数控车床本科毕业论文及数控车床零件加工及工艺设计

中文摘要科学技术的飞速发展改变了世界，也改变了人类的生活，作为新世纪的大学生，应站在时代的前列，掌握现代科学技术知识，调整自已的知识结构和能力。数控知识不仅是一种技能，而且能培养学生的自学能力，和对知识的向往，更加方便了广大用户对数控任务的处理，提高了工作的效率，这给人们带来了很大的方便。关键词：工序划分，刀具选择，图样分析目录第一章引言 1第二章数控机床的组成和工作原理 21.1数控机床的组成和工作原理 21.2数控车床编程加工方案确定 21.2.1确定加工方案的原则 21.2.5走刀路线最短 3第三章坐标系的设定 43.1机床坐标系 43.2工作坐标系的设定 53.3确定刀具起始点的坐标值 5第四章：分析零件图样 54.1合理确定走刀路线，并使其最短 64.2合理调用G命令使程序段最少 7第五章合理安排“回零”路线 85.1合理选择切削用量 8第六章编程中细节问题处理 96.1、注意G04的合理使用 96.2粗精加工分开编程 9结论 10参考文献 11PAGE0引言随着制造业的快速发展，各种数控机床的精确性、柔性、可靠性、集成性和宜人性等各方面性能越来越完善，它在自动化加工领域中的占有率也越来越高。数控机床的应用已渗透到机械制造业的各个领域。数控加工越来越普及，企业对数控加工高技能人才的需求也越来越大。国家现在大力培养数控技能人才，要求能迅速掌握数控机床的操作技能。而在数控机床操作中，程序始终贯穿整个零件的加工过程。由于每个人的加工方法不同，编制加工程序也各不相同，但最终的目的是为了提高数控车床的生产效率，因此对于选择最合理的加工路线显得尤为重要。本文将从确定走刀路线、选择合适的G命令等细节出发,分析在数控车削中程序的编制方法以及注意点。第二章数控机床的组成和工作原理1.1数控机床的组成和工作原理数控机床由程序编制及程序载体、输入装置、数控装置（CNC）、伺服驱动及位置检测、辅助控制装置、机床本体等几部分组成。数控机床的床体与传统机床相似，由主轴传动装置、进给传动装置、床身、工作台以及辅助运动装置、液压气动系统、润滑系统、冷却装置等组成。但数控机床在整体布局、外观造型、传动系统、刀具系统的结构以及操作机构等方面都已发生了很大的变化。这种变化的目的是为了满足数控机床的要求和充分发挥数控机床的特点。1.2数控车床编程加工方案确定1.2.1确定加工方案的原则

工方案又称工艺方案，数控机床的加工方案包括制定工序、工步及走刀路线等内容。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方案时，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方案合理，从而达到质量优、效率高和成本低的目的。

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。

1.2.2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，应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。

1.2.3先近后远

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。

1.2.4先内后外

对既要加工内表面(内型、腔)，又要加工外表面的零件，在制定其加工方案时，通常应安排先加工内型和内腔，后加工外表面。这是因为控制内表面的尺寸和形状较困难，刀具刚性相应较差，刀尖(刃)的耐用度易受切削热影响而降低，以及在加工中清除切屑较困难等。1.2.5走刀路线最短

