作者：河南省职业技术教育教学研究室
出版社：电子工业出版社
格式: AZW3, DOCX, EPUB, MOBI, PDF, TXT
数控车削技术(双色)试读：
前言
本书是河南省中等职业教育校企合作精品教材系列丛书之一，是依据河南省中等职业学校数控技术应用专业技能考核标准，结合企业岗位需求，由企业工程师和院校老师共同总结多年实践经验和教学经验编写的。
本书从培养在生产、服务一线工作的高素质劳动者和技能人才的目的出发，着重对数控加工编程人员、操作人员的实践能力进行培养，采用“项目引领，任务驱动，一体化教学”的教学模式，通过对典型零件的数控加工实例的介绍，使读者对每一个任务中的内容能够深入理解，能够掌握编程思路，独立加工，以达到满意的教学效果。
本书选用了具有我国自主知识产权的华中系统作为典型数控系统进行剖析，依据数控中级车工国家职业标准，设置了数控车削技术基础、台阶轴车削、三角形螺纹车削、特型面车削、孔的车削、综合加工6个项目，由浅入深，由易到难，使学生逐步掌握数控车削技术，达到中级工基本要求。
本书主要有以下特点：
1.采用“1+1”编写团队，体现校企合作，从企业岗位需求分析入手，构建培养计划，确定课程教学目标。
2.突出操作，知识实用，依据数控中级车工国家职业标准，结合中等职业学校教学实际，坚持“必须、够用”原则，降低了理论难度，以培养学生实际动手能力为重点，紧密联系生活、生产实际，将讲授理论知识与培养操作技能有机地结合起来。
3.以典型零件的加工实训为载体，由浅入深，循序渐进，有助于教学和读者自学。
本书建议采用理论实践一体化项目教学。全书120学时左右，其中，实践学时不低于60学时。
本书由武燕、李建担任主编，刘安民、徐水宾担任副主编。本书项目一和项目四的任务1由河南机电职业学院刘安民编写；项目二、项目五的任务由河南机电职业学院武燕编写，项目三和项目四的任务2由河南机电职业学院张超编写；项目六的任务3、任务4由河南机电职业学院徐慧编写；项目六的任务1由河南机电职业学院张黎燕编写；项目六的任务2由河南机电职业学院马峰编写；来自企业的参编人员主要在全书整体结构、岗位需求、教学目标及案例实现等方面做了大量细致的工作。全书由河南机电职业学院武燕统稿，由河南省机械工程学会高文生教授主审。在编写本书的过程中参考了多位同仁的书籍，并且查阅大量的网上资料，在此一并表示感谢。
由于编者水平所限，书中瑕疵之处，敬请读者批评指正。编 者项目一 数控车削技术基础
数控车削技术基础包括数控车床的操作基础、编程基础知识和仿真加工操作三方面的内容，是数控车削加工的基础和切入点。本项目以华中世纪星HNC-21/22T型数控车床（见图1.1.1）为例，通过以上三个方面内容的学习，使学生熟悉数控车床的基本结构、维护保养知识，掌握机床面板操作、对刀操作，并能熟练使用宇龙数控仿真软件，为后续项目学习奠定基础。图1.1.1 华中数控车床（1）正确开关机床、回零；（2）熟练完成工件、刀具的装夹；（3）会手动切削简单的端面和外圆；（4）掌握对刀方法及技巧；（5）认识操作面板的功能键；（6）掌握机床的日常维护、保养；（7）会使用仿真软件模拟加工。（1）了解机床结构和工作原理；（2）掌握编程的基础知识。任务一 数控车床操作基础
任务分析
数控车床基本操作主要有：开机、回零、装夹工件、装夹刀具、程序输入、对刀、自动加工、零件检测、机床的清理与保养等。熟悉并识记车床操作面板各个按键的功能是本任务的难点，熟练掌握车床的对刀方法及技巧是本任务内容的重点。
任务准备
1.华中世纪星HNC-21/22T型数控车床一台。
2.塑料棒一根，尺寸φ50×150。
3.93°外圆车刀一把。
4.钢直尺一把，0～150mm。
任务实施
一、数控车床的开机、复位、回零
