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数控车床的工艺和工装

数控车床加工的工艺与普通车床的加工工艺类似，但由于数控车床是一次装夹，连续自动加工完成所有车削工序，因而应注意以下几个方面：

一、合理选择切削用量

对于高1效率的金属切削加工来说，被加工材料、切削工具、切削条件是三大要素。这些决定着加工时间、刀具寿命和加工质量。经济有效的加工方式必然是合理的选择了切削条件。

切削条件的三要素：切削速度、进给量和切深直接引起刀具的损伤。伴随着切削速度的提高，刀尖温度会上升，会产生机械的、化学的、热的磨损。切削速度提高20%，刀具寿命会减少1/2。

进给条件与刀具后面磨损关系在***的范围内产生。但进给量大，切削温度上升，后面磨损大。它比切削速度对刀具的影响小。切深对刀具的影响虽然没有切削速度和进给量大，但在微小切深切削时，被切削材料产生硬化层，同样会影响刀具的寿命。

用户要根据被加工的材料、硬度、切削状态、材料种类、进给量、切深等选择使用的切削速度。

***适合的加工条件的选定是在这些因素的基础上选定的。有规则的、稳定的磨损达到寿命才是理想的条件。

然而，在实际作业中，刀具寿命的选择与刀具磨损、被加工尺寸变化、表面质量、切削噪声、加工热量等有关。在确定加工条件时，需要根据实际情况进行研究。对于不锈钢和耐热合金等难加工材料来说，可以采用冷却剂或选用刚性好的刀刃。

二、合理选择刀具

1、粗车时，要选强度高、耐用度好的刀具，以便满足粗车时大背吃刀量、大进给量的要求。

2、精车时，要选精度高、耐用度好的刀具，以保证加工精度的要求。

3、为减少换刀时间和方便对刀，应尽量采用机夹刀和机夹刀片。

三、合理选择夹具

1、尽量选用通用夹具装夹工件，避免采用***夹具；

2、零件定位基准重合，以减少定位误差。

四、确定加工路线

加工路线是指数控机床加工过程中，刀具相对零件的运动轨迹和方向。

1、应能保证加工精度和表面粗糙要求；

2、应尽量缩短加工路线，减少刀具空行程时间。

五、加工路线与加工余量的联系

目前，在数控车床还未达到普及使用的条件下，一般应把毛坯上过多的余量，特别是含有锻、铸硬皮层的余量安排在普通车床上加工。如必须用数控车床加工时，则需注意程序的灵活安排。

六、夹具安装要点

目前液压卡盘和液压夹紧油缸的连接是靠拉杆实现的。液压卡盘夹紧要点如下：首先用搬手卸下液压油缸上的螺帽，卸下拉管，并从主轴后端抽出，再用搬手卸下卡盘固定螺钉，即可卸下卡盘。

刀具上的修光刃指的是在刀具刀刃后面副偏角方向磨出的一小段与刀尖平行的刀刃，主要用于刀刃切削后进行一次二次切削，相当于精加工过程，去处毛刺等伤痕，目的是提高工件的表面粗糙度。多应用于进行精加工的刀具上。

数控机床如何选用数控系统

数控系统包括数控装置，进给驱动（进给速度控制单元和伺服电机）、主轴驱动（主轴速度控制单元和主轴电机）和检测元件。选用数控系统时应包括以上内容。

1.数控装置的选择

（1）类型的选择

根据数控机床类型选择相应的数控装置，一般来说，数控装置有适用于车、钻、镗、铣、磨、冲压、电火花切割等加工类型，应有针对性的进行选择。

（2）性能的选择

不同的数控装置，其性能高低差别很大，入控制轴数有单轴，2轴，3轴，4轴，5轴，甚至10多轴，数控斜床身车床直销，20多轴；联动轴数有2轴或3轴以上，***1高进给速度有10m/min，15m/min，数控斜床身车床，24m/min，240m/min；分辨率有0.01mm，0.001mm，0.0001mm。这些指标不同，价格亦不同，应根据机床实际需要，如一般车削加工选用2轴或4轴（双刀架）控制，平面零件加工选用3轴以上联动。不要追求***1新***1高水平，应合理选择。