确定走刀路线的工作重点，主要用于确定粗加工及空行程的走刀路线，因精加工切削过程的走刀路线基本上都是沿其零件轮廓顺序进行的。

走刀路线泛指刀具从对刀点(或机床固定原点)开始运动起，直至返回该点并结束加工程序所经过的路径，包括切削加工的路径及刀具引入、切出等非切削空行程。

在保证加工质量的前提下，使加工程序具有最短的走刀路线，不仅可以节省整个加工过程的执行时间，还能减少一些不必要的刀具消耗及机床进给机构滑动部件的磨损等。

优化工艺方案除了依靠大量的实践经验外，还应善于分析，必要时可辅以一些简单计算。

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。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。这些都有赖于编程者实际加工经验的不断积累与学习。第三章坐标系的设定工件安装在卡盘上，机床坐标系与工件坐标系一般是不重合的。为了便于编程，必须首先设定工作坐标系，该坐标系与机床坐标系不重合。3.1机床坐标系MJ-50数控机床的机床坐标系及机床参考点与机床原点的相对位置如下图。数控机床开机时，必须先确定机床参考点，只有机床参考点确定以后，车刀移动有依据，否则，不仅编程无基准，还会发生碰撞事故。机床参考点的位置由设置在机床X向.，Z向滑板上的挡块通过行程开关来确定。当刀架返回机床参考点时，装在X向和Z向滑板上的两挡块分别压下对应的开关，向数控系统发出信号，停止滑板运动，即完成了返回机床参考点的操作。在机床通电之后，刀架返回参考点之前，不论刀架处于什么位置，此时CRT屏幕上显示的X，Z坐标值均为0。当完成了返回机床参考点的操作后，CRT屏幕上立即显示出刀架中心在机床坐标系中的坐标值，即建立机床坐标系。机床参考点在以下三种情况下必须设定：（1）机床关机以后重新接通电源开关。（2）机床解除急停状态。（3）机床解除超程报警信号。在以上三种情况下，数控系统失去对机床参考点的记忆，以此必须进行返回机床参考点的操作。3.2工作坐标系的设定当采用绝对值编程时，必须首先设定工作坐标系，该坐标系与机床坐标系不重合。工作坐标系是用于确定工件几何图形上各几何要素的位置而建立的坐标系，是在编程时使用的，工作坐标系的原点就是工作原点，是人为设置的。数控车床工作原点一般设在主轴中心线与工件左端面或右端面的交点处。3.3确定刀具起始点的坐标值工件坐标系设定后，CRT屏幕上显示的是车刀刀尖相对于工件原点的坐标系。编程时，工件各尺寸的坐标值是相对于工件原点而言的，因此，数控车床的工件原点又是程序原点。第四章：分析零件图样分析零件图样是工艺准备中的首要工作，直接影响零件的编制及加工结果。主要包括以下几项内容：（1）分析加工轮廓的几何条件：主要目的是针对图样上不清楚尺寸及封闭的尺寸链进行处理。（2）分析零件图样上的尺寸公差要求，以确定控制其尺寸精度的加工工艺，如刀具的选择及切削用量的确定等。（3）分析形状和位置公差要求：对于数控切削加工中，零件的形状和位置误差主要受机床机械运动副精度的影响。在车削中，如沿Z坐标轴运动的方向与其主轴轴线不平形时，则无法保证圆柱度这一形状公差要求；又如沿X坐标轴运动的方向与其主轴轴线不垂直时，则无法保证垂直度这一位置公差要求。因此，进行编程前要考虑进行技术处理的有关方案。（4）分析零件的表面粗糙度要求，材料与热处理要求，毛坯的要求，件数的要求也是对工序安排及走刀路线的确定等都是不可忽视的参数。4.1合理确定走刀路线，并使其最短确定走刀路线的工作是加工程序编制的重点，由于精加工切削程序走刀路线基本上都是沿其零件轮廓顺序进行的，因此主要内容是确定粗加工及空行程的走刀路线。走刀路线泛指刀具从对刀点开始运动起，直到返回该点并结束加工程序所经过的路径。包括切削加工的路径及刀具引入、切出等非切削空行程。使走刀路线最短可以节省整个加工过程的执行时间，还能减少一些不必要的刀具消耗及机床进给机构滑动部件的磨损。下图1所示为三种车圆锥方法，用矩形循环命令进行加工，来分析一下走刀路线合理确定。