 2）每分钟进给模式G98 格式：G98 F~ 刀具每分钟的进给量。广州数控默认此方式。 Fmm/min=Fmm/r X n 例如： G99 F0.2 表示进给量0.2mm/r G98 F100 表示进给量100mm/min
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2014年2月26日
（2）切削速度v的确定
切削速度是指切削时，车刀切削刃 上某一点相对待加工表面在主运动方向 上的瞬时速度(m/min)，又称为线速度。
与普通车削加工时一样，根据 零件上被加工部位的直径，并按零件和 刀具的材料及加工性质等条件所允许的 切削速度来确定。 主要根据实践经验来确定。
西班牙FAGOR数控系统等。
2014年2月26日
国内生产的数控车床系统
北京机床研究所的1060系列，
无锡数控公司的8MC／8TC数控系统，
北京凯恩帝数控公司KND-500系列， 北京航天数控集团的CASNUC—901、902系列，
广州数控设备厂GSK980T系列，
大连大森公司的R2F6000型 珠峰数控公司的CME988(中华I型)系列， 北京航天数控集团的CASNUC－911MC(航天I型)， 华中数控公司的世纪星21T
图4-5 常用车刀的种类、形状和用途
2014年2月26日
2．机夹可转位车刀的选用
数控车削加工时，为了 减少换刀时间和方便对刀， 尽量采用机夹车刀和机夹刀 片，便于实现机械加工的标 准化。
数控车床常用的机夹 可转位式车刀结构型式如图 4-6所示。
图 机夹可转位 式车刀结构型式
2014年2月26日
2014年2月26日
（3）伺服驱动系统
伺服驱动系统是数控车床执行机构的驱动 部件，将CNC装置输出的运动指令信息转 换成机床移动部件的运动，主要包括主轴 驱动、进给驱动及位置控制等。
（4）辅助装置
辅助装置是指数控车床的一些配套部件， 包括换刀装置、对刀仪，液压、润滑、气 动装置、冷却系统和排屑装置等。
2014年2月26日
(2)卧式数控车床
卧式数控车床又分为数控水平导轨 卧式车床和数控倾斜导轨卧式车床。 倾斜导轨结构可以使车床具有更大 的刚性，并易于排除切屑。
2014年2月26日
2）按加工零件的基本类型分类 (1)卡盘式数控车床 这类车床未设置尾座，适合车削盘类 (含短轴类)零件。其夹紧方式多为电动 或液动控制，卡盘结构多具有可调卡爪 或不淬火卡爪(即软卡爪)。 (2)顶尖式数控车床 这类数控车床配置有普通尾座或数控尾 座，适合车削较长的轴类零件及直径不 太大的盘、套类零件。
a.尖形车刀——直线形切削 刃为特征的车刀，这类车刀 的刀尖（同时也为其刀位点） b. 圆弧形车刀——刀位点 不在圆弧上，而在该圆弧的 圆心上 c. 成型车刀——样板车刀， 其加工零件的轮廓形状完全 由车刀刀刃的形状和尺寸决 定。
图4-4 圆弧形车刀
2014年2月26日
1）切断刀；2）90°左偏刀；3）90°右偏刀；4）弯头 车刀；5）直头车刀；6）成型车刀；7）宽刃精车刀8） 外螺纹车刀；9）端面车刀；10）内螺纹车刀；11）内 槽车刀；12）通孔车刀；13）盲孔车刀
Z轴电机功率，kw
刀架的最大X向行程，mm 刀架的最大Z向行程，mm 主轴转速，r/min 最大移动速度，m/min
0.6
180 520 60—6000 X、Z向均为20
2014年2月26日
四、常见的数控车床控制系统
常用的数控车床系统有：
日本的FANUC公司的0T、3T、5T、6T、 10T、11T、0TC、0TD、0TE、7CT、 160／18TC、160／180TC、0i等， 德国的SIEMENS公司的802S、802C、 802D、810D、840D、840Di、840C等， 美国ACRAMATIC数控系统、
2014年2月26日
二、数控车削加工的切削用量选择
1．切削用量的选用原则
（1）背吃刀量αp的确定 背吃刀量根据机床、工件和刀具 的刚度来决定，在刚度允许的条件下， 应尽可能使背吃刀量等于工件的加工 余量，这样可以减少走刀次数，提高 生产效率。为了保证加工表面质量， 可留少许精加工余量，一般为 0.2~0.5mm。
2014年2月26日
图4—2 六轴控制的数控车床加工示意图
2014年2月26日
现代数控车床，必须具备良好的便于操作的优 点。
数控车床加工具有如下特点：
1．节省调整时间 (1)快速夹紧卡盘减少了调整时间。 (2)快速夹紧刀具减少了刀具调整时间。 (3)刀具补偿功能节省了刀具补偿的调整时间。
(4)工件自动测量系统节省了测量时间并提高 加 工质量。
2014年2月26日
（3）淬硬工件的加工
在大型模具加工中，有不少尺寸大且形状 复杂的零件。 这些零件热处理后的变形量较大，磨削加 工有困难，而在数控车床上可以用陶瓷车 刀对淬硬后的零件进行车削加工，以车代 磨，提高加工效率。
2014年2月26日
（4）高效率加工
为了进一步提高车削加工的效率， 通过增加车床的控制坐标轴，就能 在一台数控车床上同时加工出两个 多工序的相同或不同的零件。
(5)采用数控伺服电机驱动数控刀架。
