1、第一節(jié)數(shù)控機床的加工(ji gng)特點及其應用6)數(shù)控機床加工的自動化程度很高，除刀具的進給運動外，對零件的裝夾、刀具的更換、切屑的排除等工作均能自動完成。7)采用數(shù)控機床加工，能通過選用最佳工藝路線和切削用量，有效地減少加工中的輔助(fzh)時間，較大地提高生產(chǎn)效率。8)在數(shù)控機床上加工零件，一般可省去前期劃線、中間檢驗等工作，通常還可省去復雜的工裝，減少對零件的安裝、調(diào)整等工作，故能明顯縮短加工的準備時間，降低生產(chǎn)費用。第1頁/共65頁第一頁，共65頁。第一節(jié)數(shù)控機床的加工特點(tdin)及其應用9)數(shù)控機床加工能通過修改加工程序，為科研產(chǎn)品設計工件的反復調(diào)整創(chuàng)造了良好的條件，從而(cn

2、g r)大大地縮短了研制、定型的周期，給產(chǎn)品開發(fā)、產(chǎn)品的改進與改型提供了方便。二、數(shù)控機床的分類.按工藝用途分類(1)一般數(shù)控機床最普通的數(shù)控機床有鉆床、車床、鏜床和齒輪加工機床。第2頁/共65頁第二頁，共65頁。第一節(jié)數(shù)控機床的加工特點(tdin)及其應用圖1-1CK6140數(shù)控車床第3頁/共65頁第三頁，共65頁。第一節(jié)數(shù)控機床的加工(ji gng)特點及其應用圖1-2XK7140數(shù)控銑床第4頁/共65頁第四頁，共65頁。第一節(jié)數(shù)控機床的加工(ji gng)特點及其應用(2)數(shù)控加工中心這類數(shù)控機床是在一般數(shù)控機床上加裝一個刀庫和自動換刀裝置(zhungzh)，構成一種帶自動換刀裝置(zh

3、ungzh)的數(shù)控機床。圖1-3立式加工(ji gng)中心第5頁/共65頁第五頁，共65頁。第一節(jié)數(shù)控機床的加工(ji gng)特點及其應用圖1-4TH6350A型臥式加工(ji gng)中心第6頁/共65頁第六頁，共65頁。第一節(jié)數(shù)控機床的加工(ji gng)特點及其應用(3)多坐標軸數(shù)控機床 有些復雜的工件，例如螺旋槳、飛機(fij)發(fā)動機葉片曲面等用三坐標數(shù)控機床無法加工，于是出現(xiàn)了多坐標軸的數(shù)控機床，其特點是控制軸數(shù)較多，機床結構比較復雜。(4)金屬成形類數(shù)控機床如數(shù)控沖床、數(shù)控折彎機、數(shù)控彎管機、數(shù)控回轉頭壓力機等。(5)數(shù)控特種加工機床如數(shù)控線切割機床、數(shù)控電火花加工機床、數(shù)控激

4、光切割機床等。(6)其他類型的數(shù)控機床如數(shù)控火焰切割機、數(shù)控三坐標測量機等。第7頁/共65頁第七頁，共65頁。第一節(jié)數(shù)控機床的加工特點(tdin)及其應用.按機床(jchung)運動軌跡分類(1)點位控制數(shù)控機床(jchung)點位控制又稱為點到點控制。圖1-5點位控制(kngzh)加工舉例第8頁/共65頁第八頁，共65頁。第一節(jié)數(shù)控機床的加工(ji gng)特點及其應用圖1-6點位運動(yndng)第9頁/共65頁第九頁，共65頁。第一節(jié)數(shù)控機床(sh kn j chun)的加工特點及其應用(2)直線控制數(shù)控機床直線切削控制又稱為(chn wi)平行切削控制。圖1-7直線控制(kngzh)加

