《数控编程与操作》课件第4章.ppt

第4章数控车削编程

4.1数控车削编程的工艺准备

4.2数控车削编程的特点

4.3车床数控系统的主要基本功能

4.4数控车床的常用编程指令及应用

思考与训练

4.1数控车削编程的工艺准备

4.1.1数控车削加工的主要对象

数控车削是数控加工中用得最多的加工方法之一，与常

规车削加工相比，数控车削加工的主要对象有以下几类：

(1)几何形状复杂、尺寸繁多、精度要求高的回转体零

件。

(2)表面粗糙度要求高的回转体零件。

(3)轮廓形状特别复杂或难以控制尺寸的回转体零件。

(4)带特殊螺纹的回转体零件。

4.1.2数控车削加工的进给路线的确定

数控车削加工的进给路线包括切削加工的路线及刀具引

入、切出等空行程路线。

1)刀具的引入、切出路线

在数控车床上进行加工时，尤其是精车时，要妥当考虑

刀具的引入、切出路线，尽量使刀具沿轮廓的切线方向引入、

切出。

车螺纹时，除保证螺纹长度外，还应增加刀具引入距离

δ1和超越距离δ2。如图4-1所示，δ1和δ2的数值与车床拖动系

统的动态特性、螺纹的螺距和精度有关。δ1一般为2～5mm，

对于大螺距和高精度的螺纹取大值；δ2一般取δ1的1/4左右。

若螺纹收尾处没有退刀槽，则收尾处的形状与数控系统有关，

一般按45°退刀收尾。

图4-1切削螺纹时引入距离与超越距离

2)特殊的进给路线

一般情况下，在数控车削加工中，Z轴方向的进给运动

都是沿着负方向进给的，而有时按其常规的负方向安排进给

路线并不合理，甚至可能车坏工件。

例如，当采用尖形车刀加工大圆弧外表面零件时，安排

如图4-2所示的两种不同的进给方法，其结果也不相同。

图4-2两种不同的进给方法

对于图4-2(a)所示的第一种进给方法(负Z走向)，因切削

时尖形车刀主偏角为100°～105°，这时切削力在X向的较

大分力Fp，将沿着图4-3所示的正X方向作用，当刀尖运动到

圆弧的换象限处，即由负Z、负X方向，向负Z、正X方向变

换时，吃刀抗力Fp与传动横拖板的传动力方向相同，若螺旋

副间有机械传动间隙，就可能使刀尖嵌入零件表面(即扎刀)，

其嵌入量在理论上等于其机械传动间隙量(如图4-3所示)。即

使该间隙量很小，由于刀尖在X向换向时，横向拖板进给过

程的位移量变化也很小，加上处于动摩擦与静摩擦之间呈过

渡状态的拖板惯性的影响，仍会导致横向拖板产生严重的爬

行现象，从而大大降低零件的表面质量。

对于图4-2(b)所示的第二种进给方法，当刀尖运动到圆

弧的换象限处，即由正Z、负X方向，向正Z、正X方向变换

时，吃刀抗力Fp与丝杠传动横向拖板的传动力方向相反，不

会受螺旋副机械传动间隙的影响而产生嵌刀现象，如图4-4

所示。比较而言，图4-2(b)所示的进给方案是较合理的。

图4-3嵌刀现象

图4-4合理的进给方案

3)最短的空行程路线

合理设置对刀点、换刀点和起刀点的位置，可以使空行

程最短。根据需要，这三种工艺点可以分别设置于不同位置，

也可以设置在同一点。换刀点的设置应尽量离工件近些，但

要保证换刀时不与工件、尾座或顶尖发生碰撞，同时要便于

装夹刀具和测量。

图4-5所示为采用矩形循环方式进行粗车的进给路线。

考虑到换刀要方便，其换刀点A设置在离坯件较远的位置处。

图(a)中将换刀点与起刀点重合在一起，按三刀粗车的进给

路线安排如下：第一刀为A→B→C→D→A；第二刀为A→E

→F→G→A；第三刀为A→H→I→J→A。图(b)则是将起刀

点与换刀点分离，并将起刀点设于图示B点位置，仍按相同

的切削量进行粗车，其进给路线如下：第一刀为B→C→D

→E→B；第二刀为B→F→G→H→B；第三刀为B→I→J→K

→B。显然，在相同的背吃刀量下，按图(b)方式加工，刀具

空行程的时间比图(a)短。

图4-5粗车矩形循环进给路线

在安排刀具进刀、退刀路线时，应使其前一刀终点与后

一刀起点间的距离尽量减短，或者为零，这样才可满足空行

程路线为最短的要求。另外，在不发生加工干涉现象的前提

下，宜尽量采用X、Z轴双向同时回零，使回零路线最短。

4)最短的切削进给路线

切削进给路线短，可有效地提高生产效率，降低刀具的

损耗。在安排粗加工或半精加工的切削进给路线时，应同时

兼顾到被加工零件的刚性及加工的工艺性等要求，不要顾此

失彼。图4-6为粗车某零件时几种不同切削进给路线的安排

示意图。

图4-6(a)所示为利用数控系统具有的封闭式复合循环功

能控制车刀沿着工件轮廓进行进给的路线，刀具切削总行程

最长，一般只用于单件小批量生产；图4-6(b)所示为利用固

定循环功