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第8章 数控车削加工编程 1、数控车削的编程特点 （1）数控车削加工的内容 数控车削加工的几何要素包括端面车削、外形面车削、内形面车削（镗孔）、钻孔加工、切槽与切断加工、螺纹加工等。 （2）数控车削加工的编程特点 数控车床的编程具有如下特点。 ① 在一个程序段中，根据图样上标注的尺寸，可以采用绝对值编程或增量值编程，也可以采用混合编程。一般情况下，利用自动编程软件编程时，通常采用绝对值编程。 ② 被加工零件的径向尺寸在图样上和测量时，一般用直径值表示。所以采用直径尺寸编程更为方便。 ③ 由于车削加工常用棒料或锻料作为毛坯，加工余量较大，为简化编程，可利用固定循环指令，进行粗车循环切削。 ④ 编程时，认为车刀刀尖是一个点，而实际上为了提高刀具寿命和工件表面质量，车刀刀尖常磨成一个半径不大的圆弧。为提高工件的加工精度，轮廓编程时，以刀尖圆弧半径为刀位点，利用刀具半径补偿功能，直接按工件轮廓尺寸编程。 2、数控车床编程时的工艺处理 （1）正确地设定工件坐标系 数控车床的坐标系统分为机床坐标系、参考坐标系和工件坐标系。各坐标系的关系为： ① 机床坐标系。以机床原点为坐标系原点建立起来的X、Z轴直角坐标系，称为机床坐标系。车床的机床原点为主轴旋转中心与卡盘后端面之交点。机床坐标系是制造和调整机床的基础，也是设置工件坐标系的基础，一般不允许随意变动。如图8-1所示。 ② 参考点。参考点是机床上的一个固定点。该点是刀具退离到一个固定不变的极限点（图8-1中点O′即为参考点），其位置由机械挡块或行程开关来确定。以参考点为原点的坐标系叫做参考坐标系，机床的实际坐标是以参考点为原点的坐标值。 ③ 工件坐标系。数控编程时应该首先确定工件坐标系。在数控车床上工件坐标系原点通常选择在工件回转中心的左或右端面上，即工件坐标系是将参考坐标系通过对刀平移得到的。如图8-2所示。 图8-1 机床坐标系 图8-2 工件坐标系 （2）数控车削刀具的选择 数控加工的刀具及其参数的选择，是编程前的重要工艺内容，选择刀具及其参数的步骤为： ① 根据工件材料和加工类型（外圆、孔或螺纹）确定刀具材料和刀片形状。 ② 根据粗、精加工要求和加工条件确定刀片的牌号和几何槽形。 ③ 选定刀片材料后，从相应的刀具手册中查找切削用量的推荐值，以最大限度的发挥刀具的切削性能。 ④ 根据刀架尺寸、刀片类型和尺寸选择刀杆。 从编程的的角度讲，在选择刀具几何角度时，要特别注意主偏角和副偏角的选择，前者影响刀具的切削范围，后者则可对已加工轮廓造成干涉。 （3）装夹与定位方法的确定 根据被加工零件的特征及技术要求，合理选择装夹定位方式。数控车削加工的编程，通常是按装夹次数及其每次装卡的加工内容编写加工程序。 （4）加工路线与加工余量的确定] 确定加工路线时注意以下几个问题： ① 零件若从毛坯开始加工，要粗、精加工分开。粗加工分层切削时，合理安排切削深度和加工余量，通常在一次装卡下精加工余量为0.1~0.5 mm，若需二次装卡，余量可适当增大。同时要注意分层切削时的终刀位置，避免因终刀干涉产生过大的切削力。 图8-3所示为车削大余量工件时的两种加工路线，图a是错误的阶梯路线，图b按1~5的顺序切削，每次切削所留的余量相等，是正确的阶梯切削路线。因为在同样背吃刀量的条件下，按图a方式加工所剩的余量过多。图8-4为终刀位置示意图，请认真领会。 图8-3 大余量毛坯的阶梯切削路线 图8-4 分层切削时的刀具终止位置 ② 利用刀具半径补偿时，要注意刀补的建立与取消在辅助程序段进行。 （5）加工参数的选择 合理选择切削用量。切削用量选择是否合理，对于能否充分发挥机床潜力与刀具切削性能，实现优质、高产、低成本和安全操作具有很重要的作用。车削用量的选择原则是：粗车时，首先考虑选择尽可能大的背吃刀量aP，其次选择较大的进给量f，最后确定一个合适的的切削速度v。增大背吃刀量aP可使走刀次数减少，增大进给量f有利于断屑。 精车时，加工精度和表面粗糙度要求较高，加工余量不大且较均匀，因此选择精车的切削用量时，应着重考虑如何保证加工质量，并在此基础上尽量提高生产率。因此，精车时应选用较小（但不能太小）的背吃刀量aP和进给量f，并选用性能高的刀具材料和合理的几何参数，以尽可能提高切削速度v。 此外，在安排粗、精车削用量时，应注意机床说明书给定的允许切削用量范围，对于主轴采用交流变频调速的数控车床，由于主轴在低速时输出扭矩降低，尤其注意此时的切削用量选择。 3、螺纹车削加工指令 数控系统提供的螺纹加工指令包括：单一螺纹指令和螺纹固定循环指令。前提条件是主轴上有主轴编码器，保