数控机床编程与操作资源第三章.ppt

1、中国机械工业教育协会全国职业培训教学工作指导委员会机电专业委员会 组编机电专业委员会,数控机床编程与操作 SHUKONG JICHUANG BIANCHENG YU CAOZUO,廖怀平 主编,第三章 典型数控机床,1. 数控机床的机械结构特点 2. 典型机床(数控车床、数控铣床、加工中心、电火花机床和线切割设备)的机械结构，工作原理及相关的技术参数。,一 HM-077型数控车床,一、 HM-077型数控车床的组成及主要技术参数 1.HM-077型数控的组成,2.HM-077型数控车床的主要技术参数,二、 HM-077型数控车床的布局,1.数控车床床身和导轨的布局,图3-1 HM-077型数控

2、车床示意图,一 HM-077型数控车床,图3-2 数控车床床身形式 a)水平床身 b)水平床身斜滑板 c)斜床身,HM-077型数控车床采用斜床身的总体布局形式，与水平面的倾斜角度为60，排屑流畅，人机关系合理。,一 HM-077型数控车床,2.刀架布局,HM-077型数控车床的刀架布局为与主轴平行的、12工位卧式回转刀架形式。,图3-3 HM-077型数控车床床身的总体布局 1底座 2、5防护罩安装支架 3床身 4导轨 6电器箱,一 HM-077型数控车床,三、 HM-077型数控车床的传动系统与典型结构,1.主运动传动系统,HM-077型数控车床的主传动变速方式为交流主电动机通过V带直接带

3、动主轴旋转，传动比为12或11.5。,2.进给传动系统,HM-077型数控车床的X、Z向进给传动系统是由交流伺服电动机通过11的同步齿形带来驱动滚珠丝杠副，从而控制床鞍与床鞍滑板的运动，最终实现刀具的X、Z向进给。,3.刀架系统 HM-077型数控车床采用意大利巴罗法迪(Baruffaldi)的12工位转塔式电动刀架，其功能可靠，稳定性好。,4.液压卡盘与程控尾座 HM-077型数控车床的卡盘用液压来控制卡爪的夹紧与放松，故称作液压卡盘。,一 HM-077型数控车床,图3-4 HM077型数控车床的主轴部件 1主轴 2主轴前支承 3主轴箱 4主轴后支承 5主传动带 6同步齿形带 7增量式光电脉

4、冲编码器 8主电动机 9主传动带调节螺钉,一 HM-077型数控车床,HM-077型数控车床尾轴的轴向移动、尾座体在床身上的夹紧以及尾座体的移动均可实现全自动程序控制，称为程控尾座。,5.液压系统与润滑系统,(1) 液压系统,(2) 润滑系统,注意,必须经常查看润滑油箱内 的油量并及时清洗过滤器。,一 HM-077型数控车床,6.辅助装置,(1) 对刀仪,对刀仪是测量刀具刀尖位置的装置。,(2) 自动测量装置,自动测量装置可以根据测量头接触加工工件时的当前位置，算出加工工件的尺寸，自动补偿程序的形状误差量。,(3) 排屑器,排屑器是将切屑从机床中自动排出的装置。,(4) 自动送料装置,为提高自

5、动化程度，有的数控机床还配备自动送料与接料装置。,四、 HM-077型数控车床的数控系统,由于HM-077型数控车床采用模块化设计，因此可根据用户不同的要求配备FANUC、SIEMENS等世界著名公司的全功能数控系统。,二 XKJ-5025型数控铣床,一、 XKJ-5025型数控铣床的总体布局与主要部件,图3-8 XKJ-5025型数控铣床的外形 1床身 2主轴箱 3主轴电动机 4主变速箱 5数控操作箱 6电器控制箱 7润滑箱 8工作台 9升降台 10床鞍 11底座,二 XKJ-5025型数控铣床,二、 XKJ-5025型数控铣床的主要技术参数,1.机床规格,2.KND-200M控制系统的指标

6、与功能,KND-200M控制系统具有螺纹补偿功能，刀具半径、长度补偿功能，宏程序编程功能，图形显示功能，各类钻、镗、攻螺纹的固定循环功能和各种故障报警功能。,三、XKJ-5025型数控铣床主要部件的特点,(1) 主运动部件,要求主轴部件有较高的刚性及抗振性，XKJ-5025型数控铣床的主轴采用双支承结构。 主轴圆锥孔的锥度为724，具有定位精度高、刀具装卸方便的特点。该铣床无法进行螺纹加工。,二 XKJ-5025型数控铣床,(2) 进给传动部件,(3) 调整位置运动,工作台上下位置调整，由手动控制升降台的上下移动来实现的。,(4) 冷却与润滑系统,必须定期清洗冷却池，并更换切削液，保证切削液的

7、质量和良好的冷却效果。 XKL-5025型数控铣床的润滑方式采用自动滴油润滑与脂润滑。,二 XKJ-5025型数控铣床,图3-9 XKJ-5025的传动系统 1主电动机 2四级V带塔轮 3同步齿形带轮 4牙嵌离合器 5齿轮 6主轴套筒 7主轴 8X向步进电动机 9Y向步进电动机 10升降台移动手柄 11Z向步进电动机,三 VMC-15型加工中心,一、 VMC-15型加工中心的布局与组成,布局形式为立式。,(1) 主轴传动系统,主轴中具有刀具夹紧装置。,(2) 刀库,结构简单、性能稳定、工作可靠。,(3) 进给驱动系统,X、Y、Z轴的进给运动是由交流伺服电动机通过联轴器直接驱动滚珠丝杠来实现的。