（3）功能的选择

一个数控系统有很多功能，包括基本功能----数控装置必备功能；选择功能---供用户选择的功能。选择功能有的是为了解决不同的加工对象，有的为了提高加工质量，有的为了方便编程，有的为了改善操作和维修性能。有的选择功能是相关的，选择这项还必须选另一项。因此要根据机床的设计要求来选择，不要不加分析，选择功能过多步骤，而把相关功能漏订，使数控机床功能降低，造成不必要的损失。

选择功能中的可编程序控制器有内装和独立型两种。***1好选用内装型，它有不同型号，首先要根据数控装置与机床之间的输入输出信号点数来选择。选用的点数要笔实用点数稍多一些，一杯可能追加和变更控制性能的需要。其次要估计顺序程序规模选择存储容量。程序规模随着机床复杂程度的增加，存储容量也随着增大，要根据具体情况合理选择。还有处理时间、指令功能、定时器、计数器、内部继电器等技术规格，数量也应满足设计要求。

（4）价格的徐泽

不同国家、不同的数控装置制造厂家，生产的不同规格产品，价格上有很大差异，数控斜床身车床价格，应在满足控制类型、性能、功能选择的基础上，综合分析性能价格比，选择性能价格比高的数控装置，以便降低成本。

（5）技术服务的选择

在选择符合技术要求的数控装置时，还要考虑到生产厂家的信誉，产品使用说明等文件资料是否齐全，能不能给用户培训编程、操作和维修人员。有无专门的技术服务部门，长期提供零备件和及时的维修服务，以利发挥技术经济效益。

2.进给驱动的选择

（1）优先选用交流伺服电机，因为它与直流电机比较，转子惯量小，动态响应好，输出功率大，转速高，结构简单，成本较低，应用环境不受限制。

（2）通过正确计算加在电机轴上的负载条件来选择合适规格的伺服电机。

（3）进给驱动制造厂家对生产的进给速度控制单元和伺服电机提供系列的成套产品，所以当选好伺服电机之后，由产品说明书选用相应的速度控制单元。

3.主轴驱动的选择

（1）优先选用主流主轴电机，因为它没有像直流主轴电机那样的换向、高转速和大容量的限制，恒功率调速范围大，噪声低，价格便宜。目前国际上已有85%数控机床采用交流主轴驱动。

（2）按下列原则选择主轴电机：

①根据不同的机床计算出切削功率，所选电机应满足这个要求；②根据要求的主轴加减速时间，计算出电机功率不应超过电机的***1大输出功率；③在要求主轴频繁起、制动的场合、必须计算出平均功率，其值不能超过电机连续额定输出功率；④在要求恒表面受到控制的场合，则恒表面速度控制所需的切削功率和加速所需功率两者之和，数控斜床身车床厂家，应在电机能够提供的功率范围之内。

（3）主轴驱动制造厂家对生产的主轴速度控制单元和主轴电机提供系列的成套产品，所以当选好主轴电机之后，由产品说明书选用相应的主轴速度控制单元。

（4）需要主轴作定向控制时，根据机床实际情况，选用位置编码器或磁性传感器来实现主轴定向控制。

4.检测元件的选择

（1）根据数控系统位置控制方案，对机床直线位移采用直接或间接测量，而选用直线型或旋转型检测元件。目前数控机床广泛采用半闭环控制，选用旋转型角度测量元件（旋转变压器、脉冲编码器）

（2）根据数控机床要求检测精度还是速度，选用位置或转速检测元件（测试发电机、脉冲编码器）。一般来说，大型机床以满足速度要求为主，高精度、中小型机床以满足精度为主。选择检测元件其分辨率一般要比加工精度高一个数量级。

（3）目前数控机床***的检测元件是光电脉冲编码器，它根据数控机床的滚珠丝杠螺距、数控系统的***1小移动但闻、指令倍率和检测倍率等来选用相应规格的脉冲编码器。

（4）选择检测元件时，要考虑到数控装置有相应的接口电路。

数控机床技术常用术语

 为了方便读者阅读相关数控资料和国外数控产品的相关手册，在此选择了常用的数控词汇及其英语对应单词，所选用的数控术语主要参考***ISO 2806和中华人民共和国***GB 8129—1987 以及近年新出现的一些数控词汇。

