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1、数控车削加工技术数控车削加工技术任务任务1.11.1数控车削加工认识数控车削加工认识项目导读项目导读数控车削加工实例数控车削加工实例任务任务1.1数控车削加工认识数控车削加工认识1.1.1 呈现任务：数控车削仿真加工呈现任务：数控车削仿真加工 任务描述：完成如图任务描述：完成如图1-1所示零件的数控仿真加工，毛所示零件的数控仿真加工，毛坯为坯为25mm棒料。棒料。 图1-1 阶梯轴零件 程序清单程序清单 O0001 O0001 N10 T0101 N10 T0101 调用一号刀补、建立工件坐标系调用一号刀补、建立工件坐标系调用一号刀补、建立工件坐标系调用一号刀补、建立工件坐标系 N20 M03
2、 S300 N20 M03 S300 主轴正转主轴正转主轴正转主轴正转S300S300 N30 G01 X40 Z5 F2 G01 N30 G01 X40 Z5 F2 G01走到安全点走到安全点走到安全点走到安全点 N40 G01 X23 Z2 F1 N40 G01 X23 Z2 F1 走到走到走到走到X23 Z2 X23 Z2 点点点点 N50 G01 Z-20 F0.2 N50 G01 Z-20 F0.2 粗切一直径粗切一直径粗切一直径粗切一直径2323的外圆的外圆的外圆的外圆 N60 X30 XN60 X30 X方向退刀到方向退刀到方向退刀到方向退刀到X30X30 N70 Z2 F2 Z
3、 N70 Z2 F2 Z方向退刀到方向退刀到方向退刀到方向退刀到Z2Z2 N80 X21 X N80 X21 X方向进刀到方向进刀到方向进刀到方向进刀到2121 N90 G01 Z-20 F0.2 N90 G01 Z-20 F0.2 粗切一直径粗切一直径粗切一直径粗切一直径2121的外圆的外圆的外圆的外圆 N100 X30 XN100 X30 X方向退刀到方向退刀到方向退刀到方向退刀到X30X30 N110 Z2 Z N110 Z2 Z方向退刀到方向退刀到方向退刀到方向退刀到Z2Z2 N120 X20.4 X N120 X20.4 X方向进刀到方向进刀到方向进刀到方向进刀到20.420.4留留
4、留留0.4mm0.4mm的余量的余量的余量的余量 N130 Z-20 N130 Z-20 粗切一直径粗切一直径粗切一直径粗切一直径20.420.4的外圆的外圆的外圆的外圆 N140 X30 XN140 X30 X方向退刀到方向退刀到方向退刀到方向退刀到X30X30 N150 Z2 Z N150 Z2 Z方向退刀到方向退刀到方向退刀到方向退刀到Z2Z2 程序清单程序清单N160 X20 X方向进刀到方向进刀到20N170 Z-20 F0.05 精车切一直径精车切一直径20的外圆的外圆N180 G01 X100 F2 X方向退刀到方向退刀到100N190 Z100 Z方向退刀到方向退刀到100（即
5、换刀点）（即换刀点）N200 T0100 M05 取消一号刀补，主轴停取消一号刀补，主轴停N210 M30 程序结束程序结束 1.1.2 知识链接知识链接 1. 数控机床的分类数控机床的分类 1）按加工方式分类）按加工方式分类 （1）切削机床类。）切削机床类。（2）成型机床类。）成型机床类。（3）特种加工机床类。）特种加工机床类。（4）其它机床类。）其它机床类。 1.1.2 知识链接知识链接 1. 数控机床的分类数控机床的分类 2）按控制系统功能分类）按控制系统功能分类 （1）点位控制数控机床）点位控制数控机床 （2）直线控制数控机床）直线控制数控机床 （3）轮廓控制数控机床）轮廓控制数控机床
6、 图图1.2 1.2 点位控制钻孔加工点位控制钻孔加工工件工件刀具刀具 1.1.2 知识链接知识链接 1. 数控机床的分类数控机床的分类 2）按控制系统功能分类）按控制系统功能分类 （1）点位控制数控机床）点位控制数控机床 （2）直线控制数控机床）直线控制数控机床 （3）轮廓控制数控机床）轮廓控制数控机床 图图1.3 1.3 直线控制直线控制 1.1.2 知识链接知识链接 1. 数控机床的分类数控机床的分类 2）按控制系统功能分类）按控制系统功能分类 （1）点位控制数控机床）点位控制数控机床 （2）直线控制数控机床）直线控制数控机床 （3）轮廓控制数控机床）轮廓控制数控机床 工件工件刀具刀具图
