數(shù)控車削加工工藝與編程

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1、 序號 日期 班級 課題 數(shù)控車削加工工藝與編程 重點與難點 重點：1、數(shù)控車床切削用量的選擇 2、數(shù)控車刀的選擇 難點：1、數(shù)控車床切削用量的選擇 教研室主任 年 月 日 教師 年 月 日 教學(xué)手段：多媒體教學(xué) 教學(xué)方法：案例教學(xué)、演示 復(fù) 習(xí)：數(shù)控機(jī)床的基礎(chǔ)知識（5分鐘） 引 入：從機(jī)床的分類和用途（ 5分鐘） 正 課：數(shù)控車削概述和數(shù)控車削工藝制訂（90分鐘） 知識點（85分鐘）： 第四章 數(shù)控車削加工工藝與編程 數(shù)控車床是數(shù)控機(jī)床中應(yīng)用最為廣泛的一種機(jī)床。數(shù)控車床在結(jié)構(gòu)及其加工工

2、藝上都與普通車床相類似，但由于數(shù)控車床是由電子計算機(jī)數(shù)字信號控制的機(jī)床，其加工是通過事先編制好的加工程序來控制，所以在工藝特點上又與普通車床有所不同。本章將著重介紹數(shù)控車床的加工工藝及其程序編制。 第一節(jié) 數(shù)控車削概述 一、數(shù)控車床的主要加工對象 數(shù)控車削是數(shù)控加工中用得最多的加工方法之一。由于數(shù)控車床具有加工精度高、具有直線和圓弧插補(bǔ)功能以及在加工過程中能自動變速等特點，因此其加工范圍比普通車床寬得多。凡是能在數(shù)控車床上裝夾的回轉(zhuǎn)體零件都能在數(shù)控車床上加工。與普通車床相比，數(shù)控車床比較適合車削具有以下要求和特點的回轉(zhuǎn)體零件： 1．精度要求高的零件 零件的精度要求主要指尺寸、形狀、位

3、置和表面等精度要求，其中的表面精度主要指表面粗糙度。由于數(shù)控車床剛性好，制造和對刀精度高，并能方便、精確地進(jìn)行人工補(bǔ)償和自動補(bǔ)償，所以能加工尺寸精度要求較高的零件，有些場合能達(dá)到以車代磨的效果。另外，由于數(shù)控車床的運動是通過高精度插補(bǔ)運算和伺服驅(qū)動來實現(xiàn)，所以它能加工直線度、圓度、圓柱度等形狀精度要求高的零件。由于數(shù)控車床一次裝夾能完成加工的內(nèi)容較多，所以它能有效提高零件的位置精度，并且加工質(zhì)量穩(wěn)定。數(shù)控車床具有恒線速度切削功能，所以它不僅能加工出表面粗糙度小而均勻的零件，而且還適合車削各部位表面粗糙度要求不同的零件。一般數(shù)控車床的加工精度可達(dá)0．001 mm，表面粗糙度Ra可達(dá)0．16μm(

4、精密數(shù)控車床可達(dá)0．02μm)。 2．表面粗糙度值小的零件 數(shù)控車床具有恒線速切削功能，能加工出表面粗糙度值小而均勻的零件。困為在材質(zhì)、精車余量和刀具已定的情況下，表面粗糙度取決于進(jìn)給量和切削速度。切削速度變化，致使車削后的表面粗糙度不一致，使用數(shù)控車床的恒線切削功能，就可選用最佳線速度來切削錐 、球面和端面等，使車削后的表面粗糙度值即小又一致。 3．表面輪廓形狀復(fù)雜的零件 由于數(shù)控車床具有直線和圓弧插補(bǔ)功能(部分?jǐn)?shù)控車床還有某些非圓弧曲線插補(bǔ)功能)，所以它可以車削由任意直線和各類平面曲線組成的形狀復(fù)雜的回轉(zhuǎn)體零件，包括通過擬合計算處理后的、不能用方程式描述的列表曲線。如圖4-1所示的

5、殼體零件封閉內(nèi)腔的成型面，在普通車床上是無法加工的，而在數(shù)控車床上則很容易加工出來。 圖4-1 成型內(nèi)腔零件示意圖 4．帶特殊螺紋的零件 數(shù)控車床具有加工各類螺紋的功能，包括任何等導(dǎo)程的直、錐和端面螺紋，增導(dǎo)程、減導(dǎo)程以及要求等導(dǎo)程與變導(dǎo)程之間平滑過渡的螺紋。通常在主軸箱內(nèi)安裝有脈沖編碼器，主軸的運動通過同步帶1：1地傳到脈沖編碼器。采用伺服電動機(jī)驅(qū)動主軸旋轉(zhuǎn)，當(dāng)主軸旋轉(zhuǎn)時，脈沖編碼器便發(fā)出檢測脈沖信號給數(shù)控系統(tǒng)，使主軸電動機(jī)的旋轉(zhuǎn)與刀架的切削進(jìn)給保持同步關(guān)系，即實現(xiàn)加工螺紋時主軸轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)，刀架Z向移動工件一個導(dǎo)程的運動關(guān)系。而且車削出來的螺紋精度高，表面粗糙度值小。 二、數(shù)控車

6、削加工的主要內(nèi)容 根據(jù)數(shù)控車床的工藝特點，數(shù)控車削加工主要有以下加工內(nèi)容。 1．車削外圓 車削外圓是最常見、最基本的車削方法，工件外圓一般由圓柱面、圓錐面、圓弧面及回轉(zhuǎn)槽等基本面組成。圖3—2所示為使用各種不同的車刀車削中小型零件外圓(包括車外回轉(zhuǎn)槽)的方法。其中右偏刀主要用于從左向右進(jìn)給，車削右邊有直角軸肩的外圓以及左偏刀無法車削的外圓，如圖4-2(c)所示。 (a) (b) (c) (d) (e) 圖4-2 車削外圓示意圖 (a)45車刀車削外圓; (b)90正偏刀車削外圓; (c)反偏刀車削外圓

7、; (d)加工工件內(nèi)部的外圓柱面; (e)加工外溝槽 錐面車削，可以分別視為內(nèi)圓、外圓切削的一種特殊形式。錐面可分為內(nèi)錐面和外錐面，在普通車床上加工錐面的方法有小滑板轉(zhuǎn)位法、尾座偏移法、靠模法和寬刀法等，而在數(shù)控車床上車削圓錐，則完全和車削其他外圓一樣，不必像普通車床那么麻煩。車削圓弧面時，則更能顯示數(shù)控車床的優(yōu)越性。 2．車削內(nèi)孔 車削內(nèi)孔是指用車削方法擴(kuò)大工件的孔或加工空心工件的內(nèi)表面，是常用的車削加工方法之一。常見的車孔方法如圖3—3所示。在車削盲孔和臺階孔時，車刀要先縱向進(jìn)給，當(dāng)車到孔的根部時再橫向進(jìn)給車端面或臺階端面，如圖3—3(b)、 (c)所示。 (a)

8、 (b) (c) (d) 圖4-3 車削內(nèi)孔示意圖 (a)車削通孔; (b)車削盲孔; (c)車削臺階孔; (d)車削內(nèi)溝槽 3．車削端面 車削端面包括臺階端面的車削，常見的方法如圖4-4所示。圖4-4(a)是使用45。偏刀車削端面，可采用較大背吃刀量，切削順利，表面光潔，而且大、小端面均可車削；圖4-4(b)是使用90左偏刀從外向工件中心進(jìn)給車削端面，適用于加工尺寸較小的端面或一般的臺階端面；圖4-4(c)是使用90左偏刀從工件中心向外進(jìn)給車削端面，適用于加工工件中心帶孔的端面或一般的臺階端面；圖4-

