数控机床操作教程

目录★数控车床的种类及特征★数控车床的结构★数控车床的主要加工对象★数控车削工件的装夹★数控车削的对刀★数控车削的工艺分析★数控车削的基本特征与加工范围车外圆车端面钻孔车内孔切槽切断车锥面车型面车螺纹加工范围数控车削的基本特征与加工范围数控车削的基本特征与加工范围数控车床主要用于轴类和盘类回转体零件的多工序加工，具有高精度、高效率、高柔性化等综合特点，其加工范围较普通车削广，不仅可以进行车削还可以铣削，具体见后基本特征数控车削时，工件做回转运动，刀具做直线或曲线运动，刀尖相对工件运动的同时，切除一定的工件材料从而形成相应的工件表面。其中，工件的回转运动为切削主运动，刀具的直线或曲线运动为进给运动。两者共同组成切削成形运动加工范围

数控车床即装备了数控系统的车床。由数控系统通过伺服驱动系统去控制各运动部件的动作，主要用于轴类和盘类回转体零件的多工序加工，具有高精度、高效率、高柔性化等综合特点，适合中小批量形状复杂零件的多品种、多规格生产。数控车床按车削中心是在普通数控车床基础上发展起来的一种复合加工机床。除具有一般二轴联动数控车床的各种车削功能外，车削中心的转塔刀架上有能使刀具旋转的动力刀座，主轴具有按轮廓成形要求连续（不等速回转）运动和进行连续精确分度的C轴功能，并能与X轴或Z轴联动，控制轴除X、Z、C轴之外，还可具有Y轴。可进行端面和圆周上任意部位的钻削、铣削和攻螺纹等加工，在具有插补功能的条件下，还可以实现各种曲面铣削加工数控车床的种类和特征数控车床的种类和特征通用X、Z二轴控制(卧式)单刀架数控车床的种类和特征X、Z二轴控制技术参数项目

参数最大旋径Ø470mm最大车削旋径Ø95mm最大棒才加工能力32mmX最大行程300mmZ轴最大行程240mm主轴转速7000rpm主轴轴承直径45mm刀塔刀位数刀塔:H8(选配)快速进给(X/Z轴)

300mm/min电动机功率5.5KW单刀架数控车床的种类和特征

随着数控技术的发展，数控车床的工艺和工序将更加复合化和集中化。即把各种工序（如车、铣、钻等）都集中在一台数控车床上来完成。目前国际上出现的双主轴结构就是这种构思的体现。加工实例第一主轴第二主轴X、Y、Z、C四轴控制车削中心

采用四轴三联动配置，线性轴X/Y/Z及旋转C轴，C轴绕主轴旋转。机床除具备一般的车削功能外，还具备在零件的端面和外圆面上进行铣加工的功能。

单刀架数控车床的种类和特征项目

参数最大车削直径Ø420mm最大加工长度1025mm最大棒才加工能力77mmX/Z最大行程260/1030mmY轴最大行程150mm主轴转速4000rpm铣削主轴转速4000rpm刀塔形式鼓型刀塔刀塔刀位数12快速进给(X/Y/Z/C轴)

X：24m/minY：2m/min

Z：24m/minC：300min-1X、Y、Z、C四轴控制车削中心技术参数单刀架数控车床的种类和特征数控车床的种类和特征外圆上槽的加工端面上面的加工外圆上进行孔加工端面上进行孔加工车削中心动力刀具和C轴功能X、Y、Z、B、C轴控制车削中中心单刀架数控车床的的种类和特特征X、Y、Z、B、C轴控制车削中心技技术参数项目

参数最大车削旋径Ø300mm最大加工长度1048mm最大棒才加工能力51mmX/Z最大行程1045mmX/Z/B轴最大行程585mmX/Z/Y轴最大行程575mmX/Z/Y/B轴最大行程585mm第一主轴转速4500rpm第二主轴转速4500rpm铣削主轴转速4500rpm刀塔形式鼓行刀塔刀塔刀位数12快速进给(X/Z轴)

30m/min电动机功率5.5KW单刀架数控车床的的种类和特特征双刀塔复合合加工4轴轴控制CNC车床床数控车床的的种类和特特征双刀塔复合合加工4轴轴控制CNC车床床技术参参数项目

