数控车床编程和操作[1].ppt

2020/6/10，第一节数控车床的加工概要，一，数控车床的加工对象和加工特征二，数控车床的主要类型三，数控车床的主要技术参数四，常见的数控车床控制系统，2020/6/10，一，数控车床的加工对象和加工特征，(一)难易度高可变螺距、等螺距与可变螺距或者在圆柱与圆锥螺旋面之间平滑过渡的螺旋零件可以用数控车床加工。图4-1特殊内表面部件例，2020/6/10，(2)高精度部件加工部件的精度要求主要指尺寸、形状、位置和表面等的精度要求，其中的表面精度主要指表面粗糙度。 复印机的旋转鼓、录像机的磁头、激光打印机的多面反射体等超精加工零件，其几何轮廓精度高达0.01m，表面粗糙度数值为Ra0.02m的高精度零件均可以使用特殊精密数控车床加工。 2020/6/10、(3)淬火工件的加工在大型模具加工中，尺寸大、形状复杂的零件很多。 这些零件热处理后的变形量大，磨削加工困难，而数控车床用陶瓷车刀对淬火后的零件进行车削加工，用车费磨削，提高了加工效率。 2020/6/10，(4)为了进一步提高高效加工车削加工的效率，增加机床的控制坐标轴，就可以用一台数控车床同时加工两个多工序的相同或不同零件。 2020/6/10、图4-2六轴控制的数控车床加工示意图、2020/6/10、现代数控车床必须具备容易操作的优点。 数控车床加工有以下特点：1.节约调整时间(1)快速夹紧卡盘，减少了调整时间。 (2)快速夹紧工具，缩短了工具调整时间。 (3)刀具补偿功能可节省刀具补偿的调整时间。 (4)工件自动测量系统节省了测量时间，提高了加工质量。 (5)即使用程序命令和操作盘的命令控制顶层框架的移动也能节约时间。 2020/6/10，2，2 .操作方便(1)倾斜床体有利于调整切屑的流动和夹紧压力、顶压力和折动面润滑油的供给，便于操作者操作机床。 (2)广泛的主轴马达和内置主轴马达丢失了齿轮箱。 (3)高精度伺服电动机和滚珠丝杠间隙去除装置加快进给速度，正确。 (4)具备切屑处理器。 (5)使用数控伺服电机驱动数控刀架。 2020/6/10，3，3 .具有程序存储功能的现代数控机床控制装置可以根据加工形状，将粗加工的加工条件附加到指令上，进行内部运算，自动计算切削轨迹。 4 .采用机器人和棒材供给装置省力安全，提高了自动化和操作效率。 5 .加工的合理化和工序集约化能完成高速高精度的加工和复合加工。2020/6/10、二、数控车床的主要类型，1 .数控车床的结构及其作用(1)主机机床主体主要包括床、主轴箱、床鞍、后座、进给机构等机械零件。 (2)NC装置(CNC装置) NC装置是NC机床控制的核心，一般采用专用计算机控制，主要由显示器、键盘、输入输出装置、存储器和系统软件等构成。2020/6/10、(3)伺服驱动系统的伺服驱动系统是NC车床驱动器的驱动部件，将CNC装置输出的运动指令信息转换成机床的移动部件的运动，主要包括主轴驱动、进给驱动及位置控制等。 (4)辅助装置辅助装置是指数控车床的一部分辅助零件，包括刀具更换装置、对刀仪、液压、润滑、空气装置、冷却系统和切屑排出装置等。2020/6/10、1-电气箱2-主轴箱3-机床防护门4-操作面板5-旋转刀架6尾座7-银屑器8-冷却液箱9滑板10-卡盘踏板开关1l-床、2020/6/10，2，2 .数控车床这种机床主要用于加工半径尺寸大、轴向尺寸相对小的大型复杂零件。 2020/6/10，(2)卧式数控车床分为数控水平导轨卧式车床和数控倾斜导轨卧式车床。 倾斜轨道结构使车床具有很大的刚性，容易排除切屑。 2020/6/10，2，2 )加工零件的基本类型分类(1)不在像卡盘式NC车床那样的车床上设置尾座，适用于车床类(包括短轴类)的零件。 其夹紧方式多为电动或液动控制，卡盘结构多具有可调节的爪或不淬火的爪(即软爪)。 (2)像顶型数控车床这样的数控车床，配置有普通的尾座和数控尾座，适用于车削长轴类零件和直径不太大的车床、成套零件。 