9、4(d)是使用右偏刀車削端面，刀頭強(qiáng)度較高，適宜車削較大端面，尤其是鑄鍛件的大端面。 (a) (b) (c) (d) 圖4-4 車削端面示意圖 (a)45車刀車削端面; (b)左偏刀車削端面(由外向中心進(jìn)刀); (c)左偏刀車削外圓(由中心向外進(jìn)刀); (d)右偏刀車削端面; 4．車削螺紋 車削螺紋是數(shù)控車床的特點之一。在普通車床上一般只能加工少量的等螺距螺紋，而在數(shù)控車床上，只要通過調(diào)整螺紋加工程序，指出螺紋終點坐標(biāo)值及螺紋導(dǎo)程，即可車削各種不同螺距的圓柱螺紋、錐螺紋或端面螺紋等。螺紋的車削可以通過單刀切削的方

10、式進(jìn)行，也可進(jìn)行循環(huán)切削。 第二節(jié) 數(shù)控車削工藝制訂 數(shù)控車削加工工藝是以普通車削加工工藝為基礎(chǔ)，結(jié)合數(shù)控車床的特點，綜合運用多方面的知識解決數(shù)控車削加工過程中面臨的工藝問題，主要內(nèi)容有：分析零件圖紙，確定工序和工件在數(shù)控車床上的裝夾方式，確定各表面的加工順序和刀具的進(jìn)給路線以及刀具、夾具和切削用量的選擇等。 一、數(shù)控車削加工工藝分析 工藝分析是數(shù)控車削加工的前期工藝準(zhǔn)備工作。工藝制定得合理與否，對程序編制、機(jī)床的加工效率和零件的加工精度等都有重要影響。因此，編制加工程序前，應(yīng)遵循一般的工藝原則并結(jié)合數(shù)控車床的特點，認(rèn)真而詳細(xì)地考慮零件圖的工藝分析，確定工件在數(shù)控車床上的裝夾，刀具、

11、夾具和切削用量的選擇等。制定車削加工工藝之前，必須首先對被加工零件的圖樣進(jìn)行分析，它主要包括以下內(nèi)容。 1． 結(jié)構(gòu)工藝性分析 零件的結(jié)構(gòu)工藝性是指零件對加工方法的適應(yīng)性，即所設(shè)計的零件結(jié)構(gòu)應(yīng)便于加工成型。在數(shù)控車床上加工零件時，應(yīng)根據(jù)數(shù)控車削的特點，認(rèn)真審視零件結(jié)構(gòu)的合理性。例如圖4-5（a）所示零件，需用三把不同寬度的切槽刀切槽，如無特殊需要，顯然是不合理的，若改成圖4-5（b）所示結(jié)構(gòu)，只需一把刀即可切出三個槽。這樣既減少了刀具數(shù)量，少占刀架刀位，又節(jié)省了換刀時間。 在結(jié)構(gòu)分析時若發(fā)現(xiàn)問題應(yīng)向設(shè)計人員或有關(guān)部門提出修改意見。 圖4-5 結(jié)構(gòu)工藝性示例 2．構(gòu)成零件輪廓的幾

12、何要素 由于設(shè)計等各種原因，在圖紙上可能出現(xiàn)加工輪廓的數(shù)據(jù)不充分、尺寸模糊不清及尺寸封閉等缺陷，從而增加編程的難度，有時甚至無法編寫程序，如圖4-6所示。 圖4-6 幾何要素缺陷示意圖 在圖4-6(a)中，兩圓弧的圓心位置是不確定的，不同的理解將得到完全不同的結(jié)果。再如圖4-6(b)中，圓弧與斜線的關(guān)系要求為相切，但經(jīng)計算后的結(jié)果卻為相交割關(guān)系，而非相切。這些問題由于圖樣上的圖線位置模糊或尺寸標(biāo)注不清，使編程工作無從下手。在圖4-6(c)中，標(biāo)注的各段長度之和不等于其總長尺寸，而且漏掉了倒角尺寸。在圖4-6(d)中，圓錐體的各尺寸已經(jīng)構(gòu)成封閉尺寸鏈。這些問題都給編程計算造成困難，

13、甚至產(chǎn)生不必要的誤差。 當(dāng)發(fā)生以上缺陷時，應(yīng)向圖樣的設(shè)計人員或技術(shù)管理人員及時反映，解決后方可進(jìn)行程序的編制工作。 3．尺寸公差要求 在確定控制零件尺寸精度的加工工藝時，必須分析零件圖樣上的公差要求，從而正確選擇刀具及確定切削用量等。 在尺寸公差要求的分析過程中，還可以同時進(jìn)行一些編程尺寸的簡單換算，如中值尺寸及尺寸鏈的解算等。在數(shù)控編程時，常常對零件要求的尺寸取其最大和最小極限尺寸的平均值(即“中值”)作為編程的尺寸依據(jù)。 4．形狀和位置公差要求 圖樣上給定的形狀和位置公差是保證零件精度的重要要求。在工藝準(zhǔn)備過程中，除了按其要求確定零件的定位基準(zhǔn)和檢測基準(zhǔn)，并滿足其設(shè)計基準(zhǔn)的規(guī)定

14、外，還可以根據(jù)機(jī)床的特殊需要進(jìn)行一些技術(shù)性處理，以便有效地控制其形狀和位置誤差。 5．表面粗糙度要求 表面粗糙度是保證零件表面微觀精度的重要要求，也是合理選擇機(jī)床、刀具及確定切削用量的重要依據(jù)。 6．材料要求 圖樣上給出的零件毛坯材料及熱處理要求，是選擇刀具(材料、幾何參數(shù)及使用壽命)，確定加工工序、切削用量及選擇機(jī)床的重要依據(jù)。 7．加工數(shù)量 零件的加工數(shù)量對工件的裝夾與定位、刀具的選擇、工序的安排及走刀路線的確定等都 是不可忽視的參數(shù)。 二、車削加工工件裝夾 數(shù)控車床有多種實用的夾具，下面主要介紹常見的車床夾具。 1．三爪自定心卡盤 三爪自定心卡盤（如圖4-7）

15、是最常用的車床能用卡盤，其三個爪是同步運動的，能自動定心（定心誤差在0.05mm以內(nèi)），夾持范圍大，一般不需要找正，裝夾效率比四爪卡盤高，但夾緊力沒有四爪卡盤大，所以適用于裝夾外形規(guī)則、長度不太長的中小型零件。 圖4-8 四爪單動卡盤 a) 四爪單動卡盤 b) 四爪單動卡盤裝夾工件 1-卡爪 2-螺桿 3-木板 圖4-7 三爪卡盤示意圖 2．四爪單動卡盤 四爪單動卡盤（如圖4-8）所示，它的四個對分布卡爪是各自獨立運動的，因此工件裝夾時必須調(diào)整工件夾持部位在主軸上的位置，使工件加工面的回轉(zhuǎn)中

