数控机床技能实训：第二章 数控车床简介

1、第二章 数控车床简介,2.1数控车床的功能与结构 2.2数控车床的刀具选择与装夹要求 2.3 数控车床工件的定位与安装,第二章 数控车床简介,2.1数控车床的功能与结构 利用数字程序对金属或非金属棒料、锻件、铸件等回转体 毛坯进行切削加工的数控机床被称为数控车床。其主要功能 是：按照预先编制的数控加工程序自动完成轴类与盘类回转体 零件的内外圆柱面、圆锥面、圆弧面、螺纹等项目的切削加工 任务，并且能够完成切槽、钻孔、扩孔、铰孔或镗孔作业。 一、数控车床的组成、布局和特点 1.数控车床的结构组成 数控车床与卧式车床相比较，其结构上仍然是由主轴箱,下一页 返回,第二章 数控车床简介,刀架、进给传动系

2、统、床身、液压系统、冷却系统、润滑系统 等部分组成，只是数控车床的进给系统与卧式车床的进给系统 在结构上存在着本质上的差别，图2.1所示为典型数车床的机械 结构组成。卧式车床主轴的运动经过挂轮架、进给箱、溜板箱 传到刀架，实现纵向和横向进给运动。而数控车床是采用伺服 电动机，经滚珠丝杠传到滑板和刀架，实现Z向(纵向)和X向(横 向)进给运动。数控车床也有加工各种螺纹的功能，主轴旋转与 刀架移动间的运动关系通过数控系统来控制。数控车床主轴箱 内安装有脉冲编码器，主轴的运动通过同步齿形带1：1地传到 脉冲编码器。当主轴旋转时，脉冲编码器便发出检测脉冲信号,上一页 下一页,图2.1,返回,第二章 数

3、控车床简介,给数控系统，使主轴电动机的旋转与刀架的切削进给保持加工 螺纹所需的运动关系，即实现加工螺纹时主轴转一转，刀架Z向 移动工件一个导程。 2.数控车床的布局 数控车床的主轴、尾座等部件相对床身的布局形式与普通 卧式车床等基本相同，而刀架和导轨的布局形式有了大的改 变，这是由于数控车床在工作时需要提供更高的加工效率和精 度要求所至，此外，在床身上都安装了封闭式防护罩和其他防 护装置，以保证操作人员的安全。 （1）车床本体与导轨 车床的本体与导轨的布置形式相对,上一页 下一页,第二章 数控车床简介,于水平位置共有4种布局形式如图2. 2所示：平床身、斜床身、 平床身斜滑板和立床身。 水平床

4、身的工艺性好，便于导轨面的加工。水平床身配上 水平配置的刀架可提高刀架的运动速度，一般可用于大型数控 车床或小型精密数控车床的布局。但是水平床身由于下部空 间小，导致排屑困难。从结构尺寸上看，刀架水平放置使得滑 板横向尺寸较长，从而加大了机床宽度方向的结构尺寸。 水平床身配上倾斜放置的滑板，并配置倾斜式导轨防护罩 的布局形式，一方面有水平床身工艺性好的特点，另一方面机 床宽度方向的尺寸较水平配置滑板的要小，且排屑方便。水平,上一页 下一页,图2. 2,返回,第二章 数控车床简介,床身配上倾斜放置的滑板和斜床身配置斜滑板布局形式被中、 小型数控车床普遍采用。这是由于此两种布局形式排屑容易， 铁屑

5、不会堆积在导轨上，也便于安装自动排屑器；操作方便， 易于安装机械手，以实现单机自动化；机床占地面积小，外形 简洁、美观，容易实现封闭式防护。 斜床身的导轨倾斜的角度可为30、45、60、75和 90(称为立式床身)等几种。倾斜角度小，排屑不便；倾斜角 度大，导轨的导向性差，受力情况也差。导轨倾斜角度的大小 还会直接影响机床外形尺寸高度与宽度的比例。综合考虑上面 的诸因素，中小规格的数控车床，其床身的倾斜度以60为 宜,上一页 下一页,第二章 数控车床简介,2）刀架的布局见图2.3所示 数控车床的刀架是机床的重 要组成部分，刀架是用于夹持切削刀具的，因此其结构直接影 响机床的切削性能和切削效率，