图1为平行车圆锥法，这种方法是每次进刀后，车刀移动轨迹平行于锥体母线，随着每次进刀吃刀，Z相尺寸按一定比例增加，与普车加工锥体方法相同，使初学者易懂。Z向尺寸的计算方法是按公式C=D-d／L得出。若C为1：10，含义是直径X上去除1毫米，长度Z上增加10毫米。按该比例可以很简单的进行编程，并且可以保证每一次车削的余量相同使切削均匀，与FANUC数控指令G73的走刀路线类似。图1b为改变锥角车圆锥法，是随着每一次X向进刀，保持Z向尺寸为图纸尺寸,每一刀都改变了锥角的大小，只有最后一刀是图纸要求的锥角大小。这种车锥法可以不必进行每次Z向尺寸的计算，但在加工中由于Z向尺寸相同，使加工路线较长，同时切削余量不均匀，影响工件的表面尺寸和粗糙度，一般适合于锥面较短，余量不大的锥体中。图1c为阶台加工锥体法，这种加工法是每一次走刀轨迹平行于工件的轴线，加工出许多小的阶台，最后一刀车刀沿锥体斜面进行走刀，这种加工方法要先做1：1比例图，否则易车废工件，由于是台阶状，所以余量不均匀，影响锥面加工质量，此种方法与FANUC数控指令G71类似。很明显，上述三种切削路线中，如果起刀点相同，则平行法车锥体路线最合理，生产中常用此法进行加工。4.2合理调用G命令使程序段最少按照每个单独的几何要素(即直线、斜线和圆弧等)分别编制出相应的加工程序，其构成加工程序的各条程序即程序段。在加工程序的编制工作中，总是希望以最少的程序段数即可实现对零件的加工，以使程序简洁，减少出错的几率及提高编程工作的效率。由于数控车床装置普遍具有直线和圆弧插补运算的功能，除了非圆弧曲线外，程序段数可以由构成零件的几何要素及由工艺路线确定的各条程序得到，这时应考虑使程序段最少原则。选择合理的G命令，可以使程序段减少，但也要兼顾走刀路线最短。如加工上图1的零件，如果毛坯均为棒料，可以用直线插补命令G01进行编程，也可以用矩形循环命令G90进行编程，还可以用复合循环命令G71进行编程，都可以加工该工件。如下图2所示，图2a为用G01命令确定的走刀路线，与图2b用G90命令确定路线相同，但用G01时编程复杂，程序段较多，常用于精加工程序中。图2c为用G71式加工路线,首先走矩形循环进给路线，最后两刀走轮廓的等距线和最终轮廓线，走刀路线不是很长，且切削量相同，切削力均匀，与G70命令合用还可以使程序编制简单编程时常用。如果使用的数控车床没有此命令，应该首先选用G90矩行循环命令进行编程。所以在编程中要灵活应用，选用合理的G命令进行程序编制。对于非曲线轨迹的加工，所需主程序段数要在保证其加工精度的条件下，进行计算后才能得知。这时，一条非圆曲线应按逼近原理划分成若干个主程序段（大多为直线或圆弧），当能满足其精度要求时，所划分的若干个主程序的段数应为最少。这样，不但可以大大减少计算的工作量，而且还能减少输入的时间及内存容量的占有数。第五章合理安排“回零”路线在编制较复杂轮廓的加工程序时，为使其计算过程尽量简化，既不易出错，又便于校核，编程者有时将每一刀加工完后的刀具终点通过执行“回零”指令（即返回对刀点），使其全返回对刀点位置，然后在执行后续程序。这样会增加走刀距离，降低生产效率。因此，在合理安排“回零”路线时，应使其前一刀终点与后一刀起点间的距离尽量减短，或者为零，即满足走刀路线最短的要求。5.1合理选择切削用量数控车削中的切削用量是表示机床主体的主运动和进给运动大小的重要参数，包括背吃刀量、切削速度、进给速度。它们的选择与普车所要求的基本对应一致，但数控车床加工的零件往往较复杂，切削用量按一定的原则初定后，还应结合零件实际加工情况随时进行调整，调整方法是利用数控车床的操作面板上各种倍率开关，随时进行调整，来实现切削用量的合理配置，这对操作者来说应该具有一定的实际生产加工经验。第六章编程中细节问题处理6.1、注意G04的合理使用G04为暂停指令，其作用是刀具在一个指令的时间内暂停止加工。该指令由于不做实际的切削运动，常常被忽略。但它在对于保证加工精度及在切槽、钻孔改变运动等方面都有很好的好处，常用于以下几种情况：（1）切槽、钻孔时为了保证槽底、孔底的的尺寸及粗糙度应设置G04命令。

