项目三数控车床编程基础.ppt

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1、机械教研组 吴绿明项目三 数控车工编程基础知识 课题课题1 数控编程的顺序、方法及内容数控编程的顺序、方法及内容 课题课题2 数控编程工艺知识扩展数控编程工艺知识扩展 项目3 数控车床编程基础 3.1 数控编程的内容与方法数控编程的内容与方法 在编制数控程序前，应首先了解数控程序编制的主要内容、工作步骤、每一步应遵循的工作原则等，最终才能获得满足要求的数控程序。1数控编程的内容数控编程的内容 从分析零件图样到获得数控车床所需控制介质（加工程序单或数控带等）的全过程，称为程序编制，其主要内容和一般流程如图3-1所示。图3-1 程序编制的主要内容和一般流程项目3 数控车床编程基础（1）图样分析 根

2、据加工零件的图纸和技术文件，对零件的轮廓形状、有关尺寸精度、形状精度、基准、表面粗糙度、毛坯种类、件数、材料及热处理等项目要求进行分析，形成初步加工方案（2）辅助准备 根据图样分析确定机床坐标系、编程坐标系、刀具准备、对刀方法、对刀点位置及测定机械间隙等。（3）制定加工工艺 拟定加工工艺方案，确定加工方法、加工线路与余量的分配、定位夹紧方式并合理选用机床、刀具、切削用量等。项目3 数控车床编程基础（4）数值计算 在编制程序前，还需对加工轨迹的一些未知坐标值进行计算，作为程序输入的数据，主要包括数值换算、尺寸链计算、坐标计算和辅助计算等。对于复杂的加工曲线和曲面还需使用计算机辅助计算。（5）编写

3、加工程序 根据确定的加工路线、刀具号、刀具形状、切削用量、辅助动作及数值计算的结果，按照数控车床规定使用的功能指令代码及程序段格式，逐段编写加工程序。此外，还应附上必要的加工示意图、刀具示意图、机床调整卡、工序卡等加工条件说明。项目3 数控车床编程基础（6）制作控制介质 加工程序完成以后，还必须将加工程序的内容记录在控制介质上，以便输入到数控装置中（如穿孔带、磁带及软盘等），还可采用手动方式将程序输入给数控装置。（7）程序校核 加工程序必须经过校验和试切削才能正式使用，通常可以通过数控车床的空运行来检查程序格式有无出错；或用模拟仿真软件来检查刀具加工轨迹的正误。正式加工前必须采用首件试切的方法

4、来进行实际效果的检查，以便对程序进行修正。项目3 数控车床编程基础 2数控编程的方法数控编程的方法 数控加工程序的编制方法有两种：手工编程和自动编程。（1）手工编程 手工编程指主要由人工来完成数控编程中各个阶段的工作。一般，几何形状不太复杂的零件，所需的加工程序不长，计算比较简单，用手工编程比较合适。项目3 数控车床编程基础 （2）自动编程 自动编程是指在编程过程中，除了分析零件图样和制定工艺方案由人工进行外，其余工作均由计算机辅助完成。自动编程解决了手工编程无法解决的许多复杂零件的编程难题。自动编程的特点就在于编程工作效率高，可解决复杂形状零件的编程难题。根据输入方式的不同，可将自动编程分为

5、图形数控自动编程、语言数控自动编程和语音数控自动编程等。项目3 数控车床编程基础 3.2 数控机床坐标系数控机床坐标系3.2.1 机床坐标系机床坐标系1机床坐标系的确定机床坐标系的确定 （1）机床相对运动的规定 在机床上，我们始终认为工件静止，而刀具是运动的。这样编程人员在不考虑机床上工件与刀具具体运动的情况下，就可以依据零件图样，确定机床的加工过程。项目3 数控车床编程基础 机床坐标系机床坐标系图4-12 机床坐标系以机床原点为坐标系原点建以机床原点为坐标系原点建立起来的立起来的X、Z轴直角坐标轴直角坐标系，称为机床坐标系。系，称为机床坐标系。车床的机床原点为车床的机床原点为主轴主轴旋转中心

6、与卡盘后端面之交旋转中心与卡盘后端面之交点。点。机床坐标系是制造和调机床坐标系是制造和调整机床的基础，也是设置工整机床的基础，也是设置工件坐标系的基础，件坐标系的基础，一般不允一般不允许随意变动许随意变动。如图。如图4-12所示。所示。（2）机床坐标系的规定 标准机床坐标系中，X、Y、Z坐标轴的相互关系用右手笛卡儿直角坐标系确定，如图3-2所示。图3-2 笛卡儿直角坐标系项目3 数控车床编程基础 2坐标轴方向的确定坐标轴方向的确定 （1）Z坐标 Z坐标的运动方向是由传递切削动力的主轴所决定的，即平行于主轴轴线的坐标轴为Z坐标轴。Z坐标的正向为刀具离开工件的方向。如果机床上有几个主轴，则选一个垂

