数控车床车削用量的选择

一个回转体零件数控车削加工流程主要包括图样分析、工艺分析和数控编程等三个阶段，每个阶段还可以分为几个项目，在进行过图样分析和工艺分析阶段以 后，按照不同数控系统对功能代码的要求可以考虑编写加工程序。程序简单说就是不同指令代码的集合，这些指令代表不同的工艺参数、加工方式和机器操作的各个 功能。

　　以上三个阶段的顺序是从左到右。工艺人员接到任务后，首先要准确地识读零件达出的各种信息，主要包括图中的几何尺寸、尺寸精 度、形位精度、表面精度的分析；然后根据图样分析的结果制定工艺流程，包括加工设备的选择，工艺路线的确定，工、夹、刃、量、辅具的选择，切削用量的选择 等内容；最后是数值计算、编制程序、程序校验、首件试切等内容。

　　在这十几个步骤中，每一步都可以再进行分析。如程序校验，可以用脱机模拟的方法，也可以在真机上进行仿真加工，还可以不安装工件走刀观察。如果程序中出现错误，机器会自动报警提示，给出错误代码，以便纠错。

　　3.1.1　编程坐标系原点的确定

　　数控机床坐标系原点是在制造机床时确定的，工件坐标系原点依工件形状而不同，在数控车床上加工的零件通常以其右端面中心为坐标系原点。工件坐标系原点通过对刀确定。对刀方法如下：

　　方法一：在M点是机床坐标系原点，一般情况下数控车床卡盘中心是机床坐标系原点。当刀具刀尖点接触到工件右下角A点（俯视图）时，数控机床操作面板上便显示出A点的坐标值（XA，ZA）。该坐标值是在机床坐标系下的数值。

　　将X值和Z值分别减去工件直径值和ZA，并输入刀具参数。即将W点坐标置为工件原点（编程原点），O（XO，ZO）（0，0）。

　　方法二：刀具分别切削工件端面和外圆，得到机床坐标系下的X值和Z值，测出工件外圆直径，将这些数值输入零点偏置G54/G55/G56中即可。

　　3.1.2　数控车床车削用量的选择

　　车削刀具材料、形状、型号等已在车工工艺学等课程中介绍，现在重点说明车削用量的选择。

　　数控编程是通过程序来体现编程者的工艺意图，如何合理地选择车削用量对零件的加工经济性和零件最终精度的形成起到关键作用。

　　对粗加工，应从零件的加工经济性来选择车削用量；对精加工，则应根据零件的加工精度，特别是表面粗糙度来选择车削用量。

　　车削加工中的切削用量包括：

　　ap――背吃刀量（即切削深度）。

　　S――主轴转速（对于车削即夹持工件的主轴）。

　　vc――切削速度（用于恒线速度切削）。

　　F――进给率（即进给速度，单位有mm/min和mm/r两种）。

　　这些参数均应在数控机床给定的允许范围内选取。

　　1.背吃刀量ap（切削深度）的确定

　　在工艺系统刚度和数控机床功率允许的情况下，尽可能选择较大的背吃刀量，以减少进给次数，提高生产效率，同时也能减少机床动矢量（丝杠反向间隙）对加工精度的影响。对于采用步进电动机进给驱动的经济型数控车床要避免过度切深而引起的失步现象。

　　2.主轴转速S的确定

　　（1）光滑表面车削的主轴转速

　　S1000vc/πD

　　式中，D为被切削工件直径。

　　主轴转速常用经验估算、公式计算或使用手册查询，通常要依背吃刀量、进给量及刀具耐用度等指标选取。

　　（2）车螺纹时的主轴转速S

　　S≤1200P-k

　　式中，P为螺距（单位：mm）；k为保险系数，取80。

　　3.进给率F的确定

　　进给率F的大小直接影响表面粗糙度和车削效率，应在保证表面质量的前提下，选择较高的进给率。通常根据零件表面粗糙度、刀具特点及工件材料等因素，查阅切削用量手册选取。

　　进给率中每分钟进给量（vf）和每转进给量（f）转化如下每转进给的指令代码是G95（单位：mm/r），每分钟进给指令代码是G94（单位：mm/min）。

　　3.1.3　常用数控车床系统介绍

　　数控系统是数控机床的核心部件，以下就国内和国外一些主流数控系统的型号和厂商作简单介绍。

　　1.国内代表产品

　　（1）华中世纪星数控系统

　 　华中世纪星数控系统（HNC）是在华中Ⅰ型、华中2000系列数控系统的基础上，满足用户对低价格、高性能、简单、可靠的要求而开发的数控系统。该系统 适用于各种车床、铣床、加工中心等，采用国际标准G代码编程，与各种流行的CAD/CAM自动编程系统兼容，结构牢靠，造型美观，体积小巧，具有极高的性 能价格比。目前已广泛用于车、铣、磨、锻及仿形、激光加工等。

　　（2）南京兴华数控系统

　　南京兴华数控系统的代表产品是WA系列，分辨率可达0.001mm，主要用于经济型数控车床。

　　（3）广州数控系统

　　广州数控系统（GSK）有世界上最高档的五轴联动数控机床，其品种多，功能强大。

　　此外，国产数控机床生产厂家还有北京凯恩帝、大连数控、沈阳第一机床厂等。

　　2.国外代表产品

　　（1）SIEMENS数控系统

　　SIEMENS数控系统是德国西门子公司开发出来的。其主流代表产品是SINUMERIK系列产品。在我国引进较早，有广泛用户。其低、中、高档产品齐全。本教材主要介绍SIEMENS　802S/c数控系统及其模拟软件的使用。

　　（2）FANUC数控系统

　　FANUC数控系统是日本富士通公司开发的系列化的数控系统产品，引入我国比较早，用户也较多。其产品规格全，分布广，性能稳定。

　　此外，国外产品在中国使用的还有日本三菱公司（MITSUBSHI）的WELDAS数控系统、西班牙的FAGOR数控系统、法国的施耐德数控系统等。

　　需要指出的是，数控代码虽有国际标准，但各国却各有各自的标准。