数控车床加工十篇

数控车床加工篇1

[关键词]数控车床 车削加工工艺 工艺分析

[中图分类号]G71 [文献标识码]A [文章编号]1672-5158（2013）06-0359-01

数控车床又称为CNC车床，即计算机数字控制车床，是目前国内使用量最大，覆盖面最广的一种数控机床，约占数控机床总数的25%。数控机床是集机械、电气、液压、气动、微电子和信息等多项技术为一体的机电一体化产品。是机械制造设备中具有高精度、高效率、高自动化和高柔性化等优点的工作母机。

数控机床的技术水平高低及其在金属切削加工机床产量和总拥有量的百分比是衡量一个国家国民经济发展和工业制造整体水平的重要标志之一。数控车床是数控机床的主要品种之一，它在数控机床中占有非常重要的位置，几十年来一直受到世界各国的普遍重视并得到了迅速的发展。

数控车削是数控加工中用得最多的加工方法之一。数控车床上能完成内外回转体表面的车削、钻孔、镗孔、铰孔、切槽、车螺纹和攻螺纹等加工操作。制定零件的车削加工顺序一般遵循下列原则：先粗后精、先近后远、内外交叉、基面先行。划分加工工序应遵循保持精度原则和提高生产效率原则。数控车床适合加工的零件类型有：轮廓形状特别复杂或难于控制尺寸的回转体零件、精度要求高的回转体零件、带特殊螺纹的回转体零件。

数控车削加工零件的工艺性分析从以下几个方面人手：零件图的分析（包括零件的尺寸标注方法、几何要素、精度及技术要求的分析），结构工艺性分析以及零件安装方式的选择（力求设计、工艺与编程计算得基准统一，尽量减少装夹次数在一次装夹后完成所有表面的加工）。本文侧重从以下几个方面谈谈数控车床加工工艺的问题：

一、图样分析

零件图分析是制定数控车削工艺的首要任务。主要进行尺寸标注方法分析、轮廓几何要素分析以及精度和技术要求分析。此外还应分析零件结构和加工要求的合理性，选择工艺基准。

1、选择基准

零件图上的尺寸标注方法应适应数控车床的加工特点，以同一基准标注尺寸或直接给出坐标尺寸。这种标注方法既便于编程，又有利于设计基准、工艺基准、测量基准和编程原点的统一。

2、节点坐标计算

在手工编程时，要计算每个节点坐标。在自动编程时要对零件轮廓的所有几何元素进行定义。

3、精度和技术要求分析

对被加工零件的精度和技术进行分析，是零件工艺性分析的重要内容，只有在分析零件尺寸精度和表面粗糙度的基础上，才能正确合理地选择加工方法、装夹方式、刀具及切削用量等。

二、工序工步设计

l、工序划分：

在数控车床上加工零件，常用的工序的划分原则有两种。

（1）保持精度原则。工序一般要求尽可能地集中，粗、精加工通常会在一次装夹中全部完成。为减少热变形和切削力变形对工件的形状、位置精度、尺寸精度和表面粗糙度的影响，则应将粗、精加工分开进行。

（2）提高生产效率原则。为减少换刀次数，节省换刀时间，提高生产效率，应将需要用同一把刀加工的加工部位都完成后，再换另一把刀来加工其他部位，同时应尽量减少空行程。

2、确定加工顺序

制定加工顺序一般遵循下列原则：

（1）先粗后精。按照粗车半精车精车的顺序进行，逐步提高加工精度。

（2）先近后远。离对刀点近的部位先加工，离对刀点远的部位后加工，以便缩短刀具移动距离，减少空行程时间。此外，先近后远车削还有利于保持坯件或半成品的刚性，改善其切削条件。

（3）内外交叉。对既有内表面又有外表面需加工的零件，应先进行内外表面的粗加工，后进行内外表面的精加工。

（4）基面先行。用作精基准的表面应优先加工出来，定位基准的表面越精确，装夹误差越小。

三、刀量具

1、工件的装夹与定位

数控车削加工中尽可能做到一次装夹后能加工出全部或大部分代加工表面，尽量减少装夹次数，以提高加工效率、保证加工精度。对于轴类零件，通常以零件自身的外圆柱面作定位基准；对于套类零件，则以内孔为定位基准。数控车床夹具除了使用通用的三个自动定心卡盘、四爪卡盘、液压、电动及气动夹具外，还有多种通用性较好的专用夹具。实际操作时应合理选择。

2、刀具选择

刀具的使用寿命除与刀具材料相关外，还与刀具的直径有很大的关系。刀具直径越大，能承受的切削用量也越大。所以在零件形状允许的情况下，采用尽可能大的刀具直径是延长刀具寿命，提高生产率的有效措施。数控车削常用的刀具一般分为3类。即尖形车刀、圆弧形车刀和成型车刀。

四、切削用量

数控车削加工中的切削用量包括背吃刀量ap、主轴转速S（或切削速度u）及进给速度F（或进给量f）。

切削用量的选择原则，合理选用切削用量对提高数控车床的加工质量至关重要。确定数控车床的切削用量时一定要根据机床说明书中规定的要求，以及刀具的耐用度去选择，也可结合实际经验采用类比法来确定。一般的选择原则是：粗车时，首先考虑在机床刚度允许的情况下选择尽可能大的背吃刀量ap；其次选择较大的进给量f；最后再根据刀具允许的寿命确定一个合适的切削速度v。增大背吃刀量可减少走刀次数，提高加工效率，增大进给量有利于断屑。精车时，应着重考虑如何保证加工质量，并在此基础上尽量提高加工效率，因此宜选用较小的背吃刀量和进给量，尽可能地提高加工速度。主轴转速s（r/min）可根据切削速度u（mm/min）由公式S=u 1000/πD（D为工件或刀/具直径mm）计算得出，也可以查表或根据实践经验确定。

数控机床作为一种高效率的设备，欲充分发挥其商性能、高精度和高自动化的特点，除了必须掌握机床的性能、特点及操作方法外，还应在编程前进行详细的工艺分析和确定合理的加工工艺，以得到最优的加工方案。

参考文献

[1]陈建环，数控车削编程加工实训[M]，机械工业出版社，2011.04.01

数控车床加工篇2

[关键词]数控车床 稳定性 加工质量 加工工艺

中图分类号：TP273 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）10-0055-01

1 前言

数控车床操作简便、加工精度高，能够按照给定的程序指令加工产品，自动化程度非常高。但是在实际工作中，车床很容易出现加工尺寸精度不稳定的现象，由此造成车间废品率增加、工作效率不高、产品生产周期延长等影响，而稳定性是衡量数控车床加工质量的重要指标，其对车间加工及其重要。对此，笔者在文中对实际生产中数控车床加工不稳定案例分析，并对如何提高车床稳定性措施进行探究。

2 工业数控车床加工尺寸不稳定情况概述

2.1 加工尺寸不准确，时大时小

笔者认为加工尺寸不一致时应从以下几种因素分析：（1）联轴器打滑情况：检查联轴器是否打滑，如有打滑，适当调整为未打滑状态；（2）观看刀架是否完全固定，如没有完全固定，用六角扳手旋转使其完全固定；（3）刀架重复定位精度是否准确，如果不准确应予以清洗；（4）查看伺服电机马盘线是否存在故障，如果存在故障，则用新的马盘线更换；（5）检查电机线及其接头、系统到驱动器的控制线是否存在接触不良的现象，其具体检查方法为：一边运行一边拽动电机线，查看是否有不稳定现象；（6）仔细观察丝杆推销和丝杆是否存在磨损现象，可用百分表来检复定位精度是否在正常范围内；（7）检查丝杆两端轴承是否灵活，可均匀摇动丝杆仔细感觉是否有跳动现象；（8）观察数控车床附近是否存在大功率高频设备，因为这些设备会造成干扰，如果存在则可停止大功率设备再进行加工实验。如果经过上述检查方法发现只要是换刀就会出现此现象，那么则需要重新清洗刀架后再加工，尺寸即可在正常范围内。