2020/6/10，3，3 )数控系统的功能分类(1)经济的数控车床(简易数控车床)一般用单板机、单板机进行开环控制，具有CRT显示、程序存储、程序编辑等功能，加工精度低，功能简单机械部分多是在普通车床的基础上(2)改良全功能型数控车床而成的高级数控车床，具有刀尖圆弧半径自动补偿、定线速度、倒角、固定循环、螺纹切削、图形显示、用户宏程序等功能，加工能力强、加工精度高、形状复杂、循环2020/6/10，(3)精密型数控机床采用闭环控制，不仅具有全功能型数控机床的全功能，而且机械系统动态响应快，在数控机床上追加了附加坐标轴。 适用于精密超精密加工。 2020/6/10，4，4 )其他分类方法可分为数控车床的不同控制方式：直线控制数控车床、双主轴控制数控车床等特殊或专业的技术性能：螺纹数控车床、活塞数控车床、曲轴数控车床等多种。 另外，车削中心也属于这一类，分为立式和卧式车削中心。 2020/6/10、三、数控车床的主要技术参数有：机床质量、机床外形尺寸(长度x宽x高)、允许最大工件旋转直径、最大大型车切削长度、最大棒材尺寸、主轴转速范围、x、z轴行程、x、z轴高速移动速度、定位精度刀架行程、刀架转速、刀架安装尺寸、主轴头型、主轴电机功率、进给伺服电机功率、尾座行程、卡盘尺寸等。 2020/6/10，中德欧马尔科斯TH-15型NC车床的主要技术参数：允许最大工件转径，mm380最大大型车切削直径，mm320最大大型车切削长度，mm500最大棒材直径，mm42主轴贯通直径，mm54刀架的字节数12主轴电动机功率kw0.6Z轴电机功率kw0.6刀架的最大x方向行程，mm180刀架的最大z方向行程，mm520主轴转速，r/min606000最大移动速度，m/minX，z方向都是20，2020/6/10，4，常见的NC 德国西门子公司的802S、802C、802D、810D、840D，包括日本FANUC公司的0T、3T、5T、6T、10T、11T、0TC、0TD、0TE、7CT、160/18TC、160/180TC、0i等2020/6/10，国内生产的数控车床系统北京机床研究所1060系列，无锡数控公司的8MC/8TC系统，北京凯恩帝数控公司KND-500系列，北京宇宙NC集团的casn cou-901，902系列， 广州数控设备厂GSK980T系列大连大森公司的R2F6000型珠峰数控公司的CME988 (中华I型)系列，北京宇宙数控集团的casncou-911mc (宇宙I型)，华中数控公司的世纪星21T中国科学院沈阳计算LT8520/30 (蓝天I型)等，2020/6/10，第二节数控车床加工技术分析，一，数控车床加工工具及其选择二，数控车床加工的切削使用量选择三，数控车削加工的卡盘和定位四，数控车削加工中的卡盘和对刀仪，2020/6/10，一，数控车床加工工具及其选择， 一.常用车刀的种类和用途a .以尖形车刀直线状切削刃为特征的车刀的刀尖(同时也是车刀部位) b .圆弧形车刀的车刀部位不是在圆弧上，而是在其圆弧的中心成形c .车刀的模板车刀，并对其加工图4-4圆弧形车刀，2020/6/10， 1，1 )切断刀2)90左偏刀3)90右偏刀4 )弯头车刀5 )直车刀6 )成形车刀7 )宽刃精车刀8 )外螺纹车刀9 )端面车刀10 )内螺纹车刀11 )内槽轮刀12 )通孔车刀13 )止孔车刀，图4-5中常用形状和用途、2020/6/10，2、2 .卡盘可位移车刀的选定在NC车削加工时，为了减少更换时间，便于对刀仪，尽量采用卡盘车刀和卡盘刀片，使机械加工的标准化变得容易。 数控车床常用的卡盘位移式车刀结构的型号如图4-6所示。 图机夹错式车刀结构类型，2020/6/10，(1)刀片材质的选择，常见的刀片材料有高速钢、硬质合金、涂层硬质合金、陶瓷、立方晶氮化硼和金刚石等，其中应用最多的是硬质合金刀片材质的选定主要根据被加工工件的材料、被加工表面的精度、表面质量的要求、切削负荷的大小、切削过程中有无冲击和振动等。 (2)芯片尺寸的选定芯片尺寸的大小依赖于必要的有效切削刃长度l。 有效切削刃的长度与背蚀刃量aP和车刀的主偏角kr有关，在使用时可以参照相关工具手册来选择。切削刃的长度、背切削刃量和主偏角的关系、2020/6/10、(3)刃形状的选择、刃形状主要根据被加工工件的表面形状、切削方法、刃寿命和刃的旋转次数等因素而选择。 a-T型； b-F型c-W型d-S型e-P型； f-D型g-R型； h-C型，2020/6/10，工作台的被加工表面和适用刀具形状，2020/6/10，二，数控车削加工的切削使用量的选择，1 .