1.数控车床的开机顺序（见图1.1.2）（1）检查机床状态是否正常。（2）合上数控车床电器柜总开关，机床正常通电，HNC-21T自动运行数控系统软件，此时，显示器显示车床工作方式为“急停”状态。图1.1.2 数控车床的开机顺序（3）开启“急停”开关。车床正常工作时“急停”开关处于弹起状态。
2.复位
系统上电进入软件操作界面时，系统的工作方式为“急停”，为控制系统运行，需顺时针并拔起操作台左边的“急停”按钮使系统复位，并接通伺服电源。系统默认进入“手动”方式，系统操作界面的工作方式变为“手动”。
3.数控车床的回零（见图1.1.3）图1.1.3 车床回零步骤
控制机床运动的前提是建立机床坐标系，为此系统接通电源复位后首先应进行机床各轴回参考点操作。（1）观察车床操作面板上“回零”按键指示灯是否变亮，若是进行下一步操作。（2）按轴向选择按键“+X”，刀架沿X轴正向移动，待“+X”按键内的参考点指示灯亮，即表示X轴已完成回车床参考点。（3）按轴向选择键“+Z”，刀架沿Z轴正向移动，待“+Z”按键内的参考点指示灯亮，即表示Z轴已完成回车床参考点。
如出现以下几种情况，机床必须重新回零操作：（1）在每次电源接通后，必须先完成各轴的返回参考点操作，然后
再进入其他运行模式，以确保各轴坐标的正确性。
注意事项（2）系统各轴回参考点后，在运行过程中，只有伺服驱动装置不出现报警，其他报警不需要重新回零。
二、主轴控制（见图1.1.4）
按车床操作面板上的“手动”按键，指示灯亮。车床工作模式在“手动”状态下。（1）按一下“主轴正转”按键，指示灯亮，主轴以给定的转速正转。（2）按一下“主轴反转”按键，指示灯亮，主轴以给定的转速反转。图1.1.4 主轴正转、反转、停止、点动按钮（3）按一下“主轴停止”按键，指示灯亮，主轴停止转动。（4）用“主轴正点动”、“主轴负点动”按键，点动转动主轴。
① 按压“主轴正点动”或“主轴负点动”按键指示灯亮，主轴将产生正向或负向连续转动。
② 松开“主轴正点动”或“主轴负点动”按键指示灯灭，主轴即减速停止。
注意事项“主轴正转”、“主轴反转”、“主轴停止”这三个按键互锁，即按下其中一个，其指示灯亮，其余按键会失效。
三、移动刀架
1.手动进给
按下“手动”按键，指示灯亮，车床工作在“手动”模式，如图1.1.5所示。（1）按住“+X”或“-X”按键（指示灯亮），X轴产生正向或负向连续移动；松开“+X”或“-X”按键（指示灯灭），X轴减速停止。（2）以同样的方法，按下“+Z”、“-Z”按键，使Z轴产生正向或负向连续移动。（3）手动快速移动，在手动连续进给时，若同时按压“快进”按键，则产生相应轴的正向或负向快速运动。（4）移动速度选择的方法如下：
● 按下快速修调右侧的“100%”按键，指示灯亮，快速修调倍率被置为100%。
● 按下“+”按键，修调倍率增加10%，按下“-”按键，修调倍率递减10%。（5）“+C”、“-C”只在车削中心上有效，用于手动进给C轴。图1.1.5 手动进给步骤
2.增量点动进给
按下“增量”按键，指示灯亮，机床工作在增量运行模式，如图1.1.6所示。（1）按下“增量”倍率按键（指示灯亮）。（2）按一下“+X”或“-X”按键，指示灯亮，X将向正向或负向移动一个增量值。（3）按下“+Z”、“-Z”按键，使Z轴向正向或负向移动一个增量值。（4）增量值的大小由选择的增量倍率按键来决定。增量倍率按键有四个挡位：×1、×10、×100、×1000。对应的增量分别是0.001mm，0.01mm，0.1mm，1mm。图1.1.6 增量点动进给步骤
3.增量手摇进给
