江海学院 零件的数控车削加工工艺与编程
数控机床可有效地减少零件的加工时间和辅助时间，数控机床的主轴转速和进给量的范
围大，允许机床进行大切削量的强力切削，数控机床目前正进入高速加工时代，数控机床移动部件的快速移动和定位及高速切削加工，减少了半成品的工序间周转时间，提高了生产效率。
5. 改善劳动条件
数控机床加工前经调整好后，输入程序并启动，机床就能自动连续的进行加工，直至
加工结束。操作者主要是程序的输入、编辑、装卸零件、刀具准备、加工状态的观测，零件的检验等工作，劳动强度极大降低，机床操作者的劳动趋于智力型工作。另外，机床一般是封闭式加工，即清洁，又安全。
6. 利于生产管理现代化
数控机床的加工，可预先精确估计加工时间，所使用的刀具、夹具可进行规范化、现
代化管理。数控机床使用数字信号与标准代码为控制信息，易于实现加工信息的标准化，目前已与计算机辅助设计与制造（CAD/CAM）有机地结合起来，是现代集成制造技术的基础。
数控车削加工
车削加工是切削加工中最基本的一种加工方法，它是在车床上利用工件的旋转运动和刀
具的移动来加工工件的，因此车削加工是机械加工中运用最广泛的加工方法，车床占切削加工机床总数的40﹪左右。
1. 数控车床的分类：
⑴. 按数控系统的功能分： ① 全功能型数控车床；② 经济型数控车床 ⑵．按主轴的配置形式分： ① 卧室数控车床； ② 立式数控车床
⑶．按数控系统控制的轴数分：① 两轴控制的数控车床；②四轴控制的数控车床
2. 数控车削加工的主要对象
数控车床主要用于加工轴类、盘状类等回转体零件，通过执行数控程序，可以自动完外
圆柱面、成形表面、螺纹、端面等工序的切削加工，并能进行车操、钻孔、扩孔、铰孔等工作。
根据数控加工的特点，数控车床最适合切削具有以下要求和特点的回转体零件。 ⑴. 精度要求高的回转体零件。
⑵．表面形状复杂或难以控制尺寸的回转体零件。 ⑶．表面粗糙度要求好的回转体零件。
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江海学院 零件的数控车削加工工艺与编程 ⑷．带特殊螺纹的回转体零件。
3. 数控车削中的加工工艺分析
数控加工以数控机床加工中的工艺问题为主要研究对象，以机械制造中的工艺理论为基础，结合数控机床的加工特点，综合运用多方面的知识来解决数控加工中的工艺问题。工艺制定的合理与否，对程序编制、机床的加工效率、零件的加工精度都有极为重要的影响。
(1) 确定工件的加工部位和具体内容
确定被加工工件需在本机床上完成的工序内容及其与前后工序的联系。
1.工件在本工序加工之前的情况。例如铸件、锻件或棒料、形状、尺寸、加工余量等。 2.前道工序已加工部位的形状、尺寸或本工序需要前道工序加工出的基准面、基准孔等。 3.本工序要加工的部位和具体内容。
4.为了便于编制工艺及程序，应绘制出本工序加工前毛坯图及本工序加工图。
(2) 确定工件的装夹方式与设计夹具
根据已确定的工件加工部位、定位基准和夹紧要求，选用或设计夹具。数控车床多采用三爪自定心卡盘夹持工件；轴类工件还可采用尾座顶尖支持工件。由于数控车床主轴转速极高，为便于工件夹紧，多采用液压高速动力卡盘，因它在生产厂已通过了严格的平衡，具有高转速(极限转速可达4000～6000r／min)、高夹紧力(最大推拉力为2000～8000N)、高精度、调爪方便、通孔、使用寿命长等优点。为减少细长轴加工时受力变形，提高加工精度，以及在加工带孔轴类工件内孔时，可采用液压自动定心中心架，定心精度可达0.03mm。
