温岭志成教育数控培训
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零件分析与工艺规划
零件情况：如图2 - 17所示变速手柄轴，毛坯为φ25㎜×100㎜棒材，材料为45钢。
工艺方案：对于细长轴类零件，轴心线为工艺基准，用三爪自定心卡盘夹持φ25㎜外圆一头，使工件伸出卡盘85㎜，用顶尖顶持另一头，一次装夹完成粗精加工。
工步顺序：手动粗车端面；手动钻中心孔；自动加工粗车φ16㎜、φ22㎜外圆，留精车余量1㎜；自右向左精车各外圆面（倒角→车削φ16㎜外圆，长35㎜→车φ22㎜右端面→倒角→车φ22㎜外圆，长45㎜）；粗车2㎜×0.5㎜槽、3㎜×φ16㎜槽；精车3㎜×φ16㎜槽，切槽3㎜×0.5㎜槽，切断。
机床与刀具选择
机床设备：选用经济型数控车床CK0630型数控卧式车床。
刀具选择：根据加工要求，选用五把刀具，T01为粗加工刀（90°外圆车刀），T02为中心钻，T03为精加工刀（90°外圆车刀），T05为切槽刀（刀宽为2㎜），T07为切断刀（刀宽为3㎜，刀具补偿设置在左刀尖处）。同时把五把刀在自动换刀刀架上安装好，且都对好刀，把它们的刀偏值输入相应的刀具参数中。
切削用量确定：依据机床性能、相关手册并结合实际经验确定。
数控编程方式和步骤
一、数控编程方式
数控编程主要有两种方式：手动编程和自动编程。
1. 手动编程
手动编程是指由编程人员根据零件图样和技术要求，通过手工计算和编写数控加工程序的过程。这种方式适用于零件形状简单、批量较小的情况。
优点：
不需要专用的编程软件，成本较低。
编程人员可以直接控制程序的每一个细节，灵活性较高。
缺点：
编程效率低，容易出错。
对编程人员的技术要求较高，需要具备较强的数学计算能力和编程经验。
2. 自动编程
自动编程是指利用计算机辅助设计（CAD）和计算机辅助制造（CAM）软件，自动生成数控加工程序的过程。这种方式适用于零件形状复杂、批量较大的情况。
数控车床手工编程是指通过手动编写数控代码来控制车床的加工操作。这种编程方式适用于中小批量生产、复杂零件加工以及需要灵活调整的情况。以下是对数控车床手工编程的详细介绍。
一、数控车床编程的基本概念
1. 坐标系
工件坐标系：数控车床中，工件坐标系通常以工件右端面与轴心线的交点O为原点，建立XOZ坐标系。X轴沿直径方向，Z轴沿轴线方向。
编程方式：可以采用绝对值编程（用X、Z表示）和增量值编程（用U、W表示）。例如，绝对值编程中，坐标值是相对于工件坐标系原点的绝对位置；增量值编程中，坐标值是相对于前一位置的增量变化。
2. 常用指令
G代码：控制刀具的运动方式。
G00：快速定位，使刀具以最快速度移动到指定位置。
G01：直线插补，按指定的进给速度进行直线加工。
G02：顺时针圆弧插补。
G03：逆时针圆弧插补。
G71：外径粗加工复合循环。
G72：端面粗加工复合循环。
G73：固定形状粗加工复合循环。
G74：钻孔循环。
G76：精镗循环。
M代码：控制机床的辅助功能。
M03：主轴正转。
M04：主轴反转。
M05：主轴停止。
M08：冷却液开。
M09：冷却液关。
M30：程序结束。
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其中：
X、Z为刀具所要到达点的绝对坐标值；
U、W为刀具所要到达点距离现有位置的增量值；（不运动的坐标可以不写）
二、直线插补指令G01
G01指令是直线运动命令，规定刀具在两坐标间以插补联动方式按指定的进给速度F做任意的直线运动。
指令格式：
G01 X(U)_ Z(W)_ F_ ；
其中：
⑴X、Z或U、W含义与G00相同。
⑵F为刀具的进给速度（进给量），应根据切削要求确定。
三、圆弧插补指令G02、G03
圆弧插补指令有顺时针圆弧插补指令G02和逆时针圆弧插补指令G03两种。
编程格式：
顺时针圆弧插补指令的指令格式为：
