数控车床编程专题培训

数控车床编程专题培训
路漫漫其悠远
少壮不努力，老大徒悲伤
第一节 车削加工工艺 （编程基础）
一、数控车削的基本特征与加工范围
1）基本特征
数控车削时，工件做回转运动，刀具做直线或曲线运动， 刀尖相对工件运动的同时，切除一定的工件材料从而形成 相应的工件表面。其中，工件的回转运动为切削主运动， 刀具的直线或曲线运动为进给运动。两者共同组成切削成 形运动。
典型数控车削零件的工艺分析实例
图示是模具芯轴的零件简图。零件的径向尺寸公 差为±0.01mm，角度公差为±0.1°，材料为45钢。毛 坯尺寸为φ66mm×100 mm，批量 30件。
经过分析可制定加工 方案如下：
工序1： 用三爪卡盘夹 紧工件一端，加工φ63×38 柱面并调头打中心孔。
工序2：用三爪卡盘夹紧 工 件 φ63 一 端 ， 另 一 端 用 顶 尖 顶 住 。 加 工 φ24×62 柱面，如图所示。
带特殊螺纹的回转体零件
非标丝杠
表面形状复杂的回转体零件 其他形状复杂的零件
二、数控车床的种类及特征
数控车床即装备了数控系统的车床。数控车 削中心是在普通数控车床基础上发展起来的一 种复合加工机床。除具有一般二轴联动数控车 床的各种车削功能外，车削中心的转塔刀架 上有能使刀具旋转的动力刀座，主轴具有按轮 廓成形要求连续不等速回转运动和进行连续 精确分度的C轴功能，并能与X轴或Z轴联动； 控制轴除X、Z、C轴之外，还可具有Y轴；可进 行端面和圆周上任意部位的钻削、铣削和攻螺 纹等加工，还可以实现各种曲面铣削加工。
1）通用X、Z二轴控制数控车
单刀架
ห้องสมุดไป่ตู้
2）X、Y、Z、C四轴控制车削中心
采用四轴三联动配置，线性轴X/Y/Z及旋转C轴， C轴绕主轴旋转。机床除具备一般的车削功能外，还 具备在零件的端面和外圆面上进行铣加工的功能。
刀塔
外圆面与端面上的再加工
3）X、Y、Z、B、C五轴控制车削中心
4)双主轴、双刀塔车削中心
机外对刀仪对刀
3）自动对刀
自动对刀是通过 刀尖检测系统实现的， 刀尖以设定的速度向 接触式传感器接近， 当刀尖与传感器接触 并发出信号，数控系 统立即记下该瞬间的 坐标值，自动对刀过 程如右下图所示。
自动对刀
六、数控车削的工艺分析
1）分析零件图样
分析零件的几何要素：首先从零件图的分析中,了解工件 的外形、结构,工件上须加工的部位,及其形状、尺寸精度、 和表面粗糙度；了解各加工部位之间的相对位置和尺寸精 度；了解工件材料及其它技术要求。从中找出工件经加工 后，必须达到的主要加工尺寸和重要位置尺寸精度。
分析了解工件的工艺基准：包括其外形尺寸、在工件上的 位置、结构及其他部位的相对关系等。对于复杂工件或较 难辨工艺基准的零件图，尚需详细分析有关装配图，了解 该零件的装配使用要求，找准工件的工艺基准。
了解工件的加工数量 ：不同的加工数量所采用的工艺方案 也不同。（外圆面加工、深孔加工）
2）研究和制定工艺方案
2）加工范围
数控车床主要用于轴类和盘类回转体零件的多工序加工， 具有高精度、高效率、高柔性化等综合特点，其加工范围 较普通车削广，不仅可以进行车削还可以铣削。
3）典型加工类别
车外圆 切槽
车端面 切断
车型面
车螺纹
钻孔/铰孔 车内孔/镗孔
车锥面
4）主要加工对象
精度要求高的回转体零件
高精度的机床主轴 高速电机主轴
研究制定工艺方案的前提是：熟悉本厂机床设备 条件，把加工任务指定给最适宜的工种，尽可能发挥 机床的加工特长与使用效率。并按照分析上述零件图 所了解的加工要求，合理安排加工顺序。
3）走刀路线的确定
确定走刀路线的一般原则是： 保证零件的加工精度和表面粗糙度要求。 缩短走刀路线，减少进退刀时间和其他辅助时间。 选择使工件在加工后变形小的路线 方便数值计算，减少编程工作量。
螺纹车刀
刀具材料：普通刀具材料 超硬刀具材料
五、数控车削的对刀
对刀是确定工件在机床上的位置，也 即是确定工件坐标系与机床坐标系的相 互位置关系。对刀过程一般是从各坐标 方向分别进行，它可理解为通过找正刀 具与一个在工件坐标系中有确定位置的 点(即对刀点)来实现。
五、数控车削的对刀
1）一般对刀
一般对刀是指在机床上使用相 对位置检测手动对刀。下面以Z向 对刀为例说明对刀方法，见右图。
三、数控车削工件的装夹
三爪自定心
常
卡盘装夹
用
装
夹
心轴装夹
方
式
卡盘和顶
尖装夹
专用夹具装夹
薄壁零件容易变形，普
薄
通三爪卡盘受力点少，采用
壁 零
开缝套筒或扇形软卡爪，可 使工件均匀受力，减小变形。
件
的
装
夹
也可以改变夹紧力的作用点，
采用轴向夹紧的方式。
四、常用车刀的主要类型及刀具材料
外圆车刀、车 槽、车断刀 内圆车刀、镗刀
刀具安装后，先移动刀具手动 切削工件右端面，再沿X向退刀， 将右端面与加工原点距离N输入数 控系统，即完成这把刀具Z向对刀 过程。
手动对刀是基本对刀方法，但 它还是没跳出传统车床的“试切-测量--调整”的对刀模式，占用较 多的在机床上时间。
2）机外对刀仪对刀 机外对刀的本质是测
量出刀具假想刀尖点到刀 具台基准之间X及Z方向的 距离。利用机外对刀仪可 将刀具预先在机床外校对 好，以便装上机床后将对 刀长度输入相应刀具补偿 号即可以使用，如右上图 所示。
向，Z轴对应轴向，C轴（主轴）的运动方向则以从机床尾架 向主轴看，逆时针为＋C向，顺时针为－C向，如下图所示：
工序3： ①钻螺纹底 孔 ； ② 精 车 φ20 表 面 ， 加工14°锥面及背端面； ③攻螺纹，如图所示。
工序4： 加工SR19.4 圆弧面、φ26圆柱面、角 15°锥面和角15°倒锥 面，装夹方式如图所示。
第二节 数控车床的基本编程方法
一、数控车床的编程特点
1）加工坐标系 加工坐标系应与机床坐标系的坐标方向一致，X轴对应径
主轴 主轴刀塔
双主轴、双刀塔 CNC车床结构示意
副主轴
副主轴刀塔
工作过程
① 加工前半部分
② 副主轴伸出
③ 副主轴缩回
④ 加工另一部分
5）车铣加工中心
对复杂零件进行高精度的六面完整加工。可以自动进行从第1 主轴到第2主轴的工件交接，自动进行第2工序的工件背面加工。 具有高性能、高精度的车-铣主轴。对于以前需要通过多台机 床分工序加工的复杂形状工件，可一次装夹进行全工序的加工。