16、心與車床主軸的四面轉(zhuǎn)中心重合。四爪單動卡盤找正比較費時，只能用于單件小批量生產(chǎn)。四爪單動卡盤的優(yōu)點是夾緊力大，但裝夾不如三爪自定心卡盤方便，所以適用于裝夾大型或不規(guī)則的工件。 3．雙頂尖 對于長度較長或必須經(jīng)過多次裝夾才能加工的工件，如細(xì)長軸、長絲杠等的車削，或工序較多，為保證每次裝夾時的裝夾精度（如同軸度要求），可以用兩頂尖裝夾。（如圖4-9）兩頂尖裝夾工件方便，不需找正，裝夾精度高。 圖4-9 兩頂尖裝夾工件 利用兩頂尖裝夾定位還可以加工偏心工件。如圖4-10所示 圖4-11 加工軟爪 圖4-10 兩頂尖車偏心軸 4．軟爪 軟爪是一促具有

17、切削性能的夾爪。當(dāng)成批加工某一工件時，為了提高三爪自定心卡盤的定心精度，可以采用軟爪結(jié)構(gòu)。即用黃銅或軟鋼焊在三個卡爪上，然后根據(jù)工件形狀和直徑把三個軟爪的夾持部分直接在車床上車出來（定心誤差只有0.01-0.02mm），即軟爪是在使用前配合被加工工件特別制造的（如圖4-11所示），如加工成圓弧面、圓錐面或螺紋等形式，可獲得理想的夾持精度。 5．花盤、彎板 當(dāng)在非回轉(zhuǎn)體零件上加工圓柱面時，由于車削效率較高，經(jīng)常用花盤、彎板進(jìn)行工件裝夾。 三、數(shù)控車床切削用量的選擇 數(shù)控編程時，編程人員必須確定每道工序的切削用量，并以指令的形式寫入程序中，所以編程前必須確定合適的切削用量。 1．背吃刀

18、量的確定 在工藝系統(tǒng)剛性和機(jī)床功率允許的條件下，盡可能選取較大的背吃刀量，以減少進(jìn)給次數(shù)，當(dāng)零件的精度要求較高時，應(yīng)考慮適當(dāng)留出精車余量，其所留精車余量一般為0.1～0.5mm。 2．主軸轉(zhuǎn)速的確定 （1）光車時的主軸轉(zhuǎn)速 光車時的主軸轉(zhuǎn)速應(yīng)根據(jù)零件上被加工部位的直徑，并按零件、刀具的材料、加工性質(zhì)等條件所允許的切削速度來確定。切削速度除了計算和查表選取外，還可根據(jù)實踐經(jīng)驗確定。需要注意的是交流變頻調(diào)速數(shù)控車床低速輸出力矩小，因而切削速度不能太低。切削速度確定之后，就用式(1-1)計算主軸轉(zhuǎn)速。表4-1為硬質(zhì)合金外圓車刀切削速度的參考值，選用時可參考選擇。 表4-1硬質(zhì)合金外圓車刀

19、切削速度的參考數(shù)值 　 工件材料 　 　 熱處理狀態(tài) 　 ap =0.3～2.Omm ap =2～6mm ap =6～lOmm f=0.08～0.30mm／r f=O.3～0.6mm／r f=0.6～1.Omm／r vc／(mmin一1) 低碳鋼、易切鋼 熱軋 140—180 100～120 70～90 中碳鋼 　 熱軋 130～160 90～110 60～80 調(diào)質(zhì) 100—130 70—90 50～

20、70 合金結(jié)構(gòu)鋼 熱軋 100—130 70～90 50—70 　 調(diào)質(zhì) 80～110 50～70 40～60 工具鋼 退火 90～120 60～80 50～70 灰鑄鐵 HBS<190 90—120 60～80 50～70 　 HBS=190～225 80～110 50～70 40～60 高錳鋼Mnl3％ 　 　 10～20 　

21、 銅、銅合金 　 200～250 120～180 90～120 鋁、鋁合金 　 300～600 200—400 150～200 鑄鋁合金 　 100～180 80～150 60～100 說明：切削鋼、灰鑄鐵時的刀具耐用度約為60min。 　 　 （2）車螺紋時的主軸轉(zhuǎn)速 切削螺紋時，數(shù)控車床的主軸轉(zhuǎn)速將受到螺紋螺距(或?qū)С?的大小、驅(qū)動電動機(jī)的升降頻率特性、螺紋插補(bǔ)運算速度等多種因素的影響，故對于不同的數(shù)控系統(tǒng)，推薦不同的生軸轉(zhuǎn)速選擇范圍

22、。例如，大多數(shù)經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床的數(shù)控系統(tǒng)，推薦切削螺紋時的主軸轉(zhuǎn)速為： （4-1） 式中 -----工件螺紋的螺距或?qū)С蹋ǎ?，mm； -----保險系數(shù)，一般取80。 3．進(jìn)給量（或進(jìn)給速度）的確定 （1）單向進(jìn)給量計算 單向進(jìn)給量包括縱向進(jìn)給量和橫向進(jìn)給量，進(jìn)給量的數(shù)值可按式1-2計算。粗車時一般取0.3～0.8mm/r,精車時常取0.1～0.3mm/r,切斷時常取 0.05～0.2mm/r。表4-2是硬質(zhì)合金車刀粗車外圓或端面的進(jìn)給量參考值，表4-3是按表面粗糙度選擇進(jìn)給量的參考值，

23、供參考選用。 表4-2硬質(zhì)合金外圓車刀粗車外圓及端面的進(jìn)給量 工件材料 刀桿尺寸BH/mm 工件直徑dw/mm 背吃刀量（ap/mm） ≤3 ＞3～5 ＞5～8 ＞8～12 ＞12 進(jìn)給量f/(mm/r) 碳素結(jié)構(gòu)鋼 合金結(jié)構(gòu)鋼耐熱鋼 1625 20 40 60 100 400 0.3～0.4 0.4～0.5 0.3～0.4 0.5～0.7 0.4～0.6 0.3～0.5 0.6～0.9 0.5～0.7 0.5～0.6 0.4～0.5 0.8～1.2 0.7～1.0 0.6～0.8 0.5

24、～0.6 2030 2525 20 40 60 100 400 0.3～0.4 0.4～0.5 0.3～0.4 0.5～0.7 0.5～0.7 0.4～0.6 0.8～1.0 0.7～0.9 0.5～0.7 0.4～0.7 1.2～1.4 1.0～1.2 0.8～1.0 0.6～0.9 0.4～0.6 鑄鐵 銅合金 1625 40 60 100 400 0.4～0.5 0.5～0.8 0.5～0.8 0.4～0.6 0.8～1.2 0.7～1.0 0.6～

25、0.8 0.5～0.7 1.0～1.4 1.0～1.2 0.8～1.0 0.6～0.8 2030 2525 40 60 100 400 0.4～0.5 0.5～0.9 0.5～0.8 0.4～0.7 0.9～1.3 0.8～1.2 0.7～1.0 0.5～0.8 1.2～1.8 1.2～1.6 1.0～1.3 0.9～1.1 0.7～0.9 說明：①加工斷續(xù)表面及有沖擊工件時，表中進(jìn)給量應(yīng)乘系數(shù)k=0.75～0.85; ②在無外皮加工時，表中進(jìn)給量應(yīng)乘系數(shù)k=1.1； ③在加工耐熱