6、在一定程度上，刀架结构和性 能体现了数控车床的设计与制造水平。随着数控车床不断发 展，刀架结构形式不断创新，但总体来说大致可以分两大类， 即四刀位卧式回转刀架和转塔式刀架。 有的车削中心还采用带刀库的自动换刀装置。四刀位卧式 回转刀架一般用于小型数控车床，换刀时可实现自动定位。 转塔式刀架也称刀塔或刀台，转塔式刀架有立式和卧式两 种结构形式。转塔刀架具有多刀位自动定位装置，通过转塔头,上一页 下一页,图2.3,返回,第二章 数控车床简介,的旋转、分度和定位来实现机床的自动换刀动作。转塔刀架应 分度准确、定位可靠、重复定位精度高、转位速度快、夹紧刚 性好，以保证数控车床的高精度和高效率。有的转塔

7、刀架不仅 可以实现自动定位，而且还可以传递动力。目前两坐标联动车 床多采用12工位的回转刀架，也有采用6工位、8工位、10工位 回转刀架的。回转刀架在机床上的布局有两种形式：一种是用 于加工盘类零件的回转刀架，其回转轴垂直于主轴；另一种是 用于加工轴类和盘类零件的回转刀架，其回转轴平行于主轴。 四坐标控制的数控车床的床身上安装有两个独立的滑板和 回转刀架，故称为双刀架四坐标数控车床。其中，每个刀架的,上一页 下一页,第二章 数控车床简介,切削进给量是分别控制的，因此两刀架可以同时切削同一工件 的不同部位，既扩大了加工范围，又提高了加工效率。四坐标 数控车床的结构复杂，且需要配置专门的数控系统，

8、实现对两 个独立刀架的控制。这种机床适合加工曲轴、飞机零件等形状 复杂、批量较大的零件。 二、数控车床的分类 数控车床一般可以按照以下的方法进行分类： 1按数控车床主轴位置分类 1)立式数控车床 立式数控车床的主轴垂直于水平面，并有 一个直径很大的圆形工作台，供装夹工件用。这类数控机床主,上一页 下一页,第二章 数控车床简介,要用于加工径向尺寸较大、轴向尺寸较小的大型复杂零件。 2)卧式数控车床 卧式数控车床的主轴轴线处于水平位置， 它的床身和导轨有多种布局形式，是应用最广泛的数控车床。 2按加工零件的基本类型分类 1)卡盘式数控车床 这类数控车床未设置尾座，主要适于车 削盘类(含短轴类)零件

9、，其夹紧方式多为电动液压控制。 2)顶尖式数控车床 这类数控车床设置有普通尾座或数控尾 座，主要适合车削较长的轴类零件及直径不太大的盘、套类零 件,上一页 下一页,第二章 数控车床简介,3按数控车床的档次分 1)简易数控车床 简易数控车床一般是用单板机或单片机进 行控制，属于低档次数控车床。机械部分由卧式车床略作改进 而成。主电动机一般不作改动，进给多采用步进电动机，开环 控制，四刀位回转刀架。简易数控车床没有刀尖圆弧半径自动 补偿功能，所以编程时计算比较繁琐，加工精度较低。 2)经济型数控车床 经济型数控车床一般有单显CRT、程序 储存和编辑功能，属于中档次数控车床。多采用开环或半闭环 控制

