第一讲 数控编程基础

1、数控车削技术第一讲第一讲 数控车削编程基础数控车削编程基础数控车削技术1 1、数控技术概论、数控技术概论2 2、数控车床概述、数控车床概述3 3、数控车削常用刀具、数控车削常用刀具4 4、车削工艺参数的选择、车削工艺参数的选择任务描述：任务描述：数控车削技术任务难点重点：任务难点重点： 数控车削常用刀具数控车削常用刀具 车削工艺参数的选择车削工艺参数的选择任务目标：任务目标： 了解数控车床的分类，熟悉数控车床加了解数控车床的分类，熟悉数控车床加工零件的类型，掌握数控车削用刀具，车削工零件的类型，掌握数控车削用刀具，车削工艺参数的选择工艺参数的选择数控车削技术任务准备：任务准备：一、数控技术概论

2、一、数控技术概论 1 1、数控技术是综合了计算机、自动控制、数控技术是综合了计算机、自动控制、电气传动、测量、监控、机械制造等技术学科电气传动、测量、监控、机械制造等技术学科领域最新成果而形成的一门边缘科学技术。领域最新成果而形成的一门边缘科学技术。数控车削技术 （1 1）、数字控制（）、数字控制（Numerical ControlNumerical Control） 数字控制是用数字化信号对机构的运动过数字控制是用数字化信号对机构的运动过程进行控制的一种方法，简称数控化（程进行控制的一种方法，简称数控化（NCNC） （2 2）、数控系统（）、数控系统（NC SystemNC System）

3、数控系统是实现数字控制相关功能的软、数控系统是实现数字控制相关功能的软、硬件模块的集成。它能自动阅读输入载体上硬件模块的集成。它能自动阅读输入载体上的程序，并将其译码，根据程序指令向伺服的程序，并将其译码，根据程序指令向伺服装置和其他功能不见发送信息，控制机床的装置和其他功能不见发送信息，控制机床的各种运动。各种运动。数控车削技术 （3 3）、计算机数控系统（）、计算机数控系统（Computer Computer Numerical Control SystemNumerical Control System） 计算机数控系统又简称计算机数控系统又简称CNCCNC系统系统 （4 4）、数控机床

4、（）、数控机床（NC MachineNC Machine） 数控机床是指应用数控技术对其运动和数控机床是指应用数控技术对其运动和辅助动作进行自动控制的机床。辅助动作进行自动控制的机床。 数控车削技术 国际信息处理联盟国际信息处理联盟( (International International Federation of lnformation ProcessingFederation of lnformation Processing，简称简称IFIPIFIP) )第五技术委员会对数控机床作了如第五技术委员会对数控机床作了如下定义：下定义： 数控机床是一种装有程序控制系统的机数控机床是一种装有

5、程序控制系统的机床，该系统能逻辑地处理具有特定代码和其床，该系统能逻辑地处理具有特定代码和其它符号编码指令规定的程序。它符号编码指令规定的程序。数控车削技术数控车削技术数控车削技术数控车削技术数控车削技术（5 5）. . 数控编程数控编程 生成用数控机床进行零件加工的数控生成用数控机床进行零件加工的数控程序的过程，称为数控编程程序的过程，称为数控编程( (NCProgram)NCProgram)。 （6 6）. . 数控加工数控加工 根据零件图样及工艺要求等原始条件编根据零件图样及工艺要求等原始条件编制零件数控加工程序，输入数控系统，控制制零件数控加工程序，输入数控系统，控制数控机床中刀具与工

6、件的相对运动，从而完数控机床中刀具与工件的相对运动，从而完成零件的加工。成零件的加工。零件图样加工程序数控系统机床运动零件加工数控车削技术2 2、数控车床的组成、数控车床的组成数控车削技术数控车削技术3.3. 卡盘和尾架卡盘和尾架 卡盘是数控车削加工时卡盘是数控车削加工时夹紧工件夹紧工件的重要的重要附件，对一般回转类零件可采用普通三爪附件，对一般回转类零件可采用普通三爪卡盘或液压卡盘；对零件被夹持部位不是卡盘或液压卡盘；对零件被夹持部位不是圆柱形的零件，则需要采用专用卡盘。圆柱形的零件，则需要采用专用卡盘。数控车削技术液压卡盘液压卡盘三爪自定心卡盘三爪自定心卡盘四爪可调卡盘四爪可调卡盘数控车削

