数控车床零件加工及工艺设计
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毕业设计(论文)任务书学生姓名学号专业机械制造与自动化院(系)机电工程系毕业设计(论文)题目数控车床零件加工及工艺计任务与要求本设计要求在车床上,利用工件的旋转和刀具的直线运动或曲线运动来改变毛胚的形状和尺寸,把它加工成符合图纸要求的产品。
为了使数控车床上加工出合格的零件,首先需根据零件图纸的精度和计算要求等,分析确定零件的工艺过程、工艺参数等内容。
用规定的数控编程代码和格式编制出合适的数控加工程序。
编程必须注意数控系统或机床,应该严格按机床编程手册中的规定进行程序编程。
但从数控加工内容的本质上讲,各数控系统的各项指令都是应实际加工工艺要求而设定的。
完成时间段20 年12月15日至20 年3月15日共13周指导教师单位重庆科创职业学院职称讲师院(系)审核意见摘要随着数控技术的不断发展和应用领域的扩大,数控加工技术对国计民生的一些重要行业(IT、汽车、轻工、医疗等)的发展起着越来越重要的作用,因为效率、质量是先进制造技术的主体。
高速、高精加工技术可极大地提高效率,提高产品的质量和档次,缩短生产周期和提高市场竞争能力。
而对于数控加工,无论是手工编程还是自动编程,在编程前都要对所加工的零件进行工艺分析,拟定加工方案,选择合适的刀具,确定切削用量,对一些工艺问题(如对刀点、加工路线等)也需做一些处理。
并在加工过程掌握控制精度的方法,才能加工出合格的产品。
本文根据数控机床的特点,针对具体的零件,进行了工艺方案的分析,工装方案的确定,刀具和切削用量的选择,确定加工顺序和加工路线,数控加工程序编制。
通过整个工艺的过程的制定,充分体现了数控设备在保证加工精度,加工效率,简化工序等方面的优势。
关键词工艺分析加工方案进给路线控制尺寸AbstractWith the continuous development and expansion of application fields of numerical control technology, the development of CNC machining technology to the national economy and a number of important industries (IT, automobile, light industry, medical, etc.) play an increasingly important role, because the efficiency, quality is an advancedmanufacturing technology subjects. High-speed, high precision technology can greatly improve efficiency, improve product quality and grade, shortening the production cycle and enhance market competitiveness. CNC machining, either manual programmingor automatic programming, the processing of parts should be before the programming process analysis, the development of processing program, select the appropriate tool to determine the cutting parameters on some process issues (such as knife point, processing route, etc.) also need to do some processing. Master control precision of the method, and in the process can be processed into a qualified product.According to the characteristics of CNC machine tools for the specific parts to carry out the analysis of the process plan, tooling program to determine the tool and cutting parameters selection, to determine the processing order and processing route, CNC machining programming. Formulation process through the entire process, fully embodies the advantages of numerical control equipment to ensure accuracy, processing efficiency, streamline processesKEY WORD:Process Analysis Processing program Feed line Control the size目录第一章绪言 (1)第一节数控的历史和发展 (1)第二节数控车床特点 (1)第二章工艺方案分析 (2)第一节零件图 (2)第二节零件图分析 (2)第三节确定加工方法 (3)第四节确定加工方案 (3)第五节确定加工路线的原则.......................... 错误!未定义书签。