参数最大车削旋径Ø350mm最大加工长度610mm最大棒才加工能力51mmX/Z最大行程190mmX/Z/B轴最大行程645mmX1，X2，Z轴快速进给30m/minZ2轴快度进给20m/min最大主轴转速5000rpm铣削主轴转速4500rpm刀塔形式鼓行刀塔刀塔刀位数

8电动机功率22KW数控车床的的种类和特特征双主轴、双双刀塔CNC车床床双主轴，双双刀塔车床床，仅仅使使用夹具一一次装夹就就可以进行行全部加工工。数控车床的的种类和特特征数控车床的的种类和特特征双主轴、双双刀塔CNC车床床结构示意意主轴副主轴副主轴刀塔主轴刀塔这类机床可可以在一道道工序中加加工同一工工件的两个个端面。加工完一个个端面后，，工件从主主轴上转移移到副主轴轴上。1)加工工前半部分分2)副主主轴伸出3)副主主轴缩回4)加工工另一部分分双主轴、双双刀塔CNC车床床参数项目

参数最大车削旋径Ø230mm主轴间距1030mm最大棒才加工能力51mmX/Z最大行程200mmY轴最大行程80mmX/Z轴快速进给30m/minY轴快度进给15m/min最大主轴转速6000rpm铣削主轴转速

4500rpm刀塔形式鼓行刀塔2个刀塔刀位数

12电动机功率7.5KW数控车床的的种类和特特征双主轴、3刀塔的复合加工CNC车床床可以同时连连续对零部部件进行车车削、铣削削加工，只只需进行一一次装夹就就可以完成成对零部件件的全加工工。数控车床的的种类和特特征双主轴、3刀塔加工复合加加工CNC车床项目

参数最大车削旋径Ø200mm主轴间距11485mm最大棒才加工能力51mmX/Z最大行程200mmY轴最大行程80mmX1/X2轴快速进给50m/minY1/Y2轴快度进给25m/minZ1/Z2轴快速进给50m/min最大主轴转速5000rpm刀塔形式鼓行刀塔3个刀塔刀位数12电动机功率22KW数控车床的的种类和特特征车铣加工中中心对复杂零件件进行高精精度的六面面完整加工工。可以自自动进行从从第1主轴轴到第2主主轴的工件件交接，自自动进行第第2工序的的工件背面面加工。具具有高性性能的直线线电机、以以及高精度度的车-铣铣主轴。对对于以前需需要通过多多台机床分分工序加工工的复杂形形状工件，，可一次装装夹进行全全工序的加加工。特别别适用航天天航空工业业、汽车工工业和液压压气动产业业以及在高高精度要求求的机床和和刀具制造造业中应用用。数控车床的的种类和特特征车铣加工中中心技术参数项目

参数加工能力:最大加工直径X最大加工长度Ø660mmX1016mm行程上位刀塔(X/Y/Z)580/160/1045mmB/C轴225°/360°下位刀塔(X2/Z2)150/990mm第1、2主轴回转速度5000min-1铣削主轴回转速度铣削加工能力：

平铣

立铣

钻攻丝

12000min–1Φ100mm

Φ32mmΦ30mm

M27数控车床的的种类和特特征项目

参数快进速度X，X2，Z，Z2轴38m/minY轴26m/minC轴400min-1自动刀具交换装置(ATC)刀库容量20换刀时间1.3s车铣加工中中心技术参数数控车床的的种类和特特征立式数控车车装载了ATC装置的的CNC立立式车床,可以对工工件尺寸最最大为φ1000X1000mm的大大型零部件件、或使用用卧轴CNC车床不不可能抓住住的异型巨巨大零部件件进行高效效率地加工工。通常有有专用于车车削和可以以进行铣削削、研磨等等复合加工工性能的2种机型。。数控车床的的种类和特特征立式数控车车床技术参数项目

