第四章 数控车削加工工艺及数控车床使用
数控车削加工工艺与编程
教学手段：多媒体教学 教学方法：案例教学、演示复 习：数控机床的基础知识（5分钟） 引 入：从机床的分类和用途（ 5分钟）正 课：数控车削概述和数控车削工艺制订（90分钟） 知识点（85分钟）：第四章 数控车削加工工艺与编程数控车床是数控机床中应用最为广泛的一种机床。
数控车床在结构及其加工工艺上都与普通车床相类似，但由于数控车床是由电子计算机数字信号控制的机床，其加工是通过事先编制好的加工程序来控制，所以在工艺特点上又与普通车床有所不同。
本章将着重介绍数控车床的加工工艺及其程序编制。
第一节 数控车削概述一、数控车床的主要加工对象数控车削是数控加工中用得最多的加工方法之一。
由于数控车床具有加工精度高、具有直线和圆弧插补功能以及在加工过程中能自动变速等特点，因此其加工范围比普通车床宽得多。
凡是能在数控车床上装夹的回转体零件都能在数控车床上加工。
与普通车床相比，数控车床比较适合车削具有以下要求和特点的回转体零件：1．精度要求高的零件零件的精度要求主要指尺寸、形状、位置和表面等精度要求，其中的表面精度主要指表面粗糙度。
由于数控车床刚性好，制造和对刀精度高，并能方便、精确地进行人工补偿和自动补偿，所以能加工尺寸精度要求较高的零件，有些场合能达到以车代磨的效果。
另外，由序号 1 日期 班级课题数控车削加工工艺与编程重点与难点 重点：1、数控车床切削用量的选择2、数控车刀的选择难点：1、数控车床切削用量的选择教研室主任 年 月 日教师 年 月 日于数控车床的运动是通过高精度插补运算和伺服驱动来实现，所以它能加工直线度、圆度、圆柱度等形状精度要求高的零件。
由于数控车床一次装夹能完成加工的内容较多，所以它能有效提高零件的位置精度，并且加工质量稳定。
数控车床具有恒线速度切削功能，所以它不仅能加工出表面粗糙度小而均匀的零件，而且还适合车削各部位表面粗糙度要求不同的零件。
一般数控车床的加工精度可达0．001 mm，表面粗糙度Ra可达0．16μm(精密数控车床可达0．02μm)。
数控车削加工工艺
数控车削加工工艺随着现代制造业的不断发展，数控车削加工技术成为了制造业中不可或缺的一部分。
数控车削加工是一种高效、高精度、高质量的加工方式，可以实现复杂零件的大规模生产。
本文将介绍数控车削加工的基本工艺，制造过程及其优点。
一、数控车削加工的基本工艺数控车削加工是指使用数控车床进行加工的一种加工过程。
数控车床是一种基于计算机控制系统的机械设备，通过预置的数字程序控制车床的运动来完成自动化的加工。
数控车床包括自动进给机构、主轴箱、刀架和工件旋转机构等部分。
数控车削加工基本工艺流程包括以下几个方面：1.数控加工合理设计：在进行数控加工前，需要进行CAD （计算机辅助设计）和CAM（计算机辅助制造）前期工作。
首先，根据产品的零件图纸，进行CAD绘制出三维模型图。
然后，通过CAM软件将三维模型转化为加工程序，并导出G代码程序。
2.加工参数设置：在进行数控加工前，需要设置加工参数，包括刀具的半径、旋转速度、进给速度、加工深度和加工时间等。
根据不同的零件特点，进行合理的加工参数设计，以保证加工效果和效率。
3.设备准备：在进行数控加工前，需要对设备进行准备，包括安装好相应的刀具和工件，并对设备进行调试和检测。
确保设备运行正常状态下，以保证加工效果和效率。
4.数控加工操作：在进行数控加工时，需要通过预置的数字程序控制车床的运动轨迹和刀具的进给速度等参数，按照设定好的程序进行加工操作。
同时，需要对加工过程进行监控，及时处理加工过程中出现的问题。
二、数控车削加工的制造流程数控车削加工的制造流程包括数控程序编制、预处理、机床设备准备、加工和后处理等阶段。
下面简要介绍一下制造流程中的各个阶段：1.数控程序编制：这是数控车削加工的基础工作，需要经过CAD/CAM软件完成。
利用CAD软件绘制三维模型，然后通过CAM软件转化为数控程序并生成容易理解的G代码。
2.预处理：在数控程序发送给机床之前，需要进行预处理。
预处理的任务是将G代码程序转换成机床识别的M代码和G代码，并在验证程序的形式、语法等方面进行检查和纠正。
数控加工技术PPT课件(共8章)第4章数控车床编程
第四章 数控车床编程
图4-5 全功能型数控车床