按下“增量”按键，指示灯亮，机床工作在增量进给运行方式。可使用手轮移动刀架，如图1.1.7所示。图1.1.7 增量手摇进给步骤（1）在移动刀架之前，要选定刀架要沿哪个坐标轴移动，即X轴或Z轴。（2）再以“×1”“×10”“×100”三个键来给定移动速度，对应增量值分别是0.001mm、0.01mm、0.1mm。（3）顺时针/逆时针旋转手摇脉冲发生器一格，可控制X轴向正向或负向移动一个增量值。（4）用同样的操作方法使用手持单元，可以控制Z轴向正向或负向移动一个增量值。
注意事项
手摇进给方式每次只能增量进给1个坐标轴。
4.刀位选择和刀位转换（1）确保车床处于“手动”模式下。（2）按下“刀位转换”按键，选择所使用的刀，这时显示窗口右下方的“辅助机能”里会显示当前所选中的刀号。例如，图1.1.8中选择的刀号为ST01。图1.1.8 刀位选择显示窗口
四、工件、刀具装夹
1.工件装夹（1）练习阶段，毛坯伸出卡盘长度适当长一些，对初学者来说，以免撞击到卡盘。（2）三爪卡盘加紧时，用力过大易夹伤工件表面，过小导致工件轴向移动。（3）工件装夹完毕，及时将上紧手柄取下，避免出现事故。
2.刀具装夹（见图1.1.9）图1.1.9 刀具安装示意图（1）刀具伸出刀架的长度约为刀杆厚度的1～1.5倍。（2）调整刀尖高度与主轴回转中心线等高。（3）正确区分哪个刀位处于加工位置。
五、试切法对刀
将外圆右偏刀装夹到刀架上1号刀位上。（1）用1号刀车削工件右端面，车削端面后，Z向不能移动，沿X向退出，如图1.1.10所示。图1.1.10 Z轴对刀
在刀具补偿界面，如图1.1.11所示，将光标放在＃0001行，在“试切长度”中输入“O”，再按键盘上的Enter键，1号刀Z向对刀完成。图1.1.11 Z轴对刀参数输入（2）用1号刀车削工件外圆，车外圆后，X向不能移动，沿Z向正向退出后主轴停止转动，测量出外圆直径（φ36.73mm），如图1.1.12所示。将光标放在刀偏号＃0001行，在“试切直径”中输入“36.73”，再按键盘上的Enter键，1号刀对刀完成，如图1.1.13所示。图1.1.12 X轴对刀图1.1.13 X轴对刀参数输入
六、数控车床的关机步骤
按下“急停”按钮→断开数控电源→断开机床电源。
七、超程解除
在练习刀架沿X轴或Z轴移动时，经常遇到超程报警，如图1.1.14所示。在机床X、Z轴的两端各有一个极限开关，作用是防止机床的伺服机构发生碰撞。每当行程固定块碰到行程极限开关时，就会出现超程，系统就会处于报警状态。
解除超程的步骤：
工作模式为手动或增量→按压着“超程解除”按键控制器→手动（手摇）方式下使该轴向相反方向退出超程状态→松开“超程解除”按键，如图1.1.14所示。图1.1.14 刀架超程解除
知识链接
一、数控车床及系统简介
1.数控车床功能
数控车床主要用于加工轴、套、盘等旋转体类零件，能自动完成内外圆柱面、圆锥面、圆弧面、端面、螺纹等切削加工，并能进行切槽、钻孔、镗孔、扩孔、铰孔的加工。此外，数控车床还特别适合加工形状复杂、精度要求高的轴套类和盘类零件。图1.1.15所示为数控车床能够完成的内容。图1.1.15 车床零件加工
2.数控车床组成
数控车床由床身、主轴箱、刀架、进给系统、尾座、液压系统、冷却系统、润滑系统、数控装置等部分组成。
3.数控车床的布局（1）床身和导轨的布局 数控卧式车床床身和导轨的布局形式如图1.1.16所示，主要有平床身、斜床身、平床身斜滑板、立床身及斜床身平滑板等。图1.1.16 数控卧式车床床身和导轨的布局形式（2）刀架的布局 回转刀架在数控车床上有两种常见的布局形式：一种是回转轴垂直于主轴，如经济型数控车床的四方回转刀架；另一种是刀架回转轴平行于主轴，如转塔式自动转位刀架。
在图1.1.17中，图（a）为4工位刀架，用在经济型或改装型数控车床上。图（b）、（c）用在普及型或全功能型数控车床上。图1.1.17 数控车床的常用刀架
3.数控车床分类
