数控车床上成形面的编程与加工

数控机床程序编制的一般步骤和手工编程数控机床程序编制〔又称数控编程〕是指编程者〔程序员或数控机床操作者〕根据零件图样和工艺文件的要求，编制出可在数控机床上运行以完成规定加工任务的一系列指令的过程。

具体来说，数控编程是由分析零件图样和工艺要求开始到程序检验合格为止的全部过程。

一般数控编程步骤如下〔见图19－22〕。

图19－22 一般数控编程顺序图1．分析零件图样和工艺要求分析零件图样和工艺要求的目的，是为了确定加工方法、制定加工方案，以及确认与生产组织有关的问题，此步骤的内容包括：1〕确定该零件应安排在哪类或哪台机床上进行加工。

2〕采用何种装夹具或何种装卡位方法。

3〕确定采用何种刀具或采用多少把刀进行加工。

4〕确定加工路线，即选择对刀点、程序起点〔又称加工起点，加工起点常与对刀点重合〕、走刀路线、程序终点〔程序终点常与程序起点重合〕。

5〕确定切削深度和宽度、进给速度、主轴转速等切削参数。

6〕确定加工过程中是否需要提供冷却液、是否需要换刀、何时换刀等。

2．数值计算根据零件图样几何尺寸，计算零件轮廓数据，或根据零件图样和走刀路线，计算刀具中心〔或刀尖〕运行轨迹数据。

数值计算的最终目的是为了获得编程所需要的所有相关位置坐标数据。

3．编写加工程序单在完成上述两个步骤之后，即可根据已确定的加工方案〔或方案〕及数值计算获得的数据，按照数控系统要求的程序格式和代码格式编写加工程序等。

编程者除应了解所用数控机床及系统的功能、熟悉程序指令外，还应具备与机械加工有关的工艺知识，才能编制出正确、实用的加工程序。

4．制作控制介质，输入程序信息程序单完成后，编程者或机床操作者可以通过CNC机床的操作面板，在EDIT方式下直接将程序信息键入CNC系统程序存储器中；也可以根据CNC系统输入、输出装置的不同，先将程序单的程序制作成或转移至某种控制介质上。

控制介质大多采用穿孔带，也可以是磁带、磁盘等信息载体，利用穿孔带阅读机或磁带机、磁盘驱动器等输入〔输出〕装置，可将控制介质上的程序信息输入到CNC系统程序存储器中。

#§1-1 数控入门知识随着科学技术和社会生产和迅速发展，机械产品日趋复杂，对机械产品和质量和生产率的要求越来越高.在航天、造船、军工和计算机等工业中，零件精度高、形状复杂、批量小、经常改动、加工困难，生产效率低、劳动强度大,质量难以保证。

机械加工工艺过程自动化是适应上述发展特点的最重要手段.为了解决上述问题，一种灵活、通用、高精度、高效率的“柔性”自动化生产设备-—-——-数控机床在这种情况下应运而生。

目前数控技术已做逐步普及，数控机床在工业生产中得到了广泛应用，已成为机床自动化的一个重要发展方向.1—1—1数控定义数控即数字控制（Numerical Control)，是数字程序控制的简称。

数控车床由数字程序控制车床简称；CNC表示计算机数控车床。

数控机床加工原理是把刀具与工件的运动坐标分成最小的单位量即最小位移量，由数控系统根据工件的要求，向各坐标轴发出指令脉冲，使各坐标移动若干个最小位移量，从而实现刀具与工件的相对运动,以完成零件的加工.数控的实质是通过特定处理方式下的数字信息（不连续变化的数字量）去自动控制机械装置进行动作，它与通过连续变化的模拟量进行的程序控制（即顺序控制），有着截然不同性质.由于数控中的控制信息是数字化信息，而处理这些信息离不开计算机，因此将通过计算机进行控制的技术通称为数控技术，简称数控。

这里所讲的数控，特指用于机床加工的数控（即机床数控)。

1—1-2 机床数控与数控机床机床数控是指通过加工程序编制工作，将其控制指令以数字信号的方式记录在信息介质上，经输入计算机处理后，对机床各种动作的顺序、位移量和速度实现自动控制的一门技术。

数控机床则是一种通过数字信息控制按给定的运动规律,进行自动加工的机电一体化新型加工装备。

§1—2 数控机床的用途分类1—2—1 数控车床的用途数控车床与卧式车床一样，也是用来加工轴类或盘类的回转体零件。

但是由于数控车床是自动完成内外圆柱面、圆锥面、圆弧面、端面、螺纹等工序的切削加工，所以数控车床特别适合加工形状复杂的轴类或盘类零件。

数控车床作为当今使用最广泛的数控机床之一，主要用于加工轴类、盘套类等回转体零件，能够通过程序控制自动完成内外圆柱面、锥面、圆弧、螺纹等工序的切削加工，并进行切槽、钻、扩、铰孔等工作，而近年来研制出的数控车削中心和数控车铣中心，使得在一次装夹中可以完成更多得加工工序，提高了加工质量和生产效率，因此特别适宜复杂形状的回转体零件的加工。

4.1.2数控车床的组成数控车床由床身、主轴箱、刀架进给系统、冷却润滑系统及数控系统组成。

与普通车床所不同的是数控车床的进给系统与普通车床有质的区别，它没有传统的走刀箱溜板箱和挂轮架，而是直接用伺服电机或步进电机通过滚珠丝杠驱动溜板和刀具，实现进给运动。