5、工舉例第10頁/共65頁第十頁，共65頁。第一節(jié)數(shù)控機床(sh kn j chun)的加工特點及其應用(3)輪廓控制的數(shù)控機床輪廓控制又稱為連續(xù)(linx)軌跡控制。圖1-8同時(tngsh)控制兩個坐標的輪廓控制a)控制X、Y坐標b)控制Y、Z坐標和Z、X坐標第11頁/共65頁第十一頁，共65頁。第一節(jié)數(shù)控機床的加工(ji gng)特點及其應用圖1-9三坐標(zubio)聯(lián)動的數(shù)控加工第12頁/共65頁第十二頁，共65頁。第一節(jié)數(shù)控機床的加工(ji gng)特點及其應用圖1-10同時控制(kngzh)四個坐標的數(shù)控機床第13頁/共65頁第十三頁，共65頁。第一節(jié)數(shù)控機床的加工(ji gng)

6、特點及其應用圖1-11五坐標(zubio)聯(lián)動的數(shù)控加工a) 五坐標(zubio)端銑b) 五坐標(zubio)側銑.按控制方式分類(1)開環(huán)控制數(shù)控機床(sh kn j chun)圖1-12是典型的開環(huán)控制系統(tǒng)。第14頁/共65頁第十四頁，共65頁。第一節(jié)數(shù)控機床的加工(ji gng)特點及其應用圖1-12開環(huán)控制系統(tǒng)(kn zh x tn)(2)閉環(huán)控制數(shù)控機床開環(huán)控制系統(tǒng)的控制精度不高，主要是沒有檢測工作臺移動的實際位置，也就沒有糾正偏差(pinch)的能力。第15頁/共65頁第十五頁，共65頁。第一節(jié)數(shù)控機床的加工特點(tdin)及其應用圖1-13閉環(huán)控制系統(tǒng)(xtng)(3)半閉環(huán)控

7、制數(shù)控機床(sh kn j chun)半閉環(huán)控制系統(tǒng)框圖如圖1-14所示，它不是直接檢測工作臺的位移量，而是采用轉角位移檢測元件(如光電編碼器)，第16頁/共65頁第十六頁，共65頁。第一節(jié)數(shù)控機床的加工特點(tdin)及其應用測出伺服電動機或絲杠的轉角，推算出工作臺的實際位移量，反饋到計算機中進行(jnxng)位置比較，用比較的差值進行(jnxng)控制。圖1-14半閉環(huán)控制系統(tǒng)(xtng).按數(shù)控系統(tǒng)功能水平分類第17頁/共65頁第十七頁，共65頁。第一節(jié)數(shù)控機床的加工特點(tdin)及其應用(1)伺服進給類型采用開環(huán)、步進電動機進給系統(tǒng)的為低檔；中、高檔的則采用半閉環(huán)或閉環(huán)的直流伺服系統(tǒng)

8、或交流伺服系統(tǒng)。(2)聯(lián)動軸數(shù)低檔數(shù)控機床(sh kn j chun)聯(lián)動軸數(shù)一般不超過2軸；中、高檔的則為35軸。(3)主CPU低檔數(shù)控系統(tǒng)一般采用8bit CPU，中、高檔的已經(jīng)逐步由16bit CPU向32bit CPU過渡，國外一些新的數(shù)控系統(tǒng)甚至已選取64bit CPU。(4)內(nèi)裝PLC低檔數(shù)控系統(tǒng)一般無PLC，中、高檔的都有內(nèi)裝PLC。第18頁/共65頁第十八頁，共65頁。第一節(jié)數(shù)控機床的加工(ji gng)特點及其應用(5)分辨率和進給速度分辨率為10m、進給速度在815m/min的為低檔(ddng)，分辨率為1m、進給速度在1524m/min的為中檔，分辨率為0.1m、進給速度

9、在15100m/min的為高檔。(6)通信能力低檔(ddng)數(shù)控系統(tǒng)一般無通信能力；中檔的可能有RS-232C或直接數(shù)控(簡稱DNC)接口；高檔的還可能有制造自動化協(xié)議(簡稱MAP)通信接口，具有聯(lián)網(wǎng)功能。第19頁/共65頁第十九頁，共65頁。第一節(jié)數(shù)控機床(sh kn j chun)的加工特點及其應用(7)顯示功能低檔數(shù)控系統(tǒng)一般只有簡單的數(shù)碼管顯示或單色CRT字符(z f)顯示；中檔的則具有較齊全的CRT顯示，不僅有字符(z f)，而且有二維圖形、人機對話、狀態(tài)和自診斷功能等；高檔的還可以有三維圖形顯示、圖形編程等功能。三、數(shù)控機床的應用1.最適應類1)加工精度要求高，形狀、結構復雜，尤

