1、項目三 數(shù)控車工編程基礎(chǔ)知識1 課題1 數(shù)控編程的順序、方法及內(nèi)容 課題2 數(shù)控編程工藝知識擴(kuò)展 項目3 數(shù)控車床編程基礎(chǔ) 23.1 數(shù)控編程的內(nèi)容與方法 在編制數(shù)控程序前，應(yīng)首先了解數(shù)控程序編制的主要內(nèi)容、工作步驟、每一步應(yīng)遵循的工作原則等，最終才能獲得滿足要求的數(shù)控程序。1數(shù)控編程的內(nèi)容 從分析零件圖樣到獲得數(shù)控車床所需控制介質(zhì)（加工程序單或數(shù)控帶等）的全過程，稱為程序編制，其主要內(nèi)容和一般流程如圖3-1所示。圖3-1 程序編制的主要內(nèi)容和一般流程項目3 數(shù)控車床編程基礎(chǔ) 3（1）圖樣分析 根據(jù)加工零件的圖紙和技術(shù)文件，對零件的輪廓形狀、有關(guān)尺寸精度、形狀精度、基準(zhǔn)、表面粗糙度、毛坯種類、

2、件數(shù)、材料及熱處理等項目要求進(jìn)行分析，形成初步加工方案（2）輔助準(zhǔn)備 根據(jù)圖樣分析確定機床坐標(biāo)系、編程坐標(biāo)系、刀具準(zhǔn)備、對刀方法、對刀點位置及測定機械間隙等。（3）制定加工工藝 擬定加工工藝方案，確定加工方法、加工線路與余量的分配、定位夾緊方式并合理選用機床、刀具、切削用量等。項目3 數(shù)控車床編程基礎(chǔ) 4（4）數(shù)值計算 在編制程序前，還需對加工軌跡的一些未知坐標(biāo)值進(jìn)行計算，作為程序輸入的數(shù)據(jù)，主要包括數(shù)值換算、尺寸鏈計算、坐標(biāo)計算和輔助計算等。對于復(fù)雜的加工曲線和曲面還需使用計算機輔助計算。（5）編寫加工程序 根據(jù)確定的加工路線、刀具號、刀具形狀、切削用量、輔助動作及數(shù)值計算的結(jié)果，按照數(shù)控車

3、床規(guī)定使用的功能指令代碼及程序段格式，逐段編寫加工程序。此外，還應(yīng)附上必要的加工示意圖、刀具示意圖、機床調(diào)整卡、工序卡等加工條件說明。項目3 數(shù)控車床編程基礎(chǔ) 5（6）制作控制介質(zhì) 加工程序完成以后，還必須將加工程序的內(nèi)容記錄在控制介質(zhì)上，以便輸入到數(shù)控裝置中（如穿孔帶、磁帶及軟盤等），還可采用手動方式將程序輸入給數(shù)控裝置。（7）程序校核 加工程序必須經(jīng)過校驗和試切削才能正式使用，通常可以通過數(shù)控車床的空運行來檢查程序格式有無出錯；或用模擬仿真軟件來檢查刀具加工軌跡的正誤。正式加工前必須采用首件試切的方法來進(jìn)行實際效果的檢查，以便對程序進(jìn)行修正。項目3 數(shù)控車床編程基礎(chǔ) 62數(shù)控編程的方法 數(shù)

4、控加工程序的編制方法有兩種：手工編程和自動編程。 （1）手工編程 手工編程指主要由人工來完成數(shù)控編程中各個階段的工作。一般，幾何形狀不太復(fù)雜的零件，所需的加工程序不長，計算比較簡單，用手工編程比較合適。項目3 數(shù)控車床編程基礎(chǔ) 7 （2）自動編程 自動編程是指在編程過程中，除了分析零件圖樣和制定工藝方案由人工進(jìn)行外，其余工作均由計算機輔助完成。 自動編程解決了手工編程無法解決的許多復(fù)雜零件的編程難題。自動編程的特點就在于編程工作效率高，可解決復(fù)雜形狀零件的編程難題。 根據(jù)輸入方式的不同，可將自動編程分為圖形數(shù)控自動編程、語言數(shù)控自動編程和語音數(shù)控自動編程等。 項目3 數(shù)控車床編程基礎(chǔ) 83.2

