数控车床编程与操作(一)

为计算机辅助设计、制造及管理一体化的基础
任务一 数控车削加工认识
三、数控车床的主要用途
数控车床主要用于各种轴类、套类和盘类等回转体零件的加工。 数控车床能对轴类或盘类的内、外圆柱面、圆锥面、圆弧面、切 槽和螺纹等工序的加工，并能进行钻孔、扩孔及镗孔等，特别适 合加工形状复杂的零件或器具。如图1–3所示。
一、数控系统操作面板
图1-14所示为FANUC 0i Mate-Tc数控系统。
C J K 6 1 40 A 改型 床身上最大工件回转直径的1/10（400㎜） 卧式车床系 落地及卧式车床组 数控
经济型 车床
二、数控车床的组成
数控车床由车床主体、数控系统、驱动系统、辅助装置等组成，见表1-2。
任务二 数控车床的认知
序号 组成部分
表1-2数控车床的组成部分
说明
图例
目前大部分数控车床均 已专门设计并定型生产、 1 车床主体 包括主轴箱、床身、导 轨、刀架、尾座、进给 机构等。
五、考核评价
以现场表现、问答、实际操作的形式完成。
任务四 数控车床的操作面板
数控机床操作面板是数控机床的重要组成部件，是操 作人员与数控机床（系统）进行交互的工具，由CRT/MDI 数控操作面板和机床控制面板组成。CRT/MDI数控操作面
任务四 数控车床的操作面板
板结构是由数控系统生产厂家决定，而机床控制面板 由机床生产厂家根据数控车床的类型设计的，所以各 生产厂家设计的操作面板不尽相同，但操作面板中各 种旋钮、按钮和键盘的基本功能与使用方法基本相同。
任务一 数控车削加工认识
数控机床是集机械、电气、液压、气动、微电子 和信息等多项技术为一体的机电一体化产品，具 有高精度、高效率、高自动化和高柔性等优点。 目前人们提到数控车床一般是指CNC车床（计算 机数控车床）。数控车床（如图1-1）是数控机 床的主要品种之一，同时数控车床也是目前国内 数量最多、覆盖面最广的一种数控机床，约占数 控机床总数的25%。
常用的车刀主要有机夹式和焊接式两种。车刀切削部分的材料可分为高 速钢、硬质合金、陶瓷、金刚石、立方氮化硼。常用车刀为高速钢车刀和 硬质合金车刀两类。根据加工工艺车刀有分为外圆车刀、镗孔刀、螺纹刀、 切断刀、中心钻、钻头等。
机夹式可转位车刀是使用可转位刀片的机夹车刀。一条要削刃用钝后可 迅速转位换成相邻的新切削刃继续工作，直到刀片上的所有切削刃均已用 钝，刀片才报废回收，更换新刀片后，车刀又可继续工作。在数控车床上 使用的刀具主要为可转位刀具。
任务三
序 号
名称
数控车削加工常用的 工、量、刃具
表1–6数控车削常用的量具
图示
用途
1 游标卡尺
游标卡尺可用来测量零件 的长度、宽度、厚度、外 径、内径、孔距等
2 外径千分尺
测 量 精 度 通 常 为 0.01mm, 可用于较高精度的轮廓尺 寸的测量。
3 外径百分表
百分表则借助于磁性表座 进行同轴度、跳动度、平 行度等形位公差的测量。
内容和要求
1．擦清机床表面，下班后，所有的加工面抹上机油防锈。 2．清除切屑（内、外）。 3．检查机床内外有无磕、碰、拉伤现象。
主轴部分 润滑部分 尾座部分
1．夹具运转情况。 2．主轴运转情况。
1．各润滑油箱的油量。 2．各手动加油点、按规定加油，并旋转滤油器。
1．每周一次，移动尾座清理底面、导轨。 2．每周一次拿下顶尖清理锥孔。
时间而减少生产费用。节省工艺装备，减少装备费用等而获得 良好的经济效益，此外，加工精度稳定减少了废品率。数控机
床还可实现一机多用，节省厂房、节省建厂投资等
用数控车床加工零件，能准确地计算零件的加工工时，有效地
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有利于生产管理的现 代化
简化了检验和工夹具、半成品的管理工作。其加工及操作均使 用数字信息与标准代码输入，最适于与计算机联系，目前已成
对照实训中心的普通车床和数控车床，讲解数控车床的加工特点。
表1-1 数控车床的加工特点
序号 1
特点 加工复杂型面
说明
数控车床因能实现两坐标轴联动，所以容易实现许多卧式车床难 以完成或无法加工的曲线、曲面构成的回转体加工及非标准螺纹、 变螺距螺纹加工
使用数控车床，当加工的零件改变时，只需要重新编写（或修改）
一夹一顶装夹