第四章 数控车床编程
(3) 车削中心。车削中心是在全功能型数控车床的基础 上进行专门设计，增加了刀库、动力头和C轴，可控制X(横 向)、Z(纵向)、C(主轴回转位置控制)三个坐标轴，实现了三 坐标两联动轮廓控制。由于增加了C轴和刀库，加工功能大 大增强，除了能车削、镗削外，还能对端面和圆周面上的任 意位置进行钻、攻螺纹等加工；也可以进行径向和轴向铣削、 曲面铣削，如图4-6所示。
第四章 数控车床编程
2. 工件的定位与装夹 1) 车床定位原则 定位是指工件在夹具中相对于机床和刀具有一个确定的 正确位置。工件的定位是否正确、合理，直接影响工件的加 工精度。定位基准有两种：一种是以未加工表面为定位基准， 称为粗基准；一种是以已加工表面为定位基准，称为精基准。 数控车床上零件的安装方法与普通车床一样，要合理选择定 位基准和夹紧方案，主要注意以下几点：
第四章 数控车床编程
(4) 大多数数控车床具备刀尖半径自动补偿功能(G41、 G42)，这类数控车床可以直接按工件实际轮廓尺寸编程。 在加工过程中，刀具的位置、几何形状、刀尖圆弧半径的变 化，都无需更改加工程序，只要将变化的尺寸或圆弧半径输 入到系统中，加工中系统就能自动进行补偿。
第四章 数控车床编程
第四章 数控车床编程
(4) 尽量减少装夹次数，尽可能在一次装夹后，加工出 全部或大部分待加工面，若需二次装夹，则应尽量采用同一 定位基准，以减少装夹误差，提高加工表面间的位置精度。
(5) 避免采用占机人工调整式方案，以免占机时间太多， 影响加工效率。
第四章 数控车床编程
． 2) 车床夹具 车床夹具可分为通用夹具和专用夹具两大类。通用夹具
第四章 数控车床编程
第四章数控铣削加工工艺ppt课件
精选课件ppt
38
第二节 数控铣削用刀具
（4）镗孔刀刀头 分为粗镗刀刀头和精镗刀刀头。
粗镗刀刀头
精镗刀刀头
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第二节 数控铣削用刀具
9．铣螺纹用刀具
a)整体螺纹铣刀
b)带组合倒角的整体螺纹铣刀
c)带可换刀片的螺纹铣刀及可换刀片
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第二节 数控铣削用刀具
铣螺纹的加工工艺
具有较大的通用性和经济性，适用于尺寸较小的方形 工件的装夹。
a）螺旋夹紧式 b）液压式正弦规 c）气动式精密
通用平口钳
平口钳
平口钳
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d）液式压精密 平口钳
2
第一节 数控铣床/加工中心上的零件装夹
2．压板
适用于中型和大型工件。
压板安装工件所用工具
压板在立式数控铣床应用
压板在卧式加工中心上的应用
倒 角 铣 削
45°倒角铣刀
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加工内容
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第二节 数控铣削用刀具
加工内容
选 槽 择 粗切削铣刀 粗切削铣刀 立铣刀 铣刀 削具
球形端铣刀
立铣刀 粗切削铣刀 粗切削铣刀 圆刃端铣刀
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第二节 数控铣削用刀具
型 腔 铣 削
选 择 球形端铣刀 球形端铣刀 八角铣刀 刀 具
加工内容
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第二节 数控铣削用刀具
铣刀后角选择参考数值
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第二节 数控铣削用刀具
（3）刃倾角的选择原则和数值 1）铣削硬度较高的工件时，可选取绝对值较大的负刃
倾角。 2）粗加工时，可取正刃倾角。 3）工艺系统刚度不足时，不宜取负刃倾角。 4）为了使圆柱铣刀和立铣刀切削平稳轻快，切屑容易
第四章数控车床编程操作教程
O
(b) 确定刀尖在X向的位置
4-3数控车床的对刀
四、编程指令
1.快速点位运动 G00
X
X
Z
6
O