参数最大加工直径Ø1350mm工作台直径Ø1250mm最大加工长度1150mm工作台最大承重7000kg最大主轴转速350rpm最大铣削转速1500rpm刀库容量30换刀时间1.3s数控车床的的种类和特特征数控车床种种类较多，，但主体结结构都是由由：车床主主体、数控控装置、伺伺服系统三三大部分组组成。数控车床与与普通车床床在结构上上具有明显显差异,以以下以卧式式车床和立立式车床为为例进行讲讲解。数控车床的的结构数控车床的的结构●刀架●床身●主轴箱●滚珠丝杠●床座●尾座数控卧式车车床的基本本结构数控车床的的结构●高精度导轨轨●主轴●刀塔●轴向导轨●床身数控立式车车床的基本本结构数控车床的的结构数控车床的的主要加工工对象数控车削加加工是数控控加工中用用得最多的的加工方法法之一，由由于数控车车床具有精精度高、能能做直线和和圆弧插补补以及在加加工过程中中能自动变变速的特点点，其工艺艺范围较普普通机床宽宽得多。数数控车床适适合于车削削具有以下下要求和特特点的回转转类零件。。数控车床的的主要加工工对象高精度的机机床主轴高速电机主主轴●精度度要求高的的回转体零零件数控车床的的主要加工工对象非标丝杠●带特特殊螺纹的的回转体零零件●表面面形状复杂杂的回转体体零件数控车床的的主要加工工对象凸轮轴曲轴钢制联接零零件高压技技术阀门壳体零零件石油工工业采用车铣加加工中心数控车床的的主要加工工对象●其他他形状复杂杂的零件隔套精精密加工工业联接套航航天工工业●其他他形状复杂杂的零件采用车铣加加工中心数控车床的的主要加工工对象三爪自定心心卡盘装夹两顶尖之间间装夹双三爪定心心卡盘装夹夹卡盘和顶尖尖装夹常用装夹方式数控车削工工件的装夹夹通用夹具装装夹找正：找正装夹夹时必须将将工件的加加工表面回回转轴线（（同时也是是工件坐标标系Z轴）找正到到与车床主主轴回转中中心重合。。一般为打打表找正。。通过调整整卡爪，使使工件坐标标系Z轴与车床主主轴的回转转中心重合合数控车削工工件的装夹夹采用找正的的方法数控车削工工件的装夹夹也可以以改变变夹紧紧力的的作用用点，，采用用轴向向夹紧紧的方方式。。薄壁零零件容容易变变形，，普通通三爪爪卡盘盘受力力点少少，采采用开开缝套套筒或或扇形形软卡卡爪，，可使使工件件均匀匀受力力，减减小变变形。。薄壁零件件的装装夹数控车车削的的对刀刀对刀是确定定工件件在机机床上上的位位置，，也即是是确定定工件件坐标标系与与机床床坐标系的的相互互位置置关系系。对对刀过过程一般是是从各各坐标标方向向分别别进行行，它可理理解为为通过过找正正刀具具与一一个在工件件坐标标系中中有确确定位位置的的点(即对对刀点点)来来实现现直接用用刀具具试切切对刀刀自动对对刀机外对对刀仪仪对刀刀常用对对刀方方式对刀实实例分析零零件图图样数控车车削的的工艺艺分析析分分析零零件的的几何何要素素：首先从从零件件图的的分析析中,了解工工件的的外形形、结结构,工件上上须加加工的的部位位,及其形形状、、尺寸寸精度度、和和表面面粗糙糙度；；了解解各加加工部部位之之间的的相对对位置置和尺尺寸精精度；；了解解工件件材料料及其其它技技术要要求。。从中中找出出工件件经加加工后后，必必须达达到的的主要要加工工尺寸寸和重重要位位置尺尺寸精精度。。分析析了解解工件件的工工艺基基准：：包括其其外形形尺寸寸、在在工件件上的的位置置、结结构及及其他他部位位的相相对关关系等等。对对于复复杂工工件或或较难难辨工工艺基基准的的零件件图，，尚需需详细细分析析有关关装配配图，，了解解该零零件的的装配配使用用要求求，找找准工工件的的工艺艺基准准。。了解解工件件的加加工数数量：不同的的加工工数量量所采采用的的工艺艺方案案也不不同。。研究制制定工工艺方方案数控车车削的的工艺艺分析析研究制制定工工艺方方案的的前提提是：：熟悉悉本厂厂机床床设备备条件件，把把加工工任务务指定定给最最适宜宜的工工种，，尽可可能发发挥机机床的的加工工特长长与使使用效效率。。并按按照分分析上上述零零件图图所了了解的的加工工要求求，合合理安安排加加工顺顺序。。一、安安排加加工顺顺序的的一般般方法法（1））安排排工件件上基基准部部位的的辅助助加工工及其其他准准备工工序。。