7、技术 对轴向尺寸和径向尺寸的比值较大的对轴向尺寸和径向尺寸的比值较大的零件，需要采用安装在液压尾架上的零件，需要采用安装在液压尾架上的活动活动顶尖顶尖对零件尾端进行支撑，才能保证对零对零件尾端进行支撑，才能保证对零件进行正确的加工。尾架有普通尾架和可件进行正确的加工。尾架有普通尾架和可编程液压尾架。编程液压尾架。数控车削技术4.4.数控车床的刀架数控车床的刀架数控车床可以配备两种刀架：数控车床可以配备两种刀架：(1)(1)专用刀架专用刀架 由车床生产厂商自己开发，由车床生产厂商自己开发，所使用的刀柄也是专用的。这种刀架的优点是所使用的刀柄也是专用的。这种刀架的优点是制造成本低，但缺乏通用性。制

8、造成本低，但缺乏通用性。(2)(2)通用刀架通用刀架 根据一定的通用标准根据一定的通用标准( (如如VDIVDI，德国工程师协会德国工程师协会) )而生产的刀架，数控车床生而生产的刀架，数控车床生产厂商可以根据数控车床的功能要求进行选择产厂商可以根据数控车床的功能要求进行选择配置。配置。 数控车削技术数控车削技术数控车床刀架布置有两种形式：数控车床刀架布置有两种形式： (1)(1)前置刀架。前置刀前置刀架。前置刀架位于操作者的内侧，架位于操作者的内侧，与传统卧式车床刀架与传统卧式车床刀架的布置形式一样，刀的布置形式一样，刀架导轨为水平导轨，架导轨为水平导轨，使用四方刀架；使用四方刀架；数控车削

9、技术(2)(2)后置刀架。后置刀架后置刀架。后置刀架位于操作者的外侧，刀位于操作者的外侧，刀架的导轨位置与正平面架的导轨位置与正平面倾斜，这样的结构形式倾斜，这样的结构形式便于观察刀具的切削过便于观察刀具的切削过程、切屑容易排除、后程、切屑容易排除、后置空间大，可以设计更置空间大，可以设计更多工位的刀架，一般多多工位的刀架，一般多功能的数控车床都设计功能的数控车床都设计为后置刀架。为后置刀架。数控车削技术5 5、数控车床主要的加工对象、数控车床主要的加工对象(1)(1)轴套类零件轴套类零件 轴套类零件的加工表面大多是内、外轴套类零件的加工表面大多是内、外圆柱面，切削形成阶梯轴或圆柱螺纹；切圆柱

10、面，切削形成阶梯轴或圆柱螺纹；切削形成圆锥面或圆锥螺纹；还可以是圆弧削形成圆锥面或圆锥螺纹；还可以是圆弧或非圆曲线，切削形成曲面。或非圆曲线，切削形成曲面。数控车削技术(2)(2)轮盘类零件轮盘类零件 轮盘类零件的加工表面多是端面，端面的轮盘类零件的加工表面多是端面，端面的轮廓也可以是直线、斜线、圆弧、曲线或端面轮廓也可以是直线、斜线、圆弧、曲线或端面螺纹等。螺纹等。(3)(3)其它类零件其它类零件 数控车床与普通车床一样，装上特殊卡盘数控车床与普通车床一样，装上特殊卡盘可以加工偏心轴或在箱体、板材上进行钻孔、可以加工偏心轴或在箱体、板材上进行钻孔、扩孔、铰孔及镗孔等。扩孔、铰孔及镗孔等。数控

11、车削技术数控车削技术二、数控车床概述数控车床的布局数控车床的布局 数控车床的主轴、尾座等部件相对窗身的布局数控车床的主轴、尾座等部件相对窗身的布局形式与卧式车床基本一致，但刀架和床身导轨的布形式与卧式车床基本一致，但刀架和床身导轨的布局形式却发生了根本的变化。这是因为刀架和床身局形式却发生了根本的变化。这是因为刀架和床身导轨的布局形式不仅影响机床的结构和外观，还直导轨的布局形式不仅影响机床的结构和外观，还直接影响数控车床的使用性能，如刀具和工件的装夹、接影响数控车床的使用性能，如刀具和工件的装夹、切削的清理以及机床的防护和维修等。切削的清理以及机床的防护和维修等。数控车削技术数控车床床身导轨与