7、直于工件装夹平面的主轴方向为Z坐标方向；如果主轴能够摆动，则选垂直于工件装夹平面的方向为Z坐标方向；如果机床无主轴，则选垂直于工件装夹平面的方向为Z坐标方向。项目3 数控车床编程基础 （2）X坐标 X坐标平行于工件的装夹平面，一般在水平面内。确定X轴的方向时，要考虑两种情况。如果工件做旋转运动，则刀具离开工件的方向为X坐标的正方向。如果刀具做旋转运动，则分为两种情况：当Z坐标水平时，观察者沿刀具主轴向工件看时，X运动方向指向右方；当Z坐标垂直时，观察者面对刀具主轴向立柱看时，X运动方向指向右方。项目3 数控车床编程基础 （3）Y坐标 在确定X、Z坐标的正方向后，可以根据X和Z坐标的方向，按照右

8、手直角坐标系来确定Y坐标的方向。如图3-4所示为数控车床的坐标系。图3-4 数控车床的坐标系项目3 数控车床编程基础 （3）运动方向的规定 增大刀具与工件距离的方向即为各坐标轴的正方向。如图3-3所示，为数控车床上两个运动的正方向。图3-3机床运动的方向项目3 数控车床编程基础 3.2.2 工件坐标系工件坐标系 如果选择工件上某一固定点为工件零点，如图3-7中的O3点，以工件零点为原点且平行于机床坐标轴X、Y、Z建立一个新坐标系，则称为工件坐标系。图3-7 工件坐标系设定项目3 数控车床编程基础 项目项目3 3 数控车床的编程基础数控车床的编程基础一、坐标系统机床坐标系:是数控机床安装调试时便

9、设定好的一固定的坐标系统。机床原点在主轴端面中心，参考点在X轴和Z轴的正向极限位置处编程坐标系:是在对图纸上零件编程时就建立的，程序数据便是基于该坐标系的坐标值。工件坐标系是编程坐标系在机床上的具体体现。由相应的编程指令建立。由由对刀操作建立三者之间的相互联系建立三者之间的相互联系3附加坐标系附加坐标系 为了编程和加工的方便，有时还要设置附加坐标系。对于直线运动，通常可以采用的附加坐标系有：第二组U、V、W坐标，第三组P、Q、R坐标。4机床原点的设置机床原点的设置 机床原点是指在机床上设置的一个固定点，即机床坐标系的原点。它在机床装配、调试时就已确定下来，是数控机床进行加工运动的基准参考点。项

10、目3 数控车床编程基础 在数控车床上，机床原点一般取在卡盘端面与主轴中心线的交点O1处，如图3-5所示。同时，通过设置参数的方法，也可将机床原点设定在X、Z坐标正方向的极限位置上。图3-5 数控车床的参考点与机床原点 项目3 数控车床编程基础 5机床参考点机床参考点 机床参考点是用于对机床运动进行检测和控制的固定位置点。机床参考点的位置是由机床制造厂家在每个进给轴上用限位开关精确调整好的，其坐标值已输入数控系统中。因此，参考点对机床原点的坐标是一个已知数。通常，数控车床上的机床参考点是离机床原点最远的极限点，见图3-5。数控机床开机时，必须先确定机床原点，而确定机床原点的运动就是刀架返回参考点

11、的操作，这样通过确认参考点，就确定了机床原点。只有机床参考点被确认后，刀具（或工作台）移动才有基准。项目3 数控车床编程基础 机床原点、工件原点、参考点a 刀架后置式刀架后置式b 刀架前置式刀架前置式工件原点工件原点说明：说明：由于车削加工是围绕主轴中心前后对称的，因此无论由于车削加工是围绕主轴中心前后对称的，因此无论是前置还是后置式的，是前置还是后置式的，X 轴指向前后对编程来说并无多大差轴指向前后对编程来说并无多大差别。为适应笛卡尔坐标习惯，编程绘图时按后置式的方式进别。为适应笛卡尔坐标习惯，编程绘图时按后置式的方式进行表示行表示ZX6各类数控车床的坐标系各类数控车床的坐标系 ISO对数控

12、车床的坐标轴及其运动方向作了规定。常用数控车床的坐标轴及坐标方向如图3-6所示。图3-6 数控车床的坐标轴及坐标方向项目3 数控车床编程基础 工件坐标系的零点是由操作者或编程者自由选择的，其选择的原则是：（1）使工件的零点与工件的尺寸基准重合；（2）使工件图中的尺寸容易换算成坐标值，尽量直接用图纸尺寸作为坐标值；（3）工件零点应选在容易找正、在加工过程中便于测量的位置。结论:数控车床的工件零点O3通常选在工件轮廓右侧边缘 或者左侧边缘的主轴轴线上。项目3 数控车床编程基础 二、直径编程方式二、直径编程方式v在车削加工的数控程序中，在车削加工的数控程序中，X 轴轴的坐标值取为零件的坐标值取为零件