5、 數(shù)控機床坐標(biāo)系3.2.1 機床坐標(biāo)系1機床坐標(biāo)系的確定 （1）機床相對運動的規(guī)定 在機床上，我們始終認(rèn)為工件靜止，而刀具是運動的。這樣編程人員在不考慮機床上工件與刀具具體運動的情況下，就可以依據(jù)零件圖樣，確定機床的加工過程。項目3 數(shù)控車床編程基礎(chǔ) 9機床坐標(biāo)系圖4-12 機床坐標(biāo)系以機床原點為坐標(biāo)系原點建立起來的X、Z軸直角坐標(biāo)系，稱為機床坐標(biāo)系。 車床的機床原點為主軸旋轉(zhuǎn)中心與卡盤后端面之交點。 機床坐標(biāo)系是制造和調(diào)整機床的基礎(chǔ)，也是設(shè)置工件坐標(biāo)系的基礎(chǔ)，一般不允許隨意變動。如圖4-12所示。10 （2）機床坐標(biāo)系的規(guī)定 標(biāo)準(zhǔn)機床坐標(biāo)系中，X、Y、Z坐標(biāo)軸的相互關(guān)系用右手笛卡兒直角坐標(biāo)系

6、確定，如圖3-2所示 。圖3-2 笛卡兒直角坐標(biāo)系項目3 數(shù)控車床編程基礎(chǔ) 112坐標(biāo)軸方向的確定 （1）Z坐標(biāo) Z坐標(biāo)的運動方向是由傳遞切削動力的主軸所決定的，即平行于主軸軸線的坐標(biāo)軸為Z坐標(biāo)軸。Z坐標(biāo)的正向為刀具離開工件的方向。 如果機床上有幾個主軸，則選一個垂直于工件裝夾平面的主軸方向為Z坐標(biāo)方向；如果主軸能夠擺動，則選垂直于工件裝夾平面的方向為Z坐標(biāo)方向；如果機床無主軸，則選垂直于工件裝夾平面的方向為Z坐標(biāo)方向。項目3 數(shù)控車床編程基礎(chǔ) 12 （2）X坐標(biāo) X坐標(biāo)平行于工件的裝夾平面，一般在水平面內(nèi)。確定X軸的方向時，要考慮兩種情況。 如果工件做旋轉(zhuǎn)運動，則刀具離開工件的方向為X坐標(biāo)的

7、正方向。 如果刀具做旋轉(zhuǎn)運動，則分為兩種情況：當(dāng)Z坐標(biāo)水平時，觀察者沿刀具主軸向工件看時，X運動方向指向右方；當(dāng)Z坐標(biāo)垂直時，觀察者面對刀具主軸向立柱看時，X運動方向指向右方。項目3 數(shù)控車床編程基礎(chǔ) 13 （3）Y坐標(biāo) 在確定X、Z坐標(biāo)的正方向后，可以根據(jù)X和Z坐標(biāo)的方向，按照右手直角坐標(biāo)系來確定Y坐標(biāo)的方向。如圖3-4所示為數(shù)控車床的坐標(biāo)系。圖3-4 數(shù)控車床的坐標(biāo)系項目3 數(shù)控車床編程基礎(chǔ) 14 （3）運動方向的規(guī)定 增大刀具與工件距離的方向即為各坐標(biāo)軸的正方向。如圖3-3所示，為數(shù)控車床上兩個運動的正方向。圖3-3機床運動的方向項目3 數(shù)控車床編程基礎(chǔ) 153.2.2 工件坐標(biāo)系 如果

8、選擇工件上某一固定點為工件零點，如圖3-7中的O3點，以工件零點為原點且平行于機床坐標(biāo)軸X、Y、Z建立一個新坐標(biāo)系，則稱為工件坐標(biāo)系。 圖3-7 工件坐標(biāo)系設(shè)定項目3 數(shù)控車床編程基礎(chǔ) 16項目3 數(shù)控車床的編程基礎(chǔ)一、坐標(biāo)系統(tǒng)機床坐標(biāo)系:是數(shù)控機床安裝調(diào)試時便設(shè)定好的一固定的坐標(biāo)系統(tǒng)。機床原點在主軸端面中心，參考點在X軸和Z軸的正向極限位置處編程坐標(biāo)系:是在對圖紙上零件編程時就建立的，程序數(shù)據(jù)便是基于該坐標(biāo)系的坐標(biāo)值。工件坐標(biāo)系是編程坐標(biāo)系在機床上的具體體現(xiàn)。由相應(yīng)的編程指令建立。由對刀操作建立三者之間的相互聯(lián)系173附加坐標(biāo)系 為了編程和加工的方便，有時還要設(shè)置附加坐標(biāo)系。對于直線運動，通

