數(shù)控車床車削用量的選擇

一個(gè)回轉(zhuǎn)體零件數(shù)控車削加工流程主要包括圖樣分析、工藝分析和數(shù)控編程等三個(gè)階段，每個(gè)階段還可以分為幾個(gè)項(xiàng)目，在進(jìn)行過圖樣分析和工藝分析階段以 后，按照不同數(shù)控系統(tǒng)對(duì)功能代碼的要求可以考慮編寫加工程序。程序簡(jiǎn)單說就是不同指令代碼的集合，這些指令代表不同的工藝參數(shù)、加工方式和機(jī)器操作的各個(gè) 功能。

　　以上三個(gè)階段的順序是從左到右。工藝人員接到任務(wù)后，首先要準(zhǔn)確地識(shí)讀零件達(dá)出的各種信息，主要包括圖中的幾何尺寸、尺寸精 度、形位精度、表面精度的分析；然后根據(jù)圖樣分析的結(jié)果制定工藝流程，包括加工設(shè)備的選擇，工藝路線的確定，工、夾、刃、量、輔具的選擇，切削用量的選擇 等內(nèi)容；最后是數(shù)值計(jì)算、編制程序、程序校驗(yàn)、首件試切等內(nèi)容。

　　在這十幾個(gè)步驟中，每一步都可以再進(jìn)行分析。如程序校驗(yàn)，可以用脫機(jī)模擬的方法，也可以在真機(jī)上進(jìn)行仿真加工，還可以不安裝工件走刀觀察。如果程序中出現(xiàn)錯(cuò)誤，機(jī)器會(huì)自動(dòng)報(bào)警提示，給出錯(cuò)誤代碼，以便糾錯(cuò)。

　　3.1.1　編程坐標(biāo)系原點(diǎn)的確定

　　數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系原點(diǎn)是在制造機(jī)床時(shí)確定的，工件坐標(biāo)系原點(diǎn)依工件形狀而不同，在數(shù)控車床上加工的零件通常以其右端面中心為坐標(biāo)系原點(diǎn)。工件坐標(biāo)系原點(diǎn)通過對(duì)刀確定。對(duì)刀方法如下：

　　方法一：在M點(diǎn)是機(jī)床坐標(biāo)系原點(diǎn)，一般情況下數(shù)控車床卡盤中心是機(jī)床坐標(biāo)系原點(diǎn)。當(dāng)?shù)毒叩都恻c(diǎn)接觸到工件右下角A點(diǎn)（俯視圖）時(shí)，數(shù)控機(jī)床操作面板上便顯示出A點(diǎn)的坐標(biāo)值（XA，ZA）。該坐標(biāo)值是在機(jī)床坐標(biāo)系下的數(shù)值。

　　將X值和Z值分別減去工件直徑值和ZA，并輸入刀具參數(shù)。即將W點(diǎn)坐標(biāo)置為工件原點(diǎn)（編程原點(diǎn)），O（XO，ZO）（0，0）。

　　方法二：刀具分別切削工件端面和外圓，得到機(jī)床坐標(biāo)系下的X值和Z值，測(cè)出工件外圓直徑，將這些數(shù)值輸入零點(diǎn)偏置G54/G55/G56中即可。

　　3.1.2　數(shù)控車床車削用量的選擇

　　車削刀具材料、形狀、型號(hào)等已在車工工藝學(xué)等課程中介紹，現(xiàn)在重點(diǎn)說明車削用量的選擇。

　　數(shù)控編程是通過程序來體現(xiàn)編程者的工藝意圖，如何合理地選擇車削用量對(duì)零件的加工經(jīng)濟(jì)性和零件最終精度的形成起到關(guān)鍵作用。

　　對(duì)粗加工，應(yīng)從零件的加工經(jīng)濟(jì)性來選擇車削用量；對(duì)精加工，則應(yīng)根據(jù)零件的加工精度，特別是表面粗糙度來選擇車削用量。

　　車削加工中的切削用量包括：

　　ap――背吃刀量（即切削深度）。

　　S――主軸轉(zhuǎn)速（對(duì)于車削即夾持工件的主軸）。

　　vc――切削速度（用于恒線速度切削）。

　　F――進(jìn)給率（即進(jìn)給速度，單位有mm/min和mm/r兩種）。

　　這些參數(shù)均應(yīng)在數(shù)控機(jī)床給定的允許范圍內(nèi)選取。

　　1.背吃刀量ap（切削深度）的確定

　　在工藝系統(tǒng)剛度和數(shù)控機(jī)床功率允許的情況下，盡可能選擇較大的背吃刀量，以減少進(jìn)給次數(shù)，提高生產(chǎn)效率，同時(shí)也能減少機(jī)床動(dòng)矢量（絲杠反向間隙）對(duì)加工精度的影響。對(duì)于采用步進(jìn)電動(dòng)機(jī)進(jìn)給驅(qū)動(dòng)的經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床要避免過度切深而引起的失步現(xiàn)象。