13、图样图样上的直径值上的直径值的编程方式。设与计、标柱一致、减少换算。的编程方式。设与计、标柱一致、减少换算。v如图所示：图中如图所示：图中A点的坐标点的坐标值为（值为（40，150），），B点的坐标值为（点的坐标值为（100,50）。）。v编程方式可由指令指定。也可由参数设定。编程方式可由指令指定。也可由参数设定。v一般默认直径方式一般默认直径方式。如：华中数控如：华中数控 G36|直径编程直径编程 G37半径编程半径编程 西门子西门子 G22直径编程直径编程 G23半径编程半径编程三、进刀和退刀方式v进刀时采用快速走刀接近工件切削起点附近的某个点，再改用切削进给，以减少空走刀的时间，提高加工

14、效率。切削起点的确定与工件毛坯余量大小有关，应以刀具快速走到该点时刀尖不与工件发生碰撞为原则。v退刀时退刀时，沿轮，沿轮廓延长线工进退出廓延长线工进退出至工件附近，再快至工件附近，再快速退刀。一般先退速退刀。一般先退X轴，后退轴，后退Z轴。轴。四、四、绝对编程与增量编程绝对编程与增量编程 数控编程通常都是按照组成图形的线段或圆弧的端点的坐标来进行的。绝对编程：指令轮廓终点相对于工件原点绝对坐标值的编程方式。增量编程：指令轮廓终点相对于轮廓起点坐标增量的编程方式。有些数控系统还可采用极坐标编程绝 对 编 程 和 增 量 编 程绝对编程G90增量编程G91 均为模态指令绝对编程：绝对编程：G90

15、G01 X100.0 Z50.0;增量编程：增量编程：G91 G01 X60.0 Z-100.0;在越来越多车床中X、Z表示绝对编程U、W表示增量编程允许同一程序段中二者混合使用绝 对 编 程 和 增 量 编 程绝对绝对:G01 X100.0 Z50.0;相对相对:G01 U60.0 W-100.0;混用混用:G01 X100.0 W-100.0;或或 G01 U60.0 Z50.0;直线直线AB,可用：可用：3.3 编程中的数学处理编程中的数学处理 根据被加工零件的图样，按照已经确定的加工路线和允许的编程误差，计算数控系统所需要输入数据的过程，称为数学处理。3.3.1 数学处理的内容数学处理

16、的内容 对图形的数学处理一般包括两个方面：（1）要根据零件图给出的形状、尺寸和公差等直接通过数学方法（如三角、几何与解析几何法等）计算出编程时所需要的有关各点的坐标值、圆弧插补所需要的圆弧圆心、圆弧端点的坐标；项目3 数控车床编程基础 （2）按照零件图给出的条件还不能直接计算出编程时所需要的所有坐标值，也不能按零件图给出的条件直接进行工件轮廓几何要素的定义来进行自动编程，那么就必须根据所采用的具体工艺方法、工艺装备等加工条件，对零件原图形及有关尺寸进行必要的数学处理或改动，才可以进行各点的坐标计算和编程工作。项目3 数控车床编程基础 1数值换算数值换算 （1）选择原点 原点是指编制加工程序时所

17、使用的编程原点。从理论上讲，原点选在任何位置都是可以的。但实际上，为了换算尽可能简便及尺寸较为直观，应尽可能把原点的位置选得合理些。车削件的编程原点X向应取在零件的回转中心，即车床主轴的轴心线上，所以原点的位置只能在Z向做选择。原点Z向位置一般在工件的左端面或右端面中做选择。如果是左右对称的零件，则Z向原点应选在对称平面内，这样同一个程序可用于调头前后的两道加工工序。对于轮廓中有椭圆之类非圆曲线的零件，Z向原点取在椭圆的对称中心较好。项目3 数控车床编程基础 （2）尺寸换算 直接换算。直接换算是指直接通过图样上的标注尺寸，即可获得编程尺寸的一种方法。进行直接换算时，可对图样上给定的基本尺寸或极

18、限尺寸的中值，经过简单的加、减运算后完成。例如，在图3-8（b）中，除尺寸42.1mm外，其余均属直接按图3-8（a）所示标注尺寸经换算后得到的编程尺寸。其中，59.94mm、20mm及 140.8mm三个尺寸为分别取两极限尺寸平均值后得到的编程尺寸。图3-8 标注尺寸换算项目3 数控车床编程基础 间接换算 间接换算是指需要通过平面几何、三角函数等计算方法进行必要换算后，才能得到其编程尺寸的一种方法。用间接换算方法所换算出来的尺寸，是直接编程时所需的基点坐标尺寸，也可以是为计算某些基点坐标值所需要的中间尺寸图3-8（b）中的尺寸42.1mm就是间接换算后得到的编程尺寸。（3）尺寸链计算 如果仅