1）计算机数值控制 （Computerized Numerical Cont1rol， CNC） 用计算机控制加工功能，实现数值控制。

      2）轴（Axis）机床的部件可以沿着其作直线移动或回转运动的基准方向。

      3）机床坐标系（ Machine Coordinate Systern ）固定于机床上，以机床零点为基准的笛卡尔坐标系。

      4）机床坐标原点（ Machine Coordinate Origin ）机床坐标系的原点。

      5）工件坐标系（ Workpiece Coordinate System ）固定于工件上的笛卡尔坐标系。

      6）工件坐标原点（ Wrok-piexe Coordinate Origin）工件坐标系原点。

      7）机床零点（ Machine zero ）由机床制造商规定的机床原点。

      8）参考位置（ Reference P1osition ）机床启动用的沿着坐标轴上的一个固***，它可以用机床坐标原点为参考基准。

     9）绝1对尺寸（Absolute Dimension)／绝1对坐标值（Absolute Coordinates）距一坐标系原点的直线距离或角度。

    10）增量尺寸（ Incremental Dimension ) ／增量坐标值（Incremental Coordinates）在一序列点的增量中，各点距前一点的距离或角度值。

    11）***1小输人增量（Least Input Increment） 在加工程序中可以输人的***1小增量单位。

    12）命令增量（Least command Increment）从数值控制装置发出的命令坐标轴移动的***1小增量单位。

    13）插补 （InterPolation）在所需的路径或轮廓线上的两个已知点间根据某一数学函数（例如：直线，圆弧或高阶函数）确定其多个中间点的位置坐标值的运算过程。

   14）直线插补（Llne Interpolation）这是一种插补方式，在此方式中，两点间的插补沿着直线的点群来逼近，沿此直线控制刀具的运动。

    15）圆弧插补（Circula : Interpolation）这是一种插补方式，在此方式中，根据两端点间的插补数字信息，计算出逼近实际圆弧的点群，控制刀具沿这些点运动，加工出圆弧曲线。

    16）顺时针圆弧（Clockwise Arc）刀具参考点围绕轨迹中心，按负角度方向旋转所形成的轨迹．方向旋转所形成的轨迹．

    17）逆时针圆弧（Counterclockwise Arc）刀具参考点围绕轨迹中心，按正角度方向旋转所形成的轨迹。

18）手工零件编程（Manual Part Prograrnmiog）手工进行零件加工程序的编制。

19）计算机零件编程（Cornputer Part prograrnrnlng）用计算机和适当的通用处理程序以及后置处理程序准备零件程序得到加工程序。

20）绝1对编程（Absolute Prograrnming）用表示绝1对尺寸的控制字进行编程。

21）增量编程（Increment programming）用表示增量尺寸的控制字进行编程。

       22）宇符（Character）用于表示一组织或控制数据的一组元素符号。

23）控制字符（Con1trol Character）出现于特定的信息文本中，表示某一控制功能的字符。

       24）地址（Address）一个控制字开始的字符或一组字符，用以辨认其后的数据。

25）程序段格式（Block Format）字、字符和数据在一个程序段中的安排。

26）指令码（Instruction Code) /机器码（Machine Code）计算机指令代码，机器语言，用来表示指令集中的指令的代码。

27）程序号（Program Number）以号码识别加工程序时，在每一程序的前端指1定的编号

       28）程序名（Prograo Name）以名称识别加工程序时，为每一程序指1定的名称。

29）指令方式（Command Mode）指令的工作方式。

30）程序段（Block）程序中为了实现某种操作的一组指令的集合．

       31）零件程序（P art Program）在自动加工中，为了使自动操作有效按某种语言或某种格式书写的顺序指令集。零件程序是写在输人介质上的加工程序，也可以是为计算机准备的输人，经处理后得到加工程序。