刀或主轴运动到刀库换刀位置换刀）,其中以机械手换刀最为常见。 五、刀库
刀库是自动换刀装置中最主要的部件之一，其容量、布局及具体结构对数控机床的总体设计有很大影响。 1、刀库容量
指刀库存放刀具的数量，一般根据加工工艺要求而定。刀库容量小，不能满足加工需要；容量过大，又会使刀库尺寸大，占地面积大，选刀过程时间长，且刀库利用率低，结构过于复杂，造成很大浪费。2、刀库类型 一般有盘式、链式及鼓轮式刀库几种。
盘式刀库 刀具呈环行排列，空间利用率低，容量不大但结构简单。
链式刀库 结构紧凑，容量大，链环的形状也可随机床布局制成各种形式而灵活多变，还可将换刀位突出以便于换刀，应用较为广泛。
鼓轮式或格子式刀库, 占地小，结构紧凑，容量大，但选刀、取刀动作复杂，多用于FMS的集中供刀系统。 3、选刀方式
常有顺序选刀和任意选刀两种。
顺序选刀是在加工前，将加工所需刀具依工艺次序插入刀库刀套中，顺序不能有差错，加工时按顺序调刀。工件变更时，需重调刀具顺序，操作烦琐，且加工同一工件中刀具不能重复使用。
任意选刀是刀具均有自己的代码，加工中任选且可重复使用，也不用放于固定刀座，装刀、选刀都较方便。
工艺文件是工人加工时的指导性文件，工艺方案的是否合理，不仅会影响数控加工的效率，而且将直接影响零件加工的质量。因此，在数控车削程序编制之前，遵循一定的工艺原则并结合数控车床的特点认真而详细地制定好零件的数控车削加工工艺。
在数控车床上加工零件，应按工序集中的原则划分工序，在一次装夹中尽可能完成大部分甚至全部表面的加工。零件定位时，根据结构形状不同，通常选择外圆、端面或端面装夹，并力求设计基准、工艺基准和编程基准统一。
数控加工工艺的主要内容有：分析零件图纸，明确加工内容；确定工件在车床上的装夹方式、各表面的加工顺序和刀具进给路线以及刀具、夹具和切削用量的选择等。 一、零件图工艺分析
在设计零件的加工工艺规程时，首先要对加工对象进行深入分析。对于数控车削加工应考虑以下几方面：
1．阅读零件图，分析零件轮廓的几何条件
在车削加工中手工编程时，要计算每个节点坐标；在自动编程时，要对构成零件轮廓所有几何元素进行定义。因此在分析零件图时应注意：
零件图上是否漏掉某尺寸，使其几何条件不充分，影响到零件轮廓的构成； 零件图上的图线位置是否模糊或尺寸标注不清，使编程无法下手； 零件图上给定的几何条件是否不合理，造成数学处理困难。
零件图上尺寸标注方法应适应数控车床加工的特点，应以同一基准标注尺寸或直接给出坐标尺寸。
2．尺寸精度要求
分析零件图样尺寸精度的要求，以判断能否利用车削工艺达到，并确定控制尺寸精度的工艺方法。
在该项分析过程中，还可以同时进行一些尺寸的换算，如增量尺寸与绝对尺寸及尺寸链计算等。在利用数控车床车削零件时，常常对零件要求的尺寸取最大和最小极限尺寸的平均值作为编程的尺寸依据。
3．形状和位置精度的要求
零件图样上给定的形状和位置公差是保证零件精度的重要依据。加工时，要按照其要
求确定零件的定位基准和测量基准，还可以根据数控车床的特殊需要进行一些技术性处理，以便有效的控制零件的形状和位置精度。 4．表面粗糙度要求
表面粗糙度是保证零件表面微观精度的重要要求，也是合理选择数控车床、刀具及确定切削用量的依据。
5．材料与热处理要求
零件图样上给定的材料与热处理要求，是选择刀具、数控车床型号、确定切削用量的依据。
二、装夹方案的确定和夹具的选择 1．工序的划分
（1）按所用刀具划分工序 采用这种方式可提高车削加工的生产效率。 （2）按粗、精加工划分工序 采用这种方式可保持数控车削加工的精度。 2．确定零件装夹方案和夹具选择