9、常可以采用的附加坐標(biāo)系有：第二組U、V、W坐標(biāo)，第三組P、Q、R坐標(biāo)。 4機床原點的設(shè)置 機床原點是指在機床上設(shè)置的一個固定點，即機床坐標(biāo)系的原點。它在機床裝配、調(diào)試時就已確定下來，是數(shù)控機床進(jìn)行加工運動的基準(zhǔn)參考點。 項目3 數(shù)控車床編程基礎(chǔ) 18 在數(shù)控車床上，機床原點一般取在卡盤端面與主軸中心線的交點O1處，如圖3-5所示。同時，通過設(shè)置參數(shù)的方法，也可將機床原點設(shè)定在X、Z坐標(biāo)正方向的極限位置上。圖3-5 數(shù)控車床的參考點與機床原點 項目3 數(shù)控車床編程基礎(chǔ) 195機床參考點 機床參考點是用于對機床運動進(jìn)行檢測和控制的固定位置點。 機床參考點的位置是由機床制造廠家在每個進(jìn)給軸上用限位開

10、關(guān)精確調(diào)整好的，其坐標(biāo)值已輸入數(shù)控系統(tǒng)中。因此，參考點對機床原點的坐標(biāo)是一個已知數(shù)。通常，數(shù)控車床上的機床參考點是離機床原點最遠(yuǎn)的極限點，見圖3-5。 數(shù)控機床開機時，必須先確定機床原點，而確定機床原點的運動就是刀架返回參考點的操作，這樣通過確認(rèn)參考點，就確定了機床原點。只有機床參考點被確認(rèn)后，刀具（或工作臺）移動才有基準(zhǔn)。 項目3 數(shù)控車床編程基礎(chǔ) 20機床原點、工件原點、參考點a 刀架后置式b 刀架前置式工件原點說明：由于車削加工是圍繞主軸中心前后對稱的，因此無論是前置還是后置式的，X 軸指向前后對編程來說并無多大差別。為適應(yīng)笛卡爾坐標(biāo)習(xí)慣，編程繪圖時按后置式的方式進(jìn)行表示ZX216各類數(shù)

11、控車床的坐標(biāo)系 ISO對數(shù)控車床的坐標(biāo)軸及其運動方向作了規(guī)定。常用數(shù)控車床的坐標(biāo)軸及坐標(biāo)方向如圖3-6所示。圖3-6 數(shù)控車床的坐標(biāo)軸及坐標(biāo)方向項目3 數(shù)控車床編程基礎(chǔ) 22 工件坐標(biāo)系的零點是由操作者或編程者自由選擇的，其選擇的原則是： （1）使工件的零點與工件的尺寸基準(zhǔn)重合； （2）使工件圖中的尺寸容易換算成坐標(biāo)值，盡量直接用圖紙尺寸作為坐標(biāo)值； （3）工件零點應(yīng)選在容易找正、在加工過程中便于測量的位置。 結(jié)論: 數(shù)控車床的工件零點O3通常選在工件輪廓右側(cè)邊緣 或者左側(cè)邊緣的主軸軸線上。項目3 數(shù)控車床編程基礎(chǔ) 23二、直徑編程方式在車削加工的數(shù)控程序中，X 軸的坐標(biāo)值取為零件圖樣上的直徑

12、值的編程方式。設(shè)與計、標(biāo)柱一致、減少換算。如圖所示：圖中A點的坐標(biāo)值為（40，150），B點的坐標(biāo)值為（100,50）。編程方式可由指令指定。也可由參數(shù)設(shè)定。一般默認(rèn)直徑方式。如：華中數(shù)控 G36|直徑編程 G37半徑編程 西門子 G22直徑編程 G23半徑編程24三、進(jìn)刀和退刀方式進(jìn)刀時采用快速走刀接近工件切削起點附近的某個點，再改用切削進(jìn)給，以減少空走刀的時間，提高加工效率。 切削起點的確定與工件毛坯余量大小有關(guān)，應(yīng)以刀具快速走到該點時刀尖不與工件發(fā)生碰撞為原則。 退刀時，沿輪廓延長線工進(jìn)退出至工件附近，再快速退刀。一般先退X軸，后退Z軸。25四、 絕對編程與增量編程 數(shù)控編程通常都是按照