7、图1.41.4轮廓控制数控机床轮廓控制数控机床 1. 数控机床的分类数控机床的分类 3）按伺服控制方式分类）按伺服控制方式分类 （1）开环控制数控机床）开环控制数控机床 （2）闭环控制数控机床）闭环控制数控机床 （3）半闭环控制数控机床）半闭环控制数控机床 减速器数控装置控制电路步进电机工作台输入图图1.5开环控制系统框图开环控制系统框图 1.1.2 知识链接知识链接 1. 数控机床的分类数控机床的分类 3）按伺服控制方式分类）按伺服控制方式分类 （1）开环控制数控机床）开环控制数控机床 （2）闭环控制数控机床）闭环控制数控机床 （3）半闭环控制数控机床）半闭环控制数控机床 数控装置控制电路伺
8、服电机工作台图1.6闭环控制系统框图位置检测元件速度检测元件速度反馈位置反馈输入 1.1.2 知识链接知识链接 1.2 知识链接知识链接 1. 数控机床的分类数控机床的分类 3）按伺服控制方式分类）按伺服控制方式分类 （1）开环控制数控机床）开环控制数控机床 （2）闭环控制数控机床）闭环控制数控机床 （3）半闭环控制数控机床）半闭环控制数控机床 数控装置控制电路伺服电机工作台输入图图1.71.7半闭环控制系统框图半闭环控制系统框图速度检测元件速度反馈位置反馈转角检测元件2.数控车床的组成数控车床的组成 1）数控车床的结构组成）数控车床的结构组成车床本体车床本体车床本体车床本体 数控系统数控系统
9、数控系统数控系统 伺服驱动系统伺服驱动系统伺服驱动系统伺服驱动系统 辅助装置辅助装置辅助装置辅助装置图1-8数控车床的结构 1.1.2 知识链接知识链接 2）数控车床的类型）数控车床的类型水平床身（即卧式车床）：有单轴卧式和双轴卧式之分。水平床身（即卧式车床）：有单轴卧式和双轴卧式之分。水平床身（即卧式车床）：有单轴卧式和双轴卧式之分。水平床身（即卧式车床）：有单轴卧式和双轴卧式之分。倾斜式床身：倾斜式床身：倾斜式床身：倾斜式床身： 便于排屑。便于排屑。便于排屑。便于排屑。立式数控车床：分单柱立式和双柱立式数控车床。立式数控车床：分单柱立式和双柱立式数控车床。立式数控车床：分单柱立式和双柱立式
10、数控车床。立式数控车床：分单柱立式和双柱立式数控车床。高精度数控车床：高精度数控车床：高精度数控车床：高精度数控车床：四坐标数控车床：四坐标数控车床：四坐标数控车床：四坐标数控车床：车削加工中心：车削加工中心：车削加工中心：车削加工中心： 各种专用数控车床：如数控卡盘车床、数控管子车床等。各种专用数控车床：如数控卡盘车床、数控管子车床等。各种专用数控车床：如数控卡盘车床、数控管子车床等。各种专用数控车床：如数控卡盘车床、数控管子车床等。 1.1.2 知识链接知识链接 图图1.10 卧式数控车床卧式数控车床 图图1.11 立式数控车床立式数控车床图图1.12 卧式斜床身数控车床卧式斜床身数控车床
11、图图1.13 四轴联动数控车床四轴联动数控车床 图图1.15 轮胎模专用数控车床轮胎模专用数控车床 图图1.14沈阳一机沈阳一机CH6145A车削中心车削中心3）数控车床的加工对象）数控车床的加工对象 结合数控车削的特点，与普通车床相比，数控车床适合结合数控车削的特点，与普通车床相比，数控车床适合于车削具有以下要求和特点的回转体零件。于车削具有以下要求和特点的回转体零件。 （1 1）轮廓形状特别复杂或难于控制尺寸的回转体零件）轮廓形状特别复杂或难于控制尺寸的回转体零件图1-7 复杂回转体（2）精度要求高的回转体零件）精度要求高的回转体零件图1-8 高精度零件（3 3）特殊的螺旋零件）特殊的螺旋
