1．數(shù)控車床介紹

　　數(shù)控車加工中心是數(shù)控車床的一個(gè)常見的名稱。車削不同于銑削的關(guān)鍵處在于它主要用于如軸類、環(huán)形件、盤類零件以及螺紋等回轉(zhuǎn)體零件的加工爱蚣。

　　數(shù)控車床按主軸的配置方式可以分為包括臥式數(shù)控車床和立式數(shù)控車床。其中臥式數(shù)控車床的種類很多讹毁。早期的數(shù)控車床的功能比較單一间炮，只有X、Z兩個(gè)軸的聯(lián)動(dòng)功能所實(shí)現(xiàn)的數(shù)字化控制車削加工让多∥酪基于在數(shù)控車床上擴(kuò)展加工范圍的需要，在數(shù)控車床刀架上增加了動(dòng)力刀具顶食，增加了銑削方面的功能沥葛，在此基礎(chǔ)上發(fā)展成車銑加工中心，但由于數(shù)控車床刀具加工時(shí)始終朝向主軸旋轉(zhuǎn)中心叔收，使得傳統(tǒng)的車銑加工中心加工范圍有限齿穗，主要使用動(dòng)力刀具進(jìn)行銑平面、槽饺律，鉆窃页、擴(kuò)、鉸孔等朝向主軸旋轉(zhuǎn)中心的加工复濒。隨著數(shù)控技術(shù)的不斷發(fā)展脖卖，以及新產(chǎn)品研制和快速反應(yīng)的要求，數(shù)控設(shè)備的主體結(jié)構(gòu)形成系列化巧颈、模塊化畦木，增加了Y軸及其旋轉(zhuǎn)軸，發(fā)展成為真正的車銑加工中心砸泛。近幾年來十籍，基于對零件的剛性和加工穩(wěn)定性的需要，發(fā)展了零件沿縱向分區(qū)域漸進(jìn)并且始終在靠近機(jī)床主軸部位進(jìn)行切削的縱切式車銑加工中心唇礁。

　　刀架作為數(shù)控車床的重要部件之一勾栗，決定了數(shù)控車床的整體布局和工作性能。有轉(zhuǎn)塔刀架和直線排列式刀架兩種形式盏筐，常見的臥式數(shù)控車床多為轉(zhuǎn)塔式刀架幌侧。

　　數(shù)控車床在工廠里非常普及，數(shù)控車床同加工中心一樣在加工領(lǐng)域起著重要的作用规学。工業(yè)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明整栏，普遍認(rèn)為數(shù)控車床與加工中心相比相對簡單一些，盡管數(shù)控車床可以加工出高質(zhì)量的零件橡周。數(shù)控車床主要用于加工高精度碗昭、表面質(zhì)量要求好的回轉(zhuǎn)體零件，因此需要很少的程序以及啟動(dòng)操作贩仇，但這并不等于說瞎励，數(shù)控車床不能用于周期短和普通零件的加工，只是因?yàn)樾枰嚰庸さ牧慵嚷蔬h(yuǎn)遠(yuǎn)高于銑加工的零件切役。

　　2．?dāng)?shù)控車床的特點(diǎn)

　∷夥省（1）數(shù)控車床可以自動(dòng)完成的操作有主軸變速、正反轉(zhuǎn)蕉妇、啟動(dòng)或停止碟堵，兩個(gè)坐標(biāo)方向的進(jìn)給和快速移動(dòng)，刀架的松開腹忽、轉(zhuǎn)位和夾緊来累，切削液的開關(guān)等。

　【阶唷（2）數(shù)控車刀的進(jìn)給必須與主軸的旋轉(zhuǎn)建立聯(lián)系嘹锁，因?yàn)閿?shù)控車床車削時(shí)是以主軸轉(zhuǎn)一圈車刀沿進(jìn)給方向移動(dòng)多少脈沖當(dāng)量來計(jì)算的葫录。

　　（3）由于零件設(shè)計(jì)圖紙尺寸的標(biāo)注和測量都是直徑值领猾，因此米同，為了提高徑向尺寸精度，方便于編程與測量摔竿，X向脈沖當(dāng)量取為Z向的一半面粮，故直徑方向用絕對值編程時(shí)，X坐標(biāo)值以直徑值表示继低。用增量編程時(shí)熬苍，以徑向?qū)嶋H位移量的2倍編程，并附上方向符號袁翁。

　÷陶辍（4）臥式數(shù)控車床加工零件時(shí)虑稼，基于零件表面質(zhì)量和加工精度的需要卒抖，主軸必須有一個(gè)較大的調(diào)速范圍能航，既可以采用恒定表面速度，當(dāng)然也可以采用恒定轉(zhuǎn)速战辨。