数控车床上零件安装方法与普通车床一样，要尽量选用已有的通用夹具装夹，且应注意减少装夹次数，尽量做到在一次装夹中能把零件上所有要加工表面都加工出来。零件定位基准应尽量与设计基准重合，以减少定位误差对尺寸精度的影响。
数控车床多采用三爪卡盘夹持工件；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平衡，具有高转速(极限转速可达4000～6000rpm)、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。通过调整油缸压力，可改变卡盘夹紧力，以满足夹持各种薄壁和易变形工件的特殊需要。
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，其定心精度可达0.03㎜。 三、 加工顺序和进给路线的确定 1．加工顺序的确定
在数控机床加工过程中，由于加工对象复杂多样，特别是轮廓曲线的形状及位置千变万化，加上材料不同、批量不同等多方面因素的影响，在对具体零件制定加工顺序时，应该进行具体分析和区别对待，灵活处理。只有这样，才能使所制定的加工顺序合理，从而达到质量优、效率高和成本低的目的。 (1)先粗后精
为了提高生产效率并保证零件的精加工质量，在切削加工时，应先安排粗加工工序，在较短的时间内，将精加工前大量的加工余量去掉，同时尽量满足精加工的余量均匀性要求。
当粗加工工序安排完后，接着安排换刀后进行的半精加工和精加工。其中，安排半精加工的目的是，当粗加工后所留余量的均匀性满足不了精加工要求时，则可安排半精加工作为过渡性工序，以便使精加工余量小而均匀。
在安排可以一刀或多刀进行的精加工工序时，其零件的最终轮廓应由最后一刀连续加工而成。这时，加工刀具的进退刀位置要考虑妥当，尽量不要在连续的轮廓中安排切人和切出或换刀及停顿，以免因切削力突然变化而造成弹性变形，致使光滑连接轮廓上产生表面划伤、形状突变或滞留刀痕等疵病。 (2) 先近后远加工，减少空行程时间
这里所说的远与近，是按加工部位相对于对刀点的距离大小而言的。在一般情况下，特别是在粗加工时，通常安排离对刀点近的部位先加工，离对刀点远的部位后加工，以便缩短刀具移动距离，减少空行程时间。对于车削加工，先近后远有利于保持毛坯件或半成品件的刚性，改善其切削条件。 （3）内外交叉
对既有内表面（内型腔），又有外表面需加工的零件，安排加工顺序时，应先进行内外表面粗加工，后进行内外表面精加工。切不可将零件上一部分表面（外表面或内表面）加
工完毕后，再加工其他表面（内表面或外表面）。 （4）基面先行原则
用作精基准的表面应优先加工出来，因为定位基准的表面越精确，装夹误差就越小。例如轴类零件加工时，总是先加工中心孔，再以中心孔为精基准加工外圆表面和端面。 上述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。 2．加工进给路线的确定
进给路线是刀具在整个加工工序中相对于工件的运动轨迹，它不但包括了工步的内容，而且也反映出工步的顺序。进给路线也是编程的依据之一。
加工路线的确定首先必须保持被加工零件的尺寸精度和表面质量，其次考虑数值计算简单、走刀路线尽量短、效率较高等。因精加工的进给路线基本上都是沿其零件轮廓顺序进行的，因此确定进给路线的工作重点是确定粗加工及空行程的进给路线。下面将具体分析：
（1）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。 （2）刀具的切入、切出
在数控机床上进行加工时，要安排好刀具的切入、切出路线，尽量使刀具沿轮廓的切线方向切入、切出。