19、仅为得到其编程尺寸，则只须按上述方法即可。但在数控加工中，除了需要准确地得到其编程尺寸外，还需要掌握控制某些重要尺寸的允许变动量，这就需要通过尺寸链的计算才能得到。项目3 数控车床编程基础 2基点与节点基点与节点（1）基点 一个零件的轮廓曲线可能由许多不同的几何要素所组成，如直线、圆弧、二次曲线等。各几何要素之间的连接点称为基点。基点坐标是编程中需要的重要数据，可以直接作为其运动轨迹的起点或终点，如图3-9（a）所示。图3-9(a)零件轮廓上的基点项目3 数控车床编程基础（2）节点 当被加工零件的轮廓形状与机床的插补功能不一致时，如在只有直线和圆弧插补功能的数控机床上加工椭圆、双曲线、抛物线、

20、阿基米德螺旋线或用一系列坐标点表示的列表曲线时，就要用直线或圆弧去逼近被加工曲线。这时，逼近线段与被加工曲线的交点就称为节点。如图3-9（b）所示的曲线，当用直线逼近时，其交点A、B、C、D等即为节点。在编程时，要计算出节点的坐标，并按节点划分程序段。图3-9 (b)零件轮廓上的基点和节点项目3 数控车床编程基础 3.3 坐标值的常用计算方法坐标值的常用计算方法1作图计算法作图计算法 （1）作图计算法的实质 作图计算法是以准确绘图为主，并辅以简单的加、减运算的一种处理方法，因其实质为作图，故在习惯上也称为作图法。（2）作图计算法的要求 要求绘图工具质量较高。绘图应做到认真、仔细，并保证度量准确

21、。图线应尽量细而清晰，绘制同心圆时要避免圆心移位 绘图要严格按比例进行，当采用坐标纸绘图时，可尽量选用较大的放大比例，并尽可能使基点落在坐标格的交点上。提示：目前作图法的分析都在计算机上运用AutoCAD软件完成的。项目3 数控车床编程基础 2三角函数计算法三角函数计算法 三角函数计算法简称三角计算法。在手工编程工作中，因为这种方法比较容易被掌握，所以其应用十分广泛，是进行数学处理时应重点掌握的方法之一。三角计算法主要应用三角函数关系式及部分定理，现将有关定理的表达式列出如下。正弦定理：式中 a，b，c 角A、B、C所对应边的边长；R三角形外接圆的半径。余弦定理：项目3 数控车床编程基础 3平

22、面解析几何计算法平面解析几何计算法 三角函数计算法虽然在应用中具有分析直观、计算简便等优点，但有时为计算一个简单图形，却需要添加若干条辅助线，并分析数个三角形间的关系。而应用平面解析几何计算法可省掉一些复杂的三角形关系，用简单的数学方程即可准确地描述零件轮廓的几何图形，使分析和计算的过程都得到简化，并可减少多层次的中间运算，使计算误差大大减小，计算结果更加准确，且不易出错。在绝对编程坐标系中，应用这种方法所解出的坐标值一般不产生累积误差，减少了尺寸换算的工作量，还可提高计算效率等。因此，在数控机床的手工编程中，平面解析几何计算法是应用较普遍的计算方法之一。项目3 数控车床编程基础 3.4 零件

23、程序的零件程序的结构构 一个零件程序是一组被传送到数控装置中的指令和数据，是由遵循一定结构、句法和格式规则的若干程序段组成的，而每个程序段是由若干个指令字组成的。如图3-11所示。图3-11 零件程序的结构项目3 数控车床编程基础 3.4.1 指令字指令字 一个指令字是由地址符和带符号或不带符号的数字数据组成的。程序段中不同的地址符及其后续数值确定了每个指令字的含义。在数控程序段中包含的主地址符如表3-1所示。3.4.2 程序段的格式程序段的格式 程序段是可作为一个单位来处理的、连续的指令字组，是数控加工程序中的一条语句。一个数控加工程序是由若干个程序段组成的。程序段格式是指程序段中的字、字符

24、和数据的安排形式。现在一般使用字地址可变程序段格式，每个字长不固定，各个程序段中的长度和功能字的个数都是可变的。尺寸字项目3 数控车床编程基础 在程序段中，必须明确组成程序段的各要素。（1）移动目标：终点坐标值X、Y、Z。（2）沿怎样的轨迹移动：准备功能字G。（3）进给速度：进给功能字F。（4）切削速度：主轴转速功能字S。（5）使用刀具：刀具功能字T。（6）机床辅助动作：辅助功能字M。程序段格式举例：N30 G01 X10 Z0 F100 S800 T02 M07 N40 X90（本程序段省略了续效字G01 Z0 F100 S800 T02 M07，但它们的功能仍然有效）项目3 数控车床编程基

25、础 3.4.3 程序的格式程序的格式 （1）程序名 程序名由英文字母%（或O）和14位正整数组成，一般要求单列一段。（2）程序主体 程序主体是由若干个程序段组成的。每个程序段占一行。项目3 数控车床编程基础（3）程序结束指令 程序结束指令可以用M02或M30表示，一般要求单列一段。加工程序的一般格式举例：%1000 ；程序名 N10 M03 S800 N20 T02 N30 G00 X50 Z30 ；程序主体 N300 M30 ；结束符项目3 数控车床编程基础 课题课题2 数控车床加工工艺分析数控车床加工工艺分析一、数控车床加工刀具及其选择一、数控车床加工刀具及其选择二、数控车削加工的切削用量