2.2 在程序加工中回参考点坐标容易产生误差

数控车床加工出现误差的另一个原因是在程序加工中，回参考点坐标容易产生的误差，究其原因为其与编程原点不在同一点，误差也不尽相同，通常范围为 10 至 30MM。人员通过检查已加工完的零件，一般能够找到偏差的原因：（1）回零开关安装距离太远；（2）回零开关自身存在的故障；（3）回零线路接触不良；（4）伺服电机编码器存在故障；（5）系统回零信号参数没有设置正确等。

2.3 加工螺纹尺寸不易稳定

数控车床在加工螺纹外径时，有时笔者会发现外径尺寸大小不一致，但是并没有乱牙的现象，这时车床主轴转速为 600转 / 分钟、最大进给切削量为 0.6MM、螺距为 4MM，加工尺寸误差小于 20 丝，且螺距无误。究其原因，偏差原因如下：（1）编码器的转速不稳定；（2）编码器线路存在接触不良的现象；（3）联轴器和丝杆间隙过大；（4）反向间隙参数补偿偏多；（5）刀架重复定位精度不稳定；（6）丝杆端部轴承存在串动现象等。

2.4 Z轴加工失步

数控车床加工的过程中很容易出现 Z 轴加工失步的情况，例如在铜件接头的加工过程中，主轴转速为 1600 转 / 分钟、最大进给切削量为 4MM、进给速度为 400MM，尺寸误差小于20MM，则常出现丢布现象。笔者在实际操作发现这种状况只有车床在加工零件时才会发生，因此推断与设备受力有关，那么则应该关注如下因素并解决：（1）步进电机与步进功率不匹配；（2）过载运行；（3）传动松动；（4）步进电机线路接触不良；（5）系统与驱动间的控制线路有接触不良的现象等。

3 工业数控车床加工稳定性关键技术

3.1 合理选用适当的车床

日常生产加工中，车间对数控车床的合理选择是很重要的。对每一台车床都要选择它能够胜任的加工任务，这样才能做到物尽其才的功用，避免了选择其不能够胜任的加工任务，最终对车床造成不能挽回的伤害，也从而避免了对人力资源的浪费。另外，工作人员要对车床定期进行检测与维护，以提高对零件的加工精度（即加工质量）。一般情况下，车间要使用精度不高的车床进行粗加工，精度高的车床用来进行精加工，从而减少不必要的损失。

3.2 车床刀柄的选择应用过程

车间数控车床较普遍使用的刀柄与机床接口分为BT和HSK 两种，BT刀柄常用于低速加工场合，而HSK刀柄常用于高转速场合，通常可达到15000 转/分钟。车床设备中，刀柄与刀具的连接方式也很重要，而且刀具和刀柄的总重量越小，切削效果越好。

3.3 数控车床编程过程

数控车床是高度自动化的系统，与人工作业有所不同，程序代码是它唯一识别的语言，要想让车床按照人工的设计方案加工，必须要先编写好相应的程度代码，然后输入到车床中。好的程序能够缩短车床加工时间，大大地提高了加工效率，加工质量也会相应地提高，所以工作人员在掌握加工流程相关知识时，还应该提高自身编写程序的能力，不断将编好的程序运行，然后发现问题再修改程序，在实践中不断训练，才能够编写出提高加工效率的程序。

4 刀具的准确选择与使用过程

刀具在切削中会受到极其剧烈的摩擦作用，也易受到高温、高压的影响，所以车床对刀具要求具有耐磨性、抗高温、高硬度以及足够的韧性等特点。通常在国内外车床中应用广泛的刀具材料是高速钢、硬质合金钢、陶瓷材料以及超硬材料，其中高速钢和硬质合金钢是常用材料，然而硬质合金在车刀生产中应用普遍。

5 走刀路线的选择

生产车间在确保加工质量的条件下，使用走刀路线最短的加工程序，不仅能够缩短加工时间，提高操作效率，而且能够避免对机床造成过多的性能损耗和配合间的磨损，所以要尽可能地在实际生产中选择走刀路线最短的加工路径，以提高自身生产效率。

6 结语

数控车床是一种高度自动化的加工设备，综合应用到伺服驱动、传感器、精密测量、自动化等专业领域，而电子工业、航空工业加工中也有广泛的应用。日常生产中，影响数控车床加工稳定性因素有很多，进而产生加工误差，影响加工精度。对此，我们需要仔细分析误差原因，找出问题，解决问题，并且找到科学、合理的提高其稳定性的方法，这对于提高整个企业生产效率和经济效益都是十分重要的。

参考文献

数控车床加工篇3

关键词： 数控机床 加工工艺路线 加工程序

与常规工艺路线拟定过程相似，数控加工工艺路线的设计，最初也需要找出零件所有的加工表面并逐一确定各表面的加工方法，其每一步相当于一个工步。然后将所有工步内容按一定原则排列成先后顺序。再确定哪些相邻工步可以划为一个工序，即进行工序的划分。最后将所需的其他工序如常规工序、辅助工序、热处理工序等插入，衔接于数控加工工序序列之中，就得到了要求的工艺路线。数控加工的工艺路线设计与普通机床加工的常规工艺路线拟定的区别主要在于它仅是几道数控加工工艺过程的概括，而不是指从毛坯到成品的整个工艺过程，由于数控加工工序一般均穿插于零件加工的整个工艺过程之中，因此在工艺路线设计中，一定要兼顾常规工序的安排，使之与整个工艺过程协调吻合。在数控机床加工过程中，由于加工对象复杂多样，特点是轮廓曲线的形状和位置千变万化，加上材料不同、批量不同等多方面的因素的影响，在对具体零件制定加工方案时，应该进行具体分析和区别对待，灵活处理。只有这样，才能使制定的加工方案合理，从而达到质量优、效率高和成本低的目的。

在对加工工艺进行认真和仔细的分析后，制定加工方案的一般原则为先粗后精，先近后远，先内后外，程序段最少，走刀路线最短。由于生产规模的差异，对于同一零件的加工方案是有所不同的，应根据具体条件，选择经济、合理的工艺方案。

一、工序的划分

在数控机床上加工的零件，一般按工序集中原则划分工序。划分方法如下。

1.按安装次数划分工序。以一次安装完成的那一部分工艺过程为一道工序。该方法一般适合加工内容不多的工件，加工完毕就能达到待检状态。

2.按所用刀具划分工序。以同一把刀具完成的那一部分工艺过程为一道工序。这种方法适用于工件的待加工表面较多，机床连续工作时间过长，加工程序的编制和检查难度较大等情况。在专用数控机床和加工中心上常用这种方法。

3.按粗、精加工划分工序。考虑工件的加工精度要求、刚度和变形等因素来划分工序时，可按粗、精加工分开的原则来划分工序，即以粗加工中完成的那部分工艺过程为一道工序，精加工中完成的那部分工艺过程为另一道工序。一般来说，在一次安装中不允许将工件的某一表面粗精不分地加工至精度要求后再加工工件的其他表面。

4.按加工部位划分工序。以完成相同型面的那一部分工艺过程为一道工序。有些零件加工表面多而复杂，构成零件轮廓的表面结构差异较大，可按其结构特点（如内型、外形、曲面或平面等）划分成多道工序。综上所述，在划分工序时，一定要视零件的结构与工艺性、机床的功能、零件数控加工内容的多少、安装次数、生产组织等实际情况灵活掌握。