10、。它的主电动机仍采用普通三相异步电动机，所以它的显 著缺点是没有恒线速度切削功能,上一页 下一页,第二章 数控车床简介,3)全功能数控车床 全功能(或多功能)数控车床主轴一般采 用能调速的直流或交流 主轴控制单元来驱动，进给采用伺服 电动机，半闭环或闭环控制，属于较高档次的数控车床。多功 能数控车床具备的功能很多，特别是具备恒线速度切削和刀尖 圆弧半径自动补偿功能。 4)高精度数控车床 高精度数控车床主要用于加工类似VTR 的磁鼓、磁盘的合金铝基板等需要镜面加工，并且形状、尺寸 精度都要求很高的零部件，可以代替后续的磨削加工。 这种车床的主轴采用超精密空气轴承，进给采用超精密空 气静压导向面，

11、主轴与驱动电动机采用磁性联轴器等。床身采,上一页 下一页,第二章 数控车床简介,用高刚性厚壁铸铁，中间填砂处理，支撑也采用空气弹簧三点 支撑。总之，为了进行高精度加工，在机床各方面均采取了很 多措施。 5)高效率数控车床 高效率数控车床主要有一个主轴两个回 转刀架及两个主轴两个回转刀架等形式，两个主轴和两个回转 架能同时工作，提高了机床加工效率。 6)车削中心 在数控车床上增加刀库和C轴控制后，除了能 车削、镗削外，还能对端面和圆周面上任意部位进行钻、铣、 攻螺纹等加工；而且在具有插补的情况下，还能铣削曲面，这 样就构成了车削中心，如图24所示。它是在转盘式刀架的刀,上一页 下一页,图24,1

12、车床床身 2刀库 3自动换刀装置 4转塔式刀架 5工件装卸机械手6载料机,返回,第二章 数控车床简介,座上安装上驱动电动机，可进行回转驱动，主轴可以进行回转 位置的控制(c轴控制)。车削加工中心可进行四轴(X、y、Z、c) 控制，而一般的数控车床只能两轴(X、Z)控制。 车削中心的主体是在数控车床上配刀库和换刀机械手，它 与数控车床单机相比，自动选择和使用刀具数量大大增加。但 是，卧式车削中心与数控车床的本质区别并不在刀库上，它 还 应具备如下两种先进功能：一种是动力刀具功能，如铣刀和钻 头。通过刀架内部结构，可使铣刀、钻头回转。另一种是C轴位 置控制功能，C轴是指以Z轴(对于车床是卡盘与工件

13、的回转中心,上一页 下一页,第二章 数控车床简介,轴)为中心的旋转坐标轴。位置控制原有X、Z坐标，再加上C坐 标，就使车床变成三坐标两联动轮廓控制。例如，圆柱铣刀轴 向安装、X一C坐标联动就可以在工件端面铣削；圆柱铣刀径向 安装；ZC坐标联动，就可以在工件外径上铣削。这样，车削 中心就能铣削出凸轮槽和螺旋槽，如图2.5所示。 三、典型数控车床介绍 HM077是较典型的全功能数控车床，它采用模块化设计方 法，能使用户针对特定的加工对象，合理地选择所需要的结构 模块配置构成。此外，它性能价格比合理、加工效率高，市 场适应性强，稳定性好，操作者的劳动强度低，具有良好的安,上一页 下一页,图2.5,车

14、削中心C轴加工举例,返回,第二章 数控车床简介,全防护装置，适用于各种自动化生产，能满足机械加工多品 种、小批量、高节拍的生产需要，也能适应复杂形状、精度要 求高的批量零件的加工。 1、HM077的组成及主要技术参数 HM077的组成 其主要组成部件有：主轴电动机、主轴箱、排屑器、液压 卡盘、全封闭防护置、尾座、工作卧式刀架、床鞍与床鞍滑 板、床身、操作面板。HM-077配备FANUC 0一TC数控系统。 HM一077的技术参数 2、HM-077的床身、导轨、刀架布局与特点,上一页 下一页,第二章 数控车床简介,1)床身布局形式和结构特点。 HMO77采用斜床身的总体布局形式如图2.7，与水平