(3) 确定加工方案 1.确定加工方案的原则
制定加工方案的一般原则为：先粗后精，先近后远，先内后外，程序段最少，走刀路线 最短以及特殊情况特殊处理。这些原则并不是一成不变的，对于某些特殊情况，则需要 采取灵活可变的方案。如有的工件就必须先精加工后粗加工，才能保证其加工精度与质量。
2.加工路线与加工余量的关系
在数控车床还未达到普及使用的条件下，一般应把毛坯件上过多的余量，特别是含有锻、铸硬皮层的余量安排在普通车床上加工。如必须用数控车床加工时，则要注意程序的灵活安排。安排一些子程序对余量过多的部位先作一定的切削加工。 （4） 确定切削用量与进给量
在编程时，编程人员必须确定每道工序的切削用量。选择切削用量时，一定要充分考虑影响切削的各种因素，正确的选择切削条件，合理地确定切削用量，可有效地提高机械加工质量和产量。影响切削条件的因素有：机床、工具、刀具及工件的刚性；切削速度、切削深
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江海学院 零件的数控车削加工工艺与编程 度、切削进给率；工件精度及表面粗糙度；刀具预期寿命及最大生产率；切削液的种类、冷却方式；工件材料的硬度及热处理状况；工件数量；机床的寿命。
进给量f(mm／r)或进给速度F(mm／min)要根据零件的加工精度、表面粗糙度、刀具和工件材料来选。最大进给速度受机床刚度和进给驱动及数控系统的限制。
制定加工工艺是数控车削加工的前期准备工作，工艺制定的合理与否，对程序的编制、机床的加工效率和零件的加工精度都有重要的影响。数控车削加工工艺的内容是：分析零件图样、确定工件在车床上的装夹方式、各表面的加工顺序何刀具进给路线以及切削用量的选择等。
数控车床的加工程序编制
数控车床是目前使用最广泛的数控机床之一。数控车床主要用于加工轴类、盘类等回转
类零件。通过数控加工程序的运行，可自动完成内外圆柱面、圆锥面、成形表面 、螺纹和端面等工序的切削加工，并能进行车槽、钻孔、扩孔以及铰孔等工作。车削中心可在一次装夹中完成更多的加工工序，提高加工精度和生产效率，特别适合于复杂形状回转类零件的加工。 1. 数控程序编制的基本方法：
⑴ 分析零件图样和制定工艺方案
⑵ 数学处理
⑶ 编写零件加工程序 ⑷ 程序检验
2. 数控程序编制的方法：手工编程; 计算机自动编程.
3. 车床的工艺装备：由于数控车床的加工对象多为回转体，一般使用三爪卡盘夹具。 4. 控车床刀具的选刀过程：第一条路线为：零件图样、机床影响因素、选择刀杆、刀片夹紧系统和选择刀片形状，主要考虑机床和刀具的情况；第二条路线为：工件影响因素、选择工件材料代码、确定刀片的断屑槽形代码，这条路线主要考虑工件的情况。
数控车床的编程特点：⑴ 加工坐标系：机床坐标系是以机床原点为坐标系原点建立起来
的Ｘ、Ｚ轴直角坐标系，成为机床坐标系。车床的机床原点为主轴旋转中心与卡盘后端面之交点。机床坐标系是制造和调整机床的基础，也是设置工件坐标系的基础，一般不允许随意变动。加工坐标系与机床坐标系方向一致；
⑵ 直径编程方式：在车削加工的数控程序中，X轴的坐标值为零件图样上的直径值；⑶进刀与退刀方式：快速走刀。
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数控车床的组成和基本原理
虽然数控车床种类较多，但一般均由车床主体、数控装置和伺服系统三大部分组成。
车床主体：是 实现加工过程的实际机械部件，主要包括主运动部件（如卡盘、主轴等）、进给运动部件（如工作台、刀架等）、支承部件（如床身、立柱等），以及冷却、润滑、转位部件和夹紧、换刀机械手等辅助装置。
