数控车床的操作与加工PPT课件

.,1,第4章数控车床的操作与加工,以FANUC系统为例,.,2,数控车床的操作与加工,本章主要内容：1.数控车床概述2.数控车削加工工艺处理3.数控车床对刀4.数控车床的基本操作5.零件加工实例,.,3,4-1数控车床概述,一、数控车床的组成与布局1.数控车床的组成,图数控车床的组成,.,4,数控车床的组成,车床主机是数控车床的机械部件，主要包括床身、主轴箱、刀架、尾座、进给传动机构等。数控系统是数控车床的控制核心。驱动系统驱动系统是数控车床切削工作的动力部分，主要实现主运动和进给运动。辅助装置指数控车床中一些为加工服务的配套部分。机外编程器机外编程器是在普通的计算机上安装一套编程软件，使用这套编程软件以及相应的后置处理软件，就可以生成加工程序。,.,5,数控车床的组成与布局,2.数控车床的布局,图数控车床的布局,水平式,倾斜式,水平床身斜滑板,直立式,.,6,数控车床概述,二、数控车床的分类按照数控系统的技术水平或机床的机械结构对数控车床进行分类：1.经济型数控车床：由步进电动机驱动、采用开环伺服系统，采用单板机或单片机实现控制的机床。,图经济型数控车床,.,7,数控车床的分类,2.全功能型数控车床：通常所说的“数控车床”。,图全功能型数控车床,.,8,数控车床的分类,3.车削中心：以全功能型数控车床为主体，配备刀库、自动换刀器、分度装置、铣削动力头和机械手等部件，实现多工序复合加工的机床。,图车削中心的动力刀架,.,9,数控车床的分类,4.FMC车床：是一个由数控车床、机器人等构成的系统。能够实现工件搬运、装卸的自动化和加工调整准备的自动化操作。,图FMC车床,.,10,数控车床概述,三、数控车床的加工对象及特点1.数控车床加工对象：轮廓形状特别复杂或难于控制尺寸的回转体零件；精度要求高的零件；特殊的螺旋零件；淬硬工件的加工。,.,11,数控车床的加工对象及特点,2.数控加工的特点：适应能力强，适于多品种小批量零件的加工；加工精度高，一致性好；具有较高的生产率和较低的加工成本。,.,12,4-2数控车削加工工艺处理,一、加工顺序的确定总的加工顺序的安排应遵循以下原则：上道工序的加工不能影响下道工序的定位与夹紧；先内后外，即先进行内部型腔(内孔)的加工工序，后进行外形的加工；以相同的安装或使用同一把刀具加工的工序，最好连续进行，以减少重新定位或换刀所引起的误差；在同一次安装中，应先进行对工件刚性影响较小的工序。,.,13,数控车削加工工艺处理,二、走刀路线的确定1.循环切削余量轴套类零件：轴向走刀、径向进刀轮盘类零件：径向走刀、轴向进刀铸锻件：“零点漂移”,.,14,走刀路线的确定,2.确定退刀路线斜线退刀方式,图斜线退刀方式,.,15,确定退刀路线,径-轴向退刀方式,图径-轴向退刀方式,.,16,确定退刀路线,轴-径向退刀方式G0快速定位指令编制退刀路线。,图轴-径向退刀方式,.,17,走刀路线的确定,3.换刀设置换刀点换刀点是一个固定的点，不随工件坐标系的位置改变而发生位置变化。换刀点最安全的位置是换刀时刀架或刀盘上的任何刀具不与工件发生碰撞的位置。跟随式换刀确保换刀时刀具不与工件发生碰撞；力求最短的换刀路线。,.,18,跟随式换刀,图跟随式换刀,跟随式换刀不使用机床数控系统提供的回换刀点的指令，而使用G0快速定位指令；跟随式换刀可以实现一次装夹加工多个工件；跟随式换刀时，换刀点位置只参考下一把刀具，但这样做的前提是刀盘上的刀具是按加工工序顺序排列的。调试时从第一把刀具开始，具体有两种方法：,直接在机床上调试。