第一章数控车床基础知识
第一节数控车床概述
数控加工：就是将零件图形和工艺参数，加工步骤等以数字信息的形式，编成程序代码输入到数控机床的控制系统中，再由其进行运算处理后转换成驱动伺服机构的指令序号，从而控制数控机床各执行部件协调动作，自动地加工出零件来。

一、数控车床的功能及结构特点
（一）功能：数控车床又称CNC车床，能自动地完成对轴类与盘类零件内外圆柱面、圆锥面、圆弧面、螺纹等切削加工，并进行切槽、钻孔、扩孔和铰孔等工作。

数控车床具有加工精度稳定性好、加工灵活、通用性强，能适应多品种、小批生产自动化的要求，特别适合加工形状复杂的轴类或盘类零件。

CNC：C--Computer 计算机N--Numerical 数字C--Control控制
CNC即计算机数字控制。

（二）结构特点：
（放一个车床图像）：
数控加工仿真系统的车床广数
卧式车床的进给运动是经过交换齿轮架、进给箱、滑板箱传到刀架实现纵向和横向进给运动的，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（纵横）和X 向（横向）进给云动，其结构较卧式车床大为简化。

二、数控车床的布局
（展示图）
数控加工仿真系统的车床广数前后刀架
第二节数控车床刀具的选择与装夹
一、数控机床对刀具的要求
为了保证数控机床的加工精度，提高生产效率及降低刀具的消耗，在选用刀具时对刀具提出了很高的要求，如能可靠的断屑，有高的耐用度，可快速调整与更换等。

1、适应高速切削的要求，具有良好的切削性能
为提高生产效率和加工高硬度材料的要求，数控机床向着高速度、大进给、高刚性和大功率发展。

为加工高硬度工件材料（如淬火模具钢），数控机床所用刀具必须有承受高速切削和较大进给量的性能，而且要求刀具有较高的耐用度。

2、高的可靠性
数控机床加工的基本前提之一是刀具的可靠性。

要保证在加工中不发生意外的损坏。

刀具的性能一定要稳定可靠，同一批刀具的切削性能和耐用度不得有较大差异。

3、较高的刀具耐用度
刀具在切削过程中不断的被磨损而造成工件尺寸的变化，从而影响加工精度。

刀具在两次调整之间所能加工出合格零件的数量，称为刀具的耐用度。

在数控机床加工过程中，提高刀具耐用度非常重要。

4、高精度
为了适应数控机床的高精度加工，刀具及其装夹机构必须具有很高的精度，以保证它在机床上的安装精度（通常在0.005mm以内）和重复定位精度。

5、可靠的断屑及排屑措施
切削的处理对保证数控机床正常工作有着特别重要的意义。

在数控机床加工中，紊乱的带状切削会给加工过程带来很多危害，在可靠卷屑的基础上，还需要畅通无阻地排屑。

对于孔加工刀具尤其如此。

6、精确迅速的调整
数控机床及加工中心所用刀具一般带有调整装置，这样就能够补偿由于刀具磨损而造成的工件尺寸的变化。

7、刀具标准化、模块化、通用化及复合化
数控机床所用刀具的标准化，可使刀具的品种规格减少，成本降低。

数控工具系统模块化、通用化，可使刀具适用与不同的数控机床，从而提高生产率，保证加工精度。

二、数控车床刀具的安装
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1~1.5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。

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。

车刀刀尖高于工作轴线，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，使前角减小，切削力增加，切削不顺利。

（如图1--CAD装刀高低对前后角的影响）
4）装刀高低对外径大小的影响
（插入图形讲解2--CAD装刀高低对外径的影响）
第三节数控车床典型表面的车削工艺
一、圆锥面的车削
1、直角三角形法（图解3--CAD）
2、平行车锥法（图解4--CAD）
二、圆弧面的车削
1、车锥法（图解5--CAD）
2、车圆法（图解6--CAD）
三、球面车削（图解7--CAD）
四、非圆曲面加工
1、宏程序加工
2、自动编程加工
3、数学拟合计算加工
第四节数控车床坐标系统
一、机床坐标轴
数控机床坐标系是为了确定工件车床中的位置、机床运动部件的特殊位置以及运动范围等而建立的几何坐标系。

标准的坐标系采用右手笛卡儿坐标系，大拇指的指向为X轴的正方向，食指指向为Y轴的正方向，中指指向为Z轴的正方向。

二、运动方向的规定
数控车床某一坐标轴的正方向是指工件周运，刀具远离工件的运动方向为该坐标轴的正方向。

1、Z坐标：
只有一根主轴的机床，规定平行于主轴轴线的坐标为Z坐标。

Z轴的正方向是使刀具远离工件的方向。

2、X坐标
在工件旋转的机床上（车床），X轴的正方向是在工件的径
向并平行于横向托板，刀具离开工件旋转中心的方向是X轴的正方向。

3、Y坐标
在确定了X、Z轴的正方向后，可按照右手法则来确定Y轴的正方向。

三、机床坐标系、机床原点和机床参考点
机床坐标系是机床固有的坐标系，机床坐标系的原点称为机床原点或机床零点。

机床参考点距机床原点在其进给轴方向上的距离在出厂时已确定，利用系统指定的自动返回参考点G28指令，可以使指令的轴自动返回机床参考点。

在机床通电后，刀架返回参考点之前，不论刀架处于什么位置，此时CRT屏幕上显示的X、Z 坐标值均为0。

当完成了返回机床参考点的操作后，CRT屏幕上立即显示出刀架中心点（对刀参考点）在机床坐标系中的坐标值，即建立了机床坐标系。

数控车床以便将机床原点定义在卡盘后端面与主轴旋转中心的交点上。

（如图8-- CAD），
为了正确地在机床工作时建立机床坐标系，通常在每个坐标轴的移动范围内设置一个机床参考点（机床坐标值的测量起点），机床启动时，通常要进行机动或手动回参考点，目的是建立机床坐标系。

通常在下列情况下要进行回零操作：
①在机床接通电源以后；
②当机床产生报警而复位清零以后；
③在机床急停以后；
然而并不是所有的数控机床在碰到上述情况都要回零，有
些数控机床只需要开机回零，还有些数控机床根本不用回零。

四、工件坐标系、工件原点、对刀点和换刀点
编制数控程序时，首先要建立一个工件坐标系，程序中的坐标值均以此坐标系为依据。

工作坐标系是编程人员在编程时使用的，编程人员选择工件上的某一已知点为原点，建立一个新的坐标系，称为工件坐标系（也称编程坐标系）。

工件原点是认为设定的，从理论上讲，工件原点选在任何位置都是可以的，但实际上为编程方便以及各尺寸较为直观，数控车床工件原点一般都设在主轴中心线与工件左端面或右端面的交点处。

（如图9-- CAD），
第五节数控车床对刀
一、刀位点
刀位点是指程序编程中，用于表示刀具特征的点，也是对刀和加工的基准点。

对于各类车刀，其刀位点。

（如图10-- CAD），
二、对刀
1、G92对刀；
2、G50对刀；
3、刀偏对刀；
4、G54~G58对刀；。