数控车床实验教材（自编）

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1、数控车床的程序编制　　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、盘类等回转体零件。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、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。3.1数控车床程序编制的基础　　针对回转体零件加工的数控车床，在车削加工工艺、车削工艺装备、编程指令应用等方面都有鲜明的特色。为充分发挥数控车床的效益，下面将结合HM－077

2、数控车床的使用，分析数控车床加工程序编制的基础，首先讨论以下三个问题：数控车床的工艺装备；对刀方法；数控车床的编程特点。3.1.1数控车床的工艺装备　由于数控车床的加工对象多为回转体，一般使用通用三爪卡盘夹具，因而在工艺装备中，我们将以WALTER系列车削刀具为例，重点讨论车削刀具的选用及使用问题。1、数控车床可转位刀具特点　　数控车床所采用的可转位车刀，与通用车床相比一般无本质的区别，其基本结构、功能特点是相同的。但数控车床的加工工序是自动完成的，因此对可转位车刀的要求又有别于通用车床所使用的刀具，具体要

3、求和特点如表3.1所示。41表3.1可转位车刀特点要求特  点目    的精度高采用M级或更高精度等级的刀片；多采用精密级的刀杆；用带微调装置的刀杆在机外预调好。保证刀片重复定位精度，方便坐标设定，保证刀尖位置精度。可靠性高采用断屑可靠性高的断屑槽型或有断屑台和断屑器的车刀；采用结构可靠的车刀，采用复合式夹紧结构和夹紧可靠的其他结构。断屑稳定，不能有紊乱和带状切屑；适应刀架快速移动和换位以及整个自动切削过程中夹紧不得有松动的要求。换刀迅速采用车削工具系统；采用快换小刀夹。迅速更换不同形式的切削部件，完成多种

4、切削加工，提高生产效率。刀片材料刀片较多采用涂层刀片。满足生产节拍要求，提高加工效率。刀杆截形刀杆较多采用正方形刀杆，但因刀架系统结构差异大，有的需采用专用刀杆。刀杆与刀架系统匹配。2、数控车床刀具的选刀过程数控车床刀具的选刀过程，如图3.1所示。从对被加工零件图样的分析开始，到选定刀具，共需经过十个基本步骤，以图3.1中的10个图标来表示。选刀工作过程从第1图标“零件图样”开始，经箭头所示的两条路径，共同到达最后一个图标“选定刀具”，以完成选刀工作。其中，第一条路线为：零件图样、机床影响因素、选择刀杆、刀

5、片夹紧系统、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、确定刀片的断屑槽型代码或ISO断屑范围代码、选择加工条件脸谱，这条路线主要考虑工件的情况。综合这两条路线的结果，才能确定所选用的刀具。下面将讨论每一图标的内容及选择办法。41           图3.1数控车床刀具的选刀过程(1)机床影响因素“机床影响因素”图标如图3.2所示。为保证加工方案的可行性、经济性，获得最佳加工方案，在刀具选择前必须确定与机床有关的如下因素：1）机床类型：数控车床、车削中心；2）刀具

6、附件：刀柄的形状和直径，左切和右切刀柄；3）主轴功率；4）工件夹持方式。图3.2　机床影响因素41(2)选择刀杆图3.3　选择刀杆“选择刀杆”图标如图3.3所示。其中，刀杆类型尺寸见表3.2。表3.2刀杆类型尺寸刀杆类型外圆加工刀杆内孔加工刀杆柄部截面形状刀杆尺寸柄部直径D柄部长度l1主偏角选用刀杆时，首先应选用尺寸尽可能大的刀杆，同时要考虑以下几个因素：1）夹持方式；2）切削层截面形状，即切削深度和进给量；3）刀柄的悬伸。(3)刀片夹紧系统刀片夹紧系统常用杠杆式夹紧系统，“杠杆式夹紧系统”图标如图3.4所

7、示。41图3.4　杠杆式夹紧系统1）杠杆式夹紧系统杠杆式夹紧系统是最常用的刀片夹紧方式。其特点为：定位精度高,切屑流畅,操作简便,可与其它系列刀具产品通用。2）螺钉夹紧系统　特点：适用于小孔径内孔以及长悬伸加工(4)选择刀片形状图3.5　选择刀片形状“选择刀片形状”图标如图3.5所示。主要参数选择方法如下：1）刀尖角　　刀尖角的大小决定了刀片的强度。在工件结构形状和系统刚性允许的前提下，应选择尽可能大的刀尖角。通常这个角度在35o到90O之间。　　图3.5中R型圆刀片，在重切削时具有较好的稳定性，但易产生较

8、大的径向力。41表3.3　刀片形状适用场合----首选　　----次选2）刀片基本类型　　刀片可分为正型和负型两种基本类型。正型刀片：对于内轮廓加工，小型机床加工，工艺系统刚性较差和工件结构形状较复杂应优先选择正型刀片。负型刀片：对于外圆加工，金属切除率高和加工条件较差时应优先选择负型刀片。选择方法见表3.3。(5)工件影响因素41图3.6　工件影响因素“工件影响因素”图标如图3.6所示。选择刀具时，必需考虑以下