13、組成圖形的線段或圓弧的端點的坐標(biāo)來進(jìn)行的。絕對編程：指令輪廓終點相對于工件原點絕對坐標(biāo)值的編程方式。增量編程：指令輪廓終點相對于輪廓起點坐標(biāo)增量的編程方式。有些數(shù)控系統(tǒng)還可采用極坐標(biāo)編程26絕 對 編 程 和 增 量 編 程絕對編程G90增量編程G91 均為模態(tài)指令絕對編程：G90 G01 X100.0 Z50.0; 增量編程：G91 G01 X60.0 Z-100.0;27在越來越多車床中X、Z表示絕對編程U、W表示增量編程允許同一程序段中二者混合使用絕 對 編 程 和 增 量 編 程絕對: G01 X100.0 Z50.0; 相對: G01 U60.0 W-100.0;混用: G01 X1

14、00.0 W-100.0; 或 G01 U60.0 Z50.0; 直線AB ,可用：283.3 編程中的數(shù)學(xué)處理 根據(jù)被加工零件的圖樣，按照已經(jīng)確定的加工路線和允許的編程誤差，計算數(shù)控系統(tǒng)所需要輸入數(shù)據(jù)的過程，稱為數(shù)學(xué)處理。3.3.1 數(shù)學(xué)處理的內(nèi)容 對圖形的數(shù)學(xué)處理一般包括兩個方面： （1）要根據(jù)零件圖給出的形狀、尺寸和公差等直接通過數(shù)學(xué)方法（如三角、幾何與解析幾何法等）計算出編程時所需要的有關(guān)各點的坐標(biāo)值、圓弧插補所需要的圓弧圓心、圓弧端點的坐標(biāo)； 項目3 數(shù)控車床編程基礎(chǔ) 29 （2）按照零件圖給出的條件還不能直接計算出編程時所需要的所有坐標(biāo)值，也不能按零件圖給出的條件直接進(jìn)行工件輪廓幾

15、何要素的定義來進(jìn)行自動編程，那么就必須根據(jù)所采用的具體工藝方法、工藝裝備等加工條件，對零件原圖形及有關(guān)尺寸進(jìn)行必要的數(shù)學(xué)處理或改動，才可以進(jìn)行各點的坐標(biāo)計算和編程工作。項目3 數(shù)控車床編程基礎(chǔ) 301數(shù)值換算 （1）選擇原點 原點是指編制加工程序時所使用的編程原點。從理論上講，原點選在任何位置都是可以的。但實際上，為了換算盡可能簡便及尺寸較為直觀，應(yīng)盡可能把原點的位置選得合理些。 車削件的編程原點X向應(yīng)取在零件的回轉(zhuǎn)中心，即車床主軸的軸心線上，所以原點的位置只能在Z向做選擇。原點Z向位置一般在工件的左端面或右端面中做選擇。如果是左右對稱的零件，則Z向原點應(yīng)選在對稱平面內(nèi)，這樣同一個程序可用于調(diào)

16、頭前后的兩道加工工序。對于輪廓中有橢圓之類非圓曲線的零件，Z向原點取在橢圓的對稱中心較好。項目3 數(shù)控車床編程基礎(chǔ) 31 （2）尺寸換算 直接換算。直接換算是指直接通過圖樣上的標(biāo)注尺寸，即可獲得編程尺寸的一種方法。進(jìn)行直接換算時，可對圖樣上給定的基本尺寸或極限尺寸的中值，經(jīng)過簡單的加、減運算后完成。 例如，在圖3-8（b）中，除尺寸42.1mm外，其余均屬直接按圖3-8（a）所示標(biāo)注尺寸經(jīng)換算后得到的編程尺寸。其中，59.94mm、20mm及 140.8mm三個尺寸為分別取兩極限尺寸平均值后得到的編程尺寸。 圖3-8 標(biāo)注尺寸換算項目3 數(shù)控車床編程基礎(chǔ) 32 間接換算 間接換算是指需要通過平