12、水平面的相对位置有四种布局形式。数控车削技术1 1、水平床身水平床身水平床身的工艺性好，水平床身的工艺性好，便于导轨的加工。水平便于导轨的加工。水平床身配上水平放置的刀床身配上水平放置的刀架可提高刀架的运动精架可提高刀架的运动精度。但水平刀架增加了度。但水平刀架增加了机床宽度方向的结构尺机床宽度方向的结构尺寸，且床身下部排屑困寸，且床身下部排屑困难。难。数控车削技术2 2、水平床身斜刀架水平床身斜刀架水平床身配上倾斜放水平床身配上倾斜放置的刀架滑板，这种置的刀架滑板，这种布局形式的床身工艺布局形式的床身工艺性好，机床宽度方向性好，机床宽度方向的尺寸也较水配置滑的尺寸也较水配置滑板的要小且排屑方

13、便。板的要小且排屑方便。数控车削技术3 3、斜床身斜床身斜床身的导轨倾斜角度斜床身的导轨倾斜角度分别为分别为3030、4545、7575。它和水平床身斜。它和水平床身斜刀架滑板都因具有排屑刀架滑板都因具有排屑容易、操作方便、机床容易、操作方便、机床占地面积小、外形美观占地面积小、外形美观等优点，而被中小型数等优点，而被中小型数控车床普遍采用。控车床普遍采用。数控车削技术4 4、立床身立床身从排屑的角度来看，从排屑的角度来看，立床身布局最好，切立床身布局最好，切屑可以自由落下，不屑可以自由落下，不易损伤导轨面，导轨易损伤导轨面，导轨的维护与防护也较简的维护与防护也较简单，但是机床的精度单，但是机

14、床的精度不如其他三种形式的不如其他三种形式的精度高，故运用较少。精度高，故运用较少。数控车削技术三、数控车削常用刀具三、数控车削常用刀具 一般有尖形车刀、圆弧形车刀及成型车刀。一般有尖形车刀、圆弧形车刀及成型车刀。 1 1、尖形车刀尖形车刀 以直线形切削刃为特征的车刀一般以直线形切削刃为特征的车刀一般称为尖形车刀称为尖形车刀. .这类车刀的刀尖这类车刀的刀尖( (同时也为其刀位点同时也为其刀位点) )由由直线的主、副切削刃构成，如直线的主、副切削刃构成，如9090内外圆车刀、左右内外圆车刀、左右端面车切断（车槽）车刀以及刀尖倒棱很小的各种外端面车切断（车槽）车刀以及刀尖倒棱很小的各种外圆和内孔

15、车刀。圆和内孔车刀。 数控车削技术 2 2、圆弧形车刀圆弧形车刀 圆弧形车刀是较为特圆弧形车刀是较为特殊的数控加工用车刀。其特征是，构成主殊的数控加工用车刀。其特征是，构成主切削刃的刀刃形状为一圆度误差或线轮廓切削刃的刀刃形状为一圆度误差或线轮廓误差很小的圆弧，该圆弧刃每一点都是圆误差很小的圆弧，该圆弧刃每一点都是圆弧形车刀的刀尖，因此，刀位点不在圆弧弧形车刀的刀尖，因此，刀位点不在圆弧上，而在该圆弧的圆心上，圆弧形车刀的上，而在该圆弧的圆心上，圆弧形车刀的刀尖可以用于车削内、外边面，特别适宜刀尖可以用于车削内、外边面，特别适宜车削各种光滑连接（凹形）的成形面。车削各种光滑连接（凹形）的成形面

16、。数控车削技术3、成形车刀 俗称样板车刀，其加工零件的轮廓形状完全由车刀刀刃的形状和尺寸决定。数控加工中，应尽量少用或不用成形车刀。数控车削技术车外圆车端面钻孔切槽切断车内孔车型面车螺纹车锥面加工范围加工范围数控车削技术 1 1、刀具的分类、刀具的分类 车刀在结构上可分为整体式车刀、焊接式车刀和机车刀在结构上可分为整体式车刀、焊接式车刀和机械式夹固车刀三大类。械式夹固车刀三大类。 1)1)整体式车刀整体式车刀 主要是整体式高速刚车刀。通常用主要是整体式高速刚车刀。通常用于小型车刀、螺纹车刀和形状复杂的成形车刀。它具有于小型车刀、螺纹车刀和形状复杂的成形车刀。它具有抗弯强度高、冲击韧性好，制造简