（2）当运行方向改变较大时，应在该改变运行方向指令间设置G04命令。

（3）当运行速度变化很大时应在其运行指令改变时设置G04命令。

（4）利用G04进行断削处理，根据粗加工的切削要求，可对以连续运动轨迹进行分段加工安排，每相邻加工段中间用G04指令将其隔开。加工时，刀具每进给一段后，即安排所设定较短的延时时间（0.5秒）实施暂停，紧接着在进给一段，直至加工结束。其分段数的多少，视断削要求而定，当断削不够理想时，要增加分段数。6.2粗精加工分开编程为了提高零件的精度并保证生产效率，车削工件轮廓的最后一刀，通常由精车刀来连续加工完成，因此，粗精加工应分开编程。并且，刀具的进、退位置要考虑妥当，尽量不要在连续的轮廓中切入切出或换刀及停顿，以免因切削力的突然变化而造成弹性变形，致使光滑连接的轮廓上产生划伤、形状突变或滞留刀痕等疵病。编程时常取零件要求尺寸的中值作为编程尺寸依据。如果遇到比机床所规定的最小编程单位还要小的数值时，应尽量向其最大实体尺寸靠拢并圆整。如图纸尺寸为Ø80+00、026则编程时写X80.013。编程时尽量符合各点重合的原则。也就是说，编程的原点要和设计的基准、对刀点的位置尽量重合起来，减少由于基准不重合所带来的加工误差。在很多情况下，若图样上的尺寸基准与编程所需要的尺寸基准不一致，故应首先将图样上的各个基准尺寸换算为编程坐标系中的尺寸。当需要掌握控制某些重要尺寸的允许变动量时，还要通过尺寸链解算才能得到，然后才可进行下一步编程工作。巧利用切断刀倒角。对切断面带较小倒角的零件，在批量车削加工中比较普遍，为了便于切断并避免掉头倒角，可巧利用切断刀同时完成车倒角和切断两个工序，效果较好。同时切刀有两个刀尖，在编程中要注意使用哪个刀尖及刀宽问题，防止对刀加工时出错。总之，数控车床的编程总原则是先粗后精、先进后远、先内后外、程序段最少、走刀路线最短，这就要求我们在编程时，特别注意理论联系实际，并在大量的实践中，对所学的知识进行验证或修正，做到编制的程序最实用。结论掌握数控编程基本方法并在此基础上有更大的提高，必须进行大量的编程练习和实际操作，在实践中积累丰富的经验。编程前，要做大量的准备工作，如：了解数控机床的性能和规格；熟悉数控系统的功能及操作；加强工艺、刀具和夹具知识的学习，掌握工艺编制技术，合理选择刀具、夹具及切削用量等，将工艺等知识融入程序，提高程序的质量；养成良好的编程习惯和风格，如程序中要使用程序段号、字与字之间要有空格、多写注释语句等，使程序清晰，便于阅读和修改；编程时尽量使用分支语句、主程序及宏功能指令，以减少主程序的长度。参考文献1.FANUCLTD.FANUCSerises6-TOPERATOR’SMANUAL.PrintedinJapan.19982.全国数控培训网络天津分中心编.数控编程.北京：机械工业出版社，2006.3.中国就业培训技术指导中心编.组合机床操作工北京：中国劳动社会保障出版社.20014.劳动和社会保障部教材办公室编.数控车床操作与编程.北京：中国劳动社会保障出版社.2004毕业论文论文题目：数控车床零件加工及工艺设计题目：数控车床零件加工及工艺设计班级：专业：学生姓名：指导教师：日期:目录摘要…………………….……...1数控机床简介…….………..……2数控激光的概念…………….…………………..3数控机床的特点…………..……………….3数控车削加工………………….4数控车床加工程序编制………………….……5数控车床的组成和基本原理….………………5数控车床安全操作规….…………..………….…6数控车床坐标的确定………..….……..….……6运动方向的规定………………….……..………7轴类零件的编程与加工…….………….….……..7简单套类零件的编程与加工…………...……13简单的盘类零件的编程与加工…….……..…18结束语……………..…….………25参考文献……………….…………….…………25毕业论文第11页共25页毕业论文第1页共25页数控车床零件加工及工艺设计摘要在车床上，利用工件的旋转运动和刀具的直线运动或曲线运动来改变毛坯的形状和尺寸，把它加工成符合图纸的要求。车削加工是在车床上利用工件相对于刀具旋转对工件进行切削加工的方法。车削加工的切削能主要由工件而不是刀具提供。车削是最基本、最常见的切削加工方法，在生产中占有十分重要的地位。车削适于加工回转表面，大部分具有回转表面的工件都可以用车削方法加工，如内外圆柱面、内外圆锥面、端面、沟槽、螺纹和回转成形面等，所用刀具主要是车刀。在各类金属切削机床中，车床是应用最广泛的一类，约占机床总数的50%。车床既可用车刀对工件进行车削加工，又可用钻头、铰刀、丝锥和滚花刀进行钻孔、铰孔、攻螺纹和滚花等操作。按工艺特点、布局形式和结构特性等的不同，车床可以分为卧式车床、落地车床、立式车床、转塔车床以及仿形车床等，其中大部分为卧式车床。数控车削加工是现代制造技术的典型代表，在制造业的各个领域如航天、汽车、模具、精密机械、家用电器等各个行业有着日益广泛的应用，已成为这些行业不可或缺的加工手段。为了子数控机床上加工出合格的零件，首先需根据零件图纸的精度和计算要求等，分析确定零件的工艺过程、工艺参数等内容，用规定的数控编程代码和格式编制出合适的数控加工程序。编程必须注意具体的数控系统或机床，应该严格按机床编程手册中的规定进行程序编制。但从数控加工内容的本质上讲，各数控系统的各项指令都是应实际加工工艺要求而设定的。由于本人才疏学浅，缺乏知识和经验，在设计过程中难免出现不当之处，望各位给予指正并提出宝贵意见。关键词：车削加工刀具零件的工艺过程工艺参数程序编制一．数控机床的简介数控机床是一种用电子计算机和专用电子计算装置控制的高效自动化机床。主要分为立式和卧式两种。立式机床装夹零件方便，但切屑排除较慢；卧式装夹零件不是非常方便，但排屑性能好，散热很高。数控铣床分三坐标和多坐标两种。三坐标机床（X、Y、Z）任意两轴都可以联动，主要用于加工平面曲线的轮廓和开敞曲面的行切。多坐标机床是在三坐标机床的基础上，通过增加数控分度头或者回转工作台，成为4坐标或者5坐标机床（甚至多坐标机床）。多坐标机床主要用于曲面轮廓或者由于零件需要必须摆角加工的零件，如法向钻孔，摆角行切等。