车削轴类零件时，在粗加工、 半精加工或精度要求不高时， 可用这种装夹法。能承受较大 的轴向切削力，且刚性好，同 时可提高切削用量
心轴装夹
为提高生产率，保证产品质量， 车削对同轴度要求高的盘类零 件时，常用心轴装夹。
任务三 数控车削加工常用的 工、量、刃具
二、数控车床刀具
1．数控车刀种类
图1–11 可转位刀具
图1–12数控车刀的刀片形状
任务三 数控车削加工常用的 工、量、刃具
3.可转位车刀刀片的更换
在数控车床加工的过程中，可转位车刀的刀片磨损、报废后可中途停 止加工，更换新的刀片。更换刀片时，刀柄可以固定在刀架原来的位置不 动，只更换新的刀片；如有需要，可以卸下刀柄进行更换刀片，更换过程 如图1-13所示。
数控车床常用夹具有自定心卡盘、液压动力卡盘、顶尖等。数 控车削加工常用装夹方式有自定心卡盘装夹、一夹一顶、心轴装夹 法等。见表1-5。
任务三
名称 自定心卡盘装夹
数控车削加工常用的 工、量、刃具
表1–5 数控车床常用夹具装夹方法
图示
说明
特点是自动定心，装夹方便， 但定心精度不高，夹紧力小， 适用于装夹截面为圆形、三角 形、六边形的轴类和盘类中小 型零件
用比较广泛。下面我们来了解一下数控车床的结构组成及技术 参数。
一、数控车床的型号代码
1．数控车床CK6136i各代码的含义说明 C K 6 1 36 i
改型 床身上最大工件回转直径的1/10（360㎜） 卧式车床系
落地及卧式车床组
数控 车床
任务二 数控车床的认知
2．数控车床CJK6140A各代码的含义说明
2．数控可转位刀具的组成及刀片
（1）可转位刀具的组成 一般由刀片、刀垫、夹紧元件和刀Biblioteka Baidu组成。
任务三 数控车削加工常用的 工、量、刃具
（2）常用的数控车刀刀片 数控车刀的刀片形状如图1–12所示，刀 片的夹紧要求：夹紧可靠，不允许刀片松动和移动；定位准确，确保 定位精度；排屑流畅，有足够的排屑空间；结构简单，操作方便，制 造成本低，转位速度快，缩短换刀时间。
主轴转速/r.min－1
快速移动速度
定位精度
重复定位精度 刀位数
刀具规格尺寸
φ360×570
床身上
φ360
刀架上
φ160
主轴孔上允许棒料的最大直径
φ40
570
MT5#
低档
35~400
高档
215~2500
Z轴
8m/min
X轴
6m/min
Z轴
0.04mm
X轴
0.03 mm
Z轴
0.016 mm
X轴
0.012 mm
a）松开夹紧元件，卸下旧刀片
b） 把新刀片正确放在刀柄上
任务三 数控车削加工常用的 工、量、刃具
d）用扳手拧紧
三、常用量具
图1-13 更换刀片
c） 把夹紧元件放入螺丝孔
量具是计量和检验用的器具，是机械加工中不可缺少的重要器具，是 测量零件的尺寸、形状和相互位置精度等所用的测量工具。在数控实训 中最为常用的量具有游标卡尺、千分尺。除此之外，还会接触到百分表， 游标万能角度尺，螺纹塞规与环规等。
任务二 数控车床的认知
电气部分 其他部分
1．检查三色灯、开关。 2．检查面板各旋钮是否有松动、脱落现象。
1．液压系统无滴油发热现象。 2．切削液系统工作正常。 3．工具摆放到指定位置。 4．清理机床周围，达到清洁。 5．认真填写好交接班记录及其他记录。
五、任务实训：
1）对照数控车床，指出数控车床的各组成部分及功能。 2）按要求完成数控车床的日常保养。
六、考核评价
以现场表现、问答、实际操作的形式完成。
任务三 数控车削加工常用的 工、量、刃具
数控车床加工时选择的夹具、刀具、量具是否 恰当，直接关系到零件加工的质量和效率。
一、数控车床常用夹具及装夹方式
数控车削加工要求夹具应具有较高的定位精度和刚性，结构 简单、通用性强，便于在机床上安装夹具及迅速装卸工件、自动 化等特性。
4
车刀20×20mm 镗刀φ25mm
任务二 数控车床的认知
四、数控车床的日常保养
做好数控车床的日常维护和保养，可以降低数控车床的故障率，充分 发挥数控车床的功效。一般情况下，维护保养是由操作人员来进行的。 及时有效的预防性维护，能防止意外事故的发生。
表1-4 数控车床的维护保养知识
保养部位 外观部分
数控车床编程与操作
项目一 数控车床编程与操作基础
项目一 数控车床编程与操作基础
知识目标
1、了解数控车床加工过程和数控车床 加工特点。
2、了解数控车床的基本组成。 3、了解数控车床常用的夹具、刀具和量具。