26、鋼及合金鋼時，進(jìn)給量不大于1mm/r； ④加工淬硬鋼，進(jìn)給量應(yīng)減小。當(dāng)鋼的硬度為44～56HRC時，應(yīng)乘系數(shù)k=0.8；當(dāng)鋼的硬度為56～62HRC時，應(yīng)乘系數(shù)k=0.5 表4-3按表面粗糙度選擇進(jìn)給量的參考值 工件材料 表面粗糙度Ra/μm 切削速度范圍vc/(m/min) 刀尖圓弧半徑（r/mm） 0.5 1.0 2.0 進(jìn)給量f/(mm/r) 鑄鐵、青鋼、鋁合金 ＞5～10 ＞2.5～5.0 ＞1.25～2.5 不限 0.25～0.40 0.40～0.50 0.50～0.60 0.15～0.25 0.25～0.40 0.40～0.60

27、 0.10～0.15 0.15～0.20 0.20～0.35 碳鋼及合金鋼 ＞5～10 ＜50 0.30～0.50 0.45～0.60 0.55～0.70 ＞50 0.40～0.55 0.55～0.65 0.65～0.70 ＞2.5～5.0 ＜50 0.18～0.25 0.25～0.30 0.30～0.40 ＞50 0.25～0.30 0.30～0.35 0.30～0.50 ＞1.25～2.5 ＜50 0.10 0.11～0.15 0.15～0.22 50～100 0.11～0.16 0.16～0.25 0.25～0.35

28、 ＞100 0.16～0.20 0.20～0.25 0.25～0.35 說明：r=0.5mm,用于12mm12mm及以下刀桿；r=1mm，用于30mm30mm以下刀桿；r=2mm，用于30mm45mm以下刀桿。 （2）合成進(jìn)給速度的計算 合成進(jìn)給速度是指刀具作合成運動（斜線及圓弧插補(bǔ)等）時的進(jìn)給速度，例如加工斜線及圓弧等輪廓零件時，刀具的進(jìn)給速度由縱、橫兩個坐標(biāo)軸同時運動的速度合成獲得，即： （4-2） 由于計算合成進(jìn)給速度的過程比較繁瑣，所以除特別情況需要計算外，在編制數(shù)控加工程序時，一般憑實

29、踐經(jīng)驗或通過試切確定合成進(jìn)給速度值。 四、數(shù)控車刀的選擇 選擇數(shù)控車削刀具通常要考慮數(shù)控車床的加工能力、工序內(nèi)容及工件材料等因素。與普通車削相比，數(shù)控車削對刀具的要求更高，不僅要求精度高、剛度好、耐用度高，而且要求尺寸穩(wěn)定、安裝調(diào)整方便。 1．常用車刀類型 ① 焊接式車刀 焊接式車刀是將硬質(zhì)合金刀片用焊接的方法固定在刀體上，形成一個整體。此類刀具結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，剛性較好。但由于受焊接工藝的影響，使刀具的使用性能受到影響，另外，刀桿不能重復(fù)使用，造成刀具材料的浪費。 根據(jù)工件加工表面的形狀以及用途不同，焊接式車刀可分為外圓車刀、內(nèi)孔車刀、切斷(切槽)刀、螺紋車刀及成形

30、車刀等，具體如圖4-12所示。 ② 機(jī)械夾固式可轉(zhuǎn)位車刀 機(jī)械夾固式可轉(zhuǎn)位車刀是已經(jīng)實現(xiàn)機(jī)械加工標(biāo)準(zhǔn)化、系列化的車刀，機(jī)械夾固式可轉(zhuǎn)位車刀型號的含義見附表2。數(shù)控車床常用的機(jī)夾可轉(zhuǎn)位車刀結(jié)構(gòu)形式如圖4-13所示，主要由刀桿l、刀片2、刀墊3及夾緊元件4組成。刀片每邊都有切削刃，當(dāng)某切削刃磨損鈍化后，只需松開夾緊元件，將刀片轉(zhuǎn)一個位置便可繼續(xù)使用。減少了換刀時間和方便對刀，便于實現(xiàn)機(jī)械加工的標(biāo)準(zhǔn)化，數(shù)控車削加工時，應(yīng)盡量采用機(jī)夾刀和機(jī)夾刀片。 圖4-12 常用焊接式車刀和的種類 1— 切斷刀; 2—90左偏刀; 3—90右偏刀; 4—彎頭車刀; 5—直頭車刀; 6—成型車刀; 7—

31、寬刃車刀; 8—外螺紋車刀; 9—端面車刀; 10—內(nèi)螺紋車刀; 11—內(nèi)溝槽刀; 12—通孔車刀; 13—盲孔車刀 圖4-13機(jī)夾可轉(zhuǎn)位車刀 (a)楔塊—壓式夾緊 (b)杠桿—壓式夾緊 (c)螺釘—壓式夾緊 1—刀桿,2—刀片,3—刀墊,4—夾緊元件 2．車刀的類型及選擇 數(shù)控車削常用的車刀一般分為三類，即尖形車刀、圓弧車刀和成型車刀。 ① 尖形車刀 尖形車刀的刀尖（也稱為刀位點）由直線形的主、副切削刃構(gòu)成，切削刃為一直線形。如90內(nèi)、外圓車刀、端面車刀、切斷(槽)車刀等。 尖形車刀是數(shù)控車床加工中用的最為廣泛的一類車刀。用這類車刀加工零件

32、時，其零件的輪廓形狀主要由一個獨立的刀尖或一條直線形主切削刃位移后得到。尖形車刀的選擇方法與普通車削時基本相同，主要根據(jù)工件的表面形狀、加工部位及刀 具本身的強(qiáng)度等選擇合適的刀具幾何角度，并應(yīng)適合數(shù)控加工的特點（如加工路線、加工干涉等）。 圖4-14 圓弧形車刀 ② 圓弧形車刀 圓弧形車刀的切削刃是一圓度誤差或輪廓誤差很小的圓弧，該圓弧上每一點都是圓弧形車刀的刀尖，其刀位點不在圓弧上，而在該圓弧的圓心上(見圖4-14)。 當(dāng)某些尖形車刀或成形車刀(如螺紋車刀)的刀尖具有一定的圓弧形狀時，也可作為這類車刀使用。 圓弧形車刀是較為特殊的數(shù)控車刀，可用于車削工件內(nèi)、外表面，特別適

33、合于車削各種光滑連接(凸凹形)成形面。 圓弧形車刀的選擇，主要是選擇車刀的圓弧半徑，具體應(yīng)考慮兩點：一是車刀切削刃的圓弧半徑應(yīng)小于零件凹形輪廓上的最小曲率半徑，以免發(fā)生加工干涉；二是該半徑不宜太小，否則不但制造困難，還會削弱刀具強(qiáng)度，降低刀體散熱性能。 ③ 成形車刀 成形車刀俗稱樣板車刀，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。數(shù)控車削加工中，常見的成形車刀有小半徑圓弧車刀、非矩形切槽刀和螺紋車刀等。在數(shù)控加工中，應(yīng)盡量少用或不用成形車刀，當(dāng)確有必要選用時，應(yīng)在工藝文件或加工程序單上進(jìn)行詳細(xì)說明。 3．機(jī)夾可轉(zhuǎn)位車刀的選用 ① 刀片材質(zhì)的選擇 常見刀片材料有高速鋼、硬質(zhì)

