数控车床加工功能优化

1.加工特点

数控车床是一种比较理想的回转体零件自动化加工设备，有卧式和立式两大类。卧式车床有水平导轨和倾斜导轨两种，其中倾斜导轨档次较高。数控车床的加工特点表现在：

（1）加工精度要求高的零件 零件的精度要求主要指尺寸、位置和表面等精度要求。数控车床的刚性好，制造和对刀精度高，以及能方便地进行人工补偿及自动补偿，所以它能够加工尺寸精度要求高的零件。由于数控车削时，刀具运动是通过高精度插补运算和伺服驱动来实现的，所以它能加工对母线直线度、圆度、圆柱度要求高的零件。对于提高位置精度，精控车削也特别有效。对于加工表面精度要求高的各种变径表面零件时，可通过恒线速度切削功能来保证。在材质、精车余量和刀具已定的情况下，表面粗糙度取决于进刀量和切削速度。使用数控车床的恒线速度切削功能，可选用最佳线速度来切削端面，这样切出来的表面粗糙度既小又一致。

（2）加工轮廓形状复杂的零件 一般而言，直线和圆弧插补是数控车床的基本功能，所以数控车床适用于加工含有圆弧连接及锥度等组成的轮廓形状复杂的零件。数控车床也可车削由任意平面曲线所组成的轮廓回转体零件，对这类曲线，如系统具有某种非圆曲线（如抛物线）功能则可直接使用，如系统不具备，则可通过直线或圆弧进行拟合逼近，或者使用自动编程软件来完成。

（3）加工各式螺纹 数控车床配有主轴编码器后，不但能车任何等导程的直线螺纹、锥螺纹和端面螺纹，而且还能车变导程及等导程、变导程之间平滑过渡的螺纹及多头螺纹等。

（4）加工淬硬工件 对于一些热处理后变形量较大的零件，数控车床可以用陶瓷车刀进行切削加工，达到以车代磨的加工效率。

2.数控车床主要加工功能

数控车床主要用于轴承类零件、轮盘类零件的内、外圆柱面、任意角度的内外圆锥面、复杂回转内外曲面和圆柱、圆锥螺纹等的切削加工，并能进行切槽、钻孔、扩孔、铰孔及镗孔等。为完成以上功能，现代数控车床一般都提供了很多先进的加工功能。下面对一些常用的编程、操作功能予以简单说明。

（1）基本轮廓加工 在数控车床的加工过程中，用G00指令来完成以提高效率为主的快进、快退功能，这就是加工过程中的空行程指令。对于常规的轮廓加工，用系统提供的G01/G02/G03指令可完成其绝大部分工作，这是数控车床的基本功能，也是最主要的功能之一。

（2）螺纹加工 螺纹加工也是数控车床提供的基本功能之一。在数控车床上方便地加工各种螺纹是数控车床的特点之一。不同的系统提供不同的加工指令，但其都包括单一螺纹切削和循环切削方式。

（3）倒角、倒圆功能 回转体零件在加工过程中和装配使用时常要求倒角、倒圆等，一般直接使用数控车床的G01/G02/G03指令，分步编程当然可以完成此加工任务，但现代数控车床往往在G01指令的基础上加上适当的地址符，就可以一次性地完成倒角、倒圆功能，其使用简单、编程方便。倒角一般包括倒45°和任意角度，倒圆也包括直角倒圆和任意角度倒圆等。

（4）循环功能 一般的数控车床都提供了一系列的循环指令。循环指令的基本任务是减少了程序段的长度，减少了程序的书写量和向系统的输入量。数控车床的循环有普通的单一循环指令、复杂的复合固定循环指令等。循环的基本思想就是按照系统规定的格式，将常规意义上工步的内容进行规范化的过程，单一工步即可完成的加工内容可用单一循环指令，复合固定循环指令可完成多个表面的粗精加工任务。

（5）子程序功能 子程序同循环功能类似，使用的方法要更灵活一些。对于复合工步的加工，子程序功能有特别优越之处。

（6）用户宏程序功能 用户宏程序功能的特点是将变量和初等函数运算引入加工程序，并允许在加工程度中使用逻辑判断语句。使用用户宏程序功能时，要用用户宏指令去调用。用户宏程度功能扩展了数控手工编程的范围，它使一般由初等函数运算可以解决的曲线曲面的加工问题得到了解决。

（7）定角度停止功能 定角度停止功能，即准停功能，常用M19指令来完成。具有定角度停止功能时，可指令卡盘准确地停止在一定的角度方向上。对于使用动力刀具的数控车床，利用此功能可完成诸如在端面上钻孔、铣端面螺旋槽等加工任务。

（8）程序回间断点功能 在加工的过程中，有时可能会希望能从程序的某一程序段开始运行，如在加工中途某把刀发生崩刃，在更换了新刀具后使用程序回间断点功能，可以方便地继续向下运行原来的程度。对上面的例子而言，使用机夹可转位车刀可不用二次对刀。