切削使用量的选择原则(1)后刀量p的确定后刀量由机床、工件和工具的刚性决定，刚性允许为了保证加工表面的品质，可以留下一点加工馀量，一般为0.20.5mm。 2020/6/10、(2)切削速度v的决定切削速度是指切削时车刀切削刃上的某一点相对于被加工面在主运动方向上的瞬间速度(m/min )，也称为线速度。 与普通车削加工一样，零件上被加工部位的直径和零件或刀具的材料或加工特性等条件下允许的切削速度决定。 主要根据实践经验来决定。 所谓2020/6/10、(3)进给量f的决定进给量，是指工件旋转一周，车刀沿进给方向移动的距离，单位为mm/r，与背蚀刃量p有密切的关系。 表4-1是资料上的切削量的推荐数据，使用时可作为参考。 2020/6/10、表4-1选择切削使用量的推荐数据、2020/6/10、2 .选择切削使用量时应注意的几个问题(1)选择切削使用量的一般原则是，粗车的情况下，选择大的后刀量p、大的进给量f、低的切削速度v来提高生产率对于半精车和精车，为了保证零件的加工精度和表面粗糙度，请选择小(但不能过小)的后刀量p和进给量f、高切削速度v。 2020/6/10，(2)主轴转速由于交流变频控制车床的低速输出扭矩小，切削速度不能太低。主轴转速n可以用下式计算： n=1000v/d、2020/6/10、(3)轮螺纹时的主轴转速a .由螺纹加工程序指示的螺纹间距值b .刀具在其位移过程的开始/结束时，受到伺服驱动系统的升降频率和数值控制装置插值运算速度的制约车削螺钉需要主轴脉冲发生器(编码器)。 如果主轴转速的选择太高，编码器的质量不稳定，工件的螺纹就会发生紊乱(通称“腐烂的齿”)。 2020/6/10、机床数控系统推荐车螺纹时的主轴转速如下：式中，P为螺距，mm； k的保险系数一般为80。2020/6/10、三、数控车床加工的卡盘和定位，1 .数控车床的定位和卡盘要求用数控车床加工零件，按工序集中的原则分工序，用一次卡盘尽可能多地完成表面加工。 根据零件的结构形状，通常选择外圆、端面或端面、内孔卡盘，统一设计标准、工艺标准和编程标准，减少定位误差，提高加工精度。 为了充分发挥数控车床的加工性能，工件的卡盘必须快，定位要准确。 2020/6/10，数控车床对工件的安装要求：首先要有可靠的夹紧力，防止工件在加工过程中松动，其次要有较高的定位精度，采用空气或液压夹具，能迅速且简单地装卸工件2020/6/10、2020/6/10、2 .常用夹具的型号和定位方法(1)圆柱心轴定位夹具加工成套零件时，常用的工件的孔定位在圆柱心轴上，如图4-6a )、b所示。 (2)小锥心轴定位夹具将圆柱心轴变更为锥度小的锥度(C=1/10001/5000 )时，成为小锥心轴。 工件被定位在小锥形的心轴上，没有径向间隙，提高了心轴的定心精度。 定位时，工件的楔子推压在主轴上，通过楔子产生的摩擦力来移动工件，不需要夹具，定心精度高的缺点是工件无法在轴方向上定位。 该方法适用于具有高精度定位孔的工件的深加工。2020/6/10、(3)圆锥心轴定位夹具工件的内孔为锥孔时，可以用与工件的内孔锥形相同的锥形心轴定位。 为了便于拆卸工件，可在芯轴的大端上安装转动工件的螺母。 如图4-6c )、d )所示。 (4)螺丝心轴定位夹具工件的内孔为螺丝孔时，可以使用螺丝心轴定位夹具。 如图4-6e )、f )所示。 (5)带齿中心夹具用于轴系工件车削的夹具。 车削时，工件通过经由扩径套筒安装在主轴上的刻度盘旋转，刻度盘顶部的结构如图4-7所示。 2020年6月10日， 1、1外壳2顶3一止环4螺钉1根5-转动齿的图4-7刻度盘顶、2020/6/10、(6)可调整手卡盘夹具适用于没有尾座的卡盘式NC车床， 图4-8可调刀柄1-手2-底座架3-差动螺杆4-拉杆、2020/6/10、四、数控车床加工中的装刀和对刀仪在数控机床加工中极为重要，是非常麻烦的工艺准备工作。 对刀仪的好坏直接影响加工程序的编制和零件的尺寸精度。 根据对刀仪和对刀仪，也可以同时测量各刀的刃位置偏移，有利于刀具偏移量的设定。 2020/6/10，(1)车刀的安装图4-9是车刀安装角度示意图正确安装、保证加工质量、减少车刀磨损、提高车刀寿命的重要步骤，(a)“-”的倾斜角度(增大车刀切削力