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1、数控车床编程与加工技术数控车床编程与加工技术课程方案课程方案 设计设计机械教研组吴绿明课题1 数控车床的组成及加工范围、特 点 课题2 数控车床的标记、分类 课题3 数控车工的操作规程及规范一、数控车床组成：课题1 数控车床的组成及加工范围、特点车床主机车床主机 数控系统数控系统 伺服驱动系统伺服驱动系统 辅助装置辅助装置课题1.绪论课题1 数控车床的组成及加工范围、特点1 1数控车床的组成及其作用数控车床的组成及其作用（1 1）主体）主体 机床主体主要包括床身、主轴箱、床鞍、尾座、机床主体主要包括床身、主轴箱、床鞍、尾座、 进给机构等机械部件。进给机构等机械部件。（2 2）数控装置）数控装置
2、(CNC(CNC装置装置) ) 数控装置是数控车床的控制核心，一般采用专用数控装置是数控车床的控制核心，一般采用专用 计算机控制，主要由显示器、键盘、输入和输出装计算机控制，主要由显示器、键盘、输入和输出装 置、存储器以及系统软件等组成。置、存储器以及系统软件等组成。课题1 数控车床的组成及加工范围、特点（3 3）伺服驱动系统）伺服驱动系统 伺服驱动系统是数控车床执行机构的驱动部件，伺服驱动系统是数控车床执行机构的驱动部件， 将将CNCCNC装置输出的运动指令信息转换成机床移动部装置输出的运动指令信息转换成机床移动部 件的运动，主要包括主轴驱动、进给驱动及位置控件的运动，主要包括主轴驱动、进给
3、驱动及位置控 制等。制等。（4 4）辅助装置）辅助装置 辅助装置是指数控车床的一些配套部件，包括换辅助装置是指数控车床的一些配套部件，包括换 刀装置、对刀仪，液压、润滑、气动装置、冷却系刀装置、对刀仪，液压、润滑、气动装置、冷却系 统和排屑装置等。统和排屑装置等。课题1 数控车床的组成及加工范围、特点二、数控车床的加工对象及范围： 精度要求高的零件 表面粗糙度小的回转体零件 轮廓形状复杂的零件 带一些特殊类型螺纹的零件 超精密、超低表面粗糙度的零件 内外圆柱面、圆锥面、成型表面、螺纹和端面等工序 的切削加工，并能进行车槽、钻孔、扩孔、铰孔等加 工。 任务2 WJAF063蜗杆毛坯轴的加工课题1
4、 数控车床的组成及加工范围、特点加工如图所示工件 ：蜗杆毛坯轴的加工课题1 数控车床的组成及加工范围、特点图3-1 数控车床加工典型零件课题1 数控车床的组成及加工范围、特点常见加工对象课题1 数控车床的组成及加工范围、特点C轴加工课题1 数控车床的组成及加工范围、特点超精加工课题1 数控车床的组成及加工范围、特点三、数控车床的加工特点三、数控车床的加工特点（1 1）高难度加工）高难度加工成型面零件、非标准螺距成型面零件、非标准螺距( (或导程或导程) )、变螺距、变螺距、 等螺距与变螺距或圆柱与圆锥螺旋面之间作平等螺距与变螺距或圆柱与圆锥螺旋面之间作平 滑过渡的螺旋零件都可在数控车床上加工。
5、滑过渡的螺旋零件都可在数控车床上加工。图41 特殊内表面零件示例课题1 数控车床的组成及加工范围、特点（2 2）高精度零件加工）高精度零件加工 零件的精度要求主要指尺寸、形状、位零件的精度要求主要指尺寸、形状、位 置和表面等精度要求，其中的表面精度主置和表面等精度要求，其中的表面精度主 要指表面粗糙度。要指表面粗糙度。 复印机中的回转鼓、录像机上的磁头及复印机中的回转鼓、录像机上的磁头及 激光打印机上的多面反射体等超精零件，激光打印机上的多面反射体等超精零件， 几何轮廓精度高达几何轮廓精度高达0.01m0.01m、表面粗糙度、表面粗糙度 数值达数值达Ra 0.02mRa 0.02m 这些高精度