数控装置和伺服系统
⑴ 数控装置：它的核心是计算机及运行在其上的软件，它在数控车床中起“指挥”作用。数控庄子接收由加工程序送来的各种信息，并经处理和调配后，向驱动机构发现执行命令。在执行过程中，其驱动、检测等机构同时将有关信息反馈给数控装置，以便经处理后发出新的执行命令。
⑵ 伺服系统：它通过驱动电路和执行文件（如伺服电机）。准确地执行数控装置发出的命令，成数控装置所要求的各种位移。数控车床的进给传动系统常用进给伺服系统代替，因此也常称为进给伺服系统。
数控车床的基本工作原理
数控车床安全操作规程
1. 开机前应对数控机床进行全面细致的检查，内容包括操作面板、导轨面、卡爪、尾座、刀架、刀具等，认无误后方可操作。
2. 数控机床通电后，检查各开关、按钮和按键是否正常、灵活、机床有无异常现象。 3. 程序输入后，应仔细核对代码、地址、数值、正负号、小数点进行认真的核对。 4. 正确测量和计算工件坐标系。并对所得结果进行检查
5. 输入工件坐标系，并对坐标。坐标值、正负号、小数点进行认真的核对。
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6. 未装工件前，空运行一次程序，看程序能否顺利进行，刀具和夹具安装是否合理，有无“超⑴
7. 试切削时快速倍率开关必须打到最低挡位。
8. 试切削进刀时，在刀具运行至工件30～50㎜处，必须在进给保持下，验证Z轴和X轴坐标剩余值与加工程序是否一致。
9. 试切削和加工中，刃磨刀具和更换刀具后，要重新测量刀具位置并修改刀补值和刀补号。
10. 程序修改后，要对修改部分仔细核对。
11. 必须在确认工件夹紧后才能启动机床，严禁工件转动时测量、触摸工件。 12. 操作中出现工件跳动、打抖、异常声音、夹具松动等异常情况时必须停车处理。 13. 紧急停车后，应重新进行机床“回零”操作，才能再次运行程序。
数控车床坐标系的确定
1.机床坐标系：数控机床上的坐标系采用右手笛卡尔直角坐标系。
2.机床参考点：参考点也是机床上的一个固定点，它是用机械挡块或电气装置来限制刀架
移动的极限位置。它的主要作用是用来给机床坐标系一个定位。
3.工件坐标系：工件坐标系是编程人员在编程时设定的坐标系，也称为编程坐标系。 ⑴ 工件坐标系原点： 在进行数控编程时，首先要根据被加工零件的形状特点和尺寸，将
零件图上的某一点设定为编程坐标原点，该点称编程原点。从理论上将，工件坐标系的原点选在工件上任何一点都可以，但这可能代理啊繁琐的计算问题，增添编程困难。为了计算方便，简化编程，通常是把工件坐标系的原点选在工件的回转中心上，具体位置可考虑设置在工件的左端面（或右端面）上，尽量使编程基准与设计基准、定位基准重合。
⑵ 对刀： 机床坐标系是机床唯一的基准，所以必须要弄清楚程序原点在机床坐标系中
的位置，通过对刀完成。对刀的实质是确定工件坐标系的原点在机床坐标系中唯一的位置。对刀是数控加工中的主要操作和重要技能。对到的准确性决定了零件的加工精度，同时，对刀效率还直接影响数控加工效率。
⑶ 换刀：当数控机床加工过程中需要换刀时，在编程时就应考虑选择合适的换刀点。所谓换刀点是指刀架转位换刀的位置，当数控车床确定了工件坐标系后，换刀点可以是某一固定点，也可以是相对工件原点任意的一点。换刀点应设在工件或夹具的外部，以刀架转位换刀时不碰工件及其他部位谓准。
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