17、面幾何、三角函數(shù)等計算方法進(jìn)行必要換算后，才能得到其編程尺寸的一種方法。 用間接換算方法所換算出來的尺寸，是直接編程時所需的基點坐標(biāo)尺寸，也可以是為計算某些基點坐標(biāo)值所需要的中間尺寸圖3-8（b）中的尺寸42.1mm就是間接換算后得到的編程尺寸。 （3）尺寸鏈計算 如果僅僅為得到其編程尺寸，則只須按上述方法即可。但在數(shù)控加工中，除了需要準(zhǔn)確地得到其編程尺寸外，還需要掌握控制某些重要尺寸的允許變動量，這就需要通過尺寸鏈的計算才能得到。 項目3 數(shù)控車床編程基礎(chǔ) 332基點與節(jié)點（1）基點 一個零件的輪廓曲線可能由許多不同的幾何要素所組成，如直線、圓弧、二次曲線等。各幾何要素之間的連接點稱為基點。

18、基點坐標(biāo)是編程中需要的重要數(shù)據(jù)，可以直接作為其運動軌跡的起點或終點，如圖3-9（a）所示。圖3-9 ( a) 零件輪廓上的基點項目3 數(shù)控車床編程基礎(chǔ) 34（2）節(jié)點 當(dāng)被加工零件的輪廓形狀與機床的插補功能不一致時，如在只有直線和圓弧插補功能的數(shù)控機床上加工橢圓、雙曲線、拋物線、阿基米德螺旋線或用一系列坐標(biāo)點表示的列表曲線時，就要用直線或圓弧去逼近被加工曲線。這時，逼近線段與被加工曲線的交點就稱為節(jié)點。如圖3-9（b）所示的曲線，當(dāng)用直線逼近時，其交點A、B、C、D等即為節(jié)點。 在編程時，要計算出節(jié)點的坐標(biāo)，并按節(jié)點劃分程序段。圖3-9 (b)零件輪廓上的基點和節(jié)點項目3 數(shù)控車床編程基礎(chǔ) 3

19、53.3 坐標(biāo)值的常用計算方法1作圖計算法 （1）作圖計算法的實質(zhì) 作圖計算法是以準(zhǔn)確繪圖為主，并輔以簡單的加、減運算的一種處理方法，因其實質(zhì)為作圖，故在習(xí)慣上也稱為作圖法。 （2）作圖計算法的要求 要求繪圖工具質(zhì)量較高。 繪圖應(yīng)做到認(rèn)真、仔細(xì)，并保證度量準(zhǔn)確。 圖線應(yīng)盡量細(xì)而清晰，繪制同心圓時要避免圓心移位 繪圖要嚴(yán)格按比例進(jìn)行，當(dāng)采用坐標(biāo)紙繪圖時，可盡量選用較大的放大比例，并盡可能使基點落在坐標(biāo)格的交點上。提示：目前作圖法的分析都在計算機上運用AutoCAD軟件完成的。項目3 數(shù)控車床編程基礎(chǔ) 362三角函數(shù)計算法 三角函數(shù)計算法簡稱三角計算法。在手工編程工作中，因為這種方法比較容易被掌握

20、，所以其應(yīng)用十分廣泛，是進(jìn)行數(shù)學(xué)處理時應(yīng)重點掌握的方法之一。三角計算法主要應(yīng)用三角函數(shù)關(guān)系式及部分定理，現(xiàn)將有關(guān)定理的表達(dá)式列出如下。正弦定理：式中 a，b，c 角A、B、C所對應(yīng)邊的邊長； R三角形外接圓的半徑。余弦定理：項目3 數(shù)控車床編程基礎(chǔ) 373平面解析幾何計算法 三角函數(shù)計算法雖然在應(yīng)用中具有分析直觀、計算簡便等優(yōu)點，但有時為計算一個簡單圖形，卻需要添加若干條輔助線，并分析數(shù)個三角形間的關(guān)系。而應(yīng)用平面解析幾何計算法可省掉一些復(fù)雜的三角形關(guān)系，用簡單的數(shù)學(xué)方程即可準(zhǔn)確地描述零件輪廓的幾何圖形，使分析和計算的過程都得到簡化，并可減少多層次的中間運算，使計算誤差大大減小，計算結(jié)果更加準(zhǔn)

