零件数控车削编程与加工技术 课件 项目1数控车削基本知识课件

任务一认识数控车床项目1数控车削基础知识01PARTONE数控机床简介数控机床的分类数控机床的组成数控机床工作原理数控技术，简称数控（NumericalControl—NC），是利用数字化信息对机械运动及加工过程进行控制的一种方法。由于现代数控都采用了计算机进行控制，因此，也可以称为计算机数控（ComputerNumericalControl—CNC）。采用数控技术进行控制的机床，称为数控机床（NC机床）。它是一种综合应用了计算机技术、自动控制技术、精密测量技术和机床设计等先进技术的典型机电一体化产品，是现代制造技术的基础。数控铣床按加工用途分类，数控机床主要有以下几种类型：加工中心数控车床数控钻床按加工用途分类，数控机床主要有以下几种类型：按加工用途分类，数控机床主要有以下几种类型：数控特种加工机床1－伺服电动机2－刀库及换刀装置3－主轴4－导轨5－工作台6－床身7－数控系统伺服系统辅助控制装置反馈系统机床主体输入（输出）装置数控系统加工程序数控系统伺服系统辅助控制装置反馈系统机床主体输入（输出）装置02PARTTWO数控车床简介数控车床的类型数控车床的结构及技术参数数控车床的加工对象数控车床的加工特点1按主轴位置分类卧式数控车床立式数控车床2按刀架数目分类单刀架数控车床双刀架数控车床3按功能分类经济型数控车床全功能数控车床车削中心3按功能分类FMC车床1床身结构和导轨的布局拆掉外壳1床身结构和导轨的布局2主轴及刀架的布局3数控车床技术参数类别主要内容作用尺寸参数X、Z轴最大行程影响加工工件的尺寸范围、编程范围及刀具、工件、机床之间干涉卡盘尺寸最大回转直径最大车削直径顶尖座套筒移动距离最大车削长度接口参数刀位数，刀具装夹尺寸影响工件及刀具安装主轴头型式主轴孔及顶尖座锥度、直径技术参数指标及作用3数控车床技术参数类别主要内容作用运动参数主轴转速范围影响加工性能及编程参数刀架快速运动速度、切削进给速度范围动力参数主轴电机功率影响切削负荷伺服电机额定转矩精度参数定位精度、重复定位精度影响加工精度及其一致性刀架定位精度、重复定位精度其他参数外形尺寸（长×宽×高）、重量影响使用环境技术参数指标及作用3数控车床技术参数CAK6140数控车床技术参数项目单位规格床身最大回转直径mmФ400最大工件长度mm890最大车削直径mmФ400最大车削长度mm850滑板最大回转直径mmФ200卡盘直径（手动）mmФ250主轴端部型及代号

A63数控车床技术参数项目单位规格主轴通孔直径mmФ53主轴孔通过棒料mmФ48主轴转数范围r/min200～2000变频主电机功率kw7.5X轴电机转矩Nm4Z轴电机转矩Nm6项目单位规格Z轴滚珠丝杠直径与螺距mmФ40×6Z轴行程mm1000X轴行程mm220快速移动m/min7.6刀方尺寸mm20×20刀架重复定位精度mm0.005数控车床主要用于轴类零件或盘类零件的内外圆柱面、任意锥角的内外圆锥面、复杂回转内外曲面和圆柱、圆锥螺纹等切削加工，并能进行切槽、钻孔、扩孔、铰孔及镗孔等。与普通车床相比，数控车床有如下加工特点：1.加工精度高脉冲当量普遍可达0.001mm，定位精度普遍可达0.03mm，重复定位精度为0.01mm2.对加工对象的适应性强改变加工零件时只需重新编制（更换）程序，输入新的程序就能实现对新的零件的加工3.自动化程度高，劳动强度低对零件的加工是按事先编好的程序自动完成，操作者不需要进行繁杂的重复性手工操作4.生产效率高一台机床可实现多道工序的连续加工，零件安装调整时间短5.良好的经济效益在单件、小批量生产情况下，节省了生产费用，减少了废品率，一机多用，提高了企业的竞争能6.有利于现代化管理使用数字信息与标准代码输入，适于数字计算机连网，成为柔性制造系统任务二数控车床坐标系项目1数控车削基础知识主讲教师：王春华01PARTONE机床坐标系机床坐标系的确定原则机床坐标系的确定方法