使用机外对刀仪对刀。,图跟随换刀的测量,.,19,换刀,排刀法举例：工件材料为铝，毛坯为管材。所用刀具种类：(1)外圆粗车刀；(2)外圆精车刀；(3)内圆粗车刀；(4)内圆精车刀；(5)切槽刀；(6)螺纹刀。,图零件图,图排刀法,.,20,数控车削加工工艺处理,三、车削用夹具的选择1.车削工装夹具的概念在车床上用来装夹工件的装置称为车床夹具。车床夹具可分为通用夹具和专用夹具两大类。夹具具有保证产品质量、提高加工效率、解决车床加工中的特殊装夹问题、扩大机床的使用范围的作用。,.,21,车削用夹具的选择,2.圆周定位夹具三爪自定心卡盘,图三爪自定心卡盘,.,22,圆周定位夹具,软爪软爪是在使用前配合被加工工件特别制造的，加工软爪时要注意以下几方面的问题：(1)软爪要在与使用时相同的夹紧状态下加工，以免在加工过程中松动和由于反向间隙而引起定心误差。,图加工软爪内定位表面,.,23,软爪,(2)当被加工件以外圆定位时，软爪内圆直径应与工件外圆直径相同，略小更好。,图理想的软爪内径,图软爪内径过大,图软爪内径过小,.,24,圆周定位夹具,弹簧夹套四爪单动卡盘,图四爪单动卡盘,.,25,车削用夹具的选择,3.中心孔定位夹具两顶尖拨盘,图前顶尖,.,26,两顶尖拨盘,图后顶尖,图两顶尖装夹工件,图两顶尖车偏心轴,.,27,中心孔定位夹具,中心孔定位夹具,图内、外拨动顶尖,图端面拨动顶尖,.,28,车削用夹具的选择,4.其它车削工装夹具花盘角铁,图用花盘装夹双孔连杆,图角铁的安装方法,.,29,数控车削加工工艺处理,四、车削类刀具的选择数控车床使用的刀具从切削方式上分为三类：圆表面切削刀具、端面切削刀具和中心孔类刀具。1.车削刀具类型数控车床一般使用标准的机夹可转位刀具。数控车床机夹可转位刀具类型有外圆刀具、外螺纹刀具、内圆刀具、内螺纹刀具、切断刀具、孔加工刀具。刀片材料采用硬质合金、涂层硬质合金以及高速钢。,.,30,车削刀具类型,图常用外圆可转位车刀类型,.,31,车削刀具类型,选择刀具类型考虑的因素：（1）一次连续加工表面尽可能多；（2）在切削过程中刀具不能与工件轮廓发生干涉；（3）有利于提高加工效率和加工表面质量；（4）有合理的刀具强度和耐用度。,.,32,车削类刀具的选择,2.选择刀片材料常用的车削刀具有高速钢和硬质合金两大类。高速钢通常是型坯材料，韧性较硬质合金好，硬度、耐磨性和红硬性较硬质合金差，不适于切削硬度较高的材料，也不适于进行高速切削。硬质合金刀片按国际标准(ISO)中主要以硬质合金的硬度，抗弯强度等指标为依据，分为三大类：P钢类，M不锈钢类，K铸铁类，并分别在K、P、M三种代号之后附加01、05、10、20、30、40、50等数字进行细分。,.,33,车削类刀具的选择,3.刀片编号规则,.,34,车削类刀具的选择,4.几种常用刀具的参数外圆车刀内孔镗刀,图外圆车刀刀尖圆弧参数,图内孔镗刀参数,.,35,几种常用刀具的参数,外切槽刀,图外切刀,图左、右偏刀的区分,.,36,几种常用刀具的参数,螺纹刀圆弧刀,图螺纹刀,图圆弧刀,.,37,数控车削加工工艺处理,五、切削用量的选择1.确定合理切削用量的意义2.选择切削用量的一般原则粗车时切削用量的选择：大切削深度、大进给量、合理切削速度精车时切削用量的选择：小切削深度和进给量、较高切削速度,.,38,4-3数控车床对刀,一、数控车床对刀的概念对刀的实质就是测出各把刀的位置差，将各把刀的刀尖统一到同一工件坐标系下的某个固定位置，以使各刀尖点均能按同一工件坐标系指定的坐标移动。