《数控加工基础（第五版）》 教案 第三章 数控车床加工基础.doc

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学科

数控加工基础

课题

§3-1数控车床的主要功能及加工对象

课次

7

授课时间

年月日（星期）

授课时数

1

教具

课件、视频

授课班级

教学目标

1．掌握数控车床的主要功能。

2．熟悉数控车床的主要加工对象。

审

批

教学重点

1．数控车床的主要功能。

2．数控车床的主要加工对象。

教学难点

1．插补功能。

2．恒线速控制功能。

教学后记

教学内容

教学方法

【组织教学】

1．检查学生出勤情况。

2．强调学习过程中应注意安全事项。

【复习提问】

1．普通车床加工具有哪些特点？

2．普通车床能够加工哪些典型表面？

【新课导入】

引导学生仔细观察教材图3-1所示普通车床加工的典型表面，布置问题：

1．在普通车床上能加工的对象，能不能在数控车床上加工？

2．数控车床还能加工哪些对象？

【讲授新课】

§3-1数控车床的主要功能及加工对象

一、数控车床的主要功能（重点）

1．主轴功能

详细讲解数控车床的主轴功能除对机床进行无级调速外，还具有同步进给控制、恒线速度控制及主轴最高转速控制等功能。

同步进给控制

要让学生明确同步进给控制是为了满足加工螺纹的需要。在加工螺纹时，主轴的旋转与进给运动必须保持一定的同步运行关系。如车削等螺距螺纹时，主轴每旋转一周，其进给运动方向（Z或X）必须严格位移一个螺距或导程。其控制方法是通过检测主轴转数及角位移原点（起点）的元件（如主轴脉冲发生器）与数控装置相互进行脉冲信号的传递而实现的。

（2）恒线速度控制

恒线速度控制是为了控制表面粗糙度一致而设置的。在车削表面粗糙度要求十分均匀的变径表面，如端面、圆锥面及任意曲线构成的旋转面时，车刀刀尖处的切削速度（线速度）必须随着刀尖所处直径的不同位置而相应自动调整变化。该功能由G96指令控制其主轴转速按所规定的恒线速度值运行，如G96S200表示其恒线速度值为200m/min。当需要恢复恒定转速时，可用G97指令对其注销，如G97S1200r/min。

（3）最高转速控制

当采用G96指令加工变径表面时，由于刀尖所处直径在不断变化，当刀尖接近工件轴线（中心）位置时，因其直径接近零，线速度又规定为恒定值，主轴转速将会急剧升高。为预防因主轴转速过高而发生事故，FANUC系统则规定可用G50指令限定其恒线速运动中的最高转速，如G50S2000，表示主轴转速最高不超过2000r/min。

2．插补功能（难点）

不同的数控系统，插补功能不能，一般数控车床具备的插补功能有：

直线插补、圆弧插补、抛物线插补、极坐标插补、螺旋线插补、样条曲线插补。

3．螺纹车削功能

数控车床所具有的螺纹车削功能，一般数控系统都可完成各种米制或英制等螺距、变螺距螺纹的加工，如圆柱（右、左旋）、圆锥及端面螺纹等。

4．固定循环切削功能

FANUC数控系统具有所具有的单一固定循环和多重复合循环，应用循环指令，可大大简化程序编制。

（1）单一固定循环

单一固定循环包括车削外圆、端面、螺纹的矩形循环和车削圆锥面的固定循环。

（2）多重复合循环

多重复合循环的形式很多，如外圆粗车循环、端面粗车循环、固定形状粗车循环、端面钻孔复合循环、车槽复合循环、螺纹车削循环、精车循环等。

5．补偿功能

刀具磨损、刀具半径的补偿量、丝杠的螺距误差和反向间隙误差的补偿。这些补偿功能的应用，能够方便编程，并提高加工精度。

6．自诊断功能

自诊断功能是为了故障出现后可迅速查明故障类型及部位，减少因故障而造成的停机时间。

7．通信功能

CNC通常具有RS232C接口，有还备有DNC接口。现在部分数控机床还具有网卡，可以接入互联网。

二、数控车床主要加工对象

1．精度要求高的回转体零件

数控车床刚度高，制造和对刀精度高，能方便和精确地进行人工补偿和自动补偿，所以能加工尺寸精度要求较高的零件。

2．表面质量要求高的回转体零件

数控车床基本上都具有恒线速度切削功能，能加工出表面粗糙度值小且均匀的零件。

3．表面形状复杂的回转体零件

由于数控车床具有直线和圆弧插补功能，因此，可以车削任意直线和曲线组成的形状复杂的回转体零件

4．带特殊螺纹的回转体零件

详细讲授数控车床的等螺距、变螺距螺纹插补功能，说明数控车床不仅能车削等导程螺纹，还能车削特殊丝杠、变（增/减）螺距、等螺距与变螺距作平滑过渡的螺旋零件以及高精度的模数螺旋零件（如圆柱、圆弧蜗杆）和端面螺纹。同时，数控车床车削螺纹时，主轴转向不必像普通车床那样交替变换，它可以一刀一刀不停顿地循环，直到完成，所以车削螺纹的效率很高。

【学习评价】

1．数控车床的主要功能有哪些？

2．适合数控车削加工