摆角形式4坐标的主要为A或B；5坐标机床主要为AB，AC，BC，可根据零件要求选用。摆角大小由加工的零件决定。数控机床从组成来看，主要分为以下两方面：1.机床本身技术参数（1）作台工：零件加工工作平台，尺寸大小应根据加工零件的大小进行选用。（2）T形槽：工作台上的T形槽主要用于零件的装夹，其中T形槽的槽数、槽宽、相互间距，需要根据加工工件的特点进行规定。（3）主轴：主轴形式，主轴孔形式等，（4）进给范围：机床XYZ三个方向的可移动距离（行程），移动速度的大小；摆角（ABC）的摆动范围，摆动的速度（5）主轴的旋转：主轴的转速，主轴的功率，伺服电机的转矩等2．数控系统数控系统是数控机床的核心。现代数控系统通常是一台带有专门系统软件的专用微型计算机。它由输入装置、控制运算器和输出装置等构成，它接受控制介质上的数字化信息，通过控制软件和逻辑电路进行编译、运算和逻辑处理后，输出各种信号和指令控制机床的各个部分，进行规定、有序的动作。作为用户，在考虑数控系统的时候，最关心的是系统的可靠性、可能和优越的性价比，因此应该考虑以下几个方面：（1）分辨率分辨率越高，可以清楚的进行控制，适合工业环境使用。（2）控制轴数和联动轴数应和购买的机床相配合，符合购买的机床情况。（3）标准（基本）功能项目功能越全越好，结合机床使用而定，特别是一些自动补偿、自适应技术模块等先进的检测、监控系统：红外线、温度测量、功率测量、激光检测等先进手段的采用，将在一定程度上大大提高机床的综合性能，保证机床更加可靠精确地自动工作二．数控加工的概念数控机床工作原理就是将加工过程所需的各种操作（如主轴变速、工件的松开与夹紧、进刀与退刀、开车与停车、自动关停冷却液）和步骤以及工件的形状尺寸用数字化的代码表示，通过控制介质（如穿孔纸带或磁盘等）将数字信息送入数控装置，数控装置对输入的信息进行处理与运算，发出各种控制信号，控制机床的伺服系统或其他驱动元件，使机床自动加工出所需要的工件。所以，数控加工的关键是加工数据和工艺参数的获取，即数控编程。数控加工一般包括以下几个内容：(1)对图纸进行分析，确定需要数控加工的部分；(2)利用图形软件（PRO/EUG）对需要数控加工的部分造型；(3)根据加工条件，选择合适的加工参数，生成加工轨迹（包括粗加工、半精加工、精加工轨迹）；(4)轨迹的仿真检验；(5)生成G代码；(6)传给机床加工。三．数控机床的特点1.具有高度柔性在保证工件表面精度，主要取决于加工程序，它与普通机床不同，不必制造、更换许多工具、夹具，不需要经常调整机床。因此，数控机床适用于零件频繁更换的场合。也就是适合单件、小批生产及新产品的开发，缩短了生产准备周期，节省了大量工艺设备的费用。2．加工精度高数控机床的加工精度，一般可达到0.005～0.1mm，数控机床是按数字信号形式控制的，数控装置每输出一个脉冲信号，则机床移动部件移动一个脉冲当量（一般为0.001mm），而且机床进给传动链的反向间隙与丝杠螺距平均误差可由数控装置进行补偿，因此，数控机床定位精度比较高。3．加工质量稳定、可靠加工同一批零件，在同一机床，在相同加工条件下，使用相同刀具和加工程序，刀具的走刀轨迹完全相同，零件的一致性好，质量稳定。4.生产率高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。四．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=1\*GB2⑴.按数控系统的功能分：=1\*GB3①全功能型数控车床；=2\*GB3②经济型数控车床=2\*GB2⑵．按主轴的配置形式分：=1\*GB3①卧室数控车床；=2\*GB3②立式数控车床=3\*GB2⑶．按数控系统控制的轴数分：=1\*GB3①两轴控制的数控车床；=2\*GB3②四轴控制的数控车床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，可以自动完成外圆柱面、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=1\*GB2⑴.精度要求高的回转体零件=2\*GB2⑵．表面形状复杂或难以控制尺寸的回转体零件=3\*GB2⑶．表面粗糙度要求好的回转体零件=4\*GB2⑷．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。五．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：=1\*GB2⑴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；=2\*GB2⑵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；=3\*GB2⑶进刀与退刀方式：快速走刀。六.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：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。七．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。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⑴7.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。八、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。九、运动方向的规定1.Z与主轴轴线重合，即Z轴远离工件像尾座移动的方向为正方向（即增大工件和刀具之间距离），向卡盘移动为负。2.X轴垂直于Z轴，X坐标的正方向是刀具离开旋转中心线的方向。十．轴类零件的编程与加工根据下图所示的待车削零件，材料为45号钢，其中Ф85圆柱面不加工。在数控车床上需要进行的工序为：切削Ф80mm和Ф62mm外圆；R70mm弧面、锥面、退刀槽、螺纹及倒角。要求分析工艺过程与工艺路线，编写加工程序。