二、加工顺序的安排

加工顺序安排得合理与否，将直接影响到零件的加工质量、生产率的高低和加工成本的多少。应遵循下列原则。

1.尽量使工件的装夹次数、工作台转动次数、刀具更换次数及所有空行程时间减至最少，提高加工精度和生产率。

2.先内后外原则，即先进行内型内腔加工，后进行外形加工。

3.为了及时发现毛坯的内在缺陷，精度要求较高的主要表面的粗加工一般应安排在次要表面粗加工之前；大表面加工时，因内应力和热变形对工件影响较大，一般也需先加工。

4.在同―次安装中进行的多个工步，应先安排对工件刚性破坏较小的工步。

5.为了提高机床的使用效率，在保证加工质量的前提下，可将粗加工和半精加工合为一道工序。

6.加工中容易损伤的表面（如螺纹等），应放在加工路线的后面。

这里所说的普通工序是指常规的加工工序、热处理工序和检验等辅助工序。数控工序前后一般都穿插其他普通工序，若衔接不好就容易产生矛盾。较好的解决办法是建立工序间的相互状态联系，在工艺文件中做到互审会签。例如是否预留加工余量，留多少、定位基准的要求、零件的热处理等，这些问题都需要前后衔接，统筹兼顾。

三、加工路线的确定

在数控加工中，刀具（严格说是刀位点）相对于工件的运动轨迹和方向称为加工路线，即刀具从对刀点开始运动起，直至结束加工程序所经过的路径，包括切削加工的路径及刀具引入、返回等非切削空行程。影响走刀路线的因素很多，有工艺方法、工艺材料及其状态、加工精度及表面粗糙度要求、工件刚度、加工余量、刀具刚度、耐用度及状态、机床类型与性能等。加工路线的确定首先必须保证被加工零件的尺寸精度和表面质量，其次考虑数值计算简单，走刀路线尽量短，效率较高，等等。

四、车螺纹时轴向进给距离的分析

车螺纹时，刀具沿螺纹方向的进给应与工件主轴旋转保持严格的速比关系。考虑到刀具从停止状态到达指定的进给速度或从指定的进给速度降至零，驱动系统必有一个过渡过程，沿轴向进给的加工路线长度，除保证加工螺纹长度外，还应增加R1（2―5mm）的刀具引入距离和R2（1―2mm）的刀具切出距离，这样保证切削螺纹时，在升速完成后使刀具接触工件，刀具离开工件后再降速。

五、锥法切削路线车圆弧

为车圆弧的车锥法切削路线，即先车一个圆锥，再车圆弧。但要注意车锥时的起点和终点的确定，若确定不好，则可能损坏圆锥表面，也可能将余量留得过大。

六、结语

理想的加工程序不仅应保证加工出符合图样的合格工件，而且应使数控机床的功能得到合理的应用和充分的发挥。数控机床是一种高效率的自动化设备，它的效率比普通机床高2―3倍，所以，要充分发挥数控机床的这一特点，必须熟练掌握其性能、特点、使用操作方法，同时还必须在编程之间正确地确定加工方案。

参考文献：

［1］数控加工工艺及编程.上海交通大学出版社，2006.

［2］数控加工基础教程.电子工业出版社，2000.

数控车床加工篇4

关键词 数控车床 梯形螺纹 换刀精车

中图分类号：TG659 文献标识码：A

目前数控机床从业人员普遍认为数控车床只能加工三角螺纹和小螺距螺纹，对于较大螺距的梯形螺纹也只能进行粗加工和半精加工。因为数控加工梯形螺纹过程中，刀具磨损或者强度不够而损坏时无法保证零件的尺寸精度和图纸要求需更换刀具，而数控车床在螺纹加工过程中刀具位置发生变化螺纹起点也发生变化，所以不能用来精加工。

1梯形螺纹加工时换刀具螺纹不乱纹的必要条件

无论是应用普通车床还是数控车床进行螺纹梯形螺纹车削，都要满足以下两个条件进行切削加工：

（1）螺纹的车削加工时，螺纹的螺旋线按照车床主轴旋转一周，刀具纵向移动一个螺距或者导程的规律进行螺纹加工。

（2）更换螺纹刀具后，在刀具刀位点统一的前提下，每次车削与粗车时起点一致就不会产生乱纹现象。

2数控车床车削螺纹的加工原理

数控车床进给系统和普通车床进给最大的区别是，主、进给传动分离。数控车床的主传动与进给采用了各自独立的伺服电机，使传动链变得简单，可靠，同时各电机即可单独运动也可实现多轴联动。所以，数控车床车削螺纹时，溜板箱上的纵向丝杠和螺母是由该轴的伺服电机直接进行驱动的。传动过程如下：主轴主轴脉冲发生器数控系统；电机（或带有机械接口――纵向长丝杆、螺母）滑板箱刀架。

通过其传动途径可以看出，数控车床车削螺纹时，不是像普车那样通过主轴到溜板箱一系列传动链所控制，而是由数控系统驱动电机进行控制的。设计者为了保证数控车床在车削螺纹时有固定的起刀点和退刀点在主轴上安装了光电脉冲编码器，从而保证数控车削螺纹时通过与数控系统协调工作，使其能够准确实现刀具运动要求。原因是，光电编码器的电压是由数控系统提供的，当与数控车床主轴同步转动的中心旋转一周时，光电编码器可发出两路或者多路脉冲信号：一路是一个脉冲数所表示的定位脉冲，用来控制螺纹车削时的起刀点，保证了螺纹加工过程不会乱纹；另一路是与定位脉冲信号相同的螺纹加工时的纵向进给脉冲信号，即主轴每旋转一周时发出数控所要求的脉冲信号，用来控制所加工螺纹的螺距或者导程的大小。正因为如此，数控车床车加工螺纹是根据机床主轴每旋转一周，刀具纵向移动一个螺距或者导程的规律而加工出来的。所以每一把成型的螺纹刀具只要刀位点一致就不会出现乱纹现象。

3数控车床的换刀原理

首先根据加工工艺我们为了便于控制每一把数控车刀在加工时的先后顺序、位移、起始位置及规定路线，须在加工前进行对刀，从而建立工件坐标系，使每一把刀具刀位点通过系统补偿都能重合在工件坐标系的原点。进而可以得出，每一把成型的梯形螺纹刀具在刀具刀位点统一的前提下，每次车削螺纹的起刀点一致，所以精加工梯形螺纹而不会出现乱纹。

4梯形螺纹车削时主轴转速的选择

在数控车床上车削梯形螺纹零件时、采用高速车削不能很好的控制和保证零件的表面粗糙度，不能够满足零件图纸要求，低速车削生产效率较低，提高加工成本，而加工过程中从高速直接变为低速时则会使梯形螺纹产生乱纹现象。为避免这一现象发生，变速车削时的乱纹问题可以通过简单方法解决，粗车梯形螺纹时首先采用高转速进行车削，在用转速来精车修光。从而，既保证了梯形螺纹的尺寸精度和表面粗糙度又提高了生产效率。

5梯形螺纹车削时常用进刀方法分析

直进法：螺纹车刀X轴方向间歇车削至螺纹底径。此方法切削梯形螺纹时，螺纹车刀的三面切削刃都进行车削，加工中容易导致排屑困难，切削热和切削力增加，刀尖磨损严重。当进给量过大时容易产生“扎刀”现象。该方法可以使用螺纹车削固定循环指令G92实现，显然这种方法是不可取的。

