数控加工技术 课件 (刘兴良) 第4、5章 数控车床编程、 数控铣床的编程与操作.pptx

第四章数控车床编程;

第一节数控车床的特点

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1.床身

数控车床的床身结构有多种形式，主要有水平床身、水平床身斜刀架、斜床身等，如图4-2所示。

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2.主传动系统

数控车床的主传动系统一般采用直流或交流无级调速电动机，通过皮带传动带动主轴旋转，由数控系统指令控制，实现自动无级变速及恒切削速度控制。

3.进给传动系统

数控车床进给传动系统一般由横向进给传动系统和纵向进给传动系统组成。横向进给传动系统是带动刀架作横向(X轴)移动的装置，它控制工件的径向尺寸；纵向进给传动系统是带动刀架作纵向(Z轴)移动的装置，它控制工件的轴向尺寸。;

4.自动回转刀架

刀架是数控车床的重要部件，它安装各种切削加工刀具，其结构直接影响机床的切削性能和工作效率。

数控车床的刀架分为转塔式和排式刀架两大类。转塔式刀架是普遍采用的刀架形式，它通过转塔头的旋转、分度、定位来实现机床的自动换刀工作。转塔式回转刀架分为立式和卧式两种形式。根据同时装夹刀具的数量分4、6、8、12等工位，如图4-3所示。

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二、数控车床的结构特点

数控车床与普通车床相比，其结构具有以下特点：

(1)数控车床刀架的两个方向运动分别由两台伺服电动机驱动，一般采用与滚珠丝杠直连，传动链短。

(2)数控车床刀架移动一般采用滚珠丝杠副，丝杠两端安装滚珠丝杠专用轴承，它的接触角比常用的向心推力球轴承大，能承受较大的轴向力；数控车床的导轨、丝杠采用自动润滑，由数控系统控制定期、定量供油，润滑充分，可实现轻拖动。

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(3)数控车床一般采用镶钢导轨，摩擦系数小，机床精度保持时间较长，可延长其使用寿命。

(4)数控车床主轴通常采用主轴电动机通过一级皮带传动，主轴电动机由数控系统控制，采用直流或交流控制单元来驱动，实现无级变速，不必用多级齿轮副来进行变速。

(5)数控车床还具有加工冷却充分、防护严密等特点，自动运转时一般都处于全封闭或半封闭状态。

(6)数控车床???般还配有自动排屑装置、液压动力卡盘及液压顶尖等辅助装置。

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三、数控车床的分类

1.按数控车床的功能分类

(1)经济型数控车床。经济型数控车床是在卧式车床基础上进行改进设计的，一般采用步进电动机驱动的开环伺服系统，其控制部分通常用单板机或单片机实现，成本较低，自动化程度和功能都较差，车削加工精度不高，适用于要求不高的回转类零件的车削加工，如图4-4所示。

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(2)全功能型数控车床。全功能型数控车床是根据车削加工特点，在结构上进行专门设计，配备功能强的数控系统；一般采用直流或交流主轴控制单元来驱动主轴电动机，按控制指令作无级变速；进给系统采用交流伺服电动机，实现半闭环或闭环控制。这种数控车的床自动化程度和加工精度比较高，一般具有恒线速度切削、钻孔循环、刀尖圆弧半径自动补偿等功能，适用于复杂回转体零件的车削加工，如图4-5所示。

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(3)车削中心。车削中心是在全功能型数控车床的基础上进行专门设计，增加了刀库、动力头和C轴，可控制X(横向)、Z(纵向)、C(主轴回转位置控制)三个坐标轴，实现了三坐标两联动轮廓控制。由于增加了C轴和刀库，加工功能大大增强，除了能车削、镗削外，还能对端面和圆周面上的任意位置进行钻、攻螺纹等加工；也可以进行径向和轴向铣削、曲面铣削，如图4-6所示。

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2.按主轴的配置形式分类

(1)卧式数控车床。数控车床的主轴轴线处于水平面位置，有水平导轨和倾斜导轨两种。图4-7为双转塔刀架倾斜导轨卧式数控车床，倾斜导轨结构可以使车床具有更大的刚性，并易于排除切屑，因此，全功能型数控车床一般都采用倾斜导轨。

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(2)立式数控车床。如图4-8所示，其主轴轴线垂直于水平面，工件装夹在直径很大的工作台面上。这种车床主要用于加工径向尺寸大、轴向尺寸相对较小的大型复杂回转体零件。

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四、数控车床的编程特点

(1)在一个程序段中，可以采用绝对值编程(X、Z)、增量值编程(U、W)或两者混合编程。

(2)为了方便程序的编制和修改，通常程序X坐标以工件直径值编程。

(3)由于车削加工常用棒料或锻料作为毛坯、加工余量大。为简化编程，数控系统常具有车外圆、车端面、车螺纹等固定循环指令，也可实现多次重复循环切削。

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(4)大多数数控车床具备刀尖半径自动补偿功能(G41、G42)，这类数控车床可以直接按工件实际轮廓尺寸编程。在加工过程中，刀具的位置、几何形状、刀尖圆弧半径的变化，都无需更改加工程序，只要将变化的尺寸或圆弧半径输入到系统中，加工中系统就能自动进行补偿。

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第二节数控车削加工工艺

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2.轮盘类零件

轮盘类零件的直径大于长度，此类零件