6、的零件均可在特殊精密数控这些高精度的零件均可在特殊精密数控 车床上加工出来。车床上加工出来。课题1 数控车床的组成及加工范围、特点（3 3）淬硬工件的加工）淬硬工件的加工 在大型模具加工中，有不少尺寸大且形状在大型模具加工中，有不少尺寸大且形状 复杂的零件。复杂的零件。 这些零件热处理后的变形量较大，磨削加这些零件热处理后的变形量较大，磨削加 工有困难，而在数控车床上可以用陶瓷车工有困难，而在数控车床上可以用陶瓷车 刀对淬硬后的零件进行车削加工，以车代刀对淬硬后的零件进行车削加工，以车代 磨，提高加工效率。磨，提高加工效率。课题1 数控车床的组成及加工范围、特点（4 4）高效率加工）高效率加工
7、 为了进一步提高车削加工的效率为了进一步提高车削加工的效率 ，通过增加车床的控制坐标轴，就，通过增加车床的控制坐标轴，就 能在一台数控车床上同时加工出两能在一台数控车床上同时加工出两 个多工序的相同或不同的零件。个多工序的相同或不同的零件。 课题1 数控车床的组成及加工范围、特点图42 六轴控制的数控车床加工示意图课题1 数控车床的组成及加工范围、特点现代数控车床，必须具备良好的便于操作的优现代数控车床，必须具备良好的便于操作的优 点。点。 数控车床加工具有如下特点数控车床加工具有如下特点：1 1节省调整时间节省调整时间 (1)(1)快速夹紧卡盘减少了调整时间。快速夹紧卡盘减少了调整时间。 (
8、2)(2)快速夹紧刀具减少了刀具调整时间。快速夹紧刀具减少了刀具调整时间。 (3)(3)刀具补偿功能节省了刀具补偿的调整时间刀具补偿功能节省了刀具补偿的调整时间 。 (4)(4)工件自动测量系统节省了测量时间并提高工件自动测量系统节省了测量时间并提高 加加 工质量。工质量。 (5)(5)由程序指令或操作盘的指令控制顶尖架的由程序指令或操作盘的指令控制顶尖架的 移动也节省了时间。移动也节省了时间。课题1 数控车床的组成及加工范围、特点2 2操作方便操作方便 (1)(1)倾斜式床身有利于切屑流动和调整倾斜式床身有利于切屑流动和调整 夹紧压力、顶尖压力和滑动面润滑油的夹紧压力、顶尖压力和滑动面润滑油
9、的 供给，便于操作者操作机床。供给，便于操作者操作机床。 (2)(2)宽范围主轴电机或内装式主轴电机宽范围主轴电机或内装式主轴电机 省去了齿轮箱。省去了齿轮箱。 (3)(3)高精度伺服电机和滚珠丝杠间隙消高精度伺服电机和滚珠丝杠间隙消 除装置使进给速度快并有好的准确性。除装置使进给速度快并有好的准确性。 (4)(4)具有切屑处理器。具有切屑处理器。 (5)(5)采用数控伺服电机驱动数控刀架。采用数控伺服电机驱动数控刀架。课题1 数控车床的组成及加工范围、特点3.3.具有程序存储功能具有程序存储功能 现代数控机床控制装置可根据加工形状，并把现代数控机床控制装置可根据加工形状，并把 粗加工的加工条
10、件附加在指令中，进行内部运算，粗加工的加工条件附加在指令中，进行内部运算， 自动地计算出切削轨迹。自动地计算出切削轨迹。4.4.采用机械手和棒料供给装置采用机械手和棒料供给装置 既省力又安全，并提高了自动化和操作效率。既省力又安全，并提高了自动化和操作效率。5.5.加工合理化和工序集约化加工合理化和工序集约化 可完成高速度高精度加工及复合加工的目的。可完成高速度高精度加工及复合加工的目的。课题1 数控车床的组成及加工范围、特点课题2 数控车床的标记、分类一、标记：一、标记：C K 6 1 40C K 6 1 40最大车削直径最大车削直径: :400mm400mm机床系代号机床系代号: :卧式车
11、床系卧式车床系 机床组代号机床组代号: :卧式车床组卧式车床组机床结构代号机床结构代号: :数控机床数控机床机床类别代号机床类别代号: :车床类车床类二数控车床的分类二数控车床的分类1)1)按车床主轴位置分类按车床主轴位置分类(1)(1)立式数控车床立式数控车床 其车床主轴垂直于水平面，并有一个直径很大、其车床主轴垂直于水平面，并有一个直径很大、 供装夹工件用的圆形工作台。这类机床主要用于加供装夹工件用的圆形工作台。这类机床主要用于加 工径向尺寸大、轴向尺寸相对较小的大型复杂零件工径向尺寸大、轴向尺寸相对较小的大型复杂零件 。课题2 数控车床的标记、分类立式数控车床课题2 数控车床的标记、分类