21、確，且不易出錯。在絕對編程坐標(biāo)系中，應(yīng)用這種方法所解出的坐標(biāo)值一般不產(chǎn)生累積誤差，減少了尺寸換算的工作量，還可提高計算效率等。因此，在數(shù)控機床的手工編程中，平面解析幾何計算法是應(yīng)用較普遍的計算方法之一。項目3 數(shù)控車床編程基礎(chǔ) 383.4 零件程序的結(jié)構(gòu) 一個零件程序是一組被傳送到數(shù)控裝置中的指令和數(shù)據(jù)，是由遵循一定結(jié)構(gòu)、句法和格式規(guī)則的若干程序段組成的，而每個程序段是由若干個指令字組成的。如圖3-11所示。圖3-11 零件程序的結(jié)構(gòu)項目3 數(shù)控車床編程基礎(chǔ) 393.4.1 指令字 一個指令字是由地址符和帶符號或不帶符號的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)組成的。程序段中不同的地址符及其后續(xù)數(shù)值確定了每個指令字的含義。

22、在數(shù)控程序段中包含的主地址符如表3-1所示。3.4.2 程序段的格式 程序段是可作為一個單位來處理的、連續(xù)的指令字組，是數(shù)控加工程序中的一條語句。一個數(shù)控加工程序是由若干個程序段組成的。 程序段格式是指程序段中的字、字符和數(shù)據(jù)的安排形式。現(xiàn)在一般使用字地址可變程序段格式，每個字長不固定，各個程序段中的長度和功能字的個數(shù)都是可變的。 尺寸字項目3 數(shù)控車床編程基礎(chǔ) 40 在程序段中，必須明確組成程序段的各要素。（1）移動目標(biāo)：終點坐標(biāo)值X、Y、Z。（2）沿怎樣的軌跡移動：準(zhǔn)備功能字G。（3）進(jìn)給速度：進(jìn)給功能字F。（4）切削速度：主軸轉(zhuǎn)速功能字S。（5）使用刀具：刀具功能字T。（6）機床輔助動作

23、：輔助功能字M。程序段格式舉例： N30 G01 X10 Z0 F100 S800 T02 M07 N40 X90 （本程序段省略了續(xù)效字G01 Z0 F100 S800 T02 M07，但它們的功能仍然有效）項目3 數(shù)控車床編程基礎(chǔ) 413.4.3 程序的格式 （1）程序名 程序名由英文字母%（或O）和14位正整數(shù)組成，一般要求單列一段。 （2）程序主體 程序主體是由若干個程序段組成的。每個程序段占一行。 項目3 數(shù)控車床編程基礎(chǔ) 42（3）程序結(jié)束指令 程序結(jié)束指令可以用M02或M30表示，一般要求單列一段。加工程序的一般格式舉例： % 1000 ； 程序名 N10 M03 S800 N2

24、0 T02 N30 G00 X50 Z30 ；程序主體 N300 M30 ；結(jié)束符項目3 數(shù)控車床編程基礎(chǔ) 43課題2 數(shù)控車床加工工藝分析一、數(shù)控車床加工刀具及其選擇二、數(shù)控車削加工的切削用量選擇三、數(shù)控車削加工的裝夾與定位四、數(shù)控車削加工中的裝刀與對刀44一、數(shù)控車床加工刀具及其選擇1常用車刀的種類和用途 a.尖形車刀直線形切削刃為特征的車刀，這類車刀的刀尖（同時也為其刀位點） b. 圓弧形車刀刀位點不在圓弧上，而在該圓弧的圓心上 c. 成型車刀樣板車刀，其加工零件的輪廓形狀完全由車刀刀刃的形狀和尺寸決定。 圖4-4 圓弧形車刀451）切斷刀；2）90左偏刀；3）90右偏刀；4）彎頭車刀；

25、5）直頭車刀；6）成型車刀；7）寬刃精車刀8）外螺紋車刀；9）端面車刀；10）內(nèi)螺紋車刀；11）內(nèi)槽車刀；12）通孔車刀；13）盲孔車刀圖4-5 常用車刀的種類、形狀和用途462機夾可轉(zhuǎn)位車刀的選用 數(shù)控車削加工時，為了減少換刀時間和方便對刀，盡量采用機夾車刀和機夾刀片，便于實現(xiàn)機械加工的標(biāo)準(zhǔn)化。 數(shù)控車床常用的機夾可轉(zhuǎn)位式車刀結(jié)構(gòu)型式如圖4-6所示。圖 機夾可轉(zhuǎn)位式車刀結(jié)構(gòu)型式47（1）刀片材質(zhì)的選擇 常見刀片材料有高速鋼、硬質(zhì)合金、涂層硬質(zhì)合金、陶瓷、立方氮化硼和金剛石等，其中應(yīng)用最多的是硬質(zhì)合金和涂層硬質(zhì)合金刀片。選擇刀片材質(zhì)主要依據(jù)被加工工件的材料、被加工表面的精度、表面質(zhì)量要求、切削