15、面倾 斜角度为600，排屑流畅，人机关系合理，具有以下特点： 容易实现机电一体化。 机床外形简洁、美观、占地面积小。 容易实现封闭式防护。 容易排屑和安装自动排屑器。 从工件上切下的炽热切屑不至于堆积在导轨上。 便于操作，人性化程度高。 便于安装机械手，实现单机自动化,上一页 下一页,图2.7,HM-077斜床身布局,返回,第二章 数控车床简介,HM-077床身结构特点是：HM-077的床身与底座为分体结 构，床身为中间空心的管状结构，如整个截面呈三角形，具有 良好的静态和动态刚性，能承受较大的切削负荷，为机床发挥 高效率提供了可靠的保障。 2）床身上的导轨 床身导轨采用矩形镶钢淬硬导轨，与之

16、配合的移动导轨上 粘接聚四氟乙烯导轨软带，摩擦系数低，具有良好的耐磨性和 精度保持性，并保证运动的平稳性与快速响应性。机床底座型 腔内有砂芯，具有良好的吸振性。 3）刀架布局,上一页 下一页,第二章 数控车床简介,刀架是数控车床的重要部件，对机床的整体布局影响很 大。数控车床多采用自动回转刀架来夹持各种不同用途的刀 具，它们可能是外圆加工刀具，也可能是内孔加工刀具，转塔 刀架可以夹持4把、6把、8把、12把以至更多的刀具。回转刀架 上的工位数越多，加工的工艺范围越大，但同时刀位之间的夹 角越小，则在加工过程中刀具与工件的干涉越大。因此受空间 的限制，一般刀架以12工位居多。HM-077的刀架布

17、局为刀架回 转轴线与主轴轴线平行，为斜床身的后置刀架的设计类型，卧 式回转刀架上的工位数为12。工件夹持装置通常是卡盘，工件 安装在机床的左边，切削刀具沿X轴横向运动，沿Z轴纵向运 动,上一页 下一页,第二章 数控车床简介,3、机床坐标 机床原点为机床上的一个固定点。车床的机床原点一般定 义在主轴旋转中心线与车头端面的交点或离卡盘端面的某一距 离处；以及接近坐标轴正向极限的位置处。参考点也是机床上 一固定点。 4、主运动和进给伺服系统 （1)主运动系统：HM-077的主传动变速方式为交流主电动 机通过V带直接带动主轴，传动比为1:2与1:1.5两个模块。V带 直接带动的传动方式可以避免齿轮传动

18、时引起的振动与噪声， 有效地提高了主轴的运转精度。主电动机有7.5kW，11kW，15kW,上一页 下一页,第二章 数控车床简介,和22kW四种模块配置，还可采用宽调速、高扭矩的宽域主轴伺 服电动机，以进一步扩大调速范围、提高输出扭矩，使数控机 床在机械结构上朝着优化的方向前进了一大步。另外，为实现 螺纹切削，主轴后端配备位置编码器，HM-077采用增量式光电 脉冲编码器，以1:1的传动比用同步齿形带与主轴无间隙连接。 （2）进给伺服系统：HM-077的交流进给伺服系统为高精度 数字式伺服系统，采用高分辨率位置检测器和高速微处理器及 软件伺服控制功能，能实现高速、高精度的半闭环伺服控制方 式。

19、 5、HM-077所配置的FANUC 0iTB数控系统,上一页 下一页,第二章 数控车床简介,HM-077所配置的FANUC OTC数控系统采用了高速的32位 微处理器，具有高性能、高可靠性，使机械加工效率达到一个 更高的水平。 在FANUC OTC数控系统中，除了具有一般的直线、圆弧插 补功能外，还具有螺纹切削功能，外圆、端面和螺纹切削的循 环功能，刀具形状、刀具磨损和刀尖半径补偿功能，存储型螺 距误差补偿功能，并提供了专用的定制型用户宏程序，从而能 够容易地实现一些特殊的机械加工。另外，还有一些提高加工 精度的功能,上一页 下一页,第二章 数控车床简介,四、典型的数控车床控制系统FANUC