数控加工工艺课程设计说明书一、设计目地通过课程设计,使学生达到以下设计目地:1、熟练掌握复杂数控加工零件工艺编制方法2、熟练掌握复杂数控加工零件加工程序编制方法二、设计分组:每班分为5组三、设计任务1、根据给定零件图,每组学生完成《数控铣削工艺设计说明书》(说明书样式及内容见附页).2、根据给定零件图,每组学生完成《数控车削工艺设计说明书》(说明书样式及内容见附页).3、每名学生写出设计地心得体会一份.4、每名学生完成课程设计答辨四、设计要求1、按时完成设计内容.2、按时出勤.3、每组上交打印稿《数控铣削工艺设计说明书》及《数控车削工艺设计说明书》各一份;每人上交打印稿《数控加工工艺课程设计心得体会》一份.4、全体设计人员上交一张光盘,内容为各组《数控铣削工艺设计说明书》、《数控车削工艺设计说明书》、《数控加工工艺课程设计心得体会》.五、绪论把原材料转变为成品地过程称之为生产过程.改变生产对象地形状、尺寸、相对位置和性质等,使其成为成品或半成品地过程称之为工艺过程.在数控机床上实现地工艺过程即为数控工艺过程.数控加工工艺,就是数控机床加工零件地一种方法.在数控机床地加工程序中,应考虑机床地运动过程、工件地加工工艺过程、刀具地形状及切削用量、加工路线等比较广泛地工艺问题.要编制出一个合理地、实用地加工程序,要求编程人员不仅要了解数控机床地工作原理、性能特点及结构,掌握编程语言和标准程序格式,还应该熟练掌握工作地加工工艺,确定合理地切削用量,正确选用刀具和夹紧方法,并熟悉检验方法.为了更加了解数控机床特点、分类及加工对象,了解数控机床加工地内容和步骤,灵活地掌握数控机床地编程格式和方法,正确编制数控机床加工工艺,特此设置了本课程设计工程,希望通过学生认真设计,保质保量地完成设计任务,并在勤学苦练中不断累积编程技巧,提高数控加工工艺分析和编程能力.六、数控加工零件图七、零件图分析1、零件结构分析:该零件是轴类零件.主要由圆柱面、圆弧面、圆锥面、退刀槽、螺纹、等表面构成.2、零件尺寸分析(列举零件高精度尺寸):无3、零件形位公差分析(列举零件形位公差要求):无4、零件表面粗糙度分析(列举零件表面及粗糙度):退刀槽Φ7X4粗糙度为Ra12.5.Φ28、Φ22、圆弧表面R15、Φ20、Φ17、Φ15、Φ10地表面粗糙度均为Ra1.6.5、零件加工用机床分析(列举零件加工用机床):普通车床,数控车床CJK62406、零件装夹分析(列举零件加工用夹具):用三爪自定心卡盘夹紧八、工件装夹方式九、加工刀具清单十、工艺过程卡片十一、工序卡十二、走刀路线图十三、编程计算1、在零件图上绘制节点2、计算节点坐标十四、编制数控加工程序。
数控车床零件加工及工艺设计数控车床摘要一、数控机床1、数控机床的概述2、数控机床的组成3、数控机床的特点二、数控加工技术1、数控加工技术简介2、数控加工的特点3、数控加工的技术进展4、数控加工工艺三、各部分零件工艺分析1、金属材料的分析2、各零部件的材料选择及工艺分析四、要紧零件的参数设置及加工路径分析1、概述在车床上,利用工件的旋转运动和刀具的直线运动或曲线运动来改变毛坯的形状和尺寸,把它加工成符合图纸的要求。
车削加工是在车床上利用工件相关于刀具旋转对工件进行切削加工的方法。
车削是最差不多、最常见的切削加工方法,在生产中占有十分重要的地位。
在各类金属切削机床中,车床是应用最广泛的一类,约占机床总数的50%。
车床既可用车刀对工件进行车削,又可用钻头、铰刀、丝锥和滚花刀进行钻孔、铰孔、攻螺纹和滚花等操作。
数控车削加工是现代制造技术的典型代表,随着数控技术的进展,数控机床不仅在宇航、造船、军工等领域广泛使用,而且也进入了汽车、机床等民用机械制造行业。
目前,在机械行业中,单件、小批量的生产所占有的比例越来越大,机械产品的精度和质量也在不断地提高。
因此,一般机床越来越难以满足加工周密零件的需要。
同时,由于生产水平的提高,数控机床的价格在不断下降,因此,数控机床在机械行业中的使用已专门普遍。
一、数控机床1、数控机床的概述数控机床和数控技术是微电子技术同传统机械技术相结合的产物,是一种技术密集行的产品和技术。
数控机床是一种用电子运算机和专用电子运算装置操纵的高效自动化机床。
要紧分为立式和卧式两种。
立式机床装夹零件方便,但切屑排除较慢;卧式装夹零件不是专门方便,但排屑性能好,散热快。
数控机床是依照机械加工工艺的要求,使电子运算机对整个加工过程进行信息处理与操纵,实现生产过程自动化。
较好的解决了复杂、周密、多品种、中小批量机械零件加工问题,是一种通用、灵活、高效能的自动化机床。