34、合金、涂層硬質(zhì)合金，陶瓷、立方氮化硼和金鋼石等，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、切削載荷的大小以及切削過程有無沖擊和振動等。 ② 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。 刀片是機(jī)夾可轉(zhuǎn)位車刀的重要組成元件，見附表1，刀片大致可分為三大類17種，圖4-15為常見的可轉(zhuǎn)位車刀刀片。 圖4-15 常見可轉(zhuǎn)位車刀刀片 表4-4示意了車削加工時被加工表面及適用從主偏角45到95的刀具形狀。具體使用時可查閱有關(guān)刀具手冊選取。 表4-4 被

35、加工表面與適用的刀片形狀 4．車削工具系統(tǒng) 為了提高效率，減少換刀輔助時間，數(shù)控車削刀具已經(jīng)向標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、模塊化方向發(fā)展，目前數(shù)控車床的刀具系統(tǒng)常用的有兩類。 一類是刀塊式，結(jié)構(gòu)是用凸鍵定位、螺釘夾緊，如圖4-16a所示。該結(jié)構(gòu)定位可靠，夾緊牢固、剛性好，但換裝刀具費時，不能自動夾緊。 另一類結(jié)構(gòu)是圓柱柄上銑有齒條的結(jié)構(gòu)，如圖4-16b所示，該結(jié)構(gòu)可實現(xiàn)自動夾緊，換裝比較快捷，剛性較刀塊式差。 a刀塊式車刀系統(tǒng) b圓柱齒條式車刀系統(tǒng) c 小刀尖刀具

36、圖4-16 車削刀具系統(tǒng) 瑞典山特維克公司推出了一套模塊化的車刀系統(tǒng)，刀柄是一樣的，僅需更換刀頭和刀桿即可用于各種加工，如圖4-16c，該結(jié)構(gòu)刀頭很小，更換快捷，定位精度高，也可自動更換。 五、車削加工順序的確定 如圖4-17(a)所示手柄零件，批量生產(chǎn)，加工時用一臺數(shù)控車床，該零件加工所用坯料為mm的棒料。加工順序如下： (a) (b) (c) 圖4-17 手柄加工工序示意圖 第一道工序：如圖4-17（b）所示，將一批工件全部車出，工序內(nèi)容有：先車出mm和mm兩圓柱面及20圓錐面(粗車掉R42mm圓弧的部分余

37、量)，換刀后按總長要求留下加工余量切斷。 第二道工序（調(diào)頭）：按圖4-17（c）所示，用mm外圓及mm端面裝夾工件，工序內(nèi)容有：先車削包絡(luò)mm球面的30圓錐面，然后對全部圓弧表面進(jìn)行半精車（留少量的精車余量），最后換精車刀，將全部圓弧表面一刀精車成型。 在分析了零件圖樣和確定了工序、裝夾方式后，接下來即要確定零件的加工順序。制定零件車削加工順序一般遵循下列原則： 1．先粗后精 按照粗車→半精車→精車的順序，逐步提高加工精度。粗車將在較短的時間內(nèi)將工件表面上的大部分加工余量（如圖4-18中的雙點劃線內(nèi)所示部分）切掉，一方面提高金屬切除率，另一方面滿足精車的余量均勻性要求。若粗車后所留余量

38、的均勻性滿足不了精加工的要求，則要安排半精加工，為精車作準(zhǔn)備。精車要保證加工精度，按圖樣尺寸，一刀車出零件輪廓。 圖4-19 先近后遠(yuǎn)示例 圖4-18 先粗后精示例 2．先近后遠(yuǎn) 這量所說的遠(yuǎn)和近是按加工部位相對于對刀點的距離大小而言的。在一般情況下，離對刀點遠(yuǎn)的部位后加工，以便縮短刀具移動距離，減少空行程時間。而且對于車削而言，先近后遠(yuǎn)還有利于保持坯件或半成品的剛性，改善其切削條件。 例如，當(dāng)加工如圖4-19所示零件時，如果按mm→mm→mm的次序安排車削，不僅會增加刀具返回對刀點所需的空行程時間，而且一開始就削弱了工件的剛性，還可能使臺階的外直角處產(chǎn)生毛刺。對這類

39、直徑相差不大的臺階軸，當(dāng)?shù)谝坏兜谋吵缘读浚▓D中最大背吃刀量可為3mm左右）未超過限時，宜按mm→mm→mm的次序先近后遠(yuǎn)地安排車削。 3．內(nèi)外交叉 對既有內(nèi)表面（內(nèi)型、腔），又有外表面需加工的零件，安排加工順序時應(yīng)先進(jìn)行內(nèi)外表面粗加工，后進(jìn)行內(nèi)外表面精加工。切不可將零件上一部分表面（外表面或內(nèi)表面）加工完畢后，再加工其它表面（內(nèi)表面或外表面）。 六、進(jìn)給路線的確定 刀具刀位點相對于工件的運動軌跡和方向稱為進(jìn)給路線，即刀具從對刀點開始運動起．直至加工結(jié)束所經(jīng)過的路徑，包括切削加工的路徑及刀具切人、切出等切削空行程。在數(shù)控車削加工中，因精加工的進(jìn)給路線基本上都是沿零件輪廓的順序進(jìn)行，因此確

40、定進(jìn)給路線的工作重點主要在于確定粗加工及空行程的進(jìn)給路線。加工路線的確定必須在保證被加工零件的尺寸精度和表面質(zhì)量的前提下，按最短進(jìn)給路線的原則確定，以減少加工過程的執(zhí)行時間，提高工作效率。在此基礎(chǔ)上，還應(yīng)考慮數(shù)值計算的簡便，以方便程序的編制。 下面是數(shù)控車削加工零件時常用的加工路線。 1．輪廓粗車進(jìn)給路線 在確定粗車進(jìn)給路線時，根據(jù)最短切削進(jìn)給路線的原則，同時兼顧工件的剛性和加工工藝性等要求，來選擇確定最合理的進(jìn)給路線。 圖4-20 粗車進(jìn)給路線示意圖 圖4-20給出了3種不同的輪廓粗車切削進(jìn)給路線，其中圖4-20（a）表示利用數(shù)控系統(tǒng)的循環(huán)功能控制車刀沿著工件輪廓線進(jìn)行進(jìn)給的路

41、線；圖4-20（b）為三角形循環(huán)(車錐法)進(jìn)給路線；圖4-20（c ）為矩形循環(huán)進(jìn)給路線，其路線總長最短，因此在同等切削條件下的切削時間最短，刀具損耗最少。 在確定輪廓粗車進(jìn)給路線時，車削圓錐、圓弧是常見的車削內(nèi)容，除使用數(shù)控系統(tǒng)的循環(huán)功能以外，還可使用下列方法進(jìn)行： 2．車削圓錐的加工路線 在數(shù)控車床上車削外圓錐可以分為車削正圓錐和車削倒圓錐兩種情況，而每一種情況又有兩種加工路線。圖4-21所示為車削正圓錐的兩種加工路線。按圖4-21a車削正圓錐時，需要計算終刀距。設(shè)圓錐大徑為，小徑為，錐長為，背吃刀量為，則由相似三角形可知：