数控系统由NC单元及输入输出模块，操作面板组成。

1.数控车床的机械构成从机械结构上看，数控车床还没有脱离普通车床的结构形式，即由床身、主轴箱、刀架进给系统，液压、冷却、润滑系统等部分组成。

与普通车床所不同的是数控车床的进给系统与普通车床有质的区别，它没有传统的走刀箱、溜板箱和挂轮架，而是直接用伺服电机通过滚珠丝杠驱动溜板和刀具，实现运动，因而大大简化了进给系统的结构。

由于要实现CNC，因此，数控车床要有CNC装置电器控制和CRT操作面板。

图4-1所示为数控车床构成的各部分及其名称。

图4-1数控车床的构成(1)主轴箱图4-2为数控车床主轴箱的构造，主轴伺服电机的旋转通过皮带轮送刀主轴箱内的变速齿轮，以此来确定主轴的特定转速。

在主轴箱的前后装有夹紧卡盘，可将工件装夹在此。

图4-2数控车床主轴箱的构造(2)主轴伺服电机主轴伺服电机有交流和直流。

直流伺服电机可靠性高，容易在宽范围内控制转矩和速度，因此被广泛使用，然而，近年来小型、高速度、更可靠的交流伺服电机作为电机控制技术的发展成果越来越多地被人们利用起来。

(3)夹紧装置这套装置通过液压自动控制卡爪的开/合。

(4)往复拖板在往复拖板上装有刀架，刀具可以通过拖板实现主轴的方向定位和移动，从而同Z轴伺服电机共同完成长度方向的切削。

《数控车床编程与操作》课程标准《数控车床编程与操作》是数控技术专业核心课程、专业必修课程。

通过项目式方式，采取理实一体化方法，培养学生的数控车床操作,编程能力,熟悉数控机床的组成,工作原理和分类方法.掌握数控车床编程的步骤,方法,特点及应用场合.培养学生工作执行,工作组织,团队协作等能力。

三、设计思路1.以职业工作过程构建课程学习领域按数控机床操作工的制订工艺方案-零件编程操作加工-工件检验等工作过程确定行动领域,根据行动领域确定零件的数控编程,学习情境设计遵循从易到难,从简单到复杂的原则。

2课程设计理念与思想设计理念：课程贯彻校企合作,工学结合的职业教育课程理念.课程的项目源自格特拉克公司的产品加工。

3设计思路①在教学过程中，以“数控加工技术应用与操作能力的培养”为主线，以应用为目的，专业知识教学以“必需”和“够用”为度。

在训练中应以培养学生的综合运用知识和技能的能力为主，把进行全面的素质教育作为教学活动开展的基础，注重提高学生的实践能力和岗位就业竞争能力。

②采用理论实践一体化教学法和项目教学法；结合数控车床编程模拟操作软件辅助教学，使编程、仿真、加工一体化，以提高训练效率和安全性；结合中级数控车床操作工职业资格标准进行教学与强化训练。

③通过学生合作教学项目，培养团队合作精神.在教学中注重品质控制和质量管理方面素质养成与提高。

四、课程培养目标（-）专业能力培养目标1.掌握数控车床操作、编程、维护和保养技术，能处理一般的报警故障。

2.能看懂零件图和部件装配图，根据零件件的技术要求，制定一般零件的加工工艺规程。

3.能熟练使用工、夹具和测量仪器，对工件精度进行检测和调整。

4.熟练掌握数控车床的操作方法和步骤，能正确操作机床完成各种零件的加工。

5.掌握在工件加工过程中，对工件质量进行分析，分析产生误差、废品的原因，寻求解决方法。

6.能独立完成中等复杂程度工件的编程与加工。

（二）方法能力培养目标1.培养学生必要的政治素质。

数控技术应用专业《数控车床编程与操作加工》课程标准前言适用专业：数控技术应用(全称，根据2010中职专业目录填写)课程类别：基础 (基础、技能、拓展)修课方式：必修(必修、选修)教学时数：240学时修读学期：第3、5学期考核类别：（考查/考试）一、课程性质（一）课程定位《数控车床编程与操作加工》课程是根据教育部2003年12月颁发的《中等职业学校数控技术应用专业领域技能型紧缺型人才培养培训指导方案》中核心教学与训练项目的基本要求及劳动技能型人才的发展需要，以就业为导向，顺应现代职业教育教学制度的改革趋势，在数控技术应用专业开设的必修课。

该课程是数控技术应用专业的综合性核心课程，通过本课程的学习，使学生掌握数控车床的操作方法，能够依据生产工艺文件（或零件）选择刀具、夹具和测量工具，在数控车床上独立完成零件的车削加工，正确对零件进行检测，达到数控机床操作工岗位的要求。

该课程以培养综合素质为基础，以提高学生的职业能力为本位，采用理实一体化教学模式，注重实践教学，使学生成为企业迫切需要的劳动技能型人才。

（二）课程任务1.认识数控机床2.学会数控机床的基本操作3.学会轴类零件的车削加工4.学会简单套类零件的加工5.学会槽类零件的加工6.学会螺纹类零件的加工7.学会圆弧曲面结构轴件的车削加工二、课程目标（一）职业关键能力根据产品的生产需求，参照客户提供零件图纸的技术要求，结合生产环境的实际条件，制定产品生产加工的方案，加工产品。

（二）职业专门能力学生以独立工作或小组合作的形式，通过老师指导或借助资料学习的手段，制定零件加工的工作计划，在规定时间内完成上述资讯、计划、决策、实施、检测并进行评价反馈。

在实施计划的过程中，使用工具、设备、材料等均要符合安全和环境保护规定。

（三）方法能力1．使用国家标准的能力；2．对机加工过程合理规划、表达、组织的能力；3．解决机加工过程中实际问题能力；4．独立学习新工艺、新技术的能力。