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第4章

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。

4.1 数控车削加工工艺

4.1.1 数控车床加工的主要特点

数控车床与普通车床一样，也是用来加工轴类和回转体零件的。但是由于数控车床是自动完成内外圆柱面、圆弧面、端面、螺纹等工序的切削加工，所以数控车床特别适合加工形状复杂、精度要求高的轴类或盘类零件。数控车床具有加工灵活，通用性强，能适应产品的品种和规格频繁变化的特点，能够满足新产品的开发和多品种、小批量、生产自动化的要求，因此被广泛应用于机械制造业。 4.1.2 数控车床的类型

对于数控车床的分类可以采取不同的方法，按主轴配置形式可分为卧式和立式两大类，；按刀架数量来分可分为单刀架和双刀架两种；按数控车床控制系统和机械结构的档次分为经济型数控车床、全功能数控车床和车削中心。 4.1.3 车削用刀具及其主要特点

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，具体要求和特点如表4.1所示。

表4.1可转位车刀特点 要求 特 点 采用M级或更高精度等级的刀片； 精度高 多采用精密级的刀杆； 用带微调装置的刀杆在机外预调好。 采用断屑可靠性高的断屑槽型或有可靠性高 断屑台和断屑器的车刀； 目 的 保证刀片重复定位精度，方便坐标设定，保证刀尖位置精度。 断屑稳定，不能有紊乱和带状切屑； 采用结构可靠的车刀，采用复合式夹紧适应刀架快速移动和换位以及整个自数控技术资料 www.skxx.com.cn

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结构和夹紧可靠的其他结构。 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。 刀片较多采用涂层刀片。 刀杆较多采用正方形刀杆，但因刀迅速更换不同形式的切削部件，完成多种切削加工，提高生产效率。 满足生产节拍要求，提高加工效率。 刀片材料 刀杆截形 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4.1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4.1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。

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图4.1 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4.2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4.2 机床影响因素

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(2)选择刀杆

“选择刀杆”图标如图4.3所示。其中，刀杆类型尺寸见表4.2。

表4.2 刀杆类型尺寸 外圆加工刀杆 刀杆类型 内孔加工刀杆 柄部截面形状

图4.3 选择刀杆

柄部直径 D 刀杆尺寸 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4.4所示。

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