42、 (4-3) 根據(jù)公式(4-3)，便可計算出終刀距S的大小。 當(dāng)按圖4-21(b)的走刀路線車削正圓錐時，則不需要計算終刀距，只要確定背吃刀量，即可車出圓錐輪廓。 按第一種加工路線車削正圓錐，刀具切削運動的距離較短，每次切深相等，但需要通過計算。按第二種方法車削，每次切削背吃刀量是變化的，而且切削運動的路線較長。 圖4-22(a)、(b)為車削倒錐的兩種加工路線，分別與圖4-21(a)、(b)相對應(yīng)，其車錐原理與正圓錐相同，有時在粗車圓弧時也經(jīng)常使用。 (a) (b) 圖4-22 粗車倒錐進(jìn)給路線示意圖

43、 (a) (b) 圖4-21 粗車正錐進(jìn)給路線示意圖 3．車削圓弧的加工路線 在粗加工圓弧時，因其切削余量大，且不均勻，經(jīng)常需要進(jìn)行多刀切削。在切削過程中，可以采用多種不同的方法，現(xiàn)將常用方法介紹如下： 圖4-23車錐法粗車圓弧示意圖 ① 車錐法粗車圓弧。圖4-23所示為車錐法粗車圓弧的切削路線，即先車削一個圓錐，再車圓弧。在采用車錐法粗車圓弧時，要注意車錐時的起點和終點的確定。若確定不好，則可能會損壞圓弧表面，也可能將余量留得過大。確定方法是連接交圓弧于點，過點作圓弧的切線。由幾何關(guān)系得

44、 (4-4) 此為車錐時的最大切削余量，即車錐時，加工路線不能超過線。由和的關(guān)系即可算出、的長度，即圓錐的起點和終點。當(dāng)不太大時，可取，此方法數(shù)值計算較為繁瑣，但其刀具切削路線較短。 ②車矩形法粗車圓弧，不超過l／4的圓弧，當(dāng)圓弧半徑較大時，其切削余量往往較大，此時可采用車矩形法粗車圓弧。在采用車矩形法粗車圓弧時，關(guān)鍵要注意每刀切削所留的余量應(yīng)盡可能保持一致，嚴(yán)格控制后面的切削長度不超過前一刀的切削長度，以防崩刀。圖4-24是車矩形法粗車圓弧的兩種進(jìn)給路線，圖4-24(a)是錯誤的進(jìn)給路線，圖4-24(b)按1→5的順序車削，每次車削所留余量基本相等，是正確的進(jìn)給路線。

45、 圖4-24 車矩形法粗車圓弧示意圖 ③車圓法粗車圓弧，前面兩種方法粗車圓弧，所留的加工余量都不能達(dá)到一致，用G02(或G03)指令粗車圓弧，若一刀就把圓弧加工出來，這樣吃刀量太大，容易打刀。所以，實際切削時，常常可以采用多刀粗車圓弧，先將大部分余量切除，最后才車到所需圓弧，如圖4-25所示。此方法的優(yōu)點在于每次背吃刀量相等，數(shù)值計算簡單，編程方便，所留的加工余量相等，有助于提高精加工質(zhì)量。缺點是加工的空行程時間較長。加工較復(fù)雜的圓弧常常采用此類方法。 圖4-25 車圓法車圓弧示意圖 4．車螺紋時的加工路線分析 在數(shù)控車床上車螺紋時，沿螺距方向的Z向進(jìn)給應(yīng)和車床主軸的

46、轉(zhuǎn)速保持嚴(yán)格的速比例關(guān)系，因此應(yīng)避免在進(jìn)給機(jī)構(gòu)加速或減速的過程中切削。為此要有升速進(jìn)刀段和降速進(jìn)刀段，如圖示4-26所示，一般為2～5㎜，一般為1～2㎜。這樣在切削螺紋時，能保證在升速后使刀肯接觸工件，刀具離開工件后再降速。 5．車槽加工路線分析 ① 對于寬度、深度值相對不大，且精度要求不高的槽，可采用與槽等寬的刀具，直接切入一次成型的方法加工，如圖4-27所示。刀具切入到槽底后可利用延時指令使刀具短暫停留，以修整槽底圓度，退出過程中可采用工進(jìn)速度。 圖4-26 車螺紋時的引入距離和超越距離 圖4-28深槽零件的加工方式 圖4-27簡單槽類零件的加工方式 ② 對

47、于寬度值不大，但深度較大的深槽零件，為了避免切槽過程中由于排屑不暢，使刀具前部壓力過大出現(xiàn)扎刀和折斷刀具的現(xiàn)象，應(yīng)采用分次進(jìn)刀的方式，刀具在切入工件一定深度后，停止進(jìn)刀并退回一段距離，達(dá)到排屑和斷屑的目的，如圖4-28所示。 ③寬槽的切削。通常把大于一個切刀寬度的槽稱為寬槽，寬槽的寬度、深度的精度及表面質(zhì)量要求相對較高。在切削寬槽時常采用排刀的方式進(jìn)行粗切，然后是用精切槽刀沿槽的一側(cè)切至槽底，精加工槽底至槽的另一側(cè)，再沿側(cè)面退出，切削方式如圖形4-29所示。 圖4-29寬槽切削方法示意圖 7．空行程進(jìn)給路線 ①合理安排“回零”路線 合理安排退刀路線時，應(yīng)使其前一刀

48、終點與后一刀起點問的距離盡量減短，或者為零，以滿足進(jìn)給路線為最短的要求。另外，在選擇返回參考點指令時，在不發(fā)生加工干涉現(xiàn)象的前提下，宜盡量采用x、z坐標(biāo)軸同時返回參考點指令，該指令的返回路線將是最短的。 ②巧用起刀點和換刀點 圖4- 30(a)為采用矩形循環(huán)方式粗車的一般情況?？紤]到精車等加工過程中換刀的方便，故將對刀點A設(shè)置在離坯件較遠(yuǎn)的位置處，同時將起刀點與對刀點重合在一起，按三刀粗車的進(jìn)給路線安排如下： 第一刀為A→B→C→D→A； 第二刀為A→E→F→G→A； 第三刀為A→H→I→J→A。 圖4-30 巧用起刀點 圖4-30(b)則是將起刀點與對刀點分離，

49、并設(shè)于B點位置，仍按相同的切削用量進(jìn)行三刀粗車，其進(jìn)給路線安排如下： 車刀先由對刀點A運行至起刀點B； 第一刀為B→C→D→E→B； 第二刀為B→F→G→H→B； 第三刀為B→I→J→K→B。 顯然，圖4-30(b)所示的進(jìn)給路線短。該方法也可用在其他循環(huán)(如螺紋車削)的切削加工中。 為考慮換刀的方便和安全，有時將換刀點也設(shè)置在離坯件較遠(yuǎn)的位置處(圖4-30中的A點)，那么，當(dāng)換刀后，刀具的空行程路線也較長。如果將換刀點都設(shè)置在靠近工件處，則可縮短空行程距離。換刀點的設(shè)置，必須確保刀架在回轉(zhuǎn)過程中，所有的刀具不與工件發(fā)生碰撞。 8．輪廓精車進(jìn)給路線 在安排輪廓精車進(jìn)給路線時，應(yīng)