在数控机床上加工零件，机床动作是由数控系统发出的指令来控制的。为了确定机床的运动方向和移动距离，要在机床上建立一个坐标系，这个坐标系就叫机床坐标系，也叫标准坐标系。机床坐标系是机床上固有的，用来确定工件坐标系的基本坐标系。伸出右手的大拇指、食指、中指，并相互垂直。右手笛卡儿直角坐标系大拇指的方向为X轴正方向；食指的方向为Y轴正方向；中指的方向为Z轴正方向。1右手笛卡尔直角坐标系原则2刀具相对于静止工件运动原则以增大工件和刀具间距离的方向为正方向。工件不动，刀具相对于工件运动。3运动方向判断原则由传递切削力的主轴所决定，与主轴轴线平行。Z轴一般为水平方向，垂直于Z轴且平行于工件装夹平面X轴直线轴旋转轴

旋转轴采用右手螺旋法则判断其旋转正方向。A、B、C分别表示其轴线平行于X、Y、Z坐标轴的旋转运动。02PARTTWO机床原点与机床参考点机床原点机床参考点

机床原点也称机床零点，是机床上设置的一个固定点，用来确定机床坐标系的原点。在机床装配、调试时已设置好，不允许更改，是数控机床加工运动的基准参考点。机床原点位于卡盘中心机床原点位于刀架位移的正向极限点机床参考点机床参考点是数控机床上一个特殊位置的点，通常在该点上进行换刀或设定机床坐标系。开机回参考点的目的就是为了建立机床坐标系，并确定机床坐标系的原点。该坐标系一经建立，只要机床不断电，将永远保持不变，并且不能通过编程对它进行修改。03PARTTHREE编程坐标系即编程坐标系的原点，是编制加工程序时进行数据计算的基准点尽量选择在零件的设计基准或工艺基准上，并考虑到编程的方便性当编程原点确定后，编程坐标系便随之确定各轴的方向应该与相应的机床坐标系方向一致编程坐标系编程原点+Z+X04PARTFOUR加工坐标系也称程序原点，是指零件被装夹好后，相应的编程原点在机床坐标系中的位置在加工过程中，数控机床是按照工件装夹好后的加工原点及程序要求进行自动加工的当加工原点确定后，加工坐标系便随之确定加工坐标系各坐标轴方向与编程坐标系各坐标轴方向相同加工原点加工坐标系任务三数控车削常用刀具项目1数控车削基础知识主讲教师：王春华01PARTONE数控车削常用刀具的材料刀具材料的基本要求常用材料（1）高硬度（2）高强度和高韧性（3）较强的耐磨性和耐热性（4）优良导热性（5）良好的工艺性与经济性刀具材料的基本要求常用刀具材料高速钢(HSS)(1)硬质合金(2)普通硬质合金涂层刀具YGYTYWK类P类M类陶瓷(3)金刚石(2)02PARTTWO数控车削常用刀具的类型数控车削刀具的分类可转位刀具结构及刀片选择1.从设备安装方式上分类左偏刀具★在前置刀架数控车床上使用右偏刀具★在后置刀架数控车床上使用2.从结构上分类整体式

★镶嵌式

★减振式

★3.从功能上分类外圆车刀

★内孔镗刀

★螺纹车刀

★切槽刀

★端面车刀★可转位刀具的结构刀体：刀体及(或)刀垫的载体，承担和传递切削力及切削扭距，完成刀片与机床的联接。刀片：承担切削，形成被加工表面。刀垫：保护刀体，确定刀片(切削刃)位置。夹紧元件：夹紧刀片和刀垫。刀片的夹紧形式杠杆式楔块式楔块夹紧式桥式压板上压式勾形压板上压式刀片带压紧槽上压式带可调装置的上压式腰槽形螺钉夹紧平端紧定螺钉夹紧光杆偏心夹紧螺销上压式夹紧楔销式锥头螺钉夹紧夹紧力的作用原理刀片形状的选择任务四数控车削常用夹具项目1数控车削基础知识主讲教师：王春华三爪卡盘特点

三爪自定心卡盘俗称三爪卡盘是最常用的车床通用卡具，三爪卡盘最大的优点是可以自动定心，夹持范围大，装夹速度快，但定心精度存在误差，不适于同轴度要求高的工件的二次装夹。为了防止车削时因工件变形和振动而影响加工质量，工件在三爪自定心卡盘中装夹时，其悬伸长度不宜过长。