17、单和刃磨方便、刃口抗弯强度高、冲击韧性好，制造简单和刃磨方便、刃口锋利等优点。锋利等优点。 2)2)焊接式车刀焊接式车刀 是将硬质合金刀片用焊接的方法固是将硬质合金刀片用焊接的方法固定在刀体上，经刃磨而成。这种车刀结构简单，制造方定在刀体上，经刃磨而成。这种车刀结构简单，制造方便，刚性较好，但抗弯强度底，冲击韧性差，切削刃不便，刚性较好，但抗弯强度底，冲击韧性差，切削刃不如高速刚车刀刀锋利，不易制作复杂刀具如高速刚车刀刀锋利，不易制作复杂刀具。 数控车削技术3)3)机械夹固式车刀机械夹固式车刀 是数控车床上用得比较多的是数控车床上用得比较多的一种车刀，它分为机械夹固式可重磨车刀和机械一种车刀，

18、它分为机械夹固式可重磨车刀和机械夹固式不重磨车刀。夹固式不重磨车刀。 机械夹固式可重磨车刀将普遍硬质合金刀片机械夹固式可重磨车刀将普遍硬质合金刀片用机械夹固的方法安装在刀杆上。刀片用钝后可用机械夹固的方法安装在刀杆上。刀片用钝后可以修磨，修磨后，通过调节螺钉把刃口调整到适以修磨，修磨后，通过调节螺钉把刃口调整到适当位置，压紧后便可继续使用。当位置，压紧后便可继续使用。数控车削技术外圆车刀内孔车刀螺纹车刀按用途分：按用途分：数控车削技术数控车削技术2 2、数控刀具的特点、数控刀具的特点 切削效率高、刀具精度高、刀具的可靠性切削效率高、刀具精度高、刀具的可靠性高、刀具的耐用度高、刀具尺寸能够预调、

19、换高、刀具的耐用度高、刀具尺寸能够预调、换刀速度快、具有完善的工具系统、具有刀具管刀速度快、具有完善的工具系统、具有刀具管理系统。理系统。3 3、数控刀具选择、数控刀具选择 数控机床上用的刀具应满足安装调整方数控机床上用的刀具应满足安装调整方便、刚性好、精度高、耐用度好等要求。便、刚性好、精度高、耐用度好等要求。 数控机床在选用刀具时，通常要考虑机数控机床在选用刀具时，通常要考虑机床的加工能力、工序内容、工件材料等因素床的加工能力、工序内容、工件材料等因素 数控车削技术 根据数控加工对刀具的要求，选择根据数控加工对刀具的要求，选择刀具材料的一般原则是尽可能选用硬质刀具材料的一般原则是尽可能选用

20、硬质合金刀具。只要加工情况允许选用硬质合金刀具。只要加工情况允许选用硬质合金刀具，就不用高速钢刀具。合金刀具，就不用高速钢刀具。数控车削技术陶瓷刀具不仅用于加工各种铸铁和不同陶瓷刀具不仅用于加工各种铸铁和不同钢料，也适用于加工有色金属和非金属钢料，也适用于加工有色金属和非金属材料。主要采用负前角切削。材料。主要采用负前角切削。从刀具结构应用方面，数控加工应尽可能从刀具结构应用方面，数控加工应尽可能采用镶块式机夹可转位刀片以减少刀具磨损采用镶块式机夹可转位刀片以减少刀具磨损后的更换和预调时间。后的更换和预调时间。数控车削技术四、车削工艺参数的选择四、车削工艺参数的选择1、切削用量包括切削速度、进给量、背吃刀量。切削用量选择原则切削用量选择原则 合理的切削用量是指充分利用刀具的切削性合理的切削用量是指充分利用刀具的切削性能和机床性能，在保证加工质量前提下，获得高能和机床性能，在保证加工质量前提下，获得高生产率和低成本的切削用量。生产率和低成本的切削用量。 数控车削技术背吃刀量的选择背吃刀量的选择 在机床、夹具、刀具、刚度允许条件下，在机床、夹具、刀具、刚度允许条件下，尽可能选择合理的背吃刀量，以减少走刀次数，尽可能选择合理的背吃刀量，以减少走刀次数，提高生产率。对于表面粗糙度和精