50、妥善考慮刀具的進(jìn)、退刀位置，避免在輪廓中安排切入和切出，避免換刀及停頓，以免因切削力突然發(fā)生變化而造成彈性變形，致使在光滑連續(xù)的輪廓上產(chǎn)生表面劃傷、形狀突變或滯留刀痕等缺陷。合理的輪廓精車進(jìn)給路線應(yīng)是一刀連續(xù)加工而成。 零件加工的進(jìn)給路線，應(yīng)綜合考慮數(shù)控系統(tǒng)的功能、數(shù)控車床的加工特點及零件的特點等多方面的因素，靈活使用各種進(jìn)給方法，從而提高生產(chǎn)效率。 總結(jié)提問：1、在數(shù)控車削加工中確定切削用量的原則是什么？ 2、數(shù)控車削對刀具有哪些要求？常用的數(shù)控車刀有哪些？ 3、數(shù)控車削加工工藝的主要內(nèi)容有哪些？ 序號 2 日期

51、 班級 課題 數(shù)控車削加工工藝與編程 重點與難點 重點：1、機(jī)床坐標(biāo)系的建立 2、單一循環(huán)指令格式 難點：1、單一循環(huán)指令格式 教研室主任 年 月 日 教師 年 月 日 教學(xué)手段：多媒體教學(xué) 教學(xué)方法：案例教學(xué)、演示 復(fù) 習(xí)：第三章中介紹的一些準(zhǔn)備功能（5分鐘） 引 入：簡單零件的加工（5分鐘） 正 課：數(shù)控車床編程基礎(chǔ)（90分鐘） 知識點（85分鐘）： 第三節(jié) 數(shù)控車床編程基礎(chǔ) 一、數(shù)控車床編程特點 1、尺寸字選用靈活 在一個程序中，根據(jù)被加工零件的圖樣標(biāo)注尺寸，從方便編程的角度出發(fā)，可

52、采用絕對尺寸編程、增量尺寸編程，也可以采用絕對、增量尺寸混合編程。 2、重復(fù)循環(huán)切削功能 由于車削加工常用圓棒料或鍛料作毛坯，加工余量較大，要加工到圖樣標(biāo)注尺寸，需要一層一層切削，如果每層加工都要編寫程序，編程工作量將大大增加。為簡化編程，數(shù)控系統(tǒng)有不同形式的循環(huán)功能，可進(jìn)行多次重復(fù)循環(huán)切削。 3、直接按工件輪廓編程 對于刀具位置的變化、刀具幾何形狀的變化及刀尖圓弧半徑的變化，都無需更改加工程序，編程人員可以按照工件的實際輪廓尺寸進(jìn)行編程。數(shù)控系統(tǒng)具有的刀具補(bǔ)償功能使編程人員只要將有關(guān)參數(shù)輸入到存儲器中，數(shù)控系統(tǒng)就能自動進(jìn)行刀具補(bǔ)償。這樣安裝在刀架上不同位置的刀具，雖然在裝夾時其刀尖到

53、機(jī)床參考點的坐標(biāo)各不相同，但都可以通過參數(shù)的設(shè)置，實現(xiàn)自動補(bǔ)償，編程人員只要使用實際輪廓尺寸進(jìn)行編程并正確選擇刀具即可。 4、采用直徑編程 由于軸類零件的圖樣尺寸及測量都是直徑值，所以通常采用直徑尺寸編程。在用直徑尺寸編程時，如采用絕對尺寸編程，X表示直徑；如采用增量尺寸編程，X表示徑向位移量。 二、數(shù)控車削加工坐標(biāo)系 1、數(shù)控車床坐標(biāo)系 數(shù)控車床坐標(biāo)系如圖4-44所示，在機(jī)床每次通電之后，必須進(jìn)行回參考點操作（簡稱回零操作），使刀架運動到機(jī)床參考點，其位置由機(jī)械擋塊確定。這樣通過機(jī)床回零操作，確定了機(jī)床原點，從而準(zhǔn)確地建立機(jī)床坐標(biāo)系。對某臺數(shù)控車床而言，機(jī)床參考點與機(jī)床原點之間有嚴(yán)

54、格的位置關(guān)系，機(jī)床出廠前已調(diào)試準(zhǔn)確，確定為某一固定值，這就是機(jī)床參考點在機(jī)床坐標(biāo)系中的坐標(biāo)。 圖4-44 數(shù)控車床坐標(biāo)系 2、工件坐標(biāo)系 數(shù)控車床加工時，工件通過卡盤夾持于機(jī)床坐標(biāo)系下的任意位置。這樣一來用機(jī)床坐標(biāo)系描述刀具軌跡就顯得不大方便。為此編程人員在編寫零件加工程序時通常要選擇一個工件坐標(biāo)系，也稱編程坐標(biāo)。工件坐標(biāo)系坐標(biāo)軸的意義必須與機(jī)床坐標(biāo)軸相同，這樣刀具軌跡就變?yōu)楣ぜ喞诠ぜ鴺?biāo)系下的坐標(biāo)了。編程人員就不用考慮工件上的各點在機(jī)床坐標(biāo)系下的位置，從而大大簡化了問題。 工件坐標(biāo)系的原點，也稱編程原點，其位置由編程者自行確定。數(shù)控編程時，應(yīng)該首先確定工件坐標(biāo)系和工件原

55、點。工件原點的確定原則是簡化編程計算，應(yīng)盡可能將工件原點設(shè)在零件圖的尺寸基準(zhǔn)或工藝基準(zhǔn)處。一般來說，數(shù)控車床的X向零點應(yīng)取在工件的回轉(zhuǎn)中心，即主軸軸線上，Z向零點一般在工件的左端面或右端面，即工件原點一般應(yīng)選在主軸中心線與工件右端面或左端面的交點處，實際加工時考慮加工余量和加工精度，工件原點應(yīng)選擇在精加工后的端面上或精加工后的夾緊定位面上，如圖4-45。 工件坐標(biāo)系建立后，還可以根據(jù)實際需要通過坐標(biāo)系設(shè)定指令重新設(shè)定，。 圖4-45 實際加工時的工件坐標(biāo)系 3．設(shè)置工件坐標(biāo)系的方法 （1）通過指令G50或G92建立 指令：G50或G92 格式：G50（G92） X α

56、Z β G50指令后的參數(shù)（α_，β）值是刀具起點在工件坐標(biāo)系中的坐標(biāo)值，如圖4-46（a）。執(zhí)行該指令后，系統(tǒng)內(nèi)部即對（α ，β）進(jìn)行記憶，相當(dāng)于在系統(tǒng)內(nèi)部建立了一個以工件原點為坐標(biāo)原點的工件坐標(biāo)系。所以G50或G92是一個非運動指令，只起預(yù)置寄存作用，一般作為第一條指令放在整個程序的前面。 用這種方式設(shè)置工件坐標(biāo)系，尺寸字隨刀具起始位置變化而變化，該指令屬于模態(tài)指令，其設(shè)定值在重新設(shè)定之前一致有效。數(shù)控機(jī)床在執(zhí)行G50指令時并不動作，只是顯示器上的坐標(biāo)值發(fā)生了變化。 (a) 方法1 (b) 方法2

57、 圖4-46設(shè)定工件坐標(biāo)系方法 2）工件原點偏置方法（G54～G59） 指令：G54～G59 格式：G54～G59 該方法是通過設(shè)置工件原點相對于機(jī)床坐標(biāo)系的坐標(biāo)值，來設(shè)定工件坐標(biāo)系。即當(dāng)工件裝夾到機(jī)床后求出偏移量，把工件坐標(biāo)系原點在機(jī)床坐標(biāo)系中的位置（工件零點以機(jī)床零點為基準(zhǔn)偏移），并通過操作面板輸入到G54～G59的數(shù)值區(qū)。如圖4-46（b）所示，將工件裝在卡盤上，機(jī)床坐標(biāo)系為XOZ，工件坐標(biāo)系。顯然兩者并不重合。假設(shè)工件零點相對于機(jī)床坐標(biāo)系的坐標(biāo)值這（，），則通過參數(shù)設(shè)置，將（，）輸入到G54～G59中的任何一個，執(zhí)行程G54～G59序段后，即建立了以工件零點為坐標(biāo)原點