26、載荷的大小以及切削過程有無沖擊和振動等。 48（2）刀片尺寸的選擇 刀片尺寸的大小取決于必要的有效切削刃長度L。有效切削刃長度與背吃刀量aP和車刀的主偏角kr有關(guān)，使用時可查閱有關(guān)刀具手冊選取。圖 切削刃長度、背吃刀量與主偏角關(guān)系49（3）刀片形狀的選擇刀片形狀主要依據(jù)被加工工件的表面形狀、切削方法、刀具壽命和刀片的轉(zhuǎn)位次數(shù)等因素選擇。a-T型；b-F型；c-W型；d-S型；e-P型；f-D型；g-R型；h-C型50表 被加工表面與適用的刀片形狀51二、數(shù)控車削加工的切削用量選擇1切削用量的選用原則 （1）背吃刀量p的確定 背吃刀量根據(jù)機床、工件和刀具的剛度來決定，在剛度允許的條件下，應(yīng)盡可能

27、使背吃刀量等于工件的加工余量，這樣可以減少走刀次數(shù)，提高生產(chǎn)效率。為了保證加工表面質(zhì)量，可留少許精加工余量，一般為0.20.5mm。52（2）切削速度v的確定 切削速度是指切削時，車刀切削刃上某一點相對待加工表面在主運動方向上的瞬時速度(m/min)，又稱為線速度。 與普通車削加工時一樣，根據(jù)零件上被加工部位的直徑，并按零件和刀具的材料及加工性質(zhì)等條件所允許的切削速度來確定。 主要根據(jù)實踐經(jīng)驗來確定。53（3）進(jìn)給量f 的確定 進(jìn)給量是指工件旋轉(zhuǎn)一周，車刀沿進(jìn)給方向移動的距離，單位為mm/r，它與背吃刀量p有著較密切的關(guān)系。表41為一些資料上切削用量推薦數(shù)據(jù)，供使用時參考。54表41 切削用量

28、推薦數(shù)據(jù)552選擇切削用量時應(yīng)注意的幾個問題（1）切削用量選擇的一般原則是：粗車時，宜選擇大的背吃刀量p，較大的進(jìn)給量f，較低的切削速度v，以提高生產(chǎn)率。半精車或精車時，應(yīng)選用較小(但不能太小)的背吃刀量p和進(jìn)給量f，較高的切削速度v，以保證零件加工精度和表面粗糙度。56（2）主軸轉(zhuǎn)速 由于交流變頻調(diào)速數(shù)控車床低速輸出力矩小，因而切削速度不能太低。主軸轉(zhuǎn)速n可用下式計算：n=1000v/d57（3）車螺紋時的主軸轉(zhuǎn)速 a. 螺紋加工程序段中指令的螺距值 b. 刀具在其位移過程的始/終，都將受到伺服驅(qū)動系統(tǒng)升/降頻率和數(shù)控裝置插補運算速度的約束. c.車削螺紋必須通過主軸的同步運行功能而實現(xiàn)，即

29、車削螺紋需要有主軸脈沖發(fā)生器（編碼器）。當(dāng)其主軸轉(zhuǎn)速選擇過高、編碼器的質(zhì)量不穩(wěn)定時，會導(dǎo)致工件螺紋產(chǎn)生亂紋（俗稱“爛牙”）。 58車床數(shù)控系統(tǒng)推薦車螺紋時主軸轉(zhuǎn)速如下：式中 P被加工螺紋螺距，mm； k保險系數(shù)，一般為80。59三、數(shù)控車削加工的裝夾與定位1數(shù)控車床的定位及裝夾要求 在數(shù)控車床上加工零件，應(yīng)按工序集中的原則劃分工序，在一次裝夾下盡可能完成大部分甚至全部表面的加工。根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)形狀不同，通常選擇外圓、端面或端面、內(nèi)孔裝夾，并力求設(shè)計基準(zhǔn)、工藝基準(zhǔn)和編程基準(zhǔn)統(tǒng)一，以減少定位誤差，提高加工精度。 要充分發(fā)揮數(shù)控車床的加工效能，工件的裝夾必須快速，定位必須準(zhǔn)確。 60數(shù)控車床對工件的