（2））安排排工件件工艺艺基准准面的的加工工工序序。。二、根根据工工件的的加工工批量量大小小，确确定加加工工工序的的集中中与分分散。。三、充充分估估计加加工中中会出出现的的问题题，有有针对对性地地予以以解决决。例例如：：对于于薄壁壁工件件要解解决装装夹变变形和和车削削震动动的问问题。。对有有角度度位置置的工工件要要解决决角度度定位位问题题。对对于偏偏心工工件要要解决决偏心心夹具具或装装夹问问题编制加工工程序数控车削削的工艺艺分析一、零件件图形的的数学处处理及编编程尺寸寸设定值值的确定定二、根据据工艺方方案中工工步内容容及顺序序的要求求，逐项项创建刀刀具路径径并生成成程序三、程序序校验分析实例例确定走刀刀路线的的一般原原则是：：保证零件件的加工工精度和和表面粗粗糙度要要求；缩短走刀刀路线，，减少进进退刀时时间和其其他辅助助时间；；方便数值值计算，，减少编编程工作作量；尽量减少少程序段段数走刀路线线的确定定数控车削削的工艺艺分析数控车削削的工艺艺分析走刀路线线的确定定车圆锥的的加工路路线分析析数控车床床上车外外圆锥，，假设圆圆锥大径径为D，，小径为为d，，锥长为为L，车车圆锥的的加工路路线如图图所示。。按图a中中的阶梯梯切削路路线，二二刀粗车车，最后后一刀精精车；二二刀粗车车的终刀刀距S要要作精确确的计算算，可有有相似三三角形得得：D-d2L＝D-d2S-apD-d2L（＝D-d2S-ap）此种加工工路线，，粗车时时，刀具具背吃刀刀量相同同，但精精车时，，背吃刀刀量不同同；同时时刀具切切削运动动的路线线最短。。数控车削削的工艺艺分析车圆锥的的加工路路线分析析走刀路线线的确定定按图b的的相似斜斜线切削削路线，，也需计计算粗车车时终刀刀距S，，同样由由相似三三角形可可计算得得出。按按此种加加工路线线，刀具具切削运运动的距距离较短短。按图c的的斜线加加工路线线，只需需确定每每次背吃吃刀量ap，而不需需计算终终刀距，，编程方方便。但但在每次次切削中中背吃刀刀量是变变化的，，且刀具具切削运运动的路路线较长长。数控车削削的工艺艺分析走刀路线线的确定定车圆弧的的加工路路线分析析应用G02（或或G03）指令令车圆弧弧，若用用一刀就就把圆弧弧加工出出来，这这样吃刀刀量太大大，容易易打刀。。所以，，实际车车圆弧时时，需要要多刀加加工，先先将大多多余量切切除，最最后才车车得所需需圆弧。。右图为车车圆弧的的阶梯切切削路线线。即先先粗车成成阶梯，，最后一一刀精车车出圆弧弧。此方方法在确确定了每每刀吃刀刀量ap后，须精精确计算算出粗车车的终刀刀距S，，即求圆圆弧与直直线的交交点。此此方法刀刀具切削削运动距距离较短短，但数数值计算算较繁。。数控车削削的工艺艺分析走刀路线线的确定定车圆弧的的加工路路线分析析右图为车车圆弧的的同心圆圆弧切削削路线。。即用不不同的半半径圆来来车削，，最后将将所需圆圆弧加工工出来。。此方法法在确定定了每次次吃刀量量aP后，对90°圆圆弧的起起点、终终点坐标标较易确确定，数数值计算算简单，，编程方方便，常常采用。。但按图图b加工工时，空空行程时时间较长长。右图为车车圆弧的的车锥法法切削路路线。即即先车一一个圆锥锥，再车车圆弧。。但要注注意，车车锥时的的起点和和终点的的确定，，若确定定不好，，则可能能损坏圆圆锥表面面，也可可能将余余量留得得过大。。确定方方法如图图所示，，连接OC交圆圆弧于D，过D点作圆圆弧的切切线AB。数控车削削的工艺艺分析走刀路线线的举例例车圆弧的的加工路路线分析析螺球柱端面加工工、外轮轮廓粗加加工外轮廓粗粗、精加加工课堂讨论论1：请仔细观观看下列列加工视视频，试试说明其其走刀路路线有何何特点？？走刀路线线的确定定数控车削削的工艺艺分析切削用量量的确定定进给量切削速度度(V)背吃刀量量apV=πXDXn1000(m/min)式中：D工件切削削部分的的最大直直径（mm)n主轴每分分钟转数数min-1。数控车削削的工艺艺分析切削速度度：(例题)主轴转速速2000min-1、车削削直径ØØ50，，求此时时的切削削速度？？答：π=3.14、、D=125、、n=2000代入公公式V=(ππ×D××n)÷÷1000=(3.14×50×2000)÷1000