斜进法：螺纹车刀沿牙型角方向斜向间歇车削至螺纹底径。应用此方法车削梯形螺纹时。螺纹车刀的三面切削刃只有一个侧切削刃进行车削，排屑较为顺畅，刀尖的受热和受力情况得到改善，车削时不易产生扎刀现象。该方法可以使用螺纹车削复合循环指令G76来实现。相对于直接进刀法，此方法是可取的。

综上所述：梯形螺纹等大螺距、导程的零件加工根据加工工艺应采用斜进法的G76指令进行车削加工。

6加工梯形螺纹时存在问题

数控车床加工篇5

本文就我们的数控车床在用户实际使用过程中细长轴加工解决震刀既保证用户精度要求方面的车削工艺进行探讨。

关键词 细长轴；工件；数控车床；刀具选择

中图分类号TH18 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2012）69-0101-02

普及型数控车床作为当前较为广泛使用的加工设备，其具有加工性能稳定、精度高、自动化程度高的特点，其在加工过程中完全由数控系统程序控制，大大降低了劳动强度且具有零件加工的一致性好、稳定性高等特点。由于具备此特点，所以当前倍受广大的客户所青睐，其最终也必将取代普通车床和经济型数控车床。

但是细长轴、薄壁套一直是机械加工中的难题，其加工的工艺性之差多年来始终困扰着机加行业，有些长径比达到1:30。此类轴刚性极差，在加工过程中容易产生震动和弯曲，车削时经常出现翘曲、锥度过大、凸肚、螺纹节等现象，使工件不能获得预期的精度和表面粗糙度而报废。在国内一般都采用普通车床配置跟刀架、白钢手磨大前角车刀及低速加工完成，但是效率较低而且加工质量不稳定。

此次客户购买我厂的HTC3297机床加工此类零件，但是没有数控及细长轴加工经验由我厂组织进行攻关调试零件加工。现场为了解决加工过程中震刀及保证共建精度问题，我们主要从切削力、刀具并根据刀具的特点选择相应的切削方法等方面入手，调研了国内其他企业的加工情况但是不容乐观。

1 顶紧力考虑

我们首先从顶紧力入手，防止工件因顶紧力过大造成的工件静态弯曲，多数普及型卧式数控车床配置的液压尾座均有套筒锁紧功能，在加工细长轴时因为顶尖顶紧工件后，顶尖外锥面与工件中心孔内锥面接触较好，套筒锁紧会造成尾座套筒在锁紧机构的作用下停止了轴向微量位移，在车削过程中由于切削力和受热膨胀而引起的工件变形造成尾座芯不能相应退回而得不到补偿，进而会引起工件的顶尖孔与顶尖面接触不良导致严重的加工振动；经过多次试验我们决定取消应在加工过程中取消套筒锁紧功能，经调试我们把压力控制在0.5bar，转速1800r/min比较稳定。

但是使用普通涂层刀具、手磨刀具进行试验，在离尾座100mm左右发生抖动，而无法继续加工完成零件。

2 刀具的改进

在传统的普通车床上加工细长轴时，一般都采用跟刀架及手磨刃白钢刀，但是跟刀是手动结构，在车削一段长度后工人让调整跟刀架车削外圆，而且普通车床的转速较低，以致造成了车削的效率低下无法满足大批量的加工；但是数控车配置普通涂层刀片使用刀尖切削此类工件，在高速状态下加工，工件发生抖动无法进刀加工工件，尤其长径比大于1：15以上的轴类零件。

而这次刀具的改进，为了保存跟刀架及手磨刀片的优势，我们把刀尖的中心高垫高2mm，使用刀片的切削刃加工，靠刀具的后刀面压住工件，防止工件在受力和高速状态下抖动，以达到跟刀架的效果。其次，我们把刀具的前角按常用的手磨刀片处理，前角达到15°，切削刃不再涂层以增加刀片的切割性能，使切削零件受力在满足性能情况下减到最小。

简单改装后结构图如下：

3实验

要求及准备：

1）数控机床：HTC3297；

2）工件装夹方式：标准三爪自定心卡盘、液压尾座；

3）工件尺寸：?25*600；

4）长径比：1:24；

5）工件加工后中间允许跳动：0.05mm；

6）粗糙度：Ra3.2；

7）加工节拍：140秒/件（含辅助时间）；

8）工件材质：45#；调质回火硬度HB280；

9）毛坯准备：打两端中心孔并套车卡持端30mm。

4工艺参数

1） 工件加工分粗、精二次；粗加工主轴转数1800rpm；进给量0.4mm/r；精加工主轴转数1700rpm；进给量0.2mm/r；

2）液压尾座压力：0.5bar。

5 实际加工结果

1）加工节拍：120秒/件；

2）粗糙度：Ra3.2；且无震纹；

3）工件加工后中间允许跳动：0.03mm。

6结论

经过我厂的攻关，在机床的顶紧力及刀具上做一些改进后满足了用户对零件的要求；并通过此次在客户的实际加工情况证明卧式数控车床加工细长轴类零件已不是难题，且取得了非常好的效果；充分发挥出了数控机床的高精度、高可靠性、高效率及一致性的特点，并为今后同类零件的加工提供了依据和基础。

参考文献

数控车床加工篇6

【关键词】梯形螺纹 数控车床 参数 编程

一、梯形螺纹零件分析

（一）外螺纹参数计算

（二）内螺纹参数计算

二、梯形螺纹数控加工工艺分析

（一）机床选择

本次梯形螺纹零件数控加工选取普通4工位数控车床，车床加工控制系统为KND-100T。

（二）刀具选择

本次梯形螺纹构件加工为高速钢低速切削工艺，出于零件尺寸与表面粗糙度以及加工流程控制的考虑，本次加工针对内外螺纹加工的刀具选择标准如下：外螺纹加工刀具刃磨角度按3°～5°±Ψ处理；内螺纹加工刀具刃磨参照外螺纹进行；车刀前端横刃宽度尺寸小于螺纹牙槽底部宽度尺寸。因此本次加工刀头横刃宽度可设置在0.8mm～1.2mm水平范围，小于螺纹牙槽底宽1.926mm。

（三）切削方法选择

本次梯形螺纹构件加工使用分层车削法，整个切削流程较为稳定流畅，十分适用于该零件螺纹距尺寸较大、零件材料偏硬的条件。切削过程中的走刀流程为：该零件Tr32×6-7e螺纹牙槽深3.5mm，按照整体结构特征划分为4个层次安排车削，单层先直进切削到达预设深度，然后转为左右赶刀切削，单层螺纹切削预留0.2mm～0.4mm的精加工裕度。在完成零件整体加工后，使用左右光刀切削方法将预留部分精加工去除，保证梯形螺纹尺寸与表面粗糙度加工要求。

（四）切削参数选择

本次梯形螺纹构件加工，针对粗加工与精加工设置不同的车床切削转速，其中粗加工转速为50～200r/min，精加工主轴转速为20～5Or/min，相应的加工给进量根据螺距而设定。同时，根据高速钢低速切削的需求，两种切削目的需要的吃刀深度也不相同，粗加工吃刀深度0.41mm，而精加工则为0.02mm～0.2mm。木文采用刀头横刃宽度1mm。

三、梯形螺纹加工程序编制

（一）梯形螺纹加工外螺纹加工程序

四、梯形螺纹检测

本次梯形螺纹构件加工质量控制主要包括大径、中径、小径尺寸和表面质量检测等内容，相应检测工具与标准如下：

（一）梯形螺纹构件大径通过游标卡尺、千分尺进行测量。

（二）梯形螺纹构件底径通过加工程序控制牙型高度，从而决定底径尺寸。

（三）梯形螺纹构件中径通过单双针测量法，量针直径为3.1mm；根据中径测量偏差俗迹测量结果在32.109mm～32.761mm之间为合格。

（四）梯形螺纹构件螺纹螺距通过螺纹规进行测量；

（五）结合零件加工表面粗糙度要求，对零件整体进行检测，重点为牙顶、牙底、两牙侧面等部位。

（六）内梯形螺纹检测主要通过综合测量来判定加工质量。

五、结语

综上所述，上述梯形螺纹零件加工检测结果表明，该加工流程是科学可行的，对于零件精确度与表面粗糙度的测量结果均达到了零件要求。该方法能够有效拓展到其他类型的零件加工中去，只需要根据相应的零件参数分析结果对编程进行调整，选择具体的车削动作组合，即可完成其他类型零件的加工。

【参考文献】

[1]杨志丰，宣萍.数控车床加工梯形螺纹[J].中国新技术新产品，2013（04）：156-157.