58、的工件坐標(biāo)系，工件坐標(biāo)系就取代了機(jī)床坐標(biāo)系。G54～G59均為模態(tài)指令，可相互注銷。 三、數(shù)控車床基本指令 除第三章中介紹的一些準(zhǔn)備功能外，根據(jù)數(shù)控車削特點，還有一些基本的編程指令。 1．45倒角 由軸向切削向端面切削倒角，即由Z軸向X軸倒角，i的正負(fù)根據(jù)倒角是向X軸正向還是負(fù)向，如圖4-47a所示。 編程格式: GOl Z(W) II F100 由端面切削向軸向切削倒角，即由x軸向Z軸倒角，k的正負(fù)根據(jù)倒角是向Z軸正向還是負(fù)向，如圖4-47b所示。 編程格式: GOl Z(W) Kk F100 圖4-47 倒角編程 2．任意角度倒角 在直線進(jìn)給程序段尾

59、部加C ，可自動插入任意角度的倒角功能，C的數(shù)值是從假設(shè)有倒角的拐角交點距倒角始點或與終點之間的距離，如圖4-48所示。 例： G01 X5O ClO F100 X100 Z-100 圖4-48 任意角度倒角 圖4-49 倒圓角 3．倒圓角 編程格式：GOl X（U） Rr時，圓弧倒角情況如圖4-49a所示。 編程格式：GOl Z（W） Rr時，圓弧倒角情況如圖4-49b所示。 4．任意角度倒圓角 若程序為：GOl X5O RlO F100 X100 Z-100 則加工情況如圖4-50所示。 例

60、:加工圖4-51所示零件的輪廓，程序如下: GO0 X1O Z22 GOl Z1O R5 F100 X38 K-4 圖4-50 任意角度倒圓角 圖4-51 倒角應(yīng)用 第四節(jié) 數(shù)控車床編程方法 對于切削過程相似的粗加工來說，為簡化編程，數(shù)控系統(tǒng)有不同形式的循環(huán)功能，可進(jìn)行多次重復(fù)循環(huán)切削。 一、單一循環(huán)指令 1．圓柱面或圓錐面切削循環(huán)指令G90 適用于內(nèi)外圓柱、圓錐等表面切削。 ① 圓柱面內(nèi)（外）切削循環(huán) 格式：G90 X（U）__Z（W）___F____ X、Z—圓柱面切削終點的絕對坐標(biāo)值 U、W——圓柱面切削終點的相對

61、于循環(huán)起點的相對坐標(biāo)值 該指令執(zhí)行如圖4-52a所示A→B→C→D→A的軌跡動作。 a b 圖4-52 圓柱面內(nèi)（外）徑切削循環(huán) 例：圖4-52b G90的用法(圓柱面) N10 G54 N20 G98 T0101 N30 S500 M03 N40 G00 X30 Z2 N50 G90 X24 Z-25 F100 N60 G90 X21 Z-15 N70 X18 N80 G00 X100 Z20 T0100 N90 M30 ② 圓錐面內(nèi)（外）切削循

62、環(huán) 格式：G90 X（U）__Z（W）___R___F____ X、Z—圓柱面切削終點的絕對坐標(biāo)值 U、W——圓柱面切削終點的相對于循環(huán)起點的相對坐標(biāo)值 R——圓錐面切削的起點相對于終點的半徑差，具體計算方法為右端面半徑尺寸減去左端面半徑尺寸，R值可正可負(fù)。 該指令執(zhí)行如圖4-53a所示A→B→C→D→A的軌跡動作 a b 圖4-53 圓錐面切削循環(huán) 例：圖4-57b G90的用法(圓錐面) N10 G54 N20 G98 T0101 N30 S800 M03 N40 G00 X35 Z2

63、 N50 G90 X26 Z-25 R-2.5 F100 N60 X22 N70 X20 N80 G00 X50 Z20 T0100 N90 M30 2、端面切削循環(huán)指令G94 適用于端面切削加工 ① 平面端面切削循環(huán)指令 格式：G94 X（U）__Z（W）___F____ X、Z—端面切削終點的絕對坐標(biāo)值 U、W——端面切削循環(huán)終點相對于起點的坐標(biāo)值 該指令執(zhí)行如圖4-54a所示A→B→C→D→A的軌跡動作 a b 圖4-54 端平面切削循環(huán) 例：圖4-54b G94的用

64、法 N10 G54 N20 G98 T0101 N30 S500 M03 N40 G00 X30 Z5 N50 G94 X18 Z-5 F100 N60 Z-10 N70 Z-15 N80 G00 X50 Z20 T0100 N90 M30 ② 錐面端面切削循環(huán)指令 格式：G94 X（U）__Z（W）___R ____F____ X、Z—端面切削終點的絕對坐標(biāo)值 U、W——端面切削終點的相對于循環(huán)起點的相對坐標(biāo)值 R---端面切削的起點相對于終點在Z軸方向上的增量值，圓臺左大右小，R取正值，反之為負(fù)值。 該指令執(zhí)行如圖4-55a所示A→B→

65、C→D→A的軌跡動作 a b 圖4-55 圓錐面切削循環(huán) 例：圖4-55b G94的用法 N10 G54 N20 G98 T0101 N30 S500 M03 N40 G00 X35 Z2 N50 G94 X15 Z0 K-5 F100 N60 Z-5 N70 Z-10 N80 G00 X50 Z20 T0100 N90 M30 二、復(fù)合固定循環(huán) 在使用G90、G94時已經(jīng)使程序簡化了一些，但碰到既有圓柱又圓錐表面、曲線回轉(zhuǎn)體表面時編程也有點復(fù)雜。復(fù)合固定循環(huán)功能指令，

66、能使這種編程進(jìn)一步簡化，使用這些復(fù)合固定循環(huán)時，只需對零件的輪廓定義，就可以完成從粗加工互精加工的全過程 1．毛坯內(nèi)（外）徑粗車復(fù)合循環(huán)指令G71 （1）格式：G71 U（△d） R（e） G71 P(ns) Q(nf) U(△u) W(△w) F（f） S(s) T(t) 其中：△d—每次X向循環(huán)的切削深度（半徑值，無正負(fù)號） e—每次X向退刀量（半徑值，無正負(fù)號） ns——精加工輪廓程序段中的開始程序段號 nf——精加工輪廓程序段中的結(jié)束程序段號 △u——X方向精加工余量（直徑值） △w——Z方向精加工余量 F、s、t——F、S、T指令 G71為縱向切削復(fù)合循環(huán)，使用于縱向粗車量較多的情況，內(nèi)、外徑加工皆可使用，G71指令的循環(huán)加工路線圖圖4-56a。 a b 圖4-56 內(nèi)、外徑粗切復(fù)合循環(huán)G71 （2）G71內(nèi)部參數(shù)的意義 CNC裝置首先根據(jù)用戶編寫的精加工輪廓，在預(yù)留出X、Z向的精加工余量△u、△w后，計算出粗