　　2.主軸轉(zhuǎn)速S的確定

　�。�1）光滑表面車削的主軸轉(zhuǎn)速

　　S1000vc/πD

　　式中，D為被切削工件直徑。

　　主軸轉(zhuǎn)速常用經(jīng)驗(yàn)估算、公式計(jì)算或使用手冊(cè)查詢，通常要依背吃刀量、進(jìn)給量及刀具耐用度等指標(biāo)選取。

　�。�2）車螺紋時(shí)的主軸轉(zhuǎn)速S

　　S≤1200P-k

　　式中，P為螺距（單位：mm）；k為保險(xiǎn)系數(shù)，取80。

　　3.進(jìn)給率F的確定

　　進(jìn)給率F的大小直接影響表面粗糙度和車削效率，應(yīng)在保證表面質(zhì)量的前提下，選擇較高的進(jìn)給率。通常根據(jù)零件表面粗糙度、刀具特點(diǎn)及工件材料等因素，查閱切削用量手冊(cè)選取。

　　進(jìn)給率中每分鐘進(jìn)給量（vf）和每轉(zhuǎn)進(jìn)給量（f）轉(zhuǎn)化如下每轉(zhuǎn)進(jìn)給的指令代碼是G95（單位：mm/r），每分鐘進(jìn)給指令代碼是G94（單位：mm/min）。

　　3.1.3　常用數(shù)控車床系統(tǒng)介紹

　　數(shù)控系統(tǒng)是數(shù)控機(jī)床的核心部件，以下就國內(nèi)和國外一些主流數(shù)控系統(tǒng)的型號(hào)和廠商作簡(jiǎn)單介紹。

　　1.國內(nèi)代表產(chǎn)品

　�。�1）華中世紀(jì)星數(shù)控系統(tǒng)

　 　華中世紀(jì)星數(shù)控系統(tǒng)（HNC）是在華中Ⅰ型、華中2000系列數(shù)控系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，滿足用戶對(duì)低價(jià)格、高性能、簡(jiǎn)單、可靠的要求而開發(fā)的數(shù)控系統(tǒng)。該系統(tǒng) 適用于各種車床、銑床、加工中心等，采用國際標(biāo)準(zhǔn)G代碼編程，與各種流行的CAD/CAM自動(dòng)編程系統(tǒng)兼容，結(jié)構(gòu)牢靠，造型美觀，體積小巧，具有極高的性 能價(jià)格比。目前已廣泛用于車、銑、磨、鍛及仿形、激光加工等。

　�。�2）南京興華數(shù)控系統(tǒng)

　　南京興華數(shù)控系統(tǒng)的代表產(chǎn)品是WA系列，分辨率可達(dá)0.001mm，主要用于經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床。

　�。�3）廣州數(shù)控系統(tǒng)

　　廣州數(shù)控系統(tǒng)（GSK）有世界上最高檔的五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床，其品種多，功能強(qiáng)大。

　　此外，國產(chǎn)數(shù)控機(jī)床生產(chǎn)廠家還有北京凱恩帝、大連數(shù)控、沈陽第一機(jī)床廠等。

　　2.國外代表產(chǎn)品

　�。�1）SIEMENS數(shù)控系統(tǒng)

　　SIEMENS數(shù)控系統(tǒng)是德國西門子公司開發(fā)出來的。其主流代表產(chǎn)品是SINUMERIK系列產(chǎn)品。在我國引進(jìn)較早，有廣泛用戶。其低、中、高檔產(chǎn)品齊全。本教材主要介紹SIEMENS　802S/c數(shù)控系統(tǒng)及其模擬軟件的使用。

　�。�2）FANUC數(shù)控系統(tǒng)

　　FANUC數(shù)控系統(tǒng)是日本富士通公司開發(fā)的系列化的數(shù)控系統(tǒng)產(chǎn)品，引入我國比較早，用戶也較多。其產(chǎn)品規(guī)格全，分布廣，性能穩(wěn)定。

　　此外，國外產(chǎn)品在中國使用的還有日本三菱公司（MITSUBSHI）的WELDAS數(shù)控系統(tǒng)、西班牙的FAGOR數(shù)控系統(tǒng)、法國的施耐德數(shù)控系統(tǒng)等。

　　需要指出的是，數(shù)控代碼雖有國際標(biāo)準(zhǔn)，但各國卻各有各自的標(biāo)準(zhǔn)。