第3章  数控车床的程序编制
　　数控车床是目前使用最广泛的数控机床之一。数控车床主要用于加工轴类、盘类等回转体零件。通过数控加工程序的运行，可自动完成内外圆柱面、圆锥面、成形表面、螺纹端面等工序的切削加工，并能进行车槽、钻孔、扩孔、铰孔等工作。车削中心可在一次装夹中完成更多的加工工序，提高加工精度和生产效率，特别适合于复杂形状回转类零件的加工。
数控车床程序编制的基础
　　针对回转体零件加工的数控车床，在车削加工工艺、车削工艺装备、编程指令应用等方面都有鲜明的特色。为充分发挥数控车床的效益，将结合HM－077数控车床的使用，分析数控车床加工程序编制的基础，首先讨论以下三个问题：数控车床的工艺装备；对刀；数控车床的编程特点。数控车床的工艺装备
　由于数控车床的加工对象多为回转体，一般使用通用三爪卡盘夹具，因而在工艺装备中，我们将以WALTER系列车削刀具为例，重点讨论车削刀具的选用及使用问题。1、数控车床可转位刀具特点　　数控车床所采用的可转位车刀，与通车床相比一般无本质的区别，其基本结构、功能特点是相同的。但数控车床的加工工序是自动完成的，因此对可转位车刀的要求又有别于通车床刀具，具体要求和特点如表所示。 表可转位车刀 	特??点 	目????的 		精度高 	采用M级或更高精度等级的刀片； 多采用精密级的刀杆； 用带微调装置的刀杆在机外预调好。 	保证刀片重复定位精度，方便坐标设定，保证刀尖位置精度。 		可靠性高 	采用断屑可靠性高的断屑槽型或有断屑台和断屑器的车刀； 采用结构可靠的车刀，采用复合式夹紧结构和夹紧可靠的其他结构。 	断屑稳定，不能有紊乱和带状切屑； 适应刀架快速移动和换位以及整个自动切削过程中夹紧不得有松动的要求。 		换刀迅速 	采用车削工具系统； 
采用快换小刀夹。 	迅速更换不同形式的切削部件，完成多种切削加工，提高生产效率。 		刀片材料 	刀片较多采用涂层刀片。 	满足生产节拍要求，提高加工效率。 		刀杆截形 	刀杆较多采用正方形刀杆，但因刀架系统结构差异大，有的需采用专用刀杆。 	刀杆与刀架系统匹配。 		
2、数控车床刀具的选刀过程
数控车床刀具的选刀过程，如图所示。从对被加工零件图样的分析开始，到选定刀具，共需经过十个基本步骤。零件图样机床影响因素选择刀杆刀片夹紧系统选择刀片工件影响因素选择工件材料代码确定刀片的断屑槽型代码或ISO断屑范围代码选择加工条件脸谱							?	?	?				?		?				?		?				?			?				?									?图3.1 数控车床刀具的选刀过程(1)机床影响因素机床影响因素图为保证加工方案的可行性、经济性，获得最佳加工方案，在刀具选择前必须确定与机床有关的如下因素：
床类型：数控车床、车削中心；具附件： 刀柄的形状和直径，左切和右切刀柄；主轴功率；工件夹持方式。		图　机床影响因素		(2)选择刀杆		图　选择刀杆		选择刀杆图 			柄部截面形状 		刀杆尺寸	柄部直径 D 			柄部长度 l1			主偏角		
选用刀杆首先应选尺寸尽可能大的刀杆，同时以下因素：
持方式；切削层截面形状，即切削深度和进给量；刀柄的悬伸(3)刀片夹紧系统刀片夹紧系统杠杆式夹紧系统杠杆式夹紧系统图		图　杠杆式夹紧系统		1） 杠杆式夹紧系统杠杆式夹紧系统是最常用的刀片夹紧方式。其特点为：位精度高,屑流畅操作简便可与其它系列刀具产品通用2）螺钉夹紧系统　特点：适用于小孔径内孔以及长悬伸加工(4)选择刀片		图　选择刀片		“选择刀片图1） 刀尖角　　刀尖角的大小决定了刀片的强度。在工件结构形状和系统刚性允许的前提下，选择尽可能大的刀尖角。通常这个角度在35o到90o之间。　　图R型圆刀片，在重切削时具有较好的稳定性，但易产生较大的径向力。