10、其是具有復雜曲線、曲面輪廓的零件，或具有不開敞內(nèi)腔的盒型或殼體零件。第20頁/共65頁第二十頁，共65頁。第一節(jié)數(shù)控機床(sh kn j chun)的加工特點及其應用2)必須在一次裝夾中完成銑、鉆、鉸、锪或攻螺紋等多道工序的零件。2.較適應類1)價格昂貴，毛坯獲得困難，不允許報廢的零件。2)在通用機床上加工生產(chǎn)率低，勞動強度大，質(zhì)量難穩(wěn)定控制的零件。3)用于改型比較、性能或功能測試的零件(它們要求尺寸一致性好)；多品種(pnzhng)、多規(guī)格、單件小批量生產(chǎn)的零件。第21頁/共65頁第二十一頁，共65頁。第一節(jié)數(shù)控機床的加工(ji gng)特點及其應用圖1-15適合數(shù)控機床加工(ji gng)

11、的零件3.不適應(shyng)類第22頁/共65頁第二十二頁，共65頁。第一節(jié)數(shù)控機床(sh kn j chun)的加工特點及其應用1)利用毛坯面作為粗基準定位進行加工或定位完全需靠人工找正的零件。2)必須用特定的工藝裝備，或依據(jù)樣板(yngbn)、樣件加工的零件或加工的內(nèi)容。3)需大批量生產(chǎn)的零件。第23頁/共65頁第二十三頁，共65頁。第二節(jié)數(shù)控機床(sh kn j chun)的組成及工作原理一、數(shù)控機床(sh kn j chun)的組成圖1-16數(shù)控機床(sh kn j chun)的組成第24頁/共65頁第二十四頁，共65頁。第二節(jié)數(shù)控機床的組成(z chn)及工作原理1.輸入裝置(1)

12、控制介質(zhì)輸入所謂控制介質(zhì)就是數(shù)控信息的物質(zhì)載體，通常有穿孔紙帶、磁帶、磁盤等；相應的輸入裝置是光電紙帶閱讀機、錄音機、磁盤驅動器等。(2)手工輸入利用鍵盤和顯示屏，輸入控制機床運動和刀具運動的指令(zhlng)。(3)直接輸入存儲器從自動編程機上、其他計算機上或網(wǎng)絡上，將編制好的加工程序通過通信接口直接輸入數(shù)控裝置的存儲器，這是現(xiàn)代數(shù)控機床的發(fā)展趨勢。2.數(shù)控裝置第25頁/共65頁第二十五頁，共65頁。第二節(jié)數(shù)控機床的組成及工作(gngzu)原理圖1-17數(shù)控裝置硬件(yn jin)結構第26頁/共65頁第二十六頁，共65頁。第二節(jié)數(shù)控機床(sh kn j chun)的組成及工作原理3.伺服系

13、統(tǒng)(1)驅動裝置驅動裝置接受數(shù)控系統(tǒng)輸出的速度控制信號(xnho)，輸出電能驅動電動機。表1-1數(shù)控機床(sh kn j chun)中各類驅動電動機的驅動裝置(2)執(zhí)行機構驅動電動機是數(shù)控機床伺服系統(tǒng)的執(zhí)行元件。第27頁/共65頁第二十七頁，共65頁。第二節(jié)數(shù)控機床的組成及工作(gngzu)原理Y9.eps()位置、速度檢測反饋裝置采用閉環(huán)控制的數(shù)控機床需要利用檢測元件進行位置與速度檢測，然后反饋給伺服控制系統(tǒng)(kn zh x tn)。4.機床本體5.附加裝置二、數(shù)控機床的工作原理第28頁/共65頁第二十八頁，共65頁。第二節(jié)數(shù)控機床的組成(z chn)及工作原理圖1-18數(shù)控機床的工作(gn