图4-4 G00指令运用 绝对坐标编程为：G00 X30.0 Z6.0 相对坐标编程为：G00 U-30.0 W-83.0
30
Z
图4-5 G00指令运用
2. 直线插补G01
X
X
Z
F
30
OZBiblioteka 80图4-6 3-7 G01指令运用 绝对坐标编程为：G01 X20.0 Z-90.0 F0.5 相对坐标编程为：G01 U0.0 W-90.0 F0.5
② 必须用G40指令取消刀尖半径补偿
③ 在使用G41或G42指令模式中，不允许有两 个连续的非移动指令，否则刀具在前面程序段终 点的垂直位置停止，且产生过切或少切现象 。
④在G74～G76、G90～G92固定循环指 令中不用刀尖半径补偿。 ⑤ 在手动输入中不用刀尖半径补偿。 ⑥ 在加工比刀尖半径小的圆弧内侧时， 产生报警。 ⑦ 在阶梯锥面连接处退刀时指定G40， 在指定G40的程序段里使用反映斜面方 向的I、K地址来防止工件被过切。
4．精车循环G70 输入格式： G70Pns Qnf；
参数与G71相同。
（2）．螺纹切削循环G92
螺纹切削循坏G92可以切削锥螺纹和圆柱螺纹。
指令格式为： G92 X(U) Z(W) R F ； 格式说明：R为螺纹部分半径之差；即螺纹切削的起 点和螺纹切削的终点的半径差；F为螺纹导程。 加工圆柱螺纹时，R=0，加工圆锥螺纹时，当X向切削 起点坐标小于切削终点坐标时，R为负值，反之为正。
数控技术第4章资料
4.加工顺序及进给路线
按由粗到精、由近到远的原则确定，即先从右到左进行粗车
（留0.25mm精车余量），然后从右到左进行精车，最后车削螺纹。
5.刀具选择
产品名称或代号
XXX
零件名称
序号 刀具号
刀具规格名称
数量
1
T01
e
5．加工进给路线的确定
e
进给路线是刀具在工序中相对于工件的运动轨迹，是编程的依据。
（1）对大余量毛坯进行多次切削时，可以是常用的阶梯车削法，也可采用依次
从轴向和径向进刀、顺工件毛坯轮廓走刀的路线。
（2）当某表面的余量较多，需分层多次走刀切削时，要注意防止走刀到终点时
切削深度的猛增。
（3）确定最短的空行程路线
两顶尖装夹工件方便，不需找正，装夹精度高，适于长度尺寸较大 或工序较多的轴类工件。 （3）用卡盘和顶尖装夹
能承受较大的轴向切削力，安装刚性好，轴向定位准确，应用比较 广泛。 （4）用四爪单动卡盘装夹
卡盘夹紧力较大，装夹精度高，但找正比较费时，适用于大型或形 状不规则的单件小批生产的工件。
4．加工顺序原则
精加工
0.1～0.15
切断(宽度< 5 mm)
粗加工
2～3
精加工
0.2～0.3
切断(宽度< 5 mm)
粗加工
2～4
精加工
0.1～0.15
切断(宽度< 5 mm)
切削速度/(m/min) 60～80 80～120 120～150 70～100
500～800 r/min ～30 70～110 50～80 60～100 40～70 50～70 70～100 50～70
数控车削加工技术：第四章 FANUC 0-TD系统车床的编程与操作
O1003 N5 G54 G98 G21
N10 M3 S1200 N15 T0101
N20 G0 X80 Z60
程序名 用G54指定工件坐标系，每分钟进给，米制编程
3. 功能：G00指令是命令刀具以点位控制方式从刀具所在点快速 运动到目标点位置，它是快速定位，没有运动轨迹要求。
4. 说明：在执行G00时，刀具实际的运动路线不是两点一线，而 是折线（图4-2中从A点到B点采用C00编程走刀轨迹为：A→M→B； 从D点到A点也采用G00编程其走刀轨迹为：D→N→A）。
主轴正转，转速为1200/min 换1号外圆刀，导入刀具补偿 绝对编程，快速到达起刀点A点
绝对编程，快速到达B点
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4.2 FN30 G01 Z-20 F80 N35 X40 Z-30
N40 C00 X80 Z60 M05 N45 M30
％程序结束符
例如：01001 N5 G54 G98 G21； N10 M3 S600； N15 T0101； N20 GOO X42 Z2； … N30 M02； ％
上面每一行称为一个程序段，N10、G54、M3、S600……都是一 个字。