2014年2月26日
3.具有程序存储功能
现代数控机床控制装置可根据加工形 状，并把粗加工的加工条件附加在指令中， 进行内部运算，自动地计算出切削轨迹。 4.采用机械手和棒料供给装置
既省力又安全，并提高了自动化和操作效 率。 5.加工合理化和工序集约化
可完成高速度高精度加工及复合加工的目 的。
（1）切削用量选择的一般原则是：
粗车时，宜选择大的背吃刀量αp，较 大的进给量f，较低的切削速度v，以提 高生产率。 半精车或精车时，应选用较小(但不能 太小)的背吃刀量αp和进给量f，较高的 切削速度v，以保证零件加工精度和表 面粗糙度。
2014年2月26日
（2）主轴转速
由于交流变频调速数控车床低速输 出力矩小，因而切削速度不能太低。 主轴转速n可用下式计算： n=1000v/πd
2014年2月26日
（2）高精度零件加工 零件的精度要求主要指尺寸、形状、位 置和表面等精度要求，其中的表面精度主 要指表面粗糙度。
复印机中的回转鼓、录像机上的磁头及 激光打印机上的多面反射体等超精零件， 几何轮廓精度高达0.01μm、表面粗糙度 数值达Ra 0.02μm
这些高精度的零件均可在特殊精密数控 车床上加工出来。
中科院沈阳计算所LT8520／30(蓝天I型)等。
2014年2月26日
第二节 数控车床加工工艺分析
一、数控车床加工刀具及其选择
二、数控车削加工的切削用量选择
三、数控车削加工的装夹与定位
四、数控车削加工中的装刀与对刀
2014年2月26日
一、数控车床加工刀具及其选择
1．常用车刀的种类和用途
（1）刀片材质的选择
常见刀片材料有高速钢、硬质合金、涂 层硬质合金、陶瓷、立方氮化硼和金刚 石等，其中应用最多的是硬质合金和涂 层硬质合金刀片。选择刀片材质主要依 据被加工工件的材料、被加工表面的精 度、表面质量要求、切削载荷的大小以 及切削过程有无冲击和振动等。
2014年2月26日
（2）刀片尺寸的选择 刀片尺寸的大小取决于必要的有效切削刃 长度L。有效切削刃长度与背吃刀量aP和车刀 的主偏角kr有关，使用时可查阅有关刀具手册 选取。
(5)由程序指令或操作盘的指令控制顶尖架的 移动也节省了时间。
2014年2月26日
2．操作方便 (1)倾斜式床身有利于切屑流动和调整 夹紧压力、顶尖压力和滑动面润滑油的 供给，便于操作者操作机床。 (2)宽范围主轴电机或内装式主轴电机 省去了齿轮箱。 (3)高精度伺服电机和滚珠丝杠间隙消 除装置使进给速度快并有好的准确性。 (4)具有切屑处理器。
图
切削刃长度、背吃刀量与主偏角关系
2014年2月26日
（3）刀片形状的选择 刀片形状 主要依据 被加工工 件的表面 形状、切 削方法、 刀具寿命 和刀片的 转位次数 a-T型；b-F型；c-W型；d-S 型；e-P型；f-D型；g-R型； 等因素选 h-C型 择。
2014年2月26日
表
被加工表面与适用的刀片形状
按特殊或专门工艺性能分：螺纹数控车 床、活塞数控车床、曲轴数控车床等多 种。此外，车削中心也列入这一类，分 立式和卧式车削中心两类。
2014年2月26日
三、数控车床的主要技术参数
数控车床的主要技术参数有：
•机床质量， •机床外形尺寸(长x宽x高)， •允许最大工件回转直径， •最大车削直径， •最大车削长度， •最大棒料尺寸， •主轴转速范围， •X、Z轴行程， •X、Z轴快速移动速度， •定位精度， •重复定位精度， •刀架行程， •刀架转位数， •刀架装刀数， •刀具装夹尺寸， •主轴头型式， •主轴电机功率， •进给伺服电机功率， •尾座行程， •卡盘尺寸等。
2014年2月26及其作用
（1）主体
机床主体主要包括床身、主轴箱、床鞍、 尾座、进给机构等机械部件。 （2）数控装置(CNC装置)
数控装置是数控车床的控制核心，一般 采用专用计算机控制，主要由显示器、键 盘、输入和输出装置、存储器以及系统软 件等组成。
2014年2月26日
（3）进给量f 的确定 进给量是指工件旋转一周，车 刀沿进给方向移动的距离，单位为 mm/r，它与背吃刀量αp有着较密切 的关系。表4—1为一些资料上切削用 量推荐数据，供使用时参考。
2014年2月26日
表4—1 切削用量推荐数据
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2．选择切削用量时应注意的几个问题
2014年2月26日
中德欧马科TH-15型数控车床的主要技术参数：
允许最大工件回转直径，mm ф380
最大车削直径，mm
最大车削长度，mm 最大棒料直径，mm 主轴通孔直径，mm 刀架工位数 主轴电动机功率，kw X轴电动机功率，kw
ф320
ф500 ф42 ф54 12 7. 5/11 0.6
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(3)精密型数控车床 采用闭环控制，不但具有全功能型数 控车床的全部功能，而且机械系统的动 态响应较快，在数控车床基础上增加其 他附加坐标轴。适用于精密和超精密加 工。