數(shù)控車床車削用量的選擇

一個回轉(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)控編程等三個階段，每個階段還可以分為幾個項目，在進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)對功能代碼的要求可以考慮編寫加工程序。程序簡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)、加工方式和機器操作的各個 功能。

　　以上三個階段的順序是從左到右。工藝人員接到任務(wù)后，首先要準確地識讀零件達出的各種信息，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)值計算、編制程序、程序校驗、首件試切等內(nèi)容。

　　在這十幾個步驟中，每一步都可以再進行分析。如程序校驗，可以用脫機模擬的方法，也可以在真機上進行仿真加工，還可以不安裝工件走刀觀察。如果程序中出現(xiàn)錯誤，機器會自動報警提示，給出錯誤代碼，以便糾錯。

　　3.1.1　編程坐標系原點的確定

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

　　方法一：在M點是機床坐標系原點，一般情況下數(shù)控車床卡盤中心是機床坐標系原點。當(dāng)?shù)毒叩都恻c接觸到工件右下角A點（俯視圖）時，數(shù)控機床操作面板上便顯示出A點的坐標值（XA，ZA）。該坐標值是在機床坐標系下的數(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點坐標置為工件原點（編程原點），O（XO，ZO）（0，0）。

　　方法二：刀具分別切削工件端面和外圓，得到機床坐標系下的X值和Z值，測出工件外圓直徑，將這些數(shù)值輸入零點偏置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、型號等已在車工工藝學(xué)等課程中介紹，現(xiàn)在重點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零件的加工經(jīng)濟性和零件最終精度的形成起到關(guān)鍵作用。

　　對粗加工，應(yīng)從零件的加工經(jīng)濟性來選擇車削用量；對精加工，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――進給率（即進給速度，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，以減少進給次數(shù)，提高生產(chǎn)效率，同時也能減少機床動矢量（絲杠反向間隙）對加工精度的影響。對于采用步進電動機進給驅(qū)動的經(jīng)濟型數(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)驗估算、公式計算或使用手冊查詢，通常要依背吃刀量、進給量及刀具耐用度等指標選取。

　　（2）車螺紋時的主軸轉(zhuǎn)速S

　　S≤1200P-k

　　式中，P為螺距（單位：mm）；k為保險系數(shù)，取80。

　　3.進給率F的確定

　　進給率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，選擇較高的進給率。通常根據(jù)零件表面粗糙度、刀具特點及工件材料等因素，查閱切削用量手冊選取。

　　進給率中每分鐘進給量（vf）和每轉(zhuǎn)進給量（f）轉(zhuǎn)化如下每轉(zhuǎn)進給的指令代碼是G95（單位：mm/r），每分鐘進給指令代碼是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)的型號和廠商作簡單介紹。

　　1.國內(nèi)代表產(chǎn)品

　　（1）華中世紀星數(shù)控系統(tǒng)

　 　華中世紀星數(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，滿足用戶對低價格、高性能、簡單、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，采用國際標準G代碼編程，與各種流行的CAD/CAM自動編程系統(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0.001mm，主要用于經(jīng)濟型數(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)動數(shù)控機床，其品種多，功能強大。

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

　　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)控代碼雖有國際標準，但各國卻各有各自的標準。