图1-1轴类零件图1.零件图工艺分析

该零件表面由圆柱、圆锥、顺圆弧、逆圆弧及双线螺纹等表面组成。其中多个直径尺寸有较严格的尺寸精度何表面粗糙度等要求；球面Sφ50㎜的尺寸公差还兼有控制该球面形状（线轮廓）误差的作用。尺寸标注完整，轮廓描述清楚。零件材料为45钢，无热处理和硬度要求。通过上述分析，可采用以下几点工艺措施。=1\*GB2⑴对图样上给定的几个精度要求较高的尺寸，因其公差数值较小。故编程时不必取平均值，而全部取其基本尺寸。=2\*GB2⑵在轮廓曲线上，有三处为过象限圆弧，其中两处为既过象限又改变进给方向的轮廓曲线，因此在加工时应进行机械间隙补偿，以保证轮廓曲线的准确性。=3\*GB2⑶为便于装夹，坯件左端应预先车出夹持部分（双点画线部分），右端面也应先粗车出并钻好中心孔。毛坯选φ60㎜棒料。2．零件的定位基准和装夹方式确定坯件轴线和左端大端面（设计基准）为定位基准。左端采用三爪自定心卡盘定心夹紧，右端采用活动顶尖支承的装夹方式。3．选择设备根据加工零件的外形和材料等条件，选用TND360数控车床。4．确定加工顺序及进给路线加工顺序按由粗到精＼由远到近（由右到左）的原则确定。即先从右到左进行粗车（留０.２５㎜精车余量），然后从右到左进行精车，最后车削螺纹。TND360数控车床具有粗车循环和车螺纹循环功能，只要正确使用编程指令，机床数控系统就会自动确定进给路线，因此，该零件的粗车循环和车螺纹循环不需要人为确定其进给路线（但精车的进给路线需要人为确定）。该零件从右到左沿零件表面轮廓精车进给，如图所示：对刀点对刀点图1-1-1精车轮廓进给路线5．刀具的选择=1\*GB3①选用φ５㎜中心钻钻削中心孔。=2\*GB3②粗车及平端面选用９０°硬质合金右偏刀，为防止副后刀面与工件轮廓干涉（可用作图法检验），副偏角不宜太小，选kr′=35º。=3\*GB3③精车选用90°硬质合金右偏刀，车螺纹选用硬质合金60°外螺纹车刀，刀尖圆弧半径应小于轮廓最小圆角半径，取r=0.15～0.2㎜。将所选定的刀具参数填入数控加工刀具卡片中（见表1-1），以便编程和操作管理表1-1数控加工刀具卡片产品名称或代号XXX零件名称典型轴零件图号XXX序号刀具号刀具规格名称数量加工表面刀尖半径备注1T015中心钻1钻5㎜中心孔2T02硬质合金90º外圆车刀1车端面及粗车轮廓右偏刀3T03硬质合金60º外螺纹车刀1精车轮廓及螺纹0.15编制XXX审核XXX批准XXX共页第页6．切削用量的选择=1\*GB2⑴背吃刀量的选择：轮廓粗车循环时选ap=3㎜，精车ap=0.25㎜；螺纹粗车循环时选ap=0.4㎜，精车ap=0.1㎜。=2\*GB2⑵主轴转速的选择：车直径和圆弧时，查表选粗车切削速度vc=90m/min精车切削速度vc=120m/min然后利用公式vc=πdn/1000技术主轴转速n（粗车直径D=60㎜，精车工件直径取平均值）；粗车500r/min精车1200r/min。车螺纹时，参照式计算主轴转速n=320r/min=3\*GB2⑶进给速度的选择查表选择粗车、精车每转进给量，再根据加工的实际情况确定粗车每转进给量为0.4㎜/r，精车每转进给量为0.15㎜/r，最后根据公式Vf=nf计算粗车、进给速度分别为200m/min和180m综合前面分析的各项内容，并将其填入表1-2所示的数控加工工艺卡片。此表是编制加工程序的主要依据和操作人员配合数控程序进行数控加工的指导性文件。主要内容包括：工步顺序、工步内容、各工步所用的刀具及切削用量等。表1-2数控加工工艺卡片单位名称产品名称或代号零件名称零件图号典型轴工序号程序编号夹具名称使用设备车间001三爪卡盘和活动顶尖数控中心工步号工步内容刀具号刀具规格㎜主轴转速r/mm进给速度mm/min背吃刀量mm备注1平端面T0225×25500手动2钻中心孔T015950手动3粗车轮廓T0225×255002003自动4精车轮廓T0325×2512001800.25自动5粗车螺纹T0325×253209600.4自动6精车螺纹T0325×253209600.1自动编制XXX审核XXX批准XXX年月日共页第页8.编写程序按该机床规定的指令代码和程序段格式，把加工零件的全部工艺过程编写成程序清单。该工件的加工程序如下：N0010G59X0Z195N0020G90N0030G92X70Z30N0040M03S450N0050N06T01N0060G00X57Z1N0070G01X57Z-170F80N0080G00X58Z1N0090G00X51Z1N0100G01X51Z-113F80N0110G00X52Z1N0120G91N0130G81P3N0140G00X-5Z0N0150G01X0Z-63F80N0160G00X0Z63N0170G80N0180G81P2N0190G00X-3Z0N0200G01X0Z-25F80N0210G00X0Z25N0220G80N0230G90N0240G00X31Z-25N0250G01X37Z-35F80N0260G00X37Z1N0270G00X23Z-72.5N0280G00X26Z1N0290G01X30Z-2F60N0300G01X30Z-25F60N0310G01X36Z-35F60N0320G01X36Z-63F60N0330G00X56Z-63N0340G01X56Z-170F60N0350G28N0360G29N0370