G02 X(U)_ Z(W)_ R_ F_;
G02 X(U)_ Z(W)_ I_ K_ F_;
逆时针圆弧插补指令的指令格式为：
G03 X(U)_ Z(W)_ R_ F_;
G03 X(U)_ Z(W)_ I_ K_ F_;
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复杂轴类零件
对于细长轴类零件，如变速手柄轴，毛坯为φ25㎜×100㎜棒材，材料为45钢2。
工艺方案：
轴心线为工艺基准，用三爪自定心卡盘夹持φ25㎜外圆一头，使工件伸出卡盘85㎜，用顶尖顶持另一头，一次装夹完成粗精加工。
工步顺序较为复杂，包括手动粗车端面、手动钻中心孔、自动加工粗车φ16㎜、φ22㎜外圆（留精车余量1㎜）、自右向左精车各外圆面（包括倒角、车削不同直径外圆及长度控制）、粗车槽、精车槽以及切断等操作。
刀具选择：选用五把刀具，T01为粗加工刀（90°外圆车刀），T02为中心钻，T03为精加工刀（90°外圆车刀），T05为切槽刀（刀宽为2㎜），T07为切断刀（刀宽为3㎜，刀具补偿设置在左刀尖处）。
编程要点：
对于不同的加工工序，编程时需要准确控制刀具的运动轨迹和切削参数。例如，在粗车外圆时，要根据不同的直径分多次进行粗车，并且要合理设置每次粗车的切削深度和进给速度。
在精车各外圆面时，要按照工艺要求的顺序进行倒角、车削外圆等操作，如精车φ16㎜外圆的程序段：
N0190 G01 X16 Z - 35 F60; 其中X16是外圆直径，Z - 35是长度方向坐标，F60是进给速度。
在切槽和切断操作时，要注意刀具的宽度补偿，以确保切槽和切断的尺寸精度。简单轴类零件
以一个简单的轴类零件为例，毛坯为φ45㎜×120㎜棒材，材料为45钢，要数控车削端面、外圆。
机床可以实时监测自身的运行状态，如各部件的温度、振动情况等，当检测到异常时能够及时发出警报并提示故障原因，方便维修人员快速定位和解决问题。这有助于减少机床的停机时间，提高生产效率。
（2）自适应加工
根据加工过程中的实际情况，如工件材料的硬度变化、刀具的磨损等，自动调整切削参数，保证加工质量的稳定性。例如，在加工过程中如果刀具磨损导致切削力增大，机床可以自动降低切削速度或进给量，以避免加工精度下降。
（3）远程监控
操作人员可以通过网络远程监控机床的加工状态，包括查看加工参数、加工进度等。这对于多台机床的集中管理非常有利，同时也方便技术人员在异地对机床进行故障诊断和技术支持。
2. 高精度与高效加工需求
在制造业对产品质量要求不断提高的背景下，数控车床的加工精度和效率也在不断提升。
（1）高精度加工
一方面，机床制造企业通过采用更高精度的零部件，如高精度的主轴、导轨和丝杆等，提高机床的整体精度；另一方面，在加工工艺和控制技术方面不断创新，如采用先进的误差补偿技术，减小加工误差。例如，在航空航天领域，对于一些高精度的零件，要求数控车床能够达到微米甚至纳米级的加工精度。
（2）高效加工
为了提高加工效率，数控车床在切削速度、进给速度等方面不断提升。同时，采用多轴联动加工、复合加工等技术，减少加工工序和装夹次数。例如，车铣复合加工中心可以在一台机床上完成车削和铣削等多种加工操作，大大缩短了加工周期。
3. 绿色制造理念的融入
在环保意识日益增强的今天，数控车床机械加工也逐渐融入绿色制造理念。
（1）节能降耗
从机床的设计和制造上，采用节能型的电机、控制系统等，降低机床运行过程中的能耗。例如，一些新型数控车床采用了智能电源管理系统，根据机床的实际运行状态自动调整电源供应，减少不必要的能源消耗。
（2）减少污染
在加工过程中，采用环保型的切削液或者采用干式切削技术，减少切削液的使用和对环境的污染。同时，对于加工过程中产生的废料（如切屑等）进行合理回收和处理，避免对环境造成污染。
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