[2]武新卫.利用子程序在数控车床上加工梯形螺纹[J].河南科技，2013（17）：112，117.

数控车床加工篇7

关键词：加工工艺路线；程序编制；数控车床

在数控车削中，整个加工过程是数控车床按照编制程序的指令自动加工，一个完整的程序指令贯穿整个零件的加工。但由于编程者的实践经验不同其加工方法也各不相同，编制的加工程序存在不同的差异，最终其生产效率差别也比较大，因此编制合理的加工程序在实际生产加工中显得尤为重要。作为数控教师在数控车加工程序编制课程的教学中，我们不难发现学生所编制的加工程序在确定加工工艺和G指令的选择上过于理想化，从而使加工结果的粗糙度和精度一般情况下很难保证。加工粗糙度和精度不理想，除刀具、机床本身的问题以外，还要合理使用加工工艺、走刀路径、G指令、刀具选择、主轴转速、进给量等参数，。

1.分析加工工艺路线

看到一个加工工件图时，首先要确定整个加工工艺路线，确定工艺路线要注意以下几个方面：

1.1保证装夹，安全加工

如图上面工件图，毛坯长95mm，学生一看到这个图样总觉得无从下手，如果没认真考虑的话，学生往往会考虑先车削右后左，具体车到什么位置调头，没有太多的想法，就这个图而言在此可以先把右端粗车到φ40的圆柱位置并留1mm的余量，再精车，然后调头装夹φ40粗车左端，再进行精车。这样就保证了工件的装夹，又能安全加工。

1.2先粗后精，精车不换刀

在车削加工中，应先安排粗加工工序。在较短的时间内，将加工的毛坯余量去掉，以提高生产效率。同时也满足了精加工的余量均匀要求，以保证精加工的质量。在数控车床的精加工工序中，最后一刀的精车加工最好一次连续加工整个工件外圆轮廓，尽量不要在连续的轮廓中切入切出或换刀及停顿，避免接刀痕迹。如上图中大多数学生考虑的是G73尖刀粗精加工整个工件外圆轮廓，加工效率低刀具磨损快，选择用G71先粗车，再用精车刀精车φ20×10、R20，然后用G73精车刀精车锥度和R10，这样能保持整个圆轮廓的精度和粗糙度，而且也可以提高整个加工的车削效率。

1.3先近后远，提高效率

一般情况下，在数车加工中通常安排离起刀点近的部位先加工，离起刀点远的部位后加工，避免走空刀，可以提高整个加工的工作效率。

1.4先内后外，减少受力

有内外配合的工件，首先要加工内孔，因为内孔加工受力比较大，所以要在保证内孔配合精度后再进行加工外圆表面。

1.5避免干涉，保证精度

制订工艺路线时还要考虑每个加工工位的先后顺序，考虑加工时刀具是否产生干涉，造成加工干涉的原因通常是由于刀具拐角没有考虑周到，在在整个加工过程中避免产生干涉才能更好地保证精度。

2.分析零件图，准确计算坐标

分析零件图是编程的首要工作，直接影响程序的编制及加工结果。在讲到分析零件图样准确计算各接点坐标时，可根据一个零件图分析加工轮廓的几何条件对图样上不清楚尺寸及封闭的尺寸链进行处理；分析零件图样上的尺寸公差及形状和位置公差要求，确定控制其尺寸精度的加工工艺，如粗、精车刀具的选择及切削用量、转速的确定等；分析形状和位置公差要求，根据形位公差要求；考虑编程前的技术处理关方案；分析零件的表面粗糙度要求，材料与热处理要求，毛坯的要求，件数的要求对工序、走刀路线作出合理的安排；根据图纸准确计算各个接点坐标，对于曲面接点，为了能更准确地找到坐标也可以通过绘图软件计算并且保留三位小数。

3.确定走刀路线，减少空走行程

确定走刀路线的工作是加工程序编制的重点，由于精加工切削程序走刀路线基本上都是沿其零件轮廓顺序进行的，因此主要内容是确定粗加工及空行程的走刀路线。走刀路线泛指刀具从对刀点开始运动起，直到返回该点并结束加工程序所经过的路径。包括切削加工的路径及刀具引入、切出等非切削空行程。使走刀路线最短可以节省整个加工过程的执行时间，还能减少一些不必要的刀具消耗及机床进给机构滑动部件的磨损。

4.合理调用G指令，使程序简短化

按照每个单独的几何要素（即直线、斜线和圆弧等）分别编制出相应的加工程序，其构成加工程序的各条程序即程序段。在加工程序的编制工作中，总是希望以最少的程序段数即可实现对零件的加工，以使程序简洁，减少出错的几率及提高编程工作的效率。

由于数控车床装置普遍具有直线和圆弧插补运算的功能，除了非圆弧曲线外，程序段数可以由构成零件的几何要素及由工艺路线确定的各条程序得到，这时应考虑使程序段最少原则。选择合理的G命令，可以使程序段减少，但也要兼顾走刀路线最短。如上图中的零件，如果毛坯均为棒料，可以用直线插补命令G01进行编程，也可以用内外圆循环命令G90进行编程，还可以用复合循环命令G71进行编程，都可以加工该工件。用G01命令确定的走刀路线，与用G90命令确定路线相同，但用G01时编程复杂，程序段较多，常用于精加工程序中。用G71式加工路线，首先走内外圆循环进给路线，最后两刀走轮廓的得等距线和最终轮廓线，走刀路线不是很长，且切削量相同，切削力均匀，与G70命令精车综合运用还可以使程序简短，编程时常用。所以在编程中要灵活应用，选用合理的G命令进行编写程序，会使程序简短化。

对于非曲线轨迹的加工，所需主程序段数要在保证其加工精度的条件下，进行计算后才能得知时。这，一条非圆曲线应按逼近原理划分成若干个主程序段 （大多为直线或圆弧），当能满足其精度要求时，所划分的若干个主程序的段数应为最少。这样，不但可以大大减少计算的工作量，而且还能减少输入的时间及内存容量的占有数。

在编制较复杂轮廓的加工程序时，为使其计算过程尽量简化，既不易出错，又便于校核，编程者有时将每一刀加工完后的刀具终点通过执行“回零”指令（即返回对刀点），使其全返回对刀点位置，然后在执行后续程序。这样会增加走刀距离，降低生产效率。因此，在合理安排“回零”路线时，应使其前一刀终点与后一刀起点间的距离尽量减短，或者为零，即满足走刀路线最短的要求。