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4.1 FANUC 0-TD系统车床概述
2．程序的格式
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4.2 FANUC 0-TD系统车床准备功能指令
O0006
N10 G28 U60 W100 T0100；（A→B→R）
N20 M06 T0200；
（换刀）
N30 G29 U80 W50；
（R→B→C）
✓ 4.2.4 快速点定位
1. 指令：G00
2. 格式：G00 X（U） Z（W）
第4章_车削加工
4.2 车床
4.2.3 外圆车削工件的装夹方法
心轴
装夹特点：能保证外圆、端 面对内孔的位置精度； 应用：以孔为定位基准的套 类零件的加工。
4.2 车床
4.2.3外圆车削工件的装夹方法
车床上在加工刚性较差的细长轴、不能穿过主轴孔的粗长工 件以及孔与外圆同轴度要求较高的较长工件时，往往采用中心 架和跟刀架来增强刚性和提高加工精度。
中心架
装夹特点：支爪可调，增加工件 刚性； 应用：长径比大于15的细长轴工 件粗加工；长轴车端面、钻孔、 攻螺纹等。
4.2 车床
4.2.3外圆车削工件的装夹方法
车床上在加工刚性较差的细长轴、不能穿过主轴孔的粗长工 件以及孔与外圆同轴度要求较高的较长工件时，往往采用中心 架和跟刀架来增强刚性和提高加工精度。
400 210
48 650 900 1400 205 750 1000 1500 莫氏6号
10～1400（24级） 14～1580（12级） 0.08～6.33（64级） 0.14～3.16（64级） 1～192（44种） 2～24（20种） 0.25～48（39种） 1～96（37种） 7.5
4.2 车床
跟刀架
装夹特点：支爪随刀具一起运动， 无接刀痕，可增加轴的刚度； 应用：长径比大于15的细长光轴工 件半精加工、精加工。
4.3 车刀
4.3.1 车刀的类型和特点
车刀类型
车刀按结构不同可 分为： 整体式 焊接式 机夹式 可转位式
4.3 车刀
4.3.1 车刀的类型和特点
焊接车刀
焊接车刀是由刀片和刀柄通过镶焊连接成一体的车刀。一般 刀片选用硬质合金，刀柄用45钢。
1.主运动传动链
(1)传动路线 分析方法：抓两端，连中间
《数控机床及加工技术》电子教案 第四章
艺规程的前提。
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４.１ 数控加工工艺设计过程
• （１） 零件分析 • 在制订零件加工工艺规程之前， 需要对零件进行深入细致的工艺分
析。结合装配图， 了解零件在机器中的装配位置、作用。根据零件 的作用， 分析零件图所规定的加工质量和技术要求指标。质量和技 术要求指标一般有： 零件各加工表面的尺寸精度、形状精度、位置 精度、表面质量， 其他技术要求， 如热处理、动平衡、探伤等。进 而了解零件上各项技术要求制订的依据， 找出主要技术要求和加工 关键， 以便在拟订工艺规程时采取适当的工艺措施加以保证。分析 时还应对图纸的完整性、技术要求的合理性以及材料选择是否恰当等 提出意见。
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４.１ 数控加工工艺设计过程
• （ ２） 审查零件结构的工艺性 • 在充分领会零件的使用要求和设计要求的前提下， 审查零件制造工
艺的可行性和加工的经济性， 遇到工艺问题与设计问题有矛盾时， 与设计人员共同磋商解决方法。主要考虑： 零件的结构工艺性、加 工条件、技术可行性、零件加工的劳动量等因素。 • （３） 零件生产类型分析 • 在规定的时间周期内要求加工多少数量的满足质量要求的零件， 影 响到工艺规程的制定。产量大、零件固定时， 可以采用各种高效率 的专用机床和工艺装备（指刀具、夹具、量具的统称）， 因此劳动 生产率高、生产成本低； 但在产量小、品种多时， 不宜采用专用的 机床和工艺装备， 因为专用机床成本高。
４.１ 数控加工工艺设计过程
• 由于获得同一精度和粗糙度的加工方法往往有几种， 在选择时除了 考虑生产率要求和经济效益外， 还应考虑工件材料的性质、结构和 尺寸、生产类型、生产条件等因素。