26、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四、数控车削加工中的装刀与对刀一、数控车床加工刀具及其选择一、数控车床加工刀具及其选择1 1常用车刀的种类和用途常用车刀的种类和用途常用车刀的种类和用途常用车刀的种类和用途 a.a.尖形车刀尖形车刀尖形车刀尖形车刀直线形切削直线形切削直线形切削直线形切削刃为特征的车刀，这类车刀刃为特征的车刀，这类车刀刃为特征的车刀，这类车刀刃为特征的车刀，这类车刀的刀尖（同时也为其刀位点）的刀尖（同时也为其刀位点）的刀尖（同时也为其刀位点）的刀尖（同时也为其刀位点）b.b.圆弧形车刀圆弧形车

27、刀圆弧形车刀圆弧形车刀刀位点刀位点刀位点刀位点不在圆弧上，而在该圆弧的不在圆弧上，而在该圆弧的不在圆弧上，而在该圆弧的不在圆弧上，而在该圆弧的圆心上圆心上圆心上圆心上 c.c.成型车刀成型车刀成型车刀成型车刀样板车刀，样板车刀，样板车刀，样板车刀，其加工零件的轮廓形状完全其加工零件的轮廓形状完全其加工零件的轮廓形状完全其加工零件的轮廓形状完全由车刀刀刃的形状和尺寸决由车刀刀刃的形状和尺寸决由车刀刀刃的形状和尺寸决由车刀刀刃的形状和尺寸决定。定。定。定。图图4-4 圆弧形车刀圆弧形车刀1）切断刀；）切断刀；2）90左偏刀；左偏刀；3）90右偏刀；右偏刀；4）弯头车）弯头车刀；刀；5）直头车刀；）

28、直头车刀；6）成型车刀；）成型车刀；7）宽刃精车刀）宽刃精车刀8）外）外螺纹车刀；螺纹车刀；9）端面车刀；）端面车刀；10）内螺纹车刀；）内螺纹车刀；11）内槽车）内槽车刀；刀；12）通孔车刀；）通孔车刀；13）盲孔车刀）盲孔车刀图图图图4-5 4-5 常用车刀的种类、形状和用途常用车刀的种类、形状和用途常用车刀的种类、形状和用途常用车刀的种类、形状和用途2 2机夹可转位车刀的选用机夹可转位车刀的选用机夹可转位车刀的选用机夹可转位车刀的选用 数控车削加工时，为了数控车削加工时，为了减少换刀时间和方便对刀，减少换刀时间和方便对刀，尽量采用机夹车刀和机夹刀尽量采用机夹车刀和机夹刀片，便于实现机械加

29、工的标片，便于实现机械加工的标准化。准化。数控车床常用的机夹数控车床常用的机夹可转位式车刀结构型式如图可转位式车刀结构型式如图4-64-6所示。所示。图图 机夹可转位机夹可转位式车刀结构型式式车刀结构型式（1 1）刀片材质的选择）刀片材质的选择 常见刀片材料有高速钢、硬质合金、涂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石等，其中应用最多的是硬质合金和涂层硬质合金刀片。层硬质合金刀片。选择刀片材质主要依选择刀片材质主要依据被加工工件的材料、被加工表面的精据被加工工件的材料、被加工表面的精度、表面质量要

30、求、切削载荷的大小以度、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。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选择 刀片尺寸的大小取决于必要的有效切削刃刀片尺寸的大小取决于必要的有效切削刃长度长度L L。有效切削刃长度与背吃刀量。有效切削刃长度与背吃刀量aP P和车刀和车刀的主偏角的主偏角k kr r有关，使用时可查阅有关刀具手册有关，使用时可查阅有关刀具手册选取。选取。图图 切削刃长度、背吃刀量与主偏角关系切削刃长度、背吃刀量与主偏角关系（3）刀片形状的选择刀片形状的选择刀片形状刀片形状主要依据主要依据被加工工被加工工件的表面件的表面形状、切形状、切削方法、削方

31、法、刀具寿命刀具寿命和刀片的和刀片的转位次数转位次数等因素选等因素选择。择。a-T型；型；b-F型；型；c-W型；型；d-S型；型；e-P型；型；f-D型；型；g-R型；型；h-C型型表表表表 被加工表面与适用的刀片形状被加工表面与适用的刀片形状被加工表面与适用的刀片形状被加工表面与适用的刀片形状二、数控车削加工的切削用量选择二、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p p的确定 背吃刀量根据机床、工件和刀具背吃刀量根据机床、工件和刀具的刚度来决定，的刚度来决定，在刚度允许的条件下，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应尽可能使背吃刀量等于工件的加工余量，