合理使用子程序简化程序，如图中工件有3个相同的切槽，编程时可把切槽编成一个子程序，切槽时调用子程序即可完成切槽切削，大大简化了程序。

5.合理选择切削用量

数控车削中的切削用量是表示机床主体的主运动和进给运动大小的重要参数，包括切削深度、主轴转速、进给速度。它们的选择与普车所要求的基本对应一致，但数控车床加工的零件往往较复杂，切削用量按一定的原则初定后，还应结合零件实际加工情况随时进行调整，调整方法是利用数控车床的操作面板上各种倍率开关，随时进行调整，来实现切削用量的合理配置，这对操作者来说应该具有一定的实际生产加工经验。

6.编程中细节问题处理

6.1注意G04的合理使用

G04为暂停指令，其作用是刀具在一个指令的时间内暂停止加工。该指令由于不做实际的切削运动，常常被忽略。但它在对于保证加工精度及在切槽、钻孔改变运动等方面都有很好的好处，常用于以下几种情况：

（1）切槽、钻孔时为了保证槽底、孔底的的尺寸及粗糙度应设置G04命令。

（2）当运行方向改变较大时，应在该改变运行方向指令间设置G04命令。

（3）当运行速度变化很大时应在其运行指令改变时设置 G04命令。

（4）利用G04进行断削处理，根据粗加工的切削要求，可对以连续运动轨迹进行分段加工安排，每相邻加工段中间用G04指令将其隔开。加工时，刀具每进给一段后，即安排所设定较短的延时时间（0.5秒）实施暂停，紧接着在进给一段，直至加工结束。其分段数的多少，视断削要求而定，当断削不够理想时，要增加分段数。

6.2编程时常取零件要求尺寸的中值作为编程尺寸依据。如果遇到比机床所规定的最小编程单位还要小的数值时，应尽量向其最大实体尺寸靠拢并圆整。如果图纸尺寸为φ 则编程时写X80，其偏差值可用刀补来控制。

6.3编程时尽量符合各点重合的原则。也就是说，程序的原点、设计的基准、对刀点的位置尽量重合起来，这样可以减少由于基准不重合所带来的加工误差。在很多情况下，若图样上的尺寸基准与编程所需要的尺寸基准不一致，故应首先将图样上的各个基准尺寸换算为编程坐标系中的尺寸。当需要掌握控制某些重要尺寸的允许变动量时，还要通过尺寸链解算才能得到，然后才可进行下一步编程工作。

6.4巧利用切断刀倒角。对切断面带一倒角的零件，在批量车削加工中比较普遍，为了便于切断并避免掉头倒角，可巧利用切断刀同时完成车倒角和切断两个工序，效果较好。同时切刀有两个刀尖，在编程中要注意使用哪个刀尖及刀宽问题，防止对刀加工时出错。

6.5合理选择G01切槽。通常G75切槽时，槽底粗糙度较大，合理选择G01切槽可以降低槽底粗糙度。

6.6合理调用刀补指令。合理调用刀补指令可以防止漏切，如圆弧、锥面的切削，由于刀具存在实际刀尖圆弧，由于编程是以假想刀尖点编程的，因此在切削工件的圆弧、锥面时往往存在漏切，为防止漏切必须加刀尖圆弧半径补偿。

数控车床加工篇8

[关键词] 圆锥轴配套件 间隙 数控车削加工

1.前言

由于我们学校经济条件限制，机加工实训设备不充足，学生用数控车削加工实训机会相对较少，加工配套件经常出现间隙误差不符合图样要求的现象。如图1－1所示。

产生间隙误差因素很多，主要是因为车刀的刚性不好或者是排屑困难以及观察尺寸、测量尺寸不准确等原因造成位置精度有误差从而出现间隙误差，如图1－1左端面对、、SR10孔等轴线垂直度有公差，很多学生在实训过程中经常出现有这种间隙误差。如果我对这个加工技术不解决好，会直接影响到我校学生机加工实训效果。

下面介绍我是如何用数控车床进行车削加工配套件和调整配套件的间隙。

2.难度分析

(1)从图1-1可见1件和2件配合间隙要求0.02mm，要求同轴度公差为0.01mm。刀柄刚性差，孔深达35mm，加工过程会有可能引起振动出现配合间隙误差。

(2)排屑和冷却困难引起加工误差，有可能引起配合间隙误差。

(3)观察、测量困难，因为是内孔，量具进出位置不准确，也有可能引起读数误差，使配套件有间隙误差。

3.解决问题法

(1)刀具材料要用硬质合金，且做成整体式，如图1-2所示，

车刀安装时刀尖必须对准工件的旋转中心。车刀主偏角（kr大于90°）要求（Kr＝92－95°），刀尖在杆的最前端，刀尖到刀杆外端距离a小于孔半径R=10mm，尽量增加刀杆的截面积。采用负刃倾角，使切屑从孔排出，切削用量应比车外圆时时低。

(2)冷却液和排屑问题，选用纯碱，皂粉3：1（4斤）加水80斤混合稀释而成，该切削液主要特点是令切屑顺利排出，散热效果好，使加工表面光洁。

(3)测量时要用深度千分尺读准深度尺寸，用内百分表测孔的实际尺寸。

4.实际操作（广州数控车床980系统）

4.1加工带圆锥面配套件轴(2)件

4.1.1车削顺序

①用三爪自定心卡盘夹持坯料外圆伸出长度不超过40mm。

②车端面至尺寸，保证长度留1mm余量。

③调头、车端面、车SR10、车圆锥面截总长至尺寸。

4.1.2加工程序

车右端面、车SR10、，车圆锥面的程序如下：

其余的程序，略写………

4.3修正配套件间隙第一种方法――修正Z向的坐标间隙

(1)车削配合轴②件时，对刀时候按实测值对刀。

(2)将孔清洁干净，利用塞尺同轴配合检查间隙误差，如图1―3所示

例如：用塞尺实测配套件间隙量L＝0.84mm，图样允许间隙量是0.02mm，误差间隙量：

L＝0.84mm－0.02mm＝0.82mm

在GSK980的LCD／MDI面板上操作：

（A）把方式选择于MDI的位置（录入方式）。

（B）按[位置]键。

（C）按[翻页]按钮后，LCD显示现在位置绝对坐标为：X＝20 Z＝150

这时候要记住现在位置绝对坐标是Z=150件的间隙误差量L＝0.82mm。

在GXK980的LCD／MDI面板上操作：

（A）按程序键。

（B）按[翻页]按钮，选择在左上方显示有‘程序段值’的画面。

（C）键入Z150.82

（D）按1N键。Z150.82输入后被显示出来。新的位置绝对坐标为：X＝20 Z＝150.82

(3)以新的位置绝对坐标再精车内孔一次，然后用塞尺检查间隙，使到符合图样间隙0.02mm，同时也要保证接触面积达70%。

4.4修正配套件间隙第二种方法――修正X向的坐标间隙

(1)车削配合轴②件时，对刀时候按实测值对刀。

(2)将孔清洁干净，利用塞尺同轴配合检查间隙误差，如图1―3所示

例如：用塞尺实测配套件间隙量L＝1.36mm图样允许间隙量是0.02mm，根据锥度1：5和实测间隙量L＝1.36mm,用直角三角形函数关系式进行计算，误差间隙L＝锥度×实测间隙量。

L＝1/5×1.36mm＝0.272mm

在GSK980的LCD／MDI面板上操作：

（A）把方式选择于MDI的位置（录入方式）。

（B）按[位置]键。

（C）按[翻页]按钮后，LCD显示现在位置绝对坐标为：X＝20 Z＝150

在GXK980的LCD／MDI面板上操作：

（A）按程序键。

（B）按[翻页]按钮，选择在左上方显示有‘程序段值’的画面。

（C）键入X19.728

（D）按1N键。X19.728输入后被显示出来。新的位置绝对坐标为： X＝19.728 Z＝150

(3)以新的位置绝对坐标再精车内孔一次，然后用塞尺检查间隙，使到符合图样间隙0.02mm，同时也要保证接触面积达70%。

5.结束语

通过加工圆锥轴配套件的过程表明，合理选用刀具和加工工艺，即使配套件间隙再小到0.01mm，也能在加工技术上有所突破，可以加工出能符合图样要求的配套件。

参考文献：

[1] 张英芝.数控车床故障分布规律及可靠性[J].农业机械学报.2010(01) .