12、(2)(2)卧式数控车床卧式数控车床 卧式数控车床又分为数控水平导轨卧式车床和数卧式数控车床又分为数控水平导轨卧式车床和数 控倾斜导轨卧式车床。倾斜导轨结构可以使车床控倾斜导轨卧式车床。倾斜导轨结构可以使车床 具有更大的刚性，并易于排除切屑。具有更大的刚性，并易于排除切屑。课题2 数控车床的标记、分类2 2）按加工零件的基本类型分类）按加工零件的基本类型分类(1)(1)卡盘式数控车床卡盘式数控车床 这类车床未设置尾座，适合车削盘类这类车床未设置尾座，适合车削盘类( ( 含短轴类含短轴类) )零件。其夹紧方式多为电动或零件。其夹紧方式多为电动或 液动控制，卡盘结构多具有可调卡爪或液动控制，卡盘结
13、构多具有可调卡爪或 不淬火卡爪不淬火卡爪( (即软卡爪即软卡爪) )。(2)(2)顶尖式数控车床顶尖式数控车床 这类数控车床配置有普通尾座或数控尾这类数控车床配置有普通尾座或数控尾 座，适合车削较长的轴类零件及直径不座，适合车削较长的轴类零件及直径不 太大的盘、套类零件。太大的盘、套类零件。课题2 数控车床的标记、分类3)3)按数控系统的功能分类 按数控系统的功能分类 (1)(1)经济型数控车床（简易数控车床） 经济型数控车床（简易数控车床） 一般用一般用单板机、单片机进行开环控制单板机、单片机进行开环控制，具有，具有CRTCRT 显示、程序存储、程序编辑等功能，加工精度较显示、程序存储、程序
14、编辑等功能，加工精度较 低，功能较简单。低，功能较简单。机械部分多为在普通车床基础机械部分多为在普通车床基础 上改进上改进 (2)(2)全功能型数控车床全功能型数控车床 较高档次的数控车床较高档次的数控车床，具有刀尖圆弧半径自动，具有刀尖圆弧半径自动 补偿、恒线速、倒角、固定循环、螺纹切削、图补偿、恒线速、倒角、固定循环、螺纹切削、图 形显示、用户宏程序等功能，加工能力强，适宜形显示、用户宏程序等功能，加工能力强，适宜 于加工精度高、形状复杂、循环周期长、品种多于加工精度高、形状复杂、循环周期长、品种多 变的单件或中小批量零件的加工。变的单件或中小批量零件的加工。课题2 数控车床的标记、分类(
15、3)(3)精密型数控车床精密型数控车床 采用闭环控制，不但具有全功能型数采用闭环控制，不但具有全功能型数 控车床的全部功能，而且机械系统的动控车床的全部功能，而且机械系统的动 态响应较快，态响应较快，在数控车床基础上增加其在数控车床基础上增加其 他附加坐标轴他附加坐标轴。适用于精密和超精密加。适用于精密和超精密加 工。工。课题2 数控车床的标记、分类按功能分类类 经济 型数控车床 课题2 数控车床的标记、分类按功能分类类普通数控车床课题2 数控车床的标记、分类按功能分类类 车削加工中心 课题2 数控车床的标记、分类4)4)其他分类方法其他分类方法 按数控车床的不同控制方式分：直线控制数控车按数控车床的不同控制方式分：直线控制数控车 床、两主轴控制数控车床等；床、两主轴控制数控车床等； 按特殊或专门工艺性能分：螺纹数控车床、活塞按特殊或专门工艺性能分：螺纹数控车床、活塞 数控车床、曲轴数控车床等多种。此外，车削中数控车床、曲轴数控车床等多种。此外，车削中 心也列入这一类，分立式和卧式车削中心两类。心也列入这一类，分立式和卧式车削中心两类。 按控制方式分：闭环、半闭环、开环按控制方式分：闭环、半闭环、开环课题2 数控车床的标记、分类三、数控车床的主要技术参数三、数控车床的主要技术参数 数控车床的主要技术参数有数控车床的主要技术参数有：机床质量，
