数控车床入门编程和操作实例

数控车床入门编程和操作

实例

Prepared on 24 November 2020

第一节数控车床加工概述

▪一、数控车床的加工对象及加工特点

▪二、数控车床的主要类型

▪三、数控车床的主要技术参数

▪四、常见的数控车床控制系统

一、数控车床的加工对象及加工特点

（1）高难度加工

图4—1 特殊内表面零件示例

成型面零件、非标准螺距(或导程)、变螺距、等螺距与变螺距或圆柱与圆锥螺旋面之间作平滑过渡的螺旋零件都可在数控车床上加工。

（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μm、表面粗糙度数值达Ra μm

▪这些高精度的零件均可在特殊精密数控车床上加工出来。

（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。

（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。

图4—2 六轴控制的数控车床加工示意图

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。

▪(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。

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。

▪(5)采用数控伺服电机驱动数控刀架。

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。

二、数控车床的主要类型

1．数控车床的组成及其作用

（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。

（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。

1—电气箱； 2—主轴箱； 3—机床防护门；4—操作面板； 5—回转刀架；6—尾座； 7—排屑器； 8—冷却液箱；9一滑板； 10—卡盘踏板开关； 1l—床身；

2．数控车床的分类

1)按车床主轴位置分类

(1)立式数控车床

▪其车床主轴垂直于水平面，并有一个直径很大、供装夹工件用的圆形工作台。这类机床主要用于加工径向尺寸大、轴向尺寸相对较小的大型复杂零件。

(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。

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。

3)按数控系统的功能分类

(1)经济型数控车床（简易数控车床）

▪一般用单板机、单片机进行开环控制，具有CRT显示、程序存储、程序编辑等功能，加工精度较低，功能较简单。机械部分多为在普通车床基础上改进

(2)全功能型数控车床

▪较高档次的数控车床，具有刀尖圆弧半径自动补偿、恒线速、倒角、固定循环、螺纹切削、图形显示、用户宏程序等功能，加工能力强，适宜于加工精度高、形状复杂、循环周期长、品种多变的单件或中小批量零件的加工。

(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。

4)其他分类方法

▪按数控车床的不同控制方式分：直线控制数控车床、两主轴控制数控车床等；

▪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。

三、数控车床的主要技术参数

数控车床的主要技术参数有：

中德欧马科TH-15型数控车床的主要技术参数：

•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，

•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。