　∶窖（5）具有刀具補(bǔ)償功能和具有跳步指令功能。

　±郴稹（6）數(shù)控車床通常是兩坐標(biāo)機(jī)床滴推，實(shí)現(xiàn)兩坐標(biāo)（X，Z）聯(lián)動(dòng)加工回轉(zhuǎn)體輪廓零件驻碟。

　∫谴印（7）由于車加工零件的毛坯常用毛料和模鍛件，加工余量較大卸禽，所以數(shù)控車床常具備不同形式的固定循環(huán)功能潜狭，可進(jìn)行多種車削循環(huán)。

　　3．?dāng)?shù)控車床的編程標(biāo)準(zhǔn)

　　用于數(shù)控車床的數(shù)控程序和數(shù)控銑加工程序非常相似洪稿。由于在編數(shù)控車程序時(shí)只需關(guān)心兩個(gè)坐標(biāo)軸的運(yùn)動(dòng)而不是三個(gè)軸的運(yùn)動(dòng)谭央，因而編程更容易些；另一方面疟位， 用于數(shù)控銑編程基本的G或M指令也可用于數(shù)控車編程瞻润。如果你能夠編寫數(shù)控銑程序，那么甜刻，你也可以很容易學(xué)會(huì)編寫數(shù)控車程序绍撞。

　　一個(gè)有趣的問題是在數(shù)控車床控制系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化問題，數(shù)控車編程標(biāo)準(zhǔn)化程度較數(shù)控銑加工編程標(biāo)準(zhǔn)化程度要少很多得院。EIA/ISO標(biāo)準(zhǔn)體系專門制定了數(shù)控車編程指令系統(tǒng)傻铣，而實(shí)際上章贞，機(jī)床生產(chǎn)廠家沒有數(shù)控銑編程指令系統(tǒng)那樣規(guī)范，嚴(yán)格執(zhí)行EIA/ISO標(biāo)準(zhǔn)矾柜。數(shù)控車編程指令系統(tǒng)的混亂意味著編程員不得不花費(fèi)大量的時(shí)間學(xué)習(xí)不同數(shù)控車床的特殊指令阱驾，否則會(huì)產(chǎn)生許多錯(cuò)誤。

　」置铩（1）數(shù)控設(shè)備的控制系統(tǒng)

　　目前數(shù)控車床常見的數(shù)控系統(tǒng)是FANUC和SIEMENS控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)的基本指令如直線插補(bǔ)和圓弧插補(bǔ)指令非常相似丧荐，最大的區(qū)別在于循環(huán)指令的代碼千奇百怪缆瓣。

　　（2）數(shù)控車床坐標(biāo)軸定義

　　數(shù)控車床同樣使用笛卡兒坐標(biāo)系定義編程坐標(biāo)系圣辩，只是坐標(biāo)軸不同于數(shù)控銑床而已啼厌。數(shù)控車床根據(jù)習(xí)慣，將平行于機(jī)床主軸的軸定義為Z軸匆罗，而垂直于機(jī)床主軸的軸定義為X軸终于。坐標(biāo)軸的方向定義為，Z正向定義為主軸的右側(cè)方向记辖，朝向機(jī)床的背方向定義為X正向禁脏。這主要考慮到典型的數(shù)控車床刀架安裝在機(jī)床的背部（面向操作者）。原點(diǎn)通常設(shè)在要加工零件的前端面的中心苗圃。 

　　對于車銑加工中心或縱切式加工中心而言谣泄，增加了Z軸方向的旋轉(zhuǎn)軸C軸，以及Y軸及其旋轉(zhuǎn)軸B軸惫饲。

　」邮ァ（3）直徑編程或者半徑編程

　　數(shù)控車加工是用來加工旋轉(zhuǎn)體零件的，由于回轉(zhuǎn)體零件的徑向尺寸裤础，無論是設(shè)計(jì)尺寸還是測量尺寸都是以直徑值來表示的懊悯，因此，數(shù)控車床既可以采用直徑編程方式梦皮，也可以采用半徑編程方式炭分，區(qū)別在于X軸的坐標(biāo)值不同而已。采用直徑編程方式届氢，用絕對坐標(biāo)編程時(shí)欠窒，X坐標(biāo)值為直徑值，采用相對坐標(biāo)編程時(shí)退子，以刀具徑向?qū)嶋H位移值的二倍值為編程值岖妄。相對而言，直徑編程較半徑編程更方便寂祥，尤其在進(jìn)行手工編程時(shí)荐虐，可以避免將直徑值換算成半徑值而可能發(fā)生的簡單算術(shù)錯(cuò)誤七兜。如加工一個(gè)直徑為65mm的外圓，只需將直徑65定義為X坐標(biāo)值福扬，而不需換算成半徑值32.5腕铸，下表顯示了兩種編程方法的差異。所有的數(shù)控系統(tǒng)都設(shè)有系統(tǒng)變量以確定采用哪種方式編程铛碑，如需改變裂体，可以參照設(shè)備說明書或咨詢設(shè)備商進(jìn)行，最好在設(shè)備出廠前由設(shè)備商確定赦锰。