32、余量，这样可以减少走刀次数，提高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，生产效率。为了保证加工表面质量，可留少许精加工余量，一般为可留少许精加工余量，一般为0.20.5mm。（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。（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p p有着较密切的关系。表41为一些资料上

33、切削用量推荐数据，供使用时参考。表41 切削用量推荐数据2选择切削用量时应注意的几个问题（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p，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p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。（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/d（3 3）车螺纹时的主轴转速）车螺纹时的主轴转速 a.a.螺纹加工程序段中指令的螺距值螺纹加工程序段中指令的螺距值螺纹加工程序段中指令的螺距值螺纹加工程序段中指令的螺距

34、值 b.b.刀具在其位移过程的始刀具在其位移过程的始刀具在其位移过程的始刀具在其位移过程的始/终，都将受到伺服驱终，都将受到伺服驱终，都将受到伺服驱终，都将受到伺服驱动系统升动系统升动系统升动系统升/降频率和数控装置插补运算速度的约束降频率和数控装置插补运算速度的约束降频率和数控装置插补运算速度的约束降频率和数控装置插补运算速度的约束.c.c.车削螺纹必须通过主轴的同步运行功能而实现，车削螺纹必须通过主轴的同步运行功能而实现，车削螺纹必须通过主轴的同步运行功能而实现，车削螺纹必须通过主轴的同步运行功能而实现，即车削螺纹需要有主轴脉冲发生器（编码器）。即车削螺纹需要有主轴脉冲发生器（编码器）。即

35、车削螺纹需要有主轴脉冲发生器（编码器）。即车削螺纹需要有主轴脉冲发生器（编码器）。当其主轴转速选择过高、编码器的质量不稳定时，当其主轴转速选择过高、编码器的质量不稳定时，当其主轴转速选择过高、编码器的质量不稳定时，当其主轴转速选择过高、编码器的质量不稳定时，会导致工件螺纹产生乱纹（俗称会导致工件螺纹产生乱纹（俗称会导致工件螺纹产生乱纹（俗称会导致工件螺纹产生乱纹（俗称“烂牙烂牙烂牙烂牙”）。）。）。）。车床数控系统推荐车螺纹时主轴转速如下：车床数控系统推荐车螺纹时主轴转速如下：车床数控系统推荐车螺纹时主轴转速如下：车床数控系统推荐车螺纹时主轴转速如下：式中式中式中式中 P P被加工螺纹螺距，被

36、加工螺纹螺距，被加工螺纹螺距，被加工螺纹螺距，mmmm；k k保险系数，一般为保险系数，一般为保险系数，一般为保险系数，一般为8080。三、数控车削加工的装夹与定位三、数控车削加工的装夹与定位1 1数控车床的定位及装夹要求数控车床的定位及装夹要求 在数控车床上加工零件，应按在数控车床上加工零件，应按工序集中的工序集中的原则原则划分工序，在一次装夹下尽可能完成大部划分工序，在一次装夹下尽可能完成大部分甚至全部表面的加工。分甚至全部表面的加工。根据零件的结构形状根据零件的结构形状不同，通常选择外圆、端面或端面、内孔装夹，不同，通常选择外圆、端面或端面、内孔装夹，并力求设计基准、工艺基准和编程基准统

37、一，并力求设计基准、工艺基准和编程基准统一，以减少定位误差，提高加工精度。以减少定位误差，提高加工精度。要充分发挥数控车床的加工效能，工件要充分发挥数控车床的加工效能，工件的装夹必须快速，定位必须准确。的装夹必须快速，定位必须准确。数控车床对工件的装夹要求：数控车床对工件的装夹要求：首先应具有可靠的夹紧力，以防止首先应具有可靠的夹紧力，以防止工件在加工过程中松动；工件在加工过程中松动；其次应具有较高的定位精度，并多其次应具有较高的定位精度，并多采用气动或液压夹具，以便于迅速和方采用气动或液压夹具，以便于迅速和方便地装、拆工件。便地装、拆工件。2 2常用的夹具型式及定位方法常用的夹具型式及定位方

38、法（1 1）圆柱心轴定位夹具）圆柱心轴定位夹具 加工套类零件时，常用工件的孔在圆柱心轴上定加工套类零件时，常用工件的孔在圆柱心轴上定位，如图位，如图4-6 a4-6 a）、）、b)b)所示。所示。（2 2）小锥度心轴定位夹具）小锥度心轴定位夹具 将圆柱心轴改成锥度很小的锥体将圆柱心轴改成锥度很小的锥体(C=1/1000(C=1/10001/5000)1/5000)时时，就成了小锥度心轴。，就成了小锥度心轴。工件在小锥度心轴定位，消除了径向间隙，提高工件在小锥度心轴定位，消除了径向间隙，提高了心轴的定心精度。定位时，工件楔紧在心轴上，靠了心轴的定心精度。定位时，工件楔紧在心轴上，靠楔紧产生的摩擦