30、裝夾要求： 首先應(yīng)具有可靠的夾緊力，以防止工件在加工過程中松動； 其次應(yīng)具有較高的定位精度，并多采用氣動或液壓夾具，以便于迅速和方便地裝、拆工件。61622常用的夾具型式及定位方法（1）圓柱心軸定位夾具 加工套類零件時，常用工件的孔在圓柱心軸上定位，如圖4- 6 a）、b)所示。（2）小錐度心軸定位夾具 將圓柱心軸改成錐度很小的錐體(C=1/10001/5000)時，就成了小錐度心軸。 工件在小錐度心軸定位，消除了徑向間隙，提高了心軸的定心精度。定位時，工件楔緊在心軸上，靠楔緊產(chǎn)生的摩擦力帶動工件，不需要再夾緊，且定心精度高；缺點是工件在軸向不能定位。 這種方法適用于有較高精度定位孔的工件精加

31、工。63（3）圓錐心軸定位夾具 當(dāng)工件的內(nèi)孔為錐孔時，可用與工件內(nèi)孔錐度相同的錐度心軸定位。為了便于卸下工件，可在芯軸大端配上一個旋出工件的螺母。如圖4- 6 c）、d)所示。（4）螺紋心軸定位夾具 當(dāng)工件內(nèi)孔是螺孔時，可用螺紋心軸定位夾具。如圖4- 6 e）、f)所示。（5）撥齒頂尖夾具 用于軸類工件車削的夾具。車削時，工件由主軸上通過變徑套而安裝的撥齒帶動旋轉(zhuǎn)，撥齒頂尖的結(jié)構(gòu)如圖47所示。641一殼體； 2一頂尖； 3一止退環(huán)； 4一螺釘； 5撥齒套； 圖47撥齒頂尖65（6）可調(diào)卡爪式卡盤夾具 適用于在沒有尾座的卡盤式數(shù)控車床上圖48 可調(diào)卡爪式卡盤1卡爪； 2基體卡座； 3差動螺桿；

32、4拉桿；66四、數(shù)控車削加工中的裝刀與對刀裝刀與對刀是數(shù)控機床加工中極其重要并十分棘手的一項工藝準(zhǔn)備工作。 對刀的好與差，將直接影響到加工程序的編制及零件的尺寸精度。 通過對刀或刀具預(yù)調(diào)，還可同時測定其各號刀的刀位偏差，有利于設(shè)定刀具補償量。67（1）車刀的安裝 圖4-9是車刀安裝角度示意圖 正確地安裝車刀，是保證加工質(zhì)量，減小刀具磨損，提高刀具使用壽命的重要步驟（a）“”的傾斜角度（增大刀具切削力）（b）“+”的傾斜角度（減小刀具切削力） 圖4-9 車刀的傾斜角度68（2）刀位點 刀位點是指在加工程序編制中，用以表示刀具特征的點，也是對刀和加工的基準(zhǔn)點。69（3）對刀 在加工程序執(zhí)行前，調(diào)整每把刀的刀位點，使其盡量重合于某一理想基準(zhǔn)點，這一過程稱為對刀。理想基準(zhǔn)點可以設(shè)在基準(zhǔn)刀的刀尖上，也可以設(shè)定在對刀儀的定位中心(如光學(xué)對刀鏡內(nèi)的十字刻線交點)上。對刀一般分為手動對刀和自動對刀兩大類。目前，絕大多數(shù)的數(shù)控機床(特別是車床)采用手動對刀，其基本方法有定位對刀法、光學(xué)對刀法和試切對刀法。70A.定位對刀法 定位對刀法的實質(zhì)是按接觸式設(shè)定基準(zhǔn)重合原理而進(jìn)行的一種粗定位對刀方法，其定位基準(zhǔn)由預(yù)設(shè)的對刀基準(zhǔn)點來體現(xiàn)。 對刀時，只要將各號刀的刀位點調(diào)整至對刀基準(zhǔn)點重合即可。 該方法簡便易行，因而得到較廣泛的應(yīng)用，但其對刀精度受到操作者技術(shù)熟