M06T03N0380M03S400N0390G00X31Z-25N0400G01X26Z-25F40N0410G00X31Z-23N0420G01X26Z-23F40N0430G00X30Z-21N0440G01X26Z-23F40N0450G00X36Z-35N0460G01X26Z-25F40N0470G00X57Z-113N0480G01X34.5Z-113F40N0490G00X57Z-111N0500G01X34.5Z-111F40N0510G28N0520G29N0530M06T05N0540G00X30Z2N0550G91N0560G33D30I27.8X0.1P3Q0N0570G01X0Z1.5N0580G33D30I27.8X0.1P3Q0N0590G90N0600G00X38Z-45N0610G03X32Z-54I60K-54F40N0620G02X42Z-69I80K-54F40N0630G03X42Z-99I0K-84F40N0640G03X36Z-108I64K-108F40N0650G00X48Z-113N0660G01X56Z-135.4F60N0670G00X56Z-113N0680G00X40Z-113N0690G01X56Z-135.4F60N0700G00X50Z-113N0710G00X36Z-113N0720G01X56Z-108F60N0730G00X36Z-45N0740G00X36Z-45N0750M03S800N0760G03X30Z-54I60K-54F40N0770G03X40Z-69I80K-54F40N0780G02X40Z-99I0K-84F40N0790G03X34Z-108I64K-108F40N0800G01X34Z-113F40N0810G01X56Z-135.4F40N0820G28N0830G29N0840M06T03N0850M03S400N0860G00X57Z-168N0870G01X0Z-168F40N0880G28N0890G29NO900M05N0910M029.加工过程此工件要经两个过程加工完成，所以调头时重新确定工件原点，程序中编程原点要与工件原点相对应。执行完成第一个程序后，工件调头执行另一个程序时需重新对两把刀的Z向原点，因为X向的原点在轴线上，无论工件大小都不会改变的，所以X方向不必再次对刀。输入程序。进行程序校验及加工轨迹仿真。自动加工。零件精度检测。十一.简单套类零件的编程与加工用数控车床加工如图所示的简单套类零件，工件长度为44㎜，外圆两个阶台尺寸分别为Φ45㎜，Φ65㎜，两端同轴度要求为0.04㎜，并有一个C1倒角。内孔两个阶台尺寸分别为Φ30㎜，52㎜，内孔中两阶台端面垂直度要求为0.02㎜，有一个C5倒角和一个4㎜×2㎜的内槽。图2-1套类零件图1.套类零件的分析:图中所示为简单套类零件，该零件表面由两个阶台组成，其中多个直径尺寸与轴向尺寸有较高的尺寸精度和表面粗糙度要求，零件尺寸标注完整，符合数控加工尺寸标注要求；轮廓描述清楚完整；零件材料为45号钢，加工切削性能较好，无热处理和硬度要求。套类零件是机械加工中常见的一种加工形式，套类零件哟哀求除尺寸、形状精度外，内孔一般作为配合和装配基准，孔的直径尺寸公差等级一般为IT7，精密轴套可取IT6，孔的形状精度应控制在孔径公差以内。对于长度较长的轴套零件，除了圆度要求以外，还应注意内孔面的圆柱度，端面内孔轴线的圆跳动和垂直度，以及两端面的平行度等项要求。2.套类零件的装夹方案套类零件的内外圆、端面与基准轴线都有一定的形位精度要求，套类零件精基准可以选择外圆，但常以中心线及一个端面为精加工基准。对不同结构的套类零件，不可能用一种工艺方案就可以保证其形位精度要求。根据套类零件的结构特点，数控车加工中可采用三爪卡盘、四爪卡盘或花盘装夹，由于三爪卡盘四年定心精度存在误差，不适于同轴度要求高的工件的二次装夹。对于能一次加工完成内外圆端面、倒角、切断的套类零件，可采用三爪卡盘装夹；较大零件经常采用四爪啦盘或花盘装夹；对于精加工零件一般可采用软卡爪装夹，也可以采用心轴上装夹；对于较复杂的套类零件有时也采用专用夹具来装夹。3.刀具的选择加工套类零件外圆柱面的刀具选择与轴类零件相同。加工内孔是套类零件的特征之一，根据内孔工艺要求，加工方法较多，常用的有钻孔、扩孔、镗孔、磨孔、拉孔、研磨孔等。套类零件一般包括内外圆、锥面、圆弧、槽、孔、螺纹等结构。根据加工需要，常用的刀具还有粗车镗孔车刀、精车镗孔车刀、内槽车刀、内螺纹车刀以及特殊形状的成型车刀等。4.切削用量的选择根据被加工表面质量要求、刀具材料和工件材料，参考切削用量手册或有关资料选取切削速度与每转进给量，然后计算主轴转速与进给速度（计算过程略），并将结果填入工序卡中。背吃刀量的选择因粗、精加工而有所不同。粗加工时，在工艺系统刚性和机床功率允许的情况下，尽可能取较大的背吃刀量，以减少进给次数；精加工时，为保证零件表面粗糙度哟哀求，背吃刀量一般取0.1～0.4㎜较合适。5.切削液的选择套类零件在数控车加工比轴类零件有更大的难度，由于套类零件的特性使的切削液不易达到切削区域，切削区的温度较高，切削车刀的磨损也比较严重。为了使工件减少加工变形，提高加工精度，应根据不同的工件材料，选择适合的切削液浇注位置。6.