39、力带动工件，不需要再夹紧，且定心楔紧产生的摩擦力带动工件，不需要再夹紧，且定心精度高；缺点是工件在轴向不能定位。精度高；缺点是工件在轴向不能定位。这种方法适用于有较高精度定位孔的工件精加工。这种方法适用于有较高精度定位孔的工件精加工。（3 3）圆锥心轴定位夹具）圆锥心轴定位夹具 当工件的内孔为锥孔时，可用与工件内孔当工件的内孔为锥孔时，可用与工件内孔锥度相同的锥度心轴定位。为了便于卸下工件，锥度相同的锥度心轴定位。为了便于卸下工件，可在芯轴大端配上一个旋出工件的螺母。如可在芯轴大端配上一个旋出工件的螺母。如图图4-4-6 c6 c）、）、d)d)所示。所示。（4 4）螺纹心轴定位夹具）螺纹心轴

40、定位夹具 当工件内孔是螺孔时，可用螺纹心轴定位当工件内孔是螺孔时，可用螺纹心轴定位夹具。如图夹具。如图4-6 e4-6 e）、）、f)f)所示所示。（5 5）拨齿顶尖夹具）拨齿顶尖夹具 用于轴类工件车削的夹具。车削时，工件用于轴类工件车削的夹具。车削时，工件由主轴上通过变径套而安装的拨齿带动旋转，拨由主轴上通过变径套而安装的拨齿带动旋转，拨齿顶尖的结构如图齿顶尖的结构如图4747所示。所示。1一壳体；2一顶尖；3一止退环；4一螺钉；5拨齿套；图47拨齿顶尖（6）可调卡爪式卡盘夹具 适用于在没有尾座的卡盘式数控车床上图48 可调卡爪式卡盘1卡爪；2基体卡座；3差动螺杆；4拉杆；四、数控车削加工中

41、的装刀与对刀四、数控车削加工中的装刀与对刀装刀与对刀是数控机床加工中极其重要并十分棘手的一项工艺准备工作。对刀的好与差，将直接影响到加工程序的编制及零件的尺寸精度。通过对刀或刀具预调，还可同时测定其各号刀的刀位偏差，有利于设定刀具补偿量。（1 1）车刀的安装）车刀的安装）车刀的安装）车刀的安装 图图图图4-94-9是车刀安装是车刀安装是车刀安装是车刀安装角度示意图角度示意图角度示意图角度示意图 正确地安装车刀，是保证加工质量，减小刀具磨损，正确地安装车刀，是保证加工质量，减小刀具磨损，正确地安装车刀，是保证加工质量，减小刀具磨损，正确地安装车刀，是保证加工质量，减小刀具磨损，提高刀具使用寿命的

42、重要步骤提高刀具使用寿命的重要步骤提高刀具使用寿命的重要步骤提高刀具使用寿命的重要步骤（a）“”的倾斜角度（增大刀具切削的倾斜角度（增大刀具切削力）（力）（b）“+”的倾斜角度（减小刀具的倾斜角度（减小刀具切削力）切削力）图图4-9 车刀的倾斜角度车刀的倾斜角度（2）刀位点）刀位点 刀位点是指在加工程序编制中，用以表刀位点是指在加工程序编制中，用以表示刀具特征的点，也是对刀和加工的基准点。示刀具特征的点，也是对刀和加工的基准点。（3 3）对刀）对刀）对刀）对刀 在加工程序执行前，调整每把刀的刀位点，在加工程序执行前，调整每把刀的刀位点，使其尽量重合于某一理想基准点，这一过程称使其尽量重合于某一

43、理想基准点，这一过程称为对刀。为对刀。理想基准点可以设在基准刀的刀尖上，也可以设理想基准点可以设在基准刀的刀尖上，也可以设定在对刀仪的定位中心定在对刀仪的定位中心(如光学对刀镜内的十字刻如光学对刀镜内的十字刻线交点线交点)上。上。对刀一般分为对刀一般分为手动对刀手动对刀和和自动对刀自动对刀两大类。两大类。目前，绝大多数的数控机床目前，绝大多数的数控机床(特别是车床特别是车床)采用手采用手动对刀，其基本方法有动对刀，其基本方法有定位对刀法、光学对刀法定位对刀法、光学对刀法和试切对刀法。和试切对刀法。A.定位对刀法 定位对刀法的实质是按接触式设定基准定位对刀法的实质是按接触式设定基准重合原理而进行

44、的一种粗定位对刀方法，其重合原理而进行的一种粗定位对刀方法，其定位基准由预设的对刀基准点来体现。定位基准由预设的对刀基准点来体现。对刀时，只要将各号刀的刀位点调整至对刀时，只要将各号刀的刀位点调整至对刀基准点重合即可。对刀基准点重合即可。该方法简便易行，因而得到较广泛的应该方法简便易行，因而得到较广泛的应用，但其对刀精度受到操作者技术熟练程度用，但其对刀精度受到操作者技术熟练程度的影响，一般情况下其精度都不高，还须在的影响，一般情况下其精度都不高，还须在加工或试切中修正。加工或试切中修正。B.光学对刀法 这是一种按非接触式设定基准重合原理而进行的对刀方法，其定位基准通常由光学显微镜（或投影放大