14、gzu)原理第29頁/共65頁第二十九頁，共65頁。第二節(jié)數(shù)控機床(sh kn j chun)的組成及工作原理1.輸入2.譯碼3.數(shù)據(jù)處理4.插補5.伺服控制(kngzh)6.管理程序三、數(shù)控機床的工作方式1.返回參考點方式2.手動輸入/自動加工方式3.連續(xù)點動方式第30頁/共65頁第三十頁，共65頁。第二節(jié)數(shù)控機床的組成及工作(gngzu)原理4.增量點動方式5.自動加工(ji gng)方式1)將加工(ji gng)程序輸入到數(shù)控系統(tǒng)的內(nèi)存中。2)檢查和輸入程序原點偏置、刀具半徑和刀具長度。3)將刀具移動到合適的位置。第31頁/共65頁第三十一頁，共65頁。第三節(jié)數(shù)控車床概述(i sh)一、

15、數(shù)控車床的用途和分類1.數(shù)控車床的用途2.數(shù)控車床的分類(1)按加工零件的基本類型分類1)卡盤式數(shù)控車床。2)頂尖式數(shù)控車床。(2)按主軸的配置形式(xngsh)分類1)臥式數(shù)控車床。2)立式數(shù)控車床。(3)按數(shù)控系統(tǒng)的功能分類第32頁/共65頁第三十二頁，共65頁。第三節(jié)數(shù)控車床概述(i sh)1)經(jīng)濟型數(shù)控車床。2)全功能數(shù)控車床。3)車削中心。4)FMC車床。二、數(shù)控車床的特點(tdin)與發(fā)展(1)高精度數(shù)控車床控制系統(tǒng)的性能不斷提高，機械結構不斷完善，機床精度日益提高。(2)高效率隨著新刀具材料的應用和機床結構的完善，數(shù)控車床的加工效率、主軸轉速、傳動功率不斷提高，使得新型數(shù)控車床的

16、空轉動時間大為縮短。第33頁/共65頁第三十三頁，共65頁。第三節(jié)數(shù)控車床概述(i sh)(3)高柔性 數(shù)控車床具有高柔性，適應70%以上的多品種、小批量零件的自動加工。(4)高可靠性隨著數(shù)控系統(tǒng)的性能提高，數(shù)控機床(sh kn j chun)的無故障時間迅速提高。(5)工藝能力強數(shù)控車床既能用于粗加工又能用于精加工，可以在一次裝夾中完成其全部或大部分工序。(6)模塊化設計數(shù)控車床的制造采用模塊化原則設計。三、數(shù)控車床的組成及布局第34頁/共65頁第三十四頁，共65頁。第三節(jié)數(shù)控車床概述(i sh)圖1-19CYNCP-320型數(shù)控車床的外觀1腳踏開關2對刀儀3主軸卡盤4主軸箱 5機床防護門6

17、壓力表7對刀儀防護罩8防護罩9對刀儀轉臂10操作面板(min bn)11回轉刀架12尾座13滑板14床身第35頁/共65頁第三十五頁，共65頁。第三節(jié)數(shù)控車床概述(i sh)1.數(shù)控車床的組成(z chn)2.數(shù)控車床的布局(1)床身和導軌的布局(見圖1-20)圖1-20數(shù)控車床的布局(bj)形式a)平床身b)斜床身c)平床身斜滑板d)立床身第36頁/共65頁第三十六頁，共65頁。第三節(jié)數(shù)控車床概述(i sh)1)如圖1-20a所示為平床身的布局。2)如圖1-20b所示為斜床身的布局。3)如圖1-20c所示為平床身斜滑板的布局。(2)刀架的布局刀架作為數(shù)控車床的重要部件，其布局形式對機床整體(

18、zhngt)布局及工作性能影響很大。第37頁/共65頁第三十七頁，共65頁。第四節(jié)數(shù)控銑床概述(i sh)一、數(shù)控銑床(xchung)的分類1.按機床主軸的布置形式及機床的布局特點分類(1)數(shù)控立式銑床(xchung)如圖1-21所示，數(shù)控立式銑床(xchung)主軸與機床工作臺面垂直，工件安裝方便，加工時便于觀察，但不便于排屑。圖1-21數(shù)控立式(l sh)銑床第38頁/共65頁第三十八頁，共65頁。第四節(jié)數(shù)控銑床概述(i sh)(2)數(shù)控臥式銑床如圖1-22所示，數(shù)控臥式銑床的主軸與機床(jchung)工作臺面平行，加工時不便觀察，但排屑順暢。圖1-22數(shù)控臥式銑床(xchung)第39頁