（9）图形显示功能 数控系统图形显示分两种。一种是刀尖运动轨迹显示，该种显示占用系统资源较小，传统的数控系统一般采用此方式。该方式可用于校验程序，查看刀尖运动轨迹的大概过程。另一种是切削过程的实时形象化显示，该种显示方式对系统显示处理能力要求高，一般是基于PC的系统才使用该种功能。从视觉效果来看，实时形象化显示轨迹显示生动、清晰、直观。

数控系统图形显示功能的目的是为了检查程序的正确性。在使用图形显示功能时，有的系统可以加工与显示同步进行，有的系统则禁止二者同时运行，请操作者务必看清系统操作说明，以避免不必要的事故发生。

（10）人机对话自动编程功能 在显示器及其键盘上用人机交互的方式输入零件的有关轮廓形状、有限的节点数据信息，系统能自动编制出该零件的加工程序。该功能弥补了手工编程不够直观的问题。(www.xing528.com)

（11）通信功能 数控车床的通信功能可完成数控程序的输入问题。随着个人计算机使用的普及，在个人计算机上编程后将程序输入数控系统来加工已越来越多。无论是使用232串口还是DNC接口或其他方式，通信功能都已成为现代数控机床的基本功能。

3.数控车床操作的一般方法

（1）数控车床操作的基本过程 不管使用什么品牌的数控车床，其操作机床的基本过程都是相似的。它们一般包括开机前的目视检查、机床返回参数点（原点）、手动调整机床、零件数控加工程序编辑、工装、量具和夹具的使用与自动加工等。

（2）数控车床操作的一般步骤

1）开机。数控车床开机前要进行必要的目视检查，内容按操作规程进行，目的是安全使用设备。开机的过程一般是按下急停开关按钮、动力电上电、数控系统上电。

2）机床返回参考点。开机后的首要工作是先返回机床参考点，其目的是建立机床坐标系。机床返回参考点的一般操作步骤是先观察X、Z轴的位置，如果它们未处于导轨的中间位置，则要通过手动的工作方式将它们移动到导轨的中间位置，然后选择机床返回参考点操作模式，在机床返回参考点操作方式下分别按住“+X”键、“+Z”键，使X轴、Z轴分别返回参考点。

3）手动操作。通过控制面板上的手动操作方式（一般包括JOG和INC两种），可完成数控车床的手动进给运动、手动主轴起停、旋转、刀具转位、切削液开关等动作操作过程。手动操作数控车床常用于装夹工件或测量时将刀架移离工件、对刀时手动移动刀架等。

手动操作移动刀架可分为连续进给（JOG）和点动进给（INC）。两者的区别是：在“JOG”工作方式下，按下坐标进给键，进给部件连续移动，直到松开坐标进给键为止；在“INC”状态下，每按一次坐标进给键，进给部件只移动一个预先设定的距离（一个增量单位）。

试切对刀一般要通过手动操作来完成，其基本的操作过程是这样的：通过面板手动控制刀架旋转换刀，选中某一把刀，启动主轴正转，手动移动刀架进行试切对口。

简单的切削工作也可以通过手动操作来完成。

4）程序编制与编辑。不同的数控系统提供了不同的程序编制与编辑方法，但基本的过程都包括建立一个新的零件加工程序、修改已经存在的零件加工程序、程序管理（删除、改名等）等方面的操作。

5）程序调试。已经编写好的零件加工程序，为保证其正确，必须经过调试才能用于零件的生产。程序调试主要通过程序校验来完成。

程序校验的目的是检查程序的正确性。在文本方式下进行校验可以检查程序书写的语法错误、逻辑错误等，并明确提示出错的位置。图形方式下的校验（图形仿真）可以检查运动轨迹正确与否。

试切加工也属于程序调试的内容，其目的是通过实际切削检查装夹方案的可靠性，进一步确认程序的合理性，观察刀具轨迹及其他动作是否干涉，验证并调试相关的工艺参数。

6）自动运行。对于调试好的零件加工程序，在装夹和刀具都准备好的情况下，且在自动运行方式下，一般按下“循环启动”按钮，数控车床就自动完成加工任务了。

值得注意的是，对于移动刀架、启动主轴、开停切削液等操作，它们既可以在手动操作的情况下由操作者操作，也可以将相关的动作编写在零件加工程序中，通过自动运行的方式来进行。

7）关机。完成了本次操作以后，要关闭机床，在关闭机床前要先将机床各部位清理干净，工具等摆放整齐，尤其要注意的是要将刀架移动到机床导轨的中间位置，它一方面可以减少机床的变形，另一方面也为下一次开机提供了便利。关机前也要注意移动部件的润滑保养工作。