（3）确定最短的空行程路线
确定最短的走刀路线，除了依靠大量的实践经验外，还应善于分析，必要时辅以一些简单计算。
（4）确定最短的切削进给路线
切削进给路线短，可有效地提高生产效率，降低刀具损耗等。在安排粗加工或半精加工的切削进给路线时，应同时兼顾到被加工零件的刚性及加工的工艺性等要求，不要顾此失彼。
四、切削用量的确定
数控编程时，编程人员必须确定每道工序的切削用量，并以指令的形式写入程序中。切削用量包括主轴转速、背吃刀量及进给速度等。对于不同的加工方法，需要选用不同的切削用量。切削用量的选择原则是：保证零件加工精度和表面粗糙度值，充分发挥刀具的切削性能，保证合理的刀具寿命并充分发挥机床的性能，最大限度提高生产率，降低成本。 1主轴转速的确定
（1）光车时主轴转速的确定
主轴转速应根据允许的切削速度和工件直径来选择，其计算公式为 n=1000v/(πd) 式中 v——切削速度(m／min)，由刀具的寿命决定。 n——主轴转速(r／min)；
d——工件直径或刀具直径(mm)。
计算的主轴转速n最后要根据机床说明书选取机床有的或较接近的转速而定。 （2）车螺纹时主轴转速
在切削螺纹时，车床的主轴转速将受到螺纹的螺距(或导程)大小、驱动电动机的升降频特性以及螺纹插补运算速度等多种因素影响，故对于不同的数控系统，推荐不同的主轴转速选择范围。如大多数普通型车床数控系统推荐车螺纹时的主轴转速如下： n≤1200/p-K 式中P——工件螺纹的螺距或导程(mm)； K——保险系数，一般取为80； n——主轴转速，rpm。 2.进给速度的确定
进给速度是数控机床切削用量中的重要参数，主要根据零件的加工精度和表面粗糙度值要求以及刀具、工件的材料性质选取。最大进给速度受机床刚度和进给系统的性能限制。 确定进给速度的原则是：
（1）当工件的质量要求能够得到保证时，为提高生产效率，可选择较高的进给速度。100～200mm／min范围内选取。
（2）在切断、加工深孔或用高速钢刀具加工时，宜选择较低的进给速度，一般在20～50mm／min范围内选取。
(3)当加工精度要求较高与表面粗糙度值要求较小时，进给速度应选小一些，20~50mm/min范围内选取。
(4)刀具空行程时，特别是远距离回零时,可以设定为该机床数控系统设定的最高进给速度。
3．背吃刀量的确定
背吃刀量根据机床、工件和刀具的刚度来决定，在刚度允许的条件下，应尽可能使背量等于工件的加工余量，这样可以减少进给次数，提高生产效率。为了保证加工表面可留少许精加工余量，一般为0.2～0.5mm。
以上切削用量（αp 、f、vc）选择是否合理，对于能否充分发挥机床潜力与刀具的切削性能，实现优质、高产、低成本和安全操作具有很重要的作用。车削用量的具体选择原则如下：
（1）粗车时，首先考虑选择一个尽可能大的背吃刀量αp，其次选择一个较大的进给量f，最后确定一个合适的切削速度vc，增大背吃刀量αp可使进给次数减少，增大进给量f有利于断削。因此，根据以上原则选择粗车切削用量对于提高生产效率，减少刀消耗降低加工成本是有利的。
（2）精车时，加工精度要求较高，表面粗糙度值要求较小，加工余量不大且均匀，此选择较小(但不太小)的背吃刀和进给量，并选用切削性能高的刀具材料和合理的几何参数，以尽可能的提高切削速度vc。
（3）在安排粗、精车削用量时，应注意机床说明书给定的允许切削用量范围。对于主轴采用交流变频调速的数控机床，，由于主轴在低转速时转矩降低，尤其应注意此时的切削用量选择。
总之．切削用量的具体数值应根据机床性能，相关的手册并结合实际经验用模拟方法确定。同时，使主轴转速、背吃刀量及进给速度三者能相互适应，以形成最佳切削用量。