=314(m/min)切削速度度为314m/min数控车削削的工艺艺分析进给量的的确定每转进给给量(fr)、、每分进进给量(Vf)式中：Vf：：每分钟进进给量(mm/min)n：主轴转速速(min-1)fr：每转进给给量(mm/r)Vf=nxfr(mm/min)(例题)

主轴轴转速2000min-1、、每分进进给速度度100mm/min，求此此时每转转进给量量？(例题)

每转转进给量量0.1mm/r，主主轴转速速1600min-1,求每每分进给给速度?答：Vf=n×fr=0.1×1600=160mm/min，

求出出每分进进给速度度为160mm/min。答：fr=Vf÷n=100÷2000=0.05mm/r求出每转转进给量量为0.05mm/r数控车削削的工艺艺分析切削用量量的确定定孔加工的的计算式式vc(m/min)：：切削速速度ππ(3.14)：圆周周率D1(mm)：钻头头直径n(min-1)：：主軸軸转速※用1000去去除，为为将mm换算成成mvf(mm/min)：主轴轴（Z轴轴）进给给速度fr(mm/rev)：每每转进给给量n(min-1)：：主轴转转速(例题)

主轴转速1350min-1、钻头直径Ø12，求切削速度。(答)

代入公式

vf=fr×n=0.2×1350=270mm/min

由此得出主轴每分钟进给量为270mm/min。主轴每分分钟进给给量(vf)切削速度度(vc)(例题)

主轴转速1350min-1、钻头直径Ø12，求切削速度。(答)