19、/共65頁第三十九頁，共65頁。第四節(jié)數(shù)控銑床概述(i sh)(3)數(shù)控龍門銑床對于大尺寸的數(shù)控銑床，一般采用(ciyng)對稱的雙立柱結構，保證機床的整體剛性和強度，即數(shù)控龍門銑床，有工作臺移動和龍門架移動兩種形式。圖1-23數(shù)控龍門(ln mn)銑床第40頁/共65頁第四十頁，共65頁。第四節(jié)數(shù)控銑床概述(i sh)2.按數(shù)控系統(tǒng)的功能分類(1)經(jīng)濟型數(shù)控銑床一般采用經(jīng)濟型數(shù)控系統(tǒng)，如SIEMENS 802S等，采用開環(huán)控制，可以實現(xiàn)三坐標聯(lián)動。(2)全功能數(shù)控銑床采用半閉環(huán)控制或閉環(huán)控制，數(shù)控系統(tǒng)功能豐富，一般可以實現(xiàn)四坐標以上聯(lián)動，加工適應性強，應用最廣泛。(3)高速銑削數(shù)控銑床高速銑

20、削是數(shù)控加工的一個發(fā)展方向(fngxing)，技術已經(jīng)比較成熟，已逐漸得到廣泛的應用。二、數(shù)控銑床的工藝范圍1.平面類零件第41頁/共65頁第四十一頁，共65頁。第四節(jié)數(shù)控銑床概述(i sh)2.變斜角(xi jio)類零件圖1-24平面(pngmin)類零件第42頁/共65頁第四十二頁，共65頁。第四節(jié)數(shù)控銑床概述(i sh)圖1-25變斜角(xi jio)類零件3.曲面(qmin)類(立體類)零件第43頁/共65頁第四十三頁，共65頁。第四節(jié)數(shù)控銑床概述(i sh)圖1-26二軸半坐標行切加工(ji gng)曲面第44頁/共65頁第四十四頁，共65頁。第四節(jié)數(shù)控銑床概述(i sh)1)采用

21、三坐標數(shù)控銑床進行二軸半坐標控制加工，加工時只有兩個坐標聯(lián)動(lin dn)，另一個坐標按一定行距周期性進給。2)采用三坐標數(shù)控銑床三坐標聯(lián)動(lin dn)加工空間曲面。三、數(shù)控銑床的組成圖1-27XK5040A型數(shù)控立式升降臺銑床的布局1底座2強電柜3變壓器箱4垂直(chuzh)升降(Z軸)進給伺服電動機5主軸變速手柄和按鈕板6床身7數(shù)控柜8、11保護開關(控制縱向行程硬限位)9擋鐵(用于縱向參考點設定)10操縱臺12橫向溜板13縱向(X軸)進給伺服電動機14橫向(Y軸)進給伺服電動機15升降臺16縱向工作臺第45頁/共65頁第四十五頁，共65頁。第四節(jié)數(shù)控銑床概述(i sh)(1)床身床

22、身內(nèi)部布肋合理，具有良好的剛性；底座上設有4個調(diào)節(jié)螺栓，便于機床調(diào)整水平(shupng)；切削液儲液池設在機床座內(nèi)部。(2)銑頭部分銑頭部分由有級(或無級)變速箱和銑頭兩個部件組成。(3)工作臺工作臺與床鞍支承在升降臺較寬的水平(shupng)導軌上，工作臺的縱向進給是由安裝在工作臺右端的伺服電動機驅動的。第46頁/共65頁第四十六頁，共65頁。第四節(jié)數(shù)控銑床概述(i sh)(4)升降臺(橫向進給部分)升降臺前方裝有交流伺服電動機，驅動床鞍作橫向進給運動，其傳動原理與工作臺的縱向(zn xin)進給相同。(5)冷卻與潤滑裝置1)冷卻系統(tǒng)。2)潤滑系統(tǒng)及潤滑方式。第47頁/共65頁第四十七頁，共