12、零件 （4 4）淬硬工件的加工）淬硬工件的加工图1-9 特殊零件4）数控车床的加工特点）数控车床的加工特点 加工精度高、质量稳定。加工精度高、质量稳定。 加工效率高。加工效率高。 适应范围广，灵活性好。适应范围广，灵活性好。 图1.20 右手笛卡儿直角坐标系 3.确定数控车床坐标系确定数控车床坐标系3.确定数控车床坐标系确定数控车床坐标系1）数控机床坐标系）数控机床坐标系（1）坐标轴和运动方向的命名原则。）坐标轴和运动方向的命名原则。永远假定刀具相对于静止的工件坐标而运动；永远假定刀具相对于静止的工件坐标而运动；数控机床的坐标系按国际标准化组织规定为右手直角笛卡数控机床的坐标系按国际标准化组织
13、规定为右手直角笛卡尔坐标系。尔坐标系。 增大刀具与工件距离的方向即为各坐标轴的正方向。增大刀具与工件距离的方向即为各坐标轴的正方向。（2）右手笛卡尔直角坐标系。）右手笛卡尔直角坐标系。（3）坐标轴方向的确定。）坐标轴方向的确定。 判断顺序为：判断顺序为：Z轴轴X轴轴Y轴。轴。 3.确定数控车床坐标系确定数控车床坐标系 图图1.21数控车床坐标系数控车床坐标系2）数控机床坐标系与工件坐）数控机床坐标系与工件坐标系标系（1）机床坐标系与机床原点。）机床坐标系与机床原点。机床原点机床原点又称机床零点，是机又称机床零点，是机床上一个固定的点，其位置是床上一个固定的点，其位置是由机床设计和制造单位确定的
14、，由机床设计和制造单位确定的，通常不允许用户改变，它是机通常不允许用户改变，它是机床参考点、工件坐标系的基准床参考点、工件坐标系的基准点，也是制造和调整机床的基点，也是制造和调整机床的基础。础。机床参考点机床参考点又称机械原点，是又称机械原点，是机床上一个特殊的固定点。机床上一个特殊的固定点。 图图1.22 机床原点和机床参考点机床原点和机床参考点 （2）工件坐标系和工件原点。）工件坐标系和工件原点。工件坐标系的原点就是工件原点，也叫做工件零点。工件坐标系的原点就是工件原点，也叫做工件零点。与机床坐标系不同，工件坐标系是人为设定的。与机床坐标系不同，工件坐标系是人为设定的。 图图1.23 工件
15、坐标系设定工件坐标系设定4. 数控车床仿真软件操作数控车床仿真软件操作 数控车床仿真软件操作过程如下：数控车床仿真软件操作过程如下：（1）进入数控加工仿真系统。）进入数控加工仿真系统。（2）选择机床类型。）选择机床类型。（3）开启机床。）开启机床。（4）毛坯的设定。）毛坯的设定。（5）数控车床刀具的选择。）数控车床刀具的选择。（6）介绍数控加工仿真系统的面板。）介绍数控加工仿真系统的面板。 （7）机床对刀操作。）机床对刀操作。 （8）数控加工程序的传输。）数控加工程序的传输。 （9）自动加工。）自动加工。 1.分析数控车削加工工艺1）分析零件图 （1）分析零件图尺寸标注。 （2）分析轮廓几何要
16、素。 （3）分析尺寸公差和表面粗糙度。 （4）分析形状和位置公差。 2）分析结构工艺性1.1.3 任务实施任务实施2.制定数控车削加工工艺 1）选择加工内容2）划分加工阶段 （1）粗加工阶段。（2）半精加工阶段。（3）精加工阶段。1.1.3 任务实施任务实施3）划分工序（1）工序集中原则（2）工序分散原则。（3）划分工序的方法。 4）安排加工顺序5）确定进给路线6）安装零件 （1）三爪自定心卡盘。 （2）四爪单动卡盘。 （3）中心孔定位夹具。 （4）其他车削工装夹具。1.1.3 任务实施任务实施7）选择安装刀具 （1）车刀种类。1.1.3 任务实施任务实施图图1.66 1.66 常用车刀的应用
17、常用车刀的应用1-1-切断刀切断刀 2-902-90左偏刀左偏刀 3-903-90右偏刀右偏刀 4-4-弯头车刀弯头车刀 5-5-直头车刀直头车刀6-6-成型车刀成型车刀 7-7-宽刃精车刀宽刃精车刀 8-8-外螺纹车刀外螺纹车刀 9-9-端面车刀端面车刀10-10-内螺纹车刀内螺纹车刀 11-11-内槽车刀内槽车刀 12-12-通孔车刀通孔车刀 13-13-盲孔车刀盲孔车刀7）选择安装刀具 （2）对刀具的要求。 （3）安装刀具。8）确定对刀点与换刀点1.1.3 任务实施任务实施 图图1.70 1.70 各类车刀的刀位点各类车刀的刀位点9）选择切削用量3.对刀；对刀；4.程序的编辑、传输；程序的编辑、传输；5.程序的校验、自动加工；程序的校验、自动加工；6.尺寸测量。尺寸测量。1.1.3 任务实施任务实施 1.1.4 意见反馈、归纳总结意见反馈、归纳总结
