什么是数控车床？数控车床的车削如何设置？

数控车床或数控车床是指一种车床型机床，用于使用使用字母数字数据的计算机软件，按照笛卡尔X、Y轴加工旋转零件。它用于大量和精确地生产，因为结合了控制的计算机负责工件的执行。

CNC车床可以完成通常由不同类型车床完成的所有工作，例如平行，复制，旋转，自动甚至立式车床。其盈利能力取决于所加工零件的类型以及必须连续加工的零件数量。

数控

1940 年代，美国发明家 John T. Parsons 与其雇员 Frank L. Stulen 共同开发了数字控制领域的第一个发展。数控（CN）是一种使用数字、字母和符号的机床自动化系统。当要执行的任务发生变化时，指令程序也会发生变化。
为这些程序建立的字符由 DIN 66024 和 66025 标准管理。一些字符是：
N - 对应于块或序列号。在字母之后，放置要编程的程序段编号。块数必须在 1 到 999 之间。

运作

“X”和“Z”轴可以同时交错移动，根据工件的几何形状进行圆锥形或球形加工。
刀具放置在固定在刀头上的刀架中，刀架最多可容纳 20 个不同的刀架，这些刀架根据所选程序旋转，有助于实现复杂零件。
在加工程序中，可以输入工件头的车削速度、纵横小车的进给量、零件的执行坐标等参数。 该机床以远高于传统车床的切削和进给速度运行，因此使用硬质金属或陶瓷刀具来减少材料疲劳。

CNC车床的一般结构

数控车床与普通万能车床相比的特点如下：
电机和主头
该电机限制了机器的实际功率，并且是导致零件旋转运动的原因。通常，当前的数控车床都配备有直流电机，该电机直接作用于主轴，通过位于电机位置和主轴之间的皮带轮进行传动，不需要任何类型的齿轮传动。
这些直流电机提供几乎无限的转速范围，从零到由电机特性决定的最大值，可通过每个部件的执行程序进行编程。许多发动机采用两种速度范围，一种用于低速，另一种用于快速，以获得最有利的扭矩。主轴在其末端具有与相应爪板和孔的适配，以便能够与棒材一起工作。

CNC车床的电机和主轴的特点如下：
主轴孔径：100mm
主轴鼻端：DIN 55027 No. 8 / Camclock No. 8号
莫氏锥号2
速度范围：2
变速主轴转速：I：0-564 rpm II：564-2000 rpm
电机功率：15千瓦

可移动的长凳和手推车

为了便于纵向和横向滑块的快速移动，它们滑动的导轨经过回火和研磨，硬度约为 450 HB。这些导轨具有自动永久润滑系统。
托架的主轴由硬化和研磨的球制成，确保运动的高精度，这些主轴根据球的再循环原理工作，通过这种方式，一个无端螺杆与相应的托架耦合。当无端螺杆旋转时，小车沿床身导轨纵向移动。这些螺钉在改变旋转方向时没有间隙，阻力很小。为避免托架与障碍物碰撞而造成损坏，它们采用了一个离合器，可分离组件并停止推进力。
每辆车都有一个独立的电机，可以是伺服电机或编码器电机，其特点是低转速高功率和高扭矩。这些电机的工作方式类似于传统的交流电机，但连接了一个编码器。编码器控制电机给出的精确转数，并在标记工具编程位置的精确点上制动。
另一方面，床身的结构决定了可加工工件的最大尺寸。 CNC车床床身规格示例：

点间高度：375 mm
床上允许直径：760 毫米
纵向滑架上的直径 675
横向滑道上允许的直径。 470 毫米
Z、X 轴工作进给。 0-10000毫米/分钟
Z、X 轴快速移动 15/10 m/min
纵向推力 9050 N
横向推力 9050 N

小车定位调整

尽管干预纵向和横向滑架移动的元件质量高，但不能完全保证能够将工具定位在编程位置。
为了纠正可能的定位错误，有两种电子系统，一种是直接的，另一种是间接的。直接定位调整系统使用位于每个工作台导轨中的测量尺，光学读取器在该处起作用以准确测量滑架的位置。将现有偏差传输到 CPU（中央处理单元），在那里它会自动重新编程，直到达到正确的位置。