填写加工刀具和工序卡图所示简单套类零件的加工刀具和工艺卡零件图号2-1-1数控车床加工工序卡机床型号CKA6150零件名称简单套类零件机床编号刀具表量具表刀具号刀补号刀具名称刀具参数量具名称规格（mm/min）T010193º外圆车刀D型刀片游标卡尺千分尺0～150／0.0250～75／0.01T020291º镗孔车刀T型刀片内径百分表25～50／0.01T0808钻头Φ28游标卡尺0～150／0.02工序工艺内容切削用量加工性质S(r/min)F(mm/r)ap(mm)1车端面确定基准8000.2～0.32自动2钻孔3000.2～0.34手动3车Φ45㎜外圆12000.1～0.20.5～2自动4调头软爪夹Φ45外圆，车端面确定基准10000.05～0.10.5～1.5自动5车Φ65㎜外圆12000.1～0.20.5～2自动6镗孔至尺寸10000.05～0.10.3～3自动7.编写加工程序根据图2-1所示零件，分析了工件内外圆及内槽的加工路线，并且确定了加工时的装夹方案，以及采用的刀具和切削用量，根据工艺过程按工序内容划分三个部分，并随影编程三个程序以完成加工。机床钻孔、车Φ45㎜外圆的程序O0001；N1；G99M03S800T0101；G00X200.0Z150.0；G00X68.0Z2.0；M08；G71U1.5R0.5；G71P10Q20U0.5W0.05F0.15；N10G00X0；G01Z-16.0；N20G00X68.0；G99M03S1200T0101；G00X200.0Z150.0；M08；G70P10Q20；G00X200.0Z150.0；M05；M30；机床车Φ65㎜外圆的程序00002；N1；G99M03S800T0101；G00X200.0Z150.0；G00X68.0Z2.0；M08；G71U1.5R0.5；G71P10Q20U0.5W0.05F0.15；N10G00X65.0；G01Z-28.0；N20G00GG00X200.0Z150.0；M09；M00；N2；G99M03S1200T0101；G00X200.0Z150.0；M08；G70P10Q20；G00X200.0Z150.0；M05；M30；机床镗孔的程序00002；N1；G99M03S800T0202；G00X200.0Z150.0；G00X26.0Z2.0；M08；G71U1.5R0.5；G71P10Q20U-0.3W0.05F0.15；N10G00X52.0；G01Z-20.0F0.1；X40.0；X30.0Z-25.0；N20G00X26.0；G00Z150M09；M05；M00；N2；G99M03S1200T0202；M08；G00X26.0Z2.0；G70P10Q20；G00X200.0Z150.0；M09；M05；M30；十二.简单盘类零件的编程与加工加工如图3-1所示的盘类零件，分析盘类零件图样上的技术要求，确定加工方法，加工工艺以及常用的刀具，编写数控程序加工。要求加工后符合精度和公差要求。该工件材料为45号钢，155㎜×55㎜盘料。图3-1盘类零件图1.盘类零件分析盘类是机械加工中常见的一种零件，端盖、齿轮、法兰盘等都是盘类零件。盘类零件的加工从它的切削方式看，既可纵向切削也可横向切削，但要根据工件毛坯的形状、材料以及产品精度要求等确定切削方式，同时选取相应的刀具、切削用量、编程方法，以达到对产品精度的保障。2.盘类工件的装夹根据盘类零件的结构特点，数控车加工对于中、小型零件经常采用三爪卡盘装夹；较大零件经常采用四爪卡盘或花盘装夹；对于精加工零件一般可采用软卡爪装夹，也可以采用心轴装夹；对于较复杂的盘类零件有时也采用专用夹具装夹。确定工件装夹方案的基本原则:保证工件装夹的稳定性和牢固可靠。装夹能符合工件基准的设定，并保证工件的加工精度。对于工件的装、卸较方便，能缩短工件加工的辅助时间。3.刀具的选择盘类零件一般由高速钢和硬质合金车刀加工，对于一些特殊材料工件可采用立方氮化硼、聚晶金刚石等刀具材料来进行加工，使刀具的加工性能和范围更加广泛。刀具类型按结构类分，有整体式、焊接式和机械夹固式三种。一般盘类零件由外圆、锥面、圆弧槽、孔、螺纹等构成，所以刀具也从基本常见的外圆车刀、端面车刀、纵向槽刀、横向槽刀、镗孔车刀、螺纹车刀以及特殊形状的成型车刀中选择。4.切削用量的选择盘类零件的切削用量要根据工件材料、刀具强度、机床性能等因素来确定。盘类零件的结构特点是最大外径较大，长度较短，被加工工件各部分直径落差较大。根据数控机床的加工特点和数控系统编程特点，大多可采用径向加工，但对于外形及内孔加工基本还是以轴向工件较多。对于盘类零件加工时，由于它在径向加工时受机床夹紧力的限制，切削深度不宜过大。若盘的直径较大，所选的转速也不能过高。为了使被加工零件的表面粗糙度能够保持一致，在转速的选择上可以采用数控系统所具有的恒线速指令。对于盘类零件加工时的进给速度，可根据工件图样上的技术要求来确定。5.切削液的选择盘类零件在数控加工时比普通机床加工时会产生更多的热量，因为数控加工相对普通机床加工的切削速度要快，切削区的温度较高，切削车刀的磨损也比较严重。同时，为了使工件减少加工变形，提高加工精度，要根据不同的工件的材料，选择适合的切削液。6.确定加工路线根据工件毛坯情况及图样上的技术要求，考虑工件路线首先要保证加工精度的前提，符合加工工艺的原则，以最短的加工路径完成零件的加工，该零件可先粗加工车削工艺台，即粗车外圆、车端面、钻孔，调头车端面并作为基准，车削外圆Φ150㎜及倒角