二、数控车床对刀的方法1.试切法开环控制的经济型数控机床试切对刀,.,39,试切法（开环控制）,将刀尖移动到工件坐标系的X200，Z300的位置。,图试切法确定工件坐标系,.,40,试切法（开环控制）,基准刀的对刀过程:第1步：机床返回参考点；第2步：试切工件外圆，测得工件直径52.384，并记下当前CRT显示坐标X255.364；第3步：试切工件端面，记下当前CRT显示坐标Z295.478；第4步：计算X=255.364+(200.0-52.384)=402.980Z=295.478+(300.0-0.0)=598.478第5步：移动X、Z轴，使CRT显示X402.980，Z598.478。第6步：执行程序：G50X200.0Z300.0,.,41,试切法（开环控制）,当使用多把刀具加工时，在确定G50位置前，应先利用系统的测量功能测出各把刀在X、Z方向的偏移量，将其作为刀具补偿值输入到系统内，然后选中一把基准刀确定G50的位置，建立一个统一的工件坐标系。,.,42,试切法,（半）闭环控制的全功能型数控机床试切对每把刀试切时将实际测得的X值和Z值(Z值通常设为0)在刀具调整画面下直接输入，系统会自动计算出每把刀的位置差，而不必人为计算后再输入。,.,43,数控车床对刀的方法,2.机内对刀3.机外对刀仪对刀,.,44,4-4数控车床的基本操作,操作面板(FANUC-0T),.,45,操作按钮功能,.,46,操作按钮功能,.,47,数控车床的基本操作,二、数控车床的基本操作步骤：1.打开主电源；2.机械原点回零；3.MDI数据手动输入；4.输入程序；5.寻找程序；6.编辑程序；7.输入输出程序；8.刀具补偿；9.对程序零点；10.程序执行。,.,48,4-5零件加工实例,一、轴类零件的数控车削加工例1.在CK7815型数控车床上加工一个轴类零件，零件如图所示，其中80的外径不加工(可用于装夹)。,图加工零件图,.,49,（1）确定零件的装夹方式及加工工艺路线,图加工装夹与刀具布置示意图,.,50,加工顺序为：倒角粗车M364螺纹外圆40外圆50外圆R35圆弧面精车M364螺纹外圆40外圆50外圆R35圆弧面切削20空刀槽切削M364螺纹（2）确定加工刀具以及设定刀具零点坐标选用外圆车刀、切槽刀、60螺纹车刀各一把；各个刀具的零点坐标为：外圆车刀02号坐标X=2(17035)=270Z=4505(4025)=430切槽刀04号坐标X=2(17030)=280Z=450(4025)=435螺纹车刀06号坐标X=2(17025)=290Z=450+5(4025)=440,.,51,图刀具安装尺寸图,（3）确定切削用量,.,52,（4）参考程序（设换刀点在机床零点）,.,53,轴类零件的数控车削加工,例2.加工如图所示的零件。毛坯件为72mm，长130mm的铝棒料。,图加工零件图,.,54,（1）工艺分析刀具数据表（2）参考程序,.,55,.,56,轴类零件的数控车削加工,例3.在数控车床上加工如图所示的带有弧、锥和圆柱面的回转体。毛坯为54的45#钢。,图加工零件图,.,57,参考程序：,.,58,零件加工实例,二、盘类零件的数控车削加工例4.在数控车床上加工轴套。零件如图所示，其中(a)为毛坯，(b)为零件图。,图加工零件图,.,59,（1）工艺分析刀具数据表（2）参考程序,.,60,.,61,.,62,盘类零件的数控车削加工,例5.在数控车床上加工带有内槽的内孔零件，如图所示。,图加工零件图,.,63,参考程序：（