数控车床加工篇9

【关键词】车削加工 数控车床 普通车床 合理选用

【中图分类号】G【文献标识码】A

【文章编号】0450-9889（2013）05C-0190-03

在实际车削加工生产中，会遇到各种各样的零件，根据不同类型的零件合理选用车床类型，能做到既提高功效，又降低生产成本。

目前，我国企业机械零件车削加工所采用的车床有普通车床、数控车床及车削中心。普通车床是传统的手动操作，操作工人的劳动强度较大。但普通车床刚性好，承受的切削扭矩大，适用于不规则毛坯及大余量零件的粗车以及单件小批量零件的车削加工。数控车床或车削中心是一种高精度、高效率的自动化机床。它具有广泛的加工艺性能，加工精度高，产品质量稳定，且自动化程度极高，可减轻工人的体力劳动强度，大大提高了生产效率，并且可以完成普通机床难以完成的复杂曲面的零件加工，尤其车削中心可对付含车、铣、钻多工种加工的大型零件，因而数控机床在机械制造业中的地位愈来愈显得重要。但是数控车床造价比普通车床高，而刚性比普通车床刚性要差些，承受的加工扭矩、抗冲击性比普通车床小，所以，应根据加工对象选用车床。如果不假思索地随意选用车床，可能出现加工出的零件精度达不到图样要求、生产效率过低，或者浪费设备资源，或者缩短精密车床寿命等现象。

选择车床类别时应根据零件结构、工艺特征及数量等要素选择来选择。

一、根据零件结构选择车床类别

零件结构指零件各组成加工表面轮廓的要素。如轴类零件有结构简单和复杂之分，有外圆、端面组成的圆柱销（或光轴），有圆柱面、端面组成的圆锥销，有多圆柱面组成的台阶轴，这些结构较简单的轴承为简单轴类零件；由外圆柱面、圆锥面、沟槽、螺纹、特形面、内孔、径向孔等组合而成的轴承为复杂轴类零件。套类零件同样也有简单套类零件和复杂套类零件之分。

（一）对于结构简单的零件。结构简单且精度较容易控制的零件，如粗车图1所示零件，精度要求不高，从缩短切削基本时间方面考虑，基本时间计算如下：

车削基本时间为tj■×■，式中tj为基本时间（min），l为刀具行程长度（mm），n为工件转速（r/min），f为进给量（mm/r），z为工序余量（mm），？琢p为背吃刀量（mm）。其中，■为加工该表面的走刀次数，设为N，取整数。

若选用普通车床加工，转速n选取1000 r/min，进给量f选取0.5 mm/r，背吃刀量？琢p取4 mm，那么左、中、右三处外圆表面的走刀次数由z/？琢p计算并取整后N分别为2、1、2，起切点离端面2 mm。计算基本时间如下：

tj左■×2=0.068（min）

tj中■×1=0.07（min）

tj右■×2=0.408（min）

总基本时间为tj=0.068+0.07+0.408=0.546（min）

若选用数控车床加工，选用不重磨车刀，由于数控车床刚性差些，转速n选取1500 r/min，进给量f选取0.3 mm/r，背吃刀量？琢p取3 mm，左、右两端的外圆表面需各粗车两刀，半精车一刀，中间的外圆表面粗车两刀，半精车一刀。所以左、中、右三处外圆表面的走刀次数N分别为3、2、3。计算基本时间如下：

tj左■×3=0.113（min）

tj中■×2=0.156（min）

tj右■×3=0.68（min）

总基本时间为tj=0.113+0.156+0.68=0.815（min）

由此可见，粗加工结构简单且余量大的零件时，普通车床所用基本时间比在数控车床所用基本时间少，损耗功率就少。虽然数控车床所用的辅助时间比普通车床所用的辅助时间要少些，但车床折旧成本考虑，数控车床的成本远高于普通车床的成本，所以，从经济效益的角度考虑，选择普通车床更合理。

（二）对于结构复杂的零件。由多种表面构成形状较复杂的零件，如图2所示零件的车削，若采用普通车床来加工，圆弧、圆锥、螺纹等表面的加工率就比较低，且普通车削所加工的螺纹的种类相当有限，而数控车床不但能加工任何等距的直螺纹、锥螺纹和端面螺纹，还能车削变螺距的螺纹，能使等距螺纹与变距螺纹之间平滑过渡，加工出来的螺纹精度高、表面粗糙度小。采用数控车床加工复杂的零件，只要输入正确的加工程序及正确操作就可以轻而易举地保证按图样加工出来。对批量生产，数控车床由于辅助时间很短，切削加工进退刀动作连贯，就更加显现其效率优势。所以，对于结构复杂的批量生产的零件，或零件的部分内容普在通车床无法加工或难加工、质量难保证、劳动强度大、加工效率低的零件，应选用数控车加工。

（三）对于多工种转换加工的零件。若加工的零件包含车、铣、钻等多工种加工内容，且尺寸较大的零件，则应选择车削中心来加工，这样可减少转换工种是消耗过多辅助时间。但尺寸较小的零件不适宜在车削中心加工，避免贵重的大设备加工小零件造成资源浪费，可按上述两种的选择原则选用普车床或数控车床加工后再转到其他工种加工其他工序内容。

二、根据加工零件的工艺特征选择车床类别

选用车床类型还应根据零件加工工艺特征来确定，如加工精度高低与数量多少、粗加工还是精加工、加工余量大小及加工是否断续切削具有冲击性等因素来考虑。

（一）对于尺寸精度高的零件。普通车削时，车床的切削用量、进给路线和加工步骤等是由操作工人自行选定，车床受控于操作工人，加工尺寸精度高的零件难度大、质量不稳定。数控车削加工按程序指令自动进行的，数控车床受控于程序指令，质量不稳定。所加工的零件尺寸精度要求高，但零件数量少，如果选用数控车床加工，准备加工程序及其他准备工作的平均辅助时间长，生产成本反而提高了，这时可选用普通车床上加工。如果零件数量多，在用普通车床上加工，整批零件的精度难以较稳定的控制，加工效率不高，这时应选用数控车床来加工。

（二）对于表面粗糙度精度高的零件。表面粗糙度要求较高的零件，在数控车床上加工更容易保证质量，尤其是加工零件的端面和锥面时，在普通车床上车削，车床主轴转速恒定不变，加工工件的切削速度却在不断变化，导致被加工零件表面粗糙度值不一样。而数控车床有恒线速切削功能，它能根据加工零件直径的改变来调整主轴的转速，加工出来的零件表面粗糙度值小又均匀。所以对表面粗糙度要求高且数量多的零件应选用数控车床加工。

（三）对加工余量大小的零件粗精车。对加工余量较大的零件粗车，采用强力切削来提高功效，从降低车床和刀具经济损耗考虑，若选用数控车床加工成本比普通车床高，选用刚性好的普通车床进行粗加工，精车可选用数控车床。如果是大型零件且轮廓复杂，普通车床加工难度大、效率低，选用车削中心加工更能提高效率。