20、数控系统简介 本书在后的对数控机床的编程，主要是基于FANUC数控系统 的编程指令应用，因此有必要对它有所了解。 FANUC数控系统以其高质量、低成本、高性能、较全的功 能，适用于各种机床和生产机械等特点，在市场的占有率远远 超过其他的数控系统。 高可靠性的PowerMate 0系列 用于控制二轴的小型车床， 取代步进电机的伺服系统。可配画面清晰、操作方便、中文显 示的CRTMDI，也可配性能价格比高的DPLMDI,上一页 下一页,第二章 数控车床简介,普及型FANUC O-D系列 0-TD用于车床；0MD用于铣床及 小型加工中心；0-GCD用于圆柱磨床；0-GSD用于平面磨床；0- PD用于

21、冲床。 全功能型的0-C系列 0-TC用于通用车床、自动车床；0-MC 用于铣床、钻床、加工中心；0-GCC用于内、外圆磨床；0-GSC 用于平面磨床；0-TTC用于双刀架四轴车床。 高性能价格比的0i系列 整体软件功能包，高速、高精 度加工，并具有网络功能。Oi-MBMA用于加工中心和铣床，四 轴四联动；0i-TBTA用于车床，四轴二联动；0i-mate MA用于 铣床，三轴三联动；0i-Mate TA用于车床，二轴联动,上一页 下一页,第二章 数控车床简介,具有网络功能的超小型、超薄型CNC 16i18i21i系列 控制单元与LCD集成于一体，具有网络功能，超高速串行数据通 讯。其中FSl

22、6i-MB的插补、位置检测和伺服控制以纳米为单 位。16i最多可控八轴，六轴联动；18i最多可控六轴四轴联 动；21i最多可控四轴，四轴联动,上一页 返回,第二章 数控车床简介,2.2数控车床的刀具选择与装夹要求 一、数控车刀的类型与选择 车床主要用于回转表面的加工，如内外圆柱面、圆锥面、 圆弧面、螺纹等切削加工。 尖形车刀、圆弧形车刀和成形车刀 数控车削常用的车刀一般分为三类，即尖形车刀、圆弧形 车刀和成形车刀。 1、尖形车刀 （1）尖形车刀的特征 以直线形切削刃为特征的车刀一般称为尖形车刀。这类车,下一页 返回,第二章 数控车床简介,刀的刀尖(同时也为其刀位点)由直线形的主、副切削刃构成，

23、 如900内、外圆车刀，左、右端面车刀，切断(车槽)车刀及刀尖 倒棱很小的各种外圆和内孔车刀。用这类车刀加工零件时，其 零件的轮廓形状主要由一个独立的刀尖或一条直线形主切削刃 位移后得到。 （2）尖形车刀的几何参数选择 尖形车刀的几何参数主要指车刀的几何角度，可根据不同 的加工的对象进行选择。 在数控车削加工中，总希望能按照轮廓一刀连续车削出所 需要的外形，这时就要对刀具进给路线及加工过程中可能出现,上一页 下一页,第二章 数控车床简介,的刀具干涉等进行全面考虑，工件型面与车刀的工作主偏角 Kre，副偏角K/re应该认真核算。 2、圆弧形车刀 圆弧形车刀的特征 圆弧形车刀是较为特殊的数控加工用