45、镜）上的十字基准刻线交点来体现。这种对刀方法比定位对刀法的对刀精度高，并且不会损坏刀尖，是一种推广采用的方法。C.C.试切对刀法试切对刀法 在前几种手动对刀方法中，均因可能受到在前几种手动对刀方法中，均因可能受到手动和目测等多种误差的影响，对刀精度十分手动和目测等多种误差的影响，对刀精度十分有限，实际加工中往往通过试切对刀，以得到有限，实际加工中往往通过试切对刀，以得到更加准确和可靠的结果。更加准确和可靠的结果。数控车床常用的试切对刀方法如图数控车床常用的试切对刀方法如图411411所示。所示。图图4-11 车刀对刀点示意图车刀对刀点示意图a）93 车刀车刀X X方向；方向；b）93 车刀车刀

46、Z Z方向；方向；c）两把刀）两把刀X方向对刀；方向对刀；d）两把刀）两把刀Z方方向对刀向对刀（4）对刀点、换刀点位置的确定）对刀点、换刀点位置的确定 对刀点是数控车床加工时刀具相对于工对刀点是数控车床加工时刀具相对于工对刀点是数控车床加工时刀具相对于工对刀点是数控车床加工时刀具相对于工件运动的起点，对刀点既是程序的起点，也是件运动的起点，对刀点既是程序的起点，也是件运动的起点，对刀点既是程序的起点，也是件运动的起点，对刀点既是程序的起点，也是程序的终点。程序的终点。程序的终点。程序的终点。选择对刀点的一般原则是：选择对刀点的一般原则是：（1 1）尽量使加工程序的编制工作简单、方便；）尽量使加

47、工程序的编制工作简单、方便；（2 2）便于用常规量具在车床上进行测量；）便于用常规量具在车床上进行测量；（3 3）便于工件的装夹；）便于工件的装夹；（4 4）对刀误差较小或可能引起加工的误差最）对刀误差较小或可能引起加工的误差最小。小。换刀点是指在编制数控车床多刀加工的加工程换刀点是指在编制数控车床多刀加工的加工程序时，相对于机床固定原点而设置的一个自动序时，相对于机床固定原点而设置的一个自动换刀或换工作台的位置。换刀或换工作台的位置。换刀的位置可设定在程序原点、机床固定换刀的位置可设定在程序原点、机床固定原点或浮动原点上，其具体的位置应根据工序原点或浮动原点上，其具体的位置应根据工序内容而定

48、。内容而定。为了防止在换为了防止在换(转转)刀时碰撞到被加工零件、刀时碰撞到被加工零件、夹具或尾座而发生事故，除特殊情况外，其换夹具或尾座而发生事故，除特殊情况外，其换刀点都设置在被加工零件的外面，并留有一定刀点都设置在被加工零件的外面，并留有一定的安全区。的安全区。第三节第三节 数控车床加工的编程数控车床加工的编程 一、数控车床编程的特点一、数控车床编程的特点 二、车床数控系统功能二、车床数控系统功能 三、三、数控车床程序编制数控车床程序编制 四、补偿功能四、补偿功能一、数控车床编程的特点一、数控车床编程的特点（1 1）数控车削加工的内容）数控车削加工的内容）数控车削加工的内容）数控车削加工

49、的内容（a）端面切削）端面切削 （b）外轴肩切削）外轴肩切削（1 1）数控车削加工的内容）数控车削加工的内容）数控车削加工的内容）数控车削加工的内容 （c）锥面切削）锥面切削 （d）圆弧面切削）圆弧面切削（e）车退刀槽）车退刀槽 （f）切断）切断（1 1）数控车削加工的内容）数控车削加工的内容）数控车削加工的内容）数控车削加工的内容（g）镗孔）镗孔 （h）镗内锥孔）镗内锥孔（c）钻孔）钻孔 （d）车销内、外螺纹）车销内、外螺纹（2 2）数控车削加工的编程特点）数控车削加工的编程特点）数控车削加工的编程特点）数控车削加工的编程特点 在一个程序段中，在一个程序段中，可以采用绝对值编程或增量值编程，

50、也可可以采用绝对值编程或增量值编程，也可以采用混合编程。以采用混合编程。被加工零件的径向尺寸在图样上和测量时，一般用直径值表被加工零件的径向尺寸在图样上和测量时，一般用直径值表示。所以采用示。所以采用直径尺寸直径尺寸编程更为方便。编程更为方便。由于车削加工常用棒料或锻料作为毛坯，加工余量较大，为由于车削加工常用棒料或锻料作为毛坯，加工余量较大，为简化编程，数控装置常具备不同形式的简化编程，数控装置常具备不同形式的固定循环，可进行多次重固定循环，可进行多次重复循环切削。复循环切削。编程时，编程时，认为车刀刀尖是一个点认为车刀刀尖是一个点，而实际上为了提，而实际上为了提高刀具寿命和工件表面质量，车