（四）对断续切削具有冲击性的零件。毛坯为铸件或锻件，加工余量不均匀，加工呈现断续切削具有冲击性的零件，如果选用高精度、造价高的数控车床加工，车床、刀具抗冲击性能差，尤其是铸铁件的毛坯表皮有沙粒或白口对刀具与车床损害更大，加之铸铁粉末使车床导轨表面的磨损加剧。数控车床相对普通车床的加工成本高，所以，加工粗车时选用普通车床，刚性、抗冲击性、经济性比数控车床好，精车时再选用数控车床提高效率更合理。

三、根据加工最大损耗功率选择车床规格型号

根据加工零件的材料、直径、切削量、加工精度及表面粗糙度要求，初步确定选用刀具，再通过查阅切削手册计算并确定切削用量、切削力及切削功率才能正确选用机床额定功率，否则可能出现所选车床动力不足或动力过大造成浪费。主切削力及切削功率可根据以下公式计算：

主切削力：Fz=9.81CFz ？琢pxFZ fyFZ vCnFZ KFZ

式中各参数通过查阅切削手册选取，切削力修正系数由KFZ=计算。

切削功率：PC=（10-3Fz？自c）/60（kw）

如工件为中碳钢，毛坯直径为φ70 mm，最大加工余量为12 mm，加工精度为h12级，表面粗糙度Ra6.3？滋m，假定选用YT15硬质合金90°不重磨车刀，刀片厚度为6 mm，？酌0=10°，？酌01=-5°，λs=0°，？酌ε=0.5 mm，通过查阅切削手册计算确定切削用量：？琢p=5mm，f=0.4 mm，？自c=100 mm/min，其他参数：CFz=270，xFz=1.0，yFz=0.75，nFz=-0.15，KFZ=1.0（KFZ修正系数在此取1.0）。

所以FZ=9.81×270×51.0×0.41.0×100-0.15×1.0=2655（N）

PC=（10-3×2655×100）/60=4.425（kw）

考虑机床效率ηm=0.8，则车床额定功率Pe≥Pc/ηm=4.425÷0.8=5.531（kw）。

最后根据切削功率，选择普通车床。若选择普通车床，应选择额定功率为7.5 kw的CA6140。若选择SK6140数控车床，主电机的额定功率为5.5 kw，因此切削深度及进给量相对于普通车床CA6140应取小些，而切削速度可取高些，充分发挥数控刀具的潜能。

以上是根据加工零件选择车床类型的一般方法。由于数控车削的操作方法、工艺制定、工序的安排以及加工方法与普通车削有较大差别，对操作工的技术要求也不同，工资待遇有所区别。实际生产中，考虑生产成本的差异尤为重要。选择加工机床时还需考虑以下问题，如加工前期准备工作，根据典型零件的工艺要求，是否需要制作工装夹具及制作周期；特殊刀具与选用的车床相匹配；提高产品质量靠性和生产效率，等等。

综上所述，根据加工对象选择加工车床可大体原则如表1所示，给生产管理提供参考。

【参考文献】

[1]田春霞.数控加工技术[M].北京：机械工业出版社，2002：153-154

[2]倪森寿.机械制造工艺与装备[M].北京：化学工业出版社，2003

数控车床加工篇10

关键词：FANUC 0i数控车 程序编制 宏程序 子程序 加工程序 变量 椭圆

在生产实践中，由于加工零件的形状千变万化，手工编写的普通程序已无法满足加工要求，为此数控系统提供了用户宏程序功能，用户可以自己扩展数控系统的功能。用户宏功能是多数数控系统所具备的辅助功能，合理地使用好该功能可以使加工程序得到大大简化。特别是在利用手工编写车削椭圆、抛物线等非圆二次曲线时，宏程序的优点更为突出。本文主要探讨了椭圆在FANUC 0i Mate-TD系统的数控车床进行车削加工时，利用B类宏程序和子程序编制加工程序并进行加工的基本方法。

用户宏程序与普通程序相比优势在于：（1）可以在用户宏主体中使用变量；（2）变量间可以进行运算；（3）可以用用户宏指令对变量进行赋值；（4）程序运行可以跳转。针对宏程序的优势，我们在加工同一类零件时，只需将零件的实际尺寸值赋给变量即可，而不需要对每一个零件都编写加工程序。

一、变量

普通加工程序直接用数值指定G代码和移动距离，例如G01 X50.0使用用户宏程序时，数值可以直接指定，也可以使用变量。当使用变量时，变量值可以用程序或MDI面板上的操作改变。

1．变量的表示

变量是用符号 # 后面加上变量号码所构成的，即#i（i=1，2，3，4，5，…)，如#12，#101，#1005；也可以用#[表达式]的形式来表示，如#[#12]，#4=[#104-5]。

2.变量的引用

在程序中将跟随在一个地址后的数值用一个变量来代替，即引入了变量。当使用表达式指定变量时，要把表达式放在括号内。注意：地址符O、N、/、%等不能引用变量。

3.变量的种类

变量根据变量号可分为四种类型，见下表。

■

二、运算指令

变量与变量之间、变量与常量之间可以进行各种运算。常用运算符有：＋（加）、－（减）、×（乘）、／（除）、SIN（正弦）、COS（余弦）、TAN（正切）、ATAN（余切）、SQRT（平方根）、ABS（绝对值）。例如，#20=[SIN[#2＋#4]×3.14＋#4]×ABS[#10]。

三、宏程序在数控车中的应用

下面通过例题来介绍宏程序的应用。

1.椭圆的加工

（1）椭圆标准方程：■+■=1。

（2）化为参数方程：x=■。

（3）椭圆加工子程序

O2； 子程序名

#101=a； a为长半轴

#102=b； b为短半轴

#103=c； c为z轴起始尺寸

#106=d； d为z轴终点

#107=d； d为z轴终点

#108=e； e为椭圆圆心与z轴距离

N10IF[#103LT-#106]GOTO20； 判断是否走到z轴终点d，是则跳动N20程序段

#104=SQRT[#101*#101-#103*#103]；

#105=#102*#104/#101； x轴变量

G1X[2*#105+#108]Z[#103-#107]； 椭圆插补

#103=#103-0.05； z轴步距，每次0.05

GOTO10； 跳转到N10程序段

N20G1U20.0； x轴退刀

G0Z5.0； z轴退刀

M99； 子程序结束

此为椭圆加工的子程序，对于任意椭圆只要根据形状进行赋值就可进行加工而不用重新编程，即程序具有通用性。

2.形状相同、尺寸各异的轴类零件加工

O1；

T0101； 选择外圆车刀并建立工件坐标系

S1000 M3；

#1= 局部变量1

#2= 局部变量2

#3= 局部变量3

#4= 局部变量4

#5= 局部变量5

G00 X60.0 Z5.0 M8； 刀具起点

G71 U1.5 R1.0； 外圆粗车循环

G71 P1 Q2 U0.5 W0 F0.3；

N1 G42 G01 X0 F0.1； 建立刀具右补偿

Z0；

X#3 C#1；

Z#2；

X#4；

Z#5；

N2 G40 U1.0； 取消刀具补偿

G70 P1 Q2； 精车循环

G00 X100.0 Z50.0 M9；

T0100；

M05；

M30；

以上每个程序只是简单使用变量来描述零件轮廓，进行数控加工，更换零件只需重新赋值即可，而不用重新编程，大大提高了编程效率。总之，使用宏程序可以大大精简程序、提高编程效率，而且可读性强，易于检查，大大地扩展了机床的功能。

参考文献：

[1] 韩鸿鸾主编.数控编程.中国劳动社会保障出版社[M]，2004.

[2] 李锋.数控宏程序实例教程[M].化学工业出版社，2010.

[3] 《数控加工技师手册》编委会. 数控加工技师手册.机械工业出版社，2006.