24、车刀。其特征是：构 成主切削刃的刀刃形状为一圆度误差或轮廓度误差很小的圆 弧；该圆弧刃每一点都是圆弧形车刀的刀尖。因此，刀位点不 在圆弧上，而在该圆弧的圆心上。（通过精确测量的圆弧半径 作为半径补偿值，并利用数控机床的圆弧半径补偿功能，可方 便地进行工件加工轮廓的编程,上一页 下一页,第二章 数控车床简介,当某些尖形车刀或成形车刀(如螺纹车刀)的刀尖具有一定 的圆弧形状时，如果车刀刀尖的形状为一圆弧，编程时又考虑 了对其经测量认定的刀具圆弧半径，并进行刀尖半径补偿时， 则车刀属圆弧车刀性质。应作为圆弧车刀使用，使用半径补偿 编程。 圆弧形车刀可以用于车削内、外表面，特别适宜于车削各 种光滑连接

25、(凹形)的成形面。对于某些精度要求较高的凹曲面 车削或大外圆弧面的批量车削，以及尖形车刀所不能完成加工 的过象限的圆弧面，宜选用圆弧形车刀进行，圆弧形车刀具有 宽刃切削(修光)性质，能使精车余量保持均匀而改善切削性 能，还能一刀车出跨多个象限的圆弧面,上一页 下一页,第二章 数控车床简介,圆弧形车刀的几何参数 圆弧形车刀的几何参数圆弧形车刀的几何参数除了前角及 后角外，主要为车刀圆切削刃的形状及半径。选择车刀圆弧半 径的大小时，应考虑两点：第一，车刀切削刃的圆弧半径应当 不大于零件凹形轮廓的最小半径，以免发生加工干涉；第二， 该半径不宜选择太小，否则既难以制造，又会因其刀头强度太 弱或刀体散热

26、能力差，使车刀损坏。圆弧形车刀前、后角的选 择，原则上与普通车刀相同，只不过形成其前角(大于00时)前 刀面一般都为凹球面，形成其后角的后刀面一般为圆锥面。圆 弧形车刀前、后刀面圆锥面形状，是为满足在刀刃的每一个切,上一页 下一页,第二章 数控车床简介,削点上，都具有恒定的前角和后角，以保证切削过程的稳定性 及加工精度和为了制造车刀的方便，在精车时，其前角多选择 为00(无凹球面)。 3、成形车刀 成形车刀俗称样板车刀，其加工零件的轮廓形状完全由车 刀刀刃的形状和尺寸决定数控车削加工中，常见的成形车刀有 小半径圆弧车刀、非矩形车槽刀和螺纹车刀等。 整体式、焊接式、机夹式 车刀在组成结构上又可分

27、为整体式车刀、焊接式车刀和机 械夹固式车刀三类,上一页 下一页,第二章 数控车床简介,1、整体式车刀 主要是整体式高速钢车刀。通常用于小型车刀、螺纹车刀 和形状复杂的成形车刀。它具有抗弯强度高、冲击韧性好，制 造简单和刃磨方便、刃口锋利等优点，但加工时容易磨损，影 响加工质量。 2、焊接式车刀 是将硬质合金刀片用焊接的方法固定在刀体上，经刃磨而 成。这种车刀结构简单，制造方便，刚性较好，但抗弯强度 低，冲击韧性差，切削刃不如高速钢车刀锋利，不易制作复杂 刀具,上一页 下一页,第二章 数控车床简介,3、机械夹固式可重磨车刀 机械夹固式不重磨(可转位)车刀的刀片为多边形，有多条 切削刃，当某条切削

28、刃磨损钝化后，只需松开夹固元件，将刀 片转一个位置便可继续使用。其最大优点是车刀几何角度完全 由刀片保证，切削性能稳定，刀杆和刀片已标准化，加工质量 好。 4.可转位车刀的刀片简介 车刀刀片的材料主要有高速钢、硬质合金、涂层硬质合 金、陶瓷、立方氮化硼和金刚石等。在数控车床加工中应用最 多的是硬质合金和涂层硬质合金刀片。一般使用机夹可转位硬 质合金刀片以方便对刀,上一页 下一页,第二章 数控车床简介,二、数控车床刀具的安装 安装车刀与对刀是数控车床加工操作中非常重要和复杂的 一项基本工作。装刀 与对刀的精度，将直接影响到加工程序 的编制及零件的尺寸精度。 车刀安装得正确与否，将直接影 响切削能

