精密加工复习题

1 数控机床的优点 对加工对象改型的适应性强 加工精度高 加工生产率高 减轻工作者的劳动强度 良好的经济效益 有利于生产管理的现代化 2 数控机床的工作原理 根据加工零件的图样与工艺方案用规定的代码和程序格式编 写程序单 并把它记录在载体上 把程序载体上的程序通过输入装置输入到 CNC 单元 中去 CNC 单元将输入的程序经过处理后向机床各个坐标的伺服系统发出信号 伺服 系统根据 CNC 单元发出的信号 驱动机床的运动部件 并控制必要的辅助操作 通过 机床机械部件带动刀具与工作的相对运动 加工出要求的工作 检测机床的运动 并通 过反馈装置反馈给 CNC 单元 以减少误差 3 数控系统通常由微机基本系统 人机界面接口 通信接口 进给轴位置控制接口 主 轴控制接口 以及辅助功能控制接口等部分组成 4 数控机床对伺服系统的要求 调速范围宽 低速平稳 控制精度能满足定位精 度和加工精度要求 快速响应好 抗干扰能力强 工作稳定 系统工作可靠性较高 5 开环系统适用于驱动动力较小的中小型机床和电加工机床 闭环伺服系统可直接检测 移动部件的移动距离 6 孔系和槽系组合夹具的特点 槽系为传统夹具的基本形式 生产与装配积累的经验 多 可调性好 在近 30 年中为世界广泛应用 孔隙结构刚性好 易于加工 制造工艺性 好 安装方便 操作简单 计算机辅助组装设计 7 数控加工的工艺特点 工艺的内容十分具体 工艺的设计非常严密 注重加工的适应 性 8 数控加工最适应类 形状复杂加工精度要求高 用数学模型描述的复杂曲线或曲面轮 廓零件 具有难检测 难测量 难控制进给 难控制尺寸的不开敞内腔的壳体和盒型零件 必须在一次装夹中合并完成铣 镗 或螺纹等多工序零件 较适应零件 在通用机 床加工上加工时易受人为因素控制干扰 零件价值又高 在通用机床加工必须制造复杂的 专用工装的零件 需要多次更改设计后才能定型的零件 在通用机床上加工需要做长时间 调整的零件 生产率低 劳动强度大的零件 不适应加工的零件 生产批量大 装 夹困难或完全靠找正定位来保证加工精度的工件 加工余量很不稳定 必须用特定的工艺 装备协调加工 9 旋转体零件的加工用数控车床或数控磨床 孔系零件的加工用点位直线控制的数 控钻与镗床加工 平面与曲面轮廓零件的加工 一般在两坐标联动的铣床上加工 三个 或三个以上的坐标联动的铣床或加工中心加工 模具型腔的加工 用粗铣后数控电火花 成形加工 板料零件的加工 用数控剪板机 数控板料折弯机及数控冲压机加工 平 板零件的加工 选择数控电火花线切割机床加工 10 在手工编程时要计算每个节点坐标 在自动编程时要构成零件轮廓的所有几何元素进 行定义 因此在分析零件时 要分析几何元素的给定是否充分 如圆弧与直线 在图样上 相切 但根据图上给出的尺寸 在计算相切条件时 变成相交或相离状态 由于构成零件 几何元素不充分 使编程时无法下手 11 零件各加工部位的结构工艺性符合数控加工的特点 零件的内腔和外型最好采用统 一的几何类型和尺寸 这样可以减少刀具规格和换刀次数 使编程方便 生产效益提高 内槽圆角的大小决定着刀具直径大小 因而内槽圆角半径大小不宜过小 零件铣削地 平面时 槽底圆角半径不应过大 应采用统一的基准定位 12 数控加工的工艺路线 工序的划分 加工顺序的安排 数控加工工序与普通工序的衔 接 13 确定走到路线应注意 加工路线应保证被加工零件的精度和表面粗糙度 使数值计算 简单 以减少编程工作量 应使加工路线最短 这样既可以减少程序段又可以减少空刀时 间 要选择工件加工后变形较小的路线 14 铣削内轮廓表面时 切入和切出无法外延 这时铣刀可沿零件轮廓的法线方向切入和 切出 并将其切入和切出点选在零件轮廓两几何元素的交点处 15 数控编程方法 手工编程 自动编程 CAD CAM 编程 16 数控机床的组成 程序载体 输入装置 CNC 单元 伺服系统 位置反馈系统和机床 机械部件构成 1 CNC 系统的优点 柔性好 功能强 可靠性高 经济型好 易于实现机电 一体化 2 数控系统与机床的配合主要表现 加工功能的配合 加工精度的配合 机电配 合 3 定位精度的评定项目 轴线的重复定位精度 R 轴线的定位精度 A 轴线的反 向差值 4 数控机床机械结构的组成 主轴传动系统 进给传动系统 基础支承件 辅 助装置 5 数控机床的总体布局 满足多刀加工 满足换刀要求 多坐标联动 适应快速 换刀 适应多工位加工 可换工作台 工件不移动的机床 为提高刚度减小热变 形 立式布局 倒立式 6 减少机床热变形及其影响的措施 减少机床内部热源和发热量 改善散热和隔热 条件 匀热 合理设计机床的结构布局 减少热变形对精度的影响 采取热变形补 偿措施 7 数控机床主轴调速的方法 带有变速齿轮的主传动 通过带传动的主传动 用 两个电机分别驱动主轴 内装电动机主轴驱动结构 8 无级变速传动链的设计 数控机床的主运动广泛采用无级变速 这不仅能使其在一定 范围内选择到合理的切削速度 而且还能在运转中自动换速 无级调速有机械 液压和电 气等多种形式 数控机床一般都采用由直流或交流调速电动机作为驱动源和电气无级调速 由于数控机床主动调速的范围较宽 一般情况下单靠调速电动机无法满足 另一方面调速 电动机的功率和转矩特性也难于直接与机床的功率和转矩要求完全匹配 因此 需要在无 级调速电机之后串联机械分级变速传动 以满足调速范围和功率 转矩特性的要求 9 主轴准停装置 纯电器定向准停 V 型槽轮定位盘准停 端面螺旋凸轮 10 气压系统与液压系统的比较 优点 空气可以从大气中取之不尽而不易阻塞 将 用过的空气排入大气 无需回气管路 处理方便 泄露不会严重影响工作 不污染环境 空气粘性很小 在管路中的压力损失为液压系统的 1 宜于远距离传输和控制 工 作压力低 可降低对电动元件的材料和制造精度要求 对开环控制系统 有动作迅速 响应快的优点 维护简便 使用安全 没有防火防爆问题 缺点 气动装置的信号 传递限制在声速范围之内 所以它的工作频率和响应速度远不如电子装置 并且信号要产 生较大失真和延误 与不便于构成十分复杂的回路 空气的压缩性远大于液压油的压缩 性 精度较低 气压传动效率比液压传动低 且噪声大 工作压力较低 不易获得大 的推力 11 数控机床对刀具的要求 适应高度切削要求 具有良好的切削性能 高的可靠性 较高的尺寸耐用度 高精度 可靠的断削及排屑措施 精确而迅速的调整 自 动且快速的换刀 刀具工作状态检测装置 刀具标准化 复合化 通用化及模块化 12 刀具材料应具备的性能 较高的硬度和耐磨性 足够的强度和韧性 较高的耐 热性 较好的导热性 良好的工艺性 13 自动换刀系统主要有 转