4、熟悉数控车床FANUC 0i操作面板及基本
操作。 5、掌握数控机床坐标系和程序的结构。
项目一 数控车床编程与操作基础
2
具有高度柔性
数控加工程序即可实现对新零件的加工，不需要重新设计模具、
夹具等工艺装备，对多品种、小批量零件的生产适应性强
数控车床按加工程序自动加工工件，加工过程中消除了操作者人
3
加工精度高、质量稳定
为的操作误差，能保证零件加工质量的一致性，而且还可以利用 反馈系统进行校正及补偿加工精度。因此，可以获得比机床本身
能力目标
1、能根据零件图，选择合理的刀具、 夹具和量具。
2、具有数控车床操作中基本的自我保 护意识与能力。
3、能进行数控车床的日常及定期的基 本维护保养工作。
4、能完成数车的手动操作。 5、能认真做好6S。
项目一 数控车床编程与操作基础
任务一 数控车削认识加工 任务二 数控车床的认知 任务三 数控车削加工常用工、量、刃具 任务四 数控车床的操作面板 任务五 数控车床编程基础知识 任务六 数控车床基本操作
它是数控车床的控制核 2 数控系统 心，由各种数控系统完
成对数控车床的控制。
任务二 数控车床的认知
驱动部分是数控车床执
3
驱动系统
行机构的驱动部件，包 括主轴电动机和进给伺
服电动机。
主轴变频电动机
伺服电动机
它是数控车床的一些配
4
辅助装置
套部件，包括液压装置、 气动装置、冷却系统、
润滑系统等。
冷却系统
数控车床结构刚性好，主轴转速高，可以进行大切削用量的强
力切削。此外，机床移动部件的空行程运动速度快，加工时所
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生产效率高
需的切削时间和辅助时间均比普通机床少，生产效率比普通机
床高2~3倍；加工形状复杂的零件，生产效率可高达十几倍到几
十倍
单件、小批生产情况下，使用数控车床减少划线、调整、检验
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经济效益高
润滑系统
任务二 数控车床的认知
三、CK6136i数控车床的主要指标
机床的加工能力和加工精度主要由机床的规格及机床及系统的配置有关。
CK6136i配有FANUC 0i Mate–Tc，采用四工位电动刀架。主要技术参数
见表1-3。
表1-3 机床主要参数
最大零件规格/mm
最大加工直径/mm
最大加工长度/mm 主轴锥孔
图1-3 数控车床加工零件
任务一 数控车削加工认识
四、任务实训
讨论数控车床加工和普通车床加工的区别。
学生分组讨论并派代表做总结发言，教师做最后总结。
五、考核评价
以现场表现、态度、问答的形式完成。
任务二 数控车床的认知
本书所讲到的数控车床都是济南第一机床厂生产的CK6136i数控 车床，数控系统为FANUC 0i Mate–Tc，此系统目前在企业里应
任务三 数控车削加工常用的 工、量、刃具
4
游标万能角 度尺
主要用于各种角度和垂直 度的测量，测量采用透光 法进行。
5 半径样板
主要用于各种圆弧的测量， 测量采用透光法进行。
6
螺纹规
综合检测螺纹的质量
任务三 数控车削加工常用的 工、量、刃具
四、任务实训
1）学生分组，老师指导学生认识刀具和刀片，练习可转位刀具刀片的安装。 2）能说出指定刀具的名称及使用范围。 3）练习使用游标卡尺和千分尺。 4）对常用零件能选择装夹方法。
精度还要高的加工精度及重复精度
数控车床上加工零件时，操作者除了输入程序、装卸工件、对刀、
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自动化程度高、工人劳 动强度低
关键工序的中间检测等，不需要进行其它复杂手工操作，劳动强 度和紧张程度均大为减轻。此外，机床上一般都具有较好的安全 防护、自动排屑、自动冷却等装置，操作者的劳动条件也大为改
善
任务一 数控车削加工认识
图1-1 数控车床
任务一 数控车削加工认识
一、数控车削加工步骤
a）图样分析 c）坐标计算
b）工艺分析 d）程序编制
任务一 数控车削加工认识
一、数控车削加工步骤
e）程序输入
f）对刀，输入刀补
g）自动加工，测
h）零件
量并调整刀补 图1-2 数控加工步骤
任务一 数控车削加工认识
二、数控车床加工的特点