　∠⒍印（4）主軸旋轉(zhuǎn)

　　主軸的旋轉(zhuǎn)方向通過M03、M04指令代碼來實(shí)現(xiàn)灼址。一般情況下沿硕，數(shù)控車床的刀架通常都安裝在主軸后面的上方，加工刀具處于向下最接近零件的位置肤轿，采用M03指令使得主軸正轉(zhuǎn)依特，從而成為最常見的方向。主要用于外圓的車削度籍，也用于采用標(biāo)準(zhǔn)右旋麻花鉆鉆孔操作契畔。

　　主軸的旋轉(zhuǎn)方向，實(shí)際上與主軸的設(shè)計(jì)相關(guān)别主，繞Z軸的旋轉(zhuǎn)軸也就是C軸僵禁。事實(shí)上，許多數(shù)控車床允許進(jìn)行C軸插補(bǔ)和分度色罚。

　　4．車刀設(shè)置

　∨龅蕖（1）刀尖和刀心編程

　　在數(shù)控銑編程時(shí)，可以采用刀心編程戳护，也可以使用刀具半徑補(bǔ)償功能進(jìn)行輪廓編程金抡。在這一點(diǎn)上，數(shù)控車編程與銑加工數(shù)控編程非常相似腌且，由于車刀刃端為單刃的實(shí)際情況梗肝，數(shù)控車床使用假想刀尖作為數(shù)控編程時(shí)的接觸點(diǎn)，我們可以通過設(shè)置刀具的刀尖與X铺董、Z坐標(biāo)軸相切的交點(diǎn)來確定假想刀尖的加工位置巫击。

　　為了提高車刀的使用壽命，降低表面粗糙度精续，車刀的刃端常磨成半徑較小的圓弧坝锰，標(biāo)準(zhǔn)車刀的最小刀尖半徑為R0.2mm，最大為R2.4mm，常見的多為R0.8mm顷级。車刀半徑與銑刀半徑一樣凫乖，數(shù)控編程時(shí)必須考慮或通過計(jì)算將其納入到數(shù)控程序中。只有在沿Z軸方向車外圓或沿X軸方向車端面時(shí)裁国，刀尖編程才可以不進(jìn)行任何補(bǔ)償馅拥。

　　多數(shù)數(shù)控車床既可以設(shè)置為采用假想刀尖編程，也可以使用刀尖圓弧的中心即刀心編程表季。盡管在采用刀心編程時(shí)肯窜，必須人工補(bǔ)償與銑加工相似的刀具半徑補(bǔ)償量。例如含罪，使用一把刀尖半徑為R0.8的車刀笔广，車加工一個(gè)直徑為66的外圓，采用刀尖編程惠服，只需簡單的定義X軸的坐標(biāo)值為X66.0，而如果采用刀心編程挑明，就必須將兩倍的刀尖半徑值1.6和直徑值66相加作為指定的直徑值67.6断猩，這樣才能到達(dá)正確的加工位置X67.6。

　』ο琛（2）刀尖編程的局限

　　刀尖編程非常方便肪瘤，但也有局限性，只能用于加工平行于X和Z軸的情況下潮瓶。如果要加工一個(gè)錐面或圓弧陶冷，就會(huì)發(fā)生幾何錯(cuò)誤，如圖3所示毯辅，這些錯(cuò)誤主要是由于相切的車刀刃端與理論刀具軌跡不符合所致埂伦。加工錐面時(shí)，誤差可以通過直接三角函數(shù)運(yùn)算解決思恐，而對于加工圓弧沾谜，相對復(fù)雜一些，因?yàn)榈都庋刂鴶?shù)控程序的軌跡運(yùn)動(dòng)時(shí)胀莹，該誤差是恒定的變化著基跑。

　　解決的辦法或者是采用刀心編程，將刀尖半徑補(bǔ)償值加到半徑中描焰，如圖4所示媳否，或采用刀具半徑自動(dòng)補(bǔ)償功能，控制刀具軌跡運(yùn)動(dòng)到正確的刀具軌跡上荆秦。后一種辦法實(shí)際上也是最完美的解決辦法篱竭，因?yàn)槲覀兛梢允褂玫毒哐a(bǔ)償獲得最終的刀具軌跡，同時(shí)可以允許采用刀尖編程。

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