1）按主轴的布置形式分类（1）卧式数控车床：机床主轴轴线处于水平位置的数控车床，如图1.1.18所示。（2）立式数控车床：机床主轴轴线处于垂直位置的数控车床，如图1.1.19所示。图1.1.18 卧式数控车床图1.1.19 立式数控车床
2）按数控系统控制的轴数分类（1）两轴控制的数控车床：机床上只有一个回转刀架，可实现X、Z两坐标轴联动控制。（2）四轴控制数控车床：机床上只有两个回转刀架，可实现X、Z和U、W四坐标轴联动控制，如图1.1.20所示。（3）多轴控制数控车床：机床除了控制X、Z两坐标轴外，还可以控制其他坐标轴，实现多轴控制，如具有C轴控制功能。对于车削加工中心或柔性制造单元，都具有多轴控制功能，如图1.1.21所示。图1.1.20 四轴控制数控车床图1.1.21 多轴控制数控车床
3）按伺服控制方式分（1）开环控制方式。
无反馈检测装置，采用步进电动机，加工精度低，结构简单，价格低，调试维修方便，如图1.1.22所示。图1.1.22 开环控制方式（2）闭环控制方式。
有反馈检测装置，位置检测元件安在工作台上。在全闭环控制形式中，进给伺服系统的速度反馈信号来自伺服电动机的内装编码器信号，而位置反馈信号是来自分离型位置（工作台）检测装置的信号，如图1.1.23所示。图1.1.23 闭环控制方式
闭环控制相对稳定性不高，易出现系统振荡现象，伺服调整比较困难。但随着伺服软件技术的发展，新的数控系统克服了上面的不足。（3）半闭环控制方式。
有反馈装置，如图1.1.24所示。检测元件安在伺服电动机轴上或滚珠丝杠端部，机床工作台不在反馈环节中，不能消除伺服电动机与丝杠的连接误差及传动间隙对加工的影响。对丝杠螺母副的机械误差，需要在数控装置中用间隙补偿和螺距误差补偿来减小。进给伺服电动机的内装编码器的反馈信号即为速度反馈信号，同时又作为丝杠的位置反馈信号。
此控制方式加工精度较高，调试维修较方便，应用最广泛，主要用于全功能数控机床。
4）其他分类方法
按数控系统的不同控制方式，数控车床还可分为直线控制数控车床、轮廓控制数控车床等。按专门的工艺性能又可分为螺纹数控车床、活塞数控车床、曲轴数控车床等。图1.1.24 半闭环控制方式
4.数控系统简介
数控系统是数控机床的核心。不同数控机床可能配置不同的数控系统。不同的数控系统，其指令代码也有差别。因此，编程序时应根据所使用的数控系统指令代码及格式进行编制。
目前国外的FANUC（日本）、SIEMENS（德国）、FAGOR（西班牙）、HEIDENHAIN（德国）等公司的数控系统及产品，在数控机床行业占据主导地位，我国数控产品以华中数控、航天数控、广州数控为代表，也已向高性能数控系统产业化发展。
二、数控车床操作面板
1.系统软件操作面板
华中世纪星HNC-21T的系统软件操作界面，如图1.1.25所示。图1.1.25 华中世纪星HNC-21T软件操作界面
其界面由如下几个部分组成：
①图形显示窗口；②菜单命令条；③运行程序索引；④选定坐标系下的坐标值；⑤工件坐标零点；⑥辅助机能；⑦程序当前加工行；⑧当前加工方式、系统运行状态及当前时间；⑨机床坐标、剩余进给；⑩直径/半径编程、公制/英制编程、每分进给/每转进给、快速修调、进给修调、主轴修调。
操作界面中最重要的一块是菜单命令条。系统功能的操作主要通过菜单命令条中的功能键F1～F10来完成。由于每个功能包括不同的操作，菜单采用层次结构，即在主菜单下选择一个菜单项后，数控装置会显示该功能下的子菜单，用户可根据该子菜单的内容选择所需的操作，如图1.1.26所示。当要返回主菜单时，按子菜单下的“F10”键即可。图1.1.26 菜单层次
2.车床控制面板按钮（见表1.1.1）表1.1.1 车床面板按钮续表
试读结束[说明：试读内容隐藏了图片]