刀架

CNC 车床使用滚筒作为刀架，根据车床的大小或其复杂程度，可以放置六到二十种不同的刀具。换刀由加工程序控制，每次换刀时，小车都会返回到旋转和选择合适刀具的位置，以继续加工循环。零件加工完成后，小车回到从工作区撤出的初始位置，这样就可以毫无问题地更换零件。刀架鼓，称为左轮手枪，包含一个伺服电机，使其旋转，以及一个液压或气动系统，互锁左轮手枪，因此精度通常在 0.5 到 1 微米之间。必须根据程序指示的尺寸将刀具调整到车床外部附件中的合适坐标。在大多数情况下，使用可互换的硬质合金刀片，这意味着当需要更换刀片时，无需将刀架从其外壳中取出。

工具设定器

该附件使我们能够方便地设置加工中使用的刀具。 对刀测头可轻松安装在 CNC 加工中心和车削中心上，实现自动化操作，具有以下优势：
减少机器停机时间，显着节省时间
精确测量刀具长度和直径
刀具补偿的自动计算和修正
消除手动配置错误

配件和外围设备

机器附件是指作为其一部分从外部供应商处获得的设备，因为它们普遍适用于该类型的机器。 例如，汽车电池是它的附件。
所有具有内置 CNC 操作的机器都需要一系列附件，在车床的情况下，如下所述：
CPU（过程控制单元）
动态实体和路径图形
个人资料编辑器
输入外设
输出外设

UCP（中央处理单元）

主条目：中央处理器
CPU 或 CPU 是机器的计算大脑，这要归功于它包含的微处理器。机器的计算能力由安装的微处理器决定。市面上任何一款CPU都可以安装在每台机器上，例如：FAGOR、FANUC、SIEMENS等。正常的事情是客户选择他想要的机器的特性，然后选择最适合他的CPU性能、价格、服务等。

委托给PCU 的主要功能是根据程序员建立的加工程序制定机器必须具有的命令和控制命令。如通过控制相应的纵向和横向小车的位移来计算工具在整个工作过程中必须具有的确切位置。您还必须控制加工的技术因素，即主轴转速、工作和快速进给以及换刀。

另一方面，CPU集成了系统的不同存储器，可以是EPROM、ROM、RAM和BUFFER，用于存储程序，充当任何计算机的硬盘。
最重要和最重要的输入外围设备是安装在机器控制面板上的键盘，您可以从那里对初始程序进行更正和修改，甚至开发单独的加工程序。有许多类型的输入外围设备，其复杂性或多或少，如果必须构建，它们可以抵抗恶劣环境，例如在车间中发现的环境。

最重要的外设输出是监视器，在这里我们获知加工执行过程，我们可以看到每个序列的所有值。我们还可以控制手推车和机器其他运动部件的手动运动。

序号 N
顺序是指可以一次下达给机器的一组不矛盾的命令。它们由字母 N 标识，在普通车床上最多可以发出 9999 个连续订单。如果程序不是很长，它们可以从10到10编号，以防需要引入一个不可预见的互补顺序，所以我们会有N10，N20，N30等，或者我们可以有，N10，N11， N20 等

准备职能 G.
在带有数字的字母 G 下，分组了多种功能，使车床能够执行其工作所需的适当和必要的任务。

准备功能有五种基本类型：

移动功能。
技术功能。
转换函数。
特殊加工功能。
模态函数。

1- 移动功能 最重要的移动功能如下：
G00。快速滚动。表示工具托架从参考点到每个工具开始工作的点的最快可能移动。使用此功能时必须特别小心，因为轨迹不受用户控制，而车床仅根据最大行驶速度进行操作。你永远不会机械化它。它只在程序开始时、每次换刀时以及程序结束时返回参考点时起作用。

G01。线性插值。表示刀具以编程的工作进给率移动，允许经典车削和端面操作以及锥面加工。
G02 向右（顺时针）圆弧插补 需要在控制速度下加工球面或径向区域时使用。