表3.3　刀片		----首选　　----次选				2） 刀片基本类型　　刀片可分为正型和负型两种基本类型。正型刀片：内轮廓加工，小型机床加工，工艺系统刚性较差和工件结构形状较复杂应优先选择正型刀片。负型刀片：外圆加工，金属切除率高和加工条件时应优先选择负型刀片。(5)工件影响因素
		图　工件影响因素		工件影响因素图选择刀具时，必需考虑以下与工件有关的因素：
工件形状：稳定性；工件材质：硬度、塑性、韧性、可能形成的切屑类型；毛坯类型：锻件、铸件等；工艺系统刚性：机床夹具、工件、刀具等；表面质量；加工精度；切削深度；进给量；刀具耐用度。(6)选择工件材料代码选择工件材料代码图
图选择工件材料代码　选择工件材料代码加工材料组	代码		钢：	非合金和合金钢高合金钢不锈钢，铁素体，马氏体	P		不锈钢和铸钢：	奥氏体铁素体——奥氏体	M		铸铁：	可锻铸铁，灰口铸铁，球墨铸铁	K		NF金属：	有色金属和非金属材料	N		难切削材料：	以镍或钴为基体的热固性材料钛，钛合金及难切削加工的高合金钢	S		硬材料：	淬硬钢，淬硬铸件和冷硬模铸件，锰钢	H		
　　按照不同的机加工性能，加工材料分成6个工件材料组，他们分别和一个字母和一种颜色对应，以确定被加工工件的材料组符号代码，见。(7)确定刀片的断屑槽型代码或ISO断屑范围代码负型刀片的断屑范围	正型刀片的断屑范围		　		图　确定刀片断屑槽代码	　　确定刀片的断屑槽型代码或ISO断屑范围代码图ISO标准按切削深度p和进给量的大小将断屑范围分为A、B、C、D、E、F六个区，其中A、B、C、D为常用区域，WALTER标准将断屑范围分为图中各色块表示的区域，ISO标准和WALTER标准结合使用，如图所示。根据选用标准，按加工的切削深度和合适的进给量来确定刀片的WALTER断屑槽型代码或ISO分类范围。
(选择加工条件脸谱选择加工条件脸谱图三类脸谱代表了不同的加工条件:加工条件取决于机床的稳定性、刀具夹持方式和工件加工表面。
图加工条件脸谱　选择加工条件机床，夹具和工件系统的稳定性 
加工方式 	很好	好	不足 		无断续切削加工表面已经过粗加工 	? 	? 	? 		带铸件或锻件硬表层，不断变换切深轻微的断续切削 	? 	? 	? 		中等断续切屑 	? 	? 	? 		严重断续切削 	? 	? 	? 		
(9)选定刀具选定刀具图1）选定刀片材料　　 根据被加工工件的材料组符号标记、WALTER槽型、加工条件脸谱，就可得出WALTER推荐刀片材料代号，见。2）选定刀具　　根据工件加工表面轮廓，从刀杆订货页码中选择刀杆。　　根据选择好的刀杆，从刀片订货页码中选择刀片
图选定刀具　选定刀片材料选择负型刀片工件材料组	ISO分类范围	WALTER槽代码					P	AB	...-NS4	WAK10	WAP20	WAM20			B	...-NS8	WAP10	WAP20	WAP30			BC	...-NM4	WAP10	WAP20	WAP30			C	...-NM7	WAP10	WAP20	WAP30			CD	...-NR7	WAP10	WAP20	WAP30		M（黄）	AB	...-NS4	WAM20	WAM20	WAM20			BC	...-NM4	WAP30	WAM20	WAM20			CD	...-NR
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