8、,(4) 主轴电动机,采用高性能交流主轴电动机,三 VMC-15型加工中心,(5) FADALCNC 88HS数控系统,具有功能强大、易于使用的特点。还具有图形显示功能。,(6) VH-65第四轴旋转头,可用于螺旋线类曲线的加工。,(7) TS-27R对刀仪,能测量刀具直径、长度，并对其进行补偿。该对刀仪还可检测刀具是否损坏。,二、VMC-15型加工中心的技术性能,三、VMC-15型加工中心的传动系统及典型结构,1.主传动系统及典型结构,(1) 主传动系统,三 VMC-15型加工中心,交流主电动机(1507500rmin无级调速) 11多楔带传动主轴。,(2) 刀具夹紧装置,以碟形弹簧的弹性力

9、拉紧刀具，以气缸的气压力松开刀具。,(3) 主轴轴承,主轴定位于高精度的推力角接触球轴承上，轴承的润滑采用特种油脂。,三 VMC-15型加工中心,图3-11 VMC-15型加工中心的主传动系统 1主轴 2主轴箱 3、6带轮 4多楔带5主电动机 7切削液喷口,图3-12 主轴上的刀柄夹紧机构示意图 1钢球 2拉杆 3套筒 4主轴 5碟形弹簧,三 VMC-15型加工中心,(4) 准停装置,VMC-15型加工中心的主轴电动机内部直接安装反馈编码器，能发出准停信号，使主轴准确停止在某一特定位置。,(5) 自动吹屑,在换刀的同时，采用压缩空气从主轴中间吹出，使主轴锥孔、刀杆锥柄表面保持清洁，保证接触刚性

10、和定位精度。,2.进给传动系统及典型结构,(1) 进给传动系统,X、Y、Z交流伺服电动机联轴器滚珠丝杠(X/Y/Z)工作台X/Y进给、主轴Z向进给。,(2) 进给传动的典型结构,三 VMC-15型加工中心,X、Y、Z轴的进给分别由工作台、床鞍、主轴箱的移动来实现。 X、Y、Z轴的支承导轨均采用滑块式直线滚动导轨，使用时安装方便，精度有保证。 X、Y、Z轴进给传动采用滚珠丝杠副结构，它具有传动平稳、效率高、无爬行、无反向间隙等特点。,3.自动换刀系统,VMC-15型加工中心的刀库可安装21把刀具，其结构简单，无需机械手交换刀具，可提供可靠快速的刀具交换方式。,四 数控电火花机床,一、电火花加工,

11、1.电火花加工原理,电火花加工原理是基于工具电极和工件(正、负电极)之间脉冲性火花放电时的电腐蚀现象来蚀除金属，以达到对零件的尺寸、形状及表面质量预定的加工要求。,2.电火花加工的特点,(1) 主要优点,1)适合于难切削材料的加工。,2)可以加工特殊及复杂形状的零件。,图3-16 电火花加工原理示意图 1工件 2脉冲电源 3自动进给调节装置 4工具 5工作液 6过滤器 7工作液泵,四 数控电火花机床,(2) 电火花加工的局限性,四 数控电火花机床,1)主要用于加工金属等导电材料，但在一定条件下也可以加工半导体和 非导体材料。 2)一般加工速度较慢。 3)存在电极损耗。,3.电火花加工机床,(1

12、) 机床主要组成部分,主要包括：主轴头、床身、立柱、工作台及工作液槽几部分。,(2) 主轴头,四 数控电火花机床,(3) 工具电极夹具,其作用是调节工具电极和工作台的垂直度，以及调节工具电极在水平面内微量的扭转角。,(4) 工作液过滤及循环系统,包括工作液(煤油)箱、电动机、泵、过滤装置、工作液槽、油杯、管道、阀门以及测量仪表等。,为了不使工作液越用越脏，影响加工性能，必须对其加以净化、过滤。具体方法如下：,1)自然沉淀法。,2)介质过滤法。,3)高压静电过滤、离心过滤法等。,四 数控电火花机床,二、电火花线切割加工,1.线切割加工的原理 电火花线切割加工的基本原理是利用移动的细金属导线(铜丝

13、或钼丝)作电极，对工件进行脉冲火花放电、切割成形。,(1) 电火花线切割加工与电火花成形加工的共性,1)线切割加工的电压、电流波形与电火花加工的基本相似。 2)线切割加工的加工机理、生产率、表面粗糙度等工艺规律，以及材料的可加工性等也都与电火花加工基本相似，可以加工硬质合金等导电材料。,(2) 线切割加工的特点,1)脉冲宽度、平均电流等不能太大，加工工艺参数的范围较小。,四 数控电火花机床,2)采用水或水基工作液，不会引燃起火，容易实现安全无人运转。 3)一般没有稳定的电弧放电状态。 4)电极与工件之间存在着“疏松接触”式轻压放电现象。 5)大大降低了成形工具电极的设计和制造费用，缩短了生产准

14、备时间，加工周期短。 6)可以加工微细异形孔、窄缝和复杂形状的工件。 7)对加工精度的影响比较小。,2.线切割加工机床的组成,(1) 床身与工作台,支承和连接工作台、走丝机构等部件；安放机床电器；存放工作液系统等。,床身的作用,四 数控电火花机床,(2) 走丝机构,主要由储丝筒、走丝电动机、丝架和导轮等部件组成。,(3) 供液系统,为机床的切割加工提供足够、合适的工作液，由工作液、工作液箱、工作液泵和循环导管组成。,(4) 脉冲电源,脉冲电源就是产生脉冲电流的能源装置，其作用是把普通的交流电转换成高频率的单向脉冲电源。,(5) 控制系统,对整个切割加工过程和切割轨迹作数字程序控制。,四 数控电火花机床,3.线切割加工机床的主要技术性能,(1) DK7725型线切割机床的主要技术参数,(2) 线切割机床的工作过程,只要有效地控制钼丝