卡爪当需要减小两个或多个零件直径跳动偏差，以及在已加工表而不希望有夹痕时，则应使用软卡爪。当卡爪夹持在未加工面上，如，铸件或粗糙棒料表面，需要大的夹紧力时，使用硬卡爪。硬卡爪软卡爪四爪单动卡盘的四个卡爪是用扳手分别调整的，故不能自动定心，需在工件上划线进行找正，装夹比较费时。四爪卡盘主要用于夹持方形、椭圆或不规则形状的工件。因四爪卡盘夹紧力较大，可夹持尺寸较大的圆形工件。用四爪卡盘、花盘，角铁(弯板)等装夹不规则偏重工件时，必须加配重。四爪单动卡盘

（a）用专用限位支撑限位

（b）用工件台阶限位在车削一般轴类零件，尤其是对粗大笨重工件安装时的稳定性不够，切削用量的选择受到限制，这时一般采用一端夹住（用三爪自定心或四爪单动卡盘），另一端用后顶尖顶住的装夹方法来车削工件，即一夹一顶。为了防止工件轴向窜动，通常在卡盘内做一轴向限位支承，或夹住工件阶台处，来作为限位支撑。这种车削方法比较安全、可靠，能承受较大的切削力，轴向定位准确，因此它是车工常用的装夹方法。但这种方法对于相互位置精度要求较高的工件，在调头车削时校正较困难。一夹一顶1.前顶尖随同工件一起旋转，与中心孔无相对运动，不产生摩擦力。有两种类型：一种是插入主轴锥孔内的前顶尖，适合批量生产；另一种是夹在卡盘上的前顶尖，这种顶尖在每次使用时都要重新修整锥面，以保证顶尖锥面的轴线与车床主轴旋转中心重合，其优点是制造方便，定心正确。

（a）锥体前顶尖

（b）自制前顶尖双顶尖装夹2.插入尾座套筒锥孔中的顶尖叫后顶尖。后顶尖可分为固定顶尖、硬质合金固定顶尖及回转顶尖。固定顶尖的优点是定心好，刚性好，切削时不易产生振动。缺点是与工件中心孔有相对滑动，易磨损，易产生高热烧坏顶尖，只能用于低速车削；硬质合金顶尖则可用于高速车削。为了改善后顶尖与工件中心孔间的摩擦，常使用回转顶尖。这种顶尖将顶尖与中心孔的滑动摩擦变成顶尖内部轴承的滚动摩擦，而顶尖与中心孔间无相对运动，所以能承受很高的转速，克服了固定顶尖的缺点，是目前应用最多的顶尖。缺点是定心精度和刚性差。（a）硬质合金固定顶尖

（b）普通固定顶尖

（c）回转顶尖双顶尖装夹3.工件的装夹与车削（1）先装夹前顶尖（自制前顶尖装夹后锥面要车削一刀），然后把后顶尖插入尾座锥孔，并向车头方向移动尾座，对准前顶尖中心。（2）根据工件的长度，调整尾座距离，并锁紧。（3）用鸡心夹头或对分夹头夹紧工件一端，拨杆伸向端外。因两顶尖对工件只起定心与支撑作用，必须通过鸡心夹头或对分夹头的拨杆来带动工件的旋转。（4）将工件夹有鸡心夹头的一端中心孔放置在前顶尖上，并使拨杆贴近卡盘卡爪或插入拨盘的凹槽中。（5）转动尾座手轮，使后顶尖顶入工件尾端中心孔，其松紧程度以工件没有轴向窜动为宜。如果后顶尖用固定顶尖支顶，应加润滑脂，然后将尾座套筒锁紧。1—自制前顶尖

2—鸡心夹头

3—工件

4—后顶尖双顶尖装夹1.中心钻轴线应与工件旋转中心一致。2.中心孔钻好时不能马上退出，应停留1~2秒钟再退出，使中心孔光、圆、准确。3.一夹一顶时顶尖不能顶的太紧或太松。过紧，易产生摩擦热，烧坏顶尖及中心孔。过松，工件产生跳动，外圆变形。4.一夹一顶车削时，工件在轴向力的作用下。工件容易产生轴向位移。因此要随时注意活络顶尖的转动情况，并及时调整，防止产生事故。5.使用两顶尖间装夹工件时应注意前、后顶尖的中心线与车床主轴轴线应同轴，否则车出的工件会产生锥度。6.在不影响车刀车削的前提下，尾座套筒应尽量伸出短些，以增加刚度，减少振动。7.当后顶尖用固定顶尖时，由于中心孔与顶尖间为滑动摩擦，故应在中心孔内加入润滑脂(凡士林)，以防温度过高而损坏顶尖或中心孔。8.前、后顶尖与工件中心孔之间的配合松紧程度必须合适。注意事项当以内孔为定位基准，