23、65頁。第五節(jié)加工中心(zhngxn)概述一、加工中心的分類(1)按功能特征分類可分為鏜銑、鉆削和復合加工中心。1)鏜銑加工中心。2)鉆削加工中心。3)復合加工中心。(2)按主軸的位置(wi zhi)不同分類分臥式、立式和五面加工中心，這是加工中心通常的分類方法。1)臥式加工中心。第48頁/共65頁第四十八頁，共65頁。第五節(jié)加工中心(zhngxn)概述圖1-28臥式加工中心(zhngxn)a)移動工作臺式b)固定工作臺式第49頁/共65頁第四十九頁，共65頁。第五節(jié)加工中心(zhngxn)概述2)立式加工中心。3)五面加工中心。(3)按支承件的不同(b tn)分類1)龍門式加工中心。2)動柱

24、式加工中心。(4)其他分類1)雙刀庫加工中心。2)多工位加工中心。二、加工中心的特點及使用過程1.加工中心的特點第50頁/共65頁第五十頁，共65頁。第五節(jié)加工中心(zhngxn)概述1)工序(gngx)集中。圖1-29加工中心的使用(shyng)過程第51頁/共65頁第五十一頁，共65頁。第五節(jié)加工(ji gng)中心概述2)對加工(ji gng)對象的適應性強。3)加工(ji gng)精度高。4)加工(ji gng)生產(chǎn)率高。5)操作者的勞動強度減輕。6)經(jīng)濟效益高。7)有利于生產(chǎn)管理的現(xiàn)代化。2.加工(ji gng)中心的使用過程三、加工(ji gng)中心的加工(ji gng)對象1.

25、結構形狀復雜、普通機床難加工(ji gng)的零件第52頁/共65頁第五十二頁，共65頁。第五節(jié)加工(ji gng)中心概述(1)凸輪(tln)類這類零件有各種曲線的盤形凸輪(tln)、圓柱凸輪(tln)、圓錐凸輪(tln)和端面凸輪(tln)等。(2)整體類葉輪整體葉輪常見于空氣壓縮機、航空發(fā)動機的壓氣機、船舶水下推進器等，它除具有一般曲面加工的特點外，還存在許多特殊的加工難點，如通道狹窄，刀具很容易與加工表面和臨近曲面產(chǎn)生干涉等。(3)模具類常見的模具有鍛壓模具、鑄造模具、注塑模具及橡膠模具等。2.既有平面又有孔系的零件第53頁/共65頁第五十三頁，共65頁。第五節(jié)加工中心(zhngxn)

26、概述(1)箱體類零件箱體類零件很多，其一般要進行多工位孔系及平面加工，精度要求較高，特別是形狀精度和位置(wi zhi)精度較嚴格，通常要經(jīng)過銑、鉆、擴、鏜、鉸、锪、攻螺紋等工步，需要刀具較多，在普通機床上加工難度大，工裝套數(shù)多，精度不易保證。(2)盤、套、板類零件這類零件端面上有平面、曲面和孔系，徑向也常分布一些徑向孔，如圖1-30所示的十字盤。(3)模具類常見的模具有鍛壓模具、鑄造模具、注塑模具及橡膠模具等。第54頁/共65頁第五十四頁，共65頁。第五節(jié)加工中心(zhngxn)概述3.外形(wi xn)不規(guī)則的異型零件圖1-30十字(sh z)盤零件第55頁/共65頁第五十五頁，共65頁。第五節(jié)加工中心(zhngxn)概述圖1-31異型支架(zhji)第56頁/共65頁第五十六頁，共65頁。第五節(jié)加工中心(zhngxn)概述4.加工精度較高的中小批量零件(ln jin)四、加工中心的組成圖1-32TH5632型立式加工中心的組成1數(shù)控柜 2刀庫 3主軸(zhzhu)箱4操縱臺5驅動電源柜6縱向工作臺7滑座8床身9X軸進給伺服電動機10換刀機械手11立柱第57頁/共65頁第五十七頁，共