G03.向左（逆时针）圆弧插补。当需要加工空的球形区域或左手半径时使用它。

还有其他 G 移动功能，不太重要，取决于安装在机器中的设备。
2- 工艺功能 工艺功能是指编程主轴速度和工作进给方式的功能。主轴转速可以编程为所需的每分钟转数，为此功能将在 G97 之前进行编程，也可以编程为以 m/min 为单位的恒定切削速度旋转，在这种情况下，它由功能 G96 指示。工件进给速度也是如此，如果您想以 mm/rev 为单位编程进给速度，G95 功能是预先设置的，如果您想以 mm/min 为单位工作，则 G94 功能是预先设置的。

3- 转换功能 该组最重要的功能是对应于零偏移以定位零件零的功能，该功能是通过 G59 功能执行的。如果尺寸以英寸或毫米为单位，也有函数。虽然要正常使用的那个已经预设好了。转换的另一种情况是使用绝对尺寸或增量尺寸编程。

4-特殊加工功能。这些功能中最常用的是对应于由功能 G33 表示的螺纹加工循环的功能。这种类型的其他功能是端面、钻孔、攻丝、铰孔等。

5- 模态函数。在 CNC 程序中，有些功能一旦编程，就一直有效，直到编程相反的功能或程序终止。这些函数称为模态函数。可以在一个程序段中编写任意数量的功能，只要它们彼此不兼容即可。例如，不能在程序段中编写功能 G00 和 G01。

CNC车床与传统车床相比的优缺点

优势：
它们允许在加工中获得更高的精度。
它们允许加工更复杂的零件。
它可以轻松地从加工一个零件更改为另一个零件。
减少了操作员错误。
CNC车床越来越便宜。
加工时间减少。

可以指出以下缺点：
需要在加工第一个零件之前执行程序。
工具和配件成本高，意味着高投资。
机器成本高，占用空间大。

切屑形成

车床的发展如此之大，以至于它不再只是高速去除材料的问题，而是必须严格控制构成该过程的参数，以确保最终结果的经济性、质量和精度。

处理切屑的方式成为一个复杂的过程，其中所有加工技术组件都介入其中，使其具有不干扰工作过程的尺寸和形状。否则会在加工区域迅速堆积大量长而细的切屑，形成缠结且无法控制的绞线。

切屑的形状主要是由于被切割的材料，可以是延展性的，也可以是脆性和脆性的。

加工的进给量和走刀深度对切屑的形状负有很大责任，当这些变量无法控制时，有必要选择包含有效断屑器的刀具。 16 效率比普通车床更快

干式和冷却液加工
今天干车削是完全可行的，并用于许多应用。最近有一种趋势是在刀具质量允许的情况下进行干式加工。在许多情况下，较高的截止温度区可能是一个积极因素。

然而，干式加工并不适合所有应用，尤其是钻孔、攻丝和镗孔以确保排屑。

需要仔细评估操作、材料、零件、质量要求和机械，以确定取消制冷剂供应的好处。

车削技术基础

在车削中有六个关键参数：
由于其操作机制，CNC 车床允许将加工条件调整到最大，从而实现最佳的车削时间。

切割速度（Vc）。它被定义为被加工区域外围的线速度。您的选择取决于刀具的材料、零件的材料类型和机器的特性。高切削速度允许在更短的时间内进行加工，但会加速刀具磨损。切割速度以米/分钟表示。
零件旋转速度 (N)。通常以每分钟转数表示。它是根据切削速度和正在加工的走刀的最大直径计算得出的。
前进（F）。定义为刀具在材料中的穿透速度。在车削中，它通常以毫米/转表示。但是，为了计算车削时间，需要计算每道次的进给速度（mm/min）。
通过深度。它是工具在其工作阶段覆盖的径向距离。这取决于工件的特性和车床的功率。
机器功率。以kW为单位，在不受其他因素限制的情况下，限制了一般加工条件。
转弯时间（T）。这是所有工具执行加工所需的时间，而不考虑其他问题，例如可能的控制停止或从头部放置和移除零件的时间，这可能因每个零件和机器而异。它是根据每个工具的部分时间相加计算得出的。