29、否顺利进行和工 件的加工质量。安装车刀时，应注意下列几个问题： 1)车刀安装在刀架上，伸出部分不宜太长，伸出量一般为刀 杆高度的115倍。伸出过长会使刀杆刚性变差，切削时易产 生振动，影响工件的表面粗糙度值 。 2)车刀垫铁要平整，数量要少，垫铁应与刀架对齐。车刀至 少要用两个螺钉压紧在刀架上，并逐个轮流拧紧,上一页 下一页,第二章 数控车床简介,3)车刀刀尖应与工件轴线等高，否则会因基面和切削平面的 位置发生变化，而改变车刀工作时的前角和后角的数值。车刀 刀尖高于工件轴线，使后角减小，增大了车刀后刀面与工件间 的摩擦；车刀刀尖低于工件轴线，使前角减切削力增加，切削 不顺利。车端面时，车刀刀尖

30、若高于或低于工件中心，车削后 工件端面中心处会留有凸头。使用硬质合金车刀时，如不注意,上一页 下一页,第二章 数控车床简介,这一点，车削到中心处会使刀尖崩碎。 4)车刀刀杆中心线应与进给方向垂直，否则会使主偏角和副 偏角的数值发生变化。如果螺纹车刀在安装时发生歪斜，会导 致螺纹牙型半角产生误差。要偏刀车削台阶轴时，应该使车刀 的主切削刃与工件轴线之间的夹角在安装后等于或大于90度， 否则，车削出来的台阶面将与工件的轴线不垂直，导致工件精 度不能满足图纸的技术要求,上一页 返回,第二章 数控车床简介,2.3 数控车床工件的定位与安装 在数控车床上进行操作时，工件的定位与夹紧是否正确， 直接影响到

31、工件的加工质量，合理地选择定位基准对保证工件 的尺寸精度和相互位置精度具有重要的作用。一般来说，应遵 循以下之原则。 一、定位与夹紧方案的确定原则 1.力求设计基准、工艺基准和编程基准统一。 2.尽量减少装夹次数，尽可能在一次定位装夹中完成全部加 工面的加工，以减少装夹误差，提高加工表面之间的相互位置 精度，充分发挥数控机床的效率,下一页 返回,第二章 数控车床简介,3.避免使用需要占用数控机床机时的装夹方案，以便充分发 挥数控机床的功效。 二、工件的定位 定位基准有粗基准和精基准两种。毛坯在开始加工时，都 是以未加工的表面定位，这种基准面称为粗基准；用已加工后 的表面作为定位基准面称为精基准

32、。 1.粗基准的选择选择粗基准时，必须要满足以下两个基本要 求：其一，应保证所有加工表面都有足够的加工余量；其二， 应保证工件加工表面和不加工表面之间具有一定的位置精度。 粗基准的选择原则如下,上一页 下一页,第二章 数控车床简介,1）当加工表面与不加工表面有位置精度要求时，应选择不 加工表面为粗基准。如图1：32所示的手轮，因为铸造时有一定 的形位误差，在第一次装夹车削时，应选择手轮内缘的不加工 表面作为粗基准，加工后就能保证轮缘厚度口基本相等，如 图2.25(a)所示。如果选择手轮外圆(加工表面)作为粗基准，加 工后因铸造误差不能消除，使轮缘厚薄明显不一致，如 图2.25(b)所示。也就是