将π=3.14D1=12n=1350代入公式

vc=π×D1×n÷1000=3.14×12×1350=50.9m/min

据此，得出切削速度为50.9m/min。径向切入法

侧向切入法

一般的螺纹切削；加工螺纹螺距4以下。

用于工件刚性低易振动的场合；用于切削不锈钢等难加工材料；加工螺纹螺距4以上。数控车削削的工艺艺分析螺纹切削削方式外螺纹右螺纹左螺纹右手刀柄左手刀柄

数控车削削的工艺艺分析螺纹加工方法法内螺纹右螺纹左螺纹右手刀柄左手刀柄

螺纹加工方法法数控车削削的工艺艺分析课堂讨论论2：请仔细观观看下列列加工视视频，试试说明其其加工螺螺纹是左左旋还是是右旋？？一共有有几次走走刀？螺纹加工方法法数控车削削的工艺艺分析螺纹加工工进刀次次数及进进刀量的的选择应根据螺螺距来选择走走刀次数及进进给量，以保保证螺纹的精精度及质量数控车削削的工艺艺分析一、轴类类零件的的数控车车削工艺艺典型数控控车削零零件的工工艺分析析图示是模模具芯轴轴的零件件简图。。零件的的径向尺尺寸公差差为±0.01mm，角度公公差为±±0.1°，材料料为45钢。毛坯坯尺寸为为φ66mm×100mm，批量30件。数控车削削的工艺艺分析一、轴类类零件的的数控车车削工艺艺典型型数数控控车车削削零零件件的的工工艺艺分分析析经过过分分析析可可制制定定加加工工方方案案如如下下：：工序序1：用三三爪爪卡卡盘盘夹夹紧紧工工件件一一端端，，加加工工φφ64×38柱面面并并调调头头打打中中心心孔孔。。工序序2：用三三爪爪卡卡盘盘夹夹紧紧工工件件φφ64一端端，，另另一一端端用用顶顶尖尖顶顶住住。。加加工工φφ64×62柱面面，，如如图图所所示示。。工序序3：①钻钻螺螺纹纹底底孔孔；；②②精精车车φφ20表面面，，加加工工14°锥锥面面及及背背端端面面；；③③攻攻螺螺纹纹，，如如图图所所示示。。数控控车车削削的的工工艺艺分分析析一、、轴轴类类零零件件的的数数控控车车削削工工艺艺典型型数数控控车车削削零零件件的的工工艺艺分分析析工序序4加工工SR19.4圆弧弧面面、、φφ26圆柱柱面面、、角角15°锥锥面面和和角角15°倒倒锥锥面面，，装装夹夹方方式式如如图图所所示示。。工工序序4的加加工工过过程程如如下下：：l）先先用用复复合合循循环环若若干干次次一一层层层层加加工工，，逐逐渐渐靠靠近近由由E—F—C—H—I等基基点点组组成成的的回回转转面面。。后后两两次次循循环环的的走走刀刀路路线线都都与与B—C一D—E—F—C—H—I—B相似。完成粗粗加工后，精精加工的走刀刀路线是B—C—D—E—F—G—H—I一B，如图所示。。2）再加工出出最后一个15°的倒锥锥面，如图所所示。二、轴套类零零件数控车削削加工工艺数控车削的工工艺分析典型数控车削削零件的工艺艺分析1．零件图工艺艺分析该零件为轴承承套。表面由由内外圆柱面面、内圆锥面面、顺圆弧、、逆圆弧及外外螺纹等表面面组成，其中中多个直径尺尺寸与轴向尺尺寸有较高的的尺寸精度和和表面粗糙度度要求。零件件图尺寸标注注完整，符合合数控加工尺尺寸标注要求求；轮廓描述述清楚完整；；零件材料为为45钢，切削加工工性能较好，，无热处理和和硬度要求。。通过上述分析析，采取以下下几点工艺措措施：（1）零件图样上上带公差的尺尺寸，因公差差值较小，故故编程时不必必取其平均值值，而取基本本尺寸即可。。（2）左、右端面面均为多个尺尺寸的设计基基准，相应工工序加工前，，应该先将左左、右端面车车出来。数控车削的工工艺分析二、轴套类零零件数控车削削加工工艺典型数控车削削零件的工艺艺分析2．确定装夹方方案：内孔加工时以以外圆定位，，用三爪自动动定心卡盘夹夹紧。加工外外轮廓时，为为保证一次安安装加工出全全部外轮廓，，需要设一圆圆锥心轴装置置，用三爪卡卡盘夹持心轴轴左端，心轴轴右端留有中中心孔并用尾尾座顶尖顶紧紧以提高工艺艺系统的刚性性。数控车削的工工艺分析二、轴套类零零件数控车削削加工工艺典型数控车削削零件的工艺艺分析3．确定加工顺顺序及走刀路路线：加工顺序的确确定按由内到到外、由粗到到精、由近到到远的原则确确定，在一次次装夹中尽可可能加工出较较多的工件表表面。结合本本零件的结构构特征，可先先加工内孔各各表面，然后后加工外轮廓廓表面。由于于该零件为单单件小批量生生产，走刀路路线设计不必必考虑最短进进给路线或最最短空行程路路线，外轮廓廓表面车削走走刀路线可沿沿零件轮廓顺顺序进行。数控车削的工工艺分析二、轴套类零零件数控车削削加工工艺典型数控车削削零件的工艺艺分析4．刀具选择择：将所选定的刀刀具参数填入入表轴承套数数控加工刀具具卡片中，以以便于编程和和操作管理。。产品名称或代号

零件名称

轴承套

零件图号

Lathe-01

序号刀具号刀具规格名称

数量

加工表面

刀尖半径mm

备注1T0145°硬质合金端面车刀

1车端面

0.5

25×252T02φ5中心钻

1