33、说，在车削前，应该找正手轮内缘，或 用三爪自定心卡盘反撑在手轮的内缘上进行车削。 2）对所有表面都需要加工的工件，应该根据加工余量最小 的表面找正，这样不会因位置的偏移而造成余量太少的部位加 工不出来。如图2.26所示的台阶轴是锻件毛坯，A段余量较小,上一页 下一页,图2.25,粗加工基准的选择,返回,图2.26,根据加工余量最小的表,返回,第二章 数控车床简介,B段余量较大，粗车时应找正A段，再适当考虑B段的加工余量。 3）应选用工件上强度、刚性好的表面作为粗基准，否则会 产生松动或将工件夹坏。 4）粗基准应选择平整光滑的表面，铸件装夹时应让开浇冒 口部分。 5）粗基准不能重复使用。 2.精

34、基准的选择精基准的选择原则如下。 1）尽可能采用设计基准或装配基准作为定位基准。一般的 套、齿轮坯和带轮，精加工时一般利用心轴以内孔作为定位基 准来加工外圆及其他表面。在车削三爪自定心卡盘法兰时，一,上一页 下一页,第二章 数控车床简介,般先车好内孔和螺纹，然后把它安装在主轴上，再车安装三爪 自定心卡盘的凸肩和端面。这种加工方法的定位基准和装配基 准重合，容易达到装配精度的要求。 2）尽可能使基准统一。除第一道工序外，其余加工表面尽 量采用同一个精基准，因为基准统一后，可减少定位误差，提 高加工精度，使装夹方便。如一般轴类工件的中心孔，在车、 铣、磨等工序中，始终用它作为精基准。又如齿轮加工时

35、，先 把内孔加工好，然后始终以孔作为精基准。 3）尽可能使定位基准和测量基准重合,上一页 下一页,第二章 数控车床简介,4）选择精度较高、形状简单和尺寸较大的表面作为精基 准。这样可以减少定位误差，使定位稳固，还可使工件减少变 形。 数控车床主要用于加工工件的内外圆柱面、圆锥面、回转 成型面、螺纹及端平面等。根据加工特点和夹具在车床上安装 的位置，将车床夹具分为两种基本类型：一类是安装在车床主 轴上的夹具，这类夹具和车床主轴相连接并带动工件一起随主 轴旋转，除了各种卡盘、顶尖等通用夹具或其他机床附件外， 往往根据加工的需要设计出各种心轴或其他专用夹具；另一类 是安装在滑板或床身上的夹具，对于某

36、些形状不规则和尺寸较,上一页 下一页,第二章 数控车床简介,大的工件，常常把夹具安装在车床滑板上，刀具则安装在车床 主轴上做旋转运动，夹具做进给运动。 1）车床夹具简述。在车床上用来装夹工件的装置称为车床 夹具。 车床夹具可分为通用夹具和专用夹具两大类。通用夹具是 指能够装夹两种或两种以上工件的同一夹具，例如车床上的三 爪卡盘、四爪卡盘、弹簧卡套和通用心轴等；专用夹具是专门 为加工某一指定工件的某一工序而设计的夹具。 数控车床通用夹具与普通车床及专用车床相同,上一页 下一页,第二章 数控车床简介,2）夹具的作用。夹具用来装夹被加工工件以完成加工过 程，同时要保证被加工工件的定位精度，并使装卸尽

37、可能方 便、快捷。 选择夹具时通常先考虑选用通用夹具，这样可避免制造专 用夹具。专用夹具是针对通用夹具无法装夹的某一工件或工序 而设计的，下面即为专用夹具的作用。 （1）保证产品质量。被加工工件的某些加工精度是由机床 夹具来保证的。夹具应能提供合适的夹紧力，既不能因为夹紧 力过小导致被加工件在切削过程中松动，又不能因夹紧力过大 而导致被加工工件变形或损坏工件表面,上一页 下一页,第二章 数控车床简介,2）提高加工效率。夹具应能方便被加工件的装卸，例如 采用液压装置能使操作者降低劳动强度，同时节省机床辅助时 间，达到提高加工效率的目的。 （3）解决车床加工中的特殊装夹问题。，对于不能使用通 用夹具装夹的工件通常需要设计专用夹具。 （4