同时,数控技术又是柔性制造系统(FMS)、运算机集成制造系统(CLMS)的技术基础之一,是机电一体化高新科技的重要组成部分。
数控车床加工工艺设计资料一、引言二、数控车床加工工艺设计的步骤1.工件分析:对工件进行分析,了解工件的形状、尺寸和加工精度要求,确定是否适合数控车床进行加工。
2.加工工艺路线确定:根据工件的加工要求,设计出合理的加工工艺路线。
要考虑到加工的先后顺序、切削刀具的选择和加工方式等因素。
3.加工工艺参数确定:根据工件的材料特性和加工要求,确定数控车床的加工工艺参数。
包括主轴转速、进给速度、切削深度等关键参数。
4.切削刀具选择:根据工件材料和加工要求,选择合适的切削刀具。
要考虑到切削刃数、刃尖半径、刀柄形式等因素。
5.加工路径生成:根据工艺路线和加工要求,生成数控车床的加工路径。
要确保加工路径的合理性和加工效果。
6.编写数控程序:根据加工路径和加工工艺参数,编写数控程序。
程序中包括刀具的进给和退刀、主轴的转速控制等指令。
7.加工监控和调整:在实际加工过程中,要对加工进行监控,及时发现问题并进行调整。
如调整切削深度、进给速度等参数。
三、数控车床加工工艺设计的要求1.提高加工精度:合理选择刀具、确定加工参数和路径,保证工件的加工精度。
2.节约加工时间:通过合理的加工工艺设计,优化加工路径和参数,减少非加工时间,提高加工效率。
3.降低材料消耗:通过合理选择切削刀具、减小切削深度等措施,降低材料的消耗。
4.保证工艺的稳定性:加工工艺的稳定性对于提高产品质量和减少废品率非常重要。
要保证加工工艺的稳定,减少工艺变动的影响。
5.完善技术文件:加工工艺设计要形成技术文件,包括加工工艺卡、数控程序、加工工艺参数表等。
方便工艺的记录和传承。
四、加工工艺设计实例以一台数控车床加工圆柱零件为例,进行加工工艺设计。
1. 工件分析:工件是一个圆柱体,直径为50mm,长度为100mm,加工精度要求为IT82.加工工艺路线确定:先进行粗车,再进行精车。
切削刀具选择为硬质合金刀具。
3. 加工工艺参数确定:粗车中,主轴转速为800r/min,进给速度为200mm/min,切削深度为0.5mm。
数控机床的加工工艺及编程步骤数控机床是一种通过数字化编程来实现自动化加工的机床。
它具有高精度、高效率、高稳定性等优点,适用于各种复杂形状的工件加工。
下面将介绍数控机床的加工工艺及编程步骤。
一、数控机床的加工工艺1.工件准备:首先需要根据加工需求选择合适的工件,并进行表面清理和定位,以便于后续加工操作。
2.零部件设计:根据产品图纸和加工要求,设计并制作数控机床所需的各个零部件,包括夹具、刀具等。
3.加工参数设置:根据工件的材料、形状和要求,确定加工过程中的各项参数,包括切削速度、切削深度、进给速度等。
4.数控机床的设定:根据工件的形状和要求,设置数控机床的加工程序,包括选择刀具、设定加工路径等。
5.加工过程:将工件加固在数控机床上,并根据设定的加工程序进行加工操作,包括切割、铣削、镗削等。
6.检测与修正:在加工过程中,需要进行质量检测,如测量工件的尺寸精度、表面光洁度等,并根据检测结果进行必要的修正。
7.完成工件:经过上述步骤的加工后,即可得到符合要求的工件,并进行清洁和包装,准备出厂或进行下一步加工。
二、数控机床的编程步骤1.确定坐标系:根据工件的不同形状和加工要求,确定适合的坐标系,包括原点、X、Y、Z轴方向等。
2.编写程序:使用数控机床的操作界面或专业的编程软件,根据工件的形状和要求,编写相应的加工程序。
3.路径设置:根据工件的轮廓和特点,设置刀具的加工路径,包括进给速度、切削深度、进给方向等。
4.刀具选择:根据加工要求和材料特性,选择合适的刀具,并确定刀具的类型、规格和安装位置。
5.加工参数设定:根据工件的材料特性和加工要求,设置切削速度、进给速度、切削深度等加工参数。
6.试切检验:在正式加工之前,进行试切检验,验证程序的正确性和工件的准确性,以确保加工质量。
7.程序调试:将编写好的程序输入数控机床,并进行程序调试,包括路径调整、参数设定等,直至程序运行正常。
8.正式加工:经过上述步骤的准备后,即可进行正式的加工操作,按照编写好的程序,控制数控机床进行加工。
东北大学毕业论文论文题目:数控车床零件加工及工艺设计题目:数控车床零件加工及工艺设计班级: 10数控二班专业:数控加工技术学生姓名:**指导教师:***日期: 2012年4月14日目录摘要 (1)一、数控机床简介 (2)二、数控激光的概念 (3)三、数控机床的特点 (3)四、数控车削加工 (4)五、数控车床加工程序编制 (5)六、数控车床的组成和基本原理 (5)七、数控车床安全操作规 (6)八、数控车床坐标的确定 (6)九、运动方向的规定 (7)十、轴类零件的编程与加工 (7)十一、简单套类零件的编程与加工 (13)十二、简单的盘类零件的编程与加工 (18)结束语 (25)参考文献 (25)数控车床零件加工及工艺设计摘要在车床上,利用工件的旋转运动和刀具的直线运动或曲线运动来改变毛坯的形状和尺寸,把它加工成符合图纸的要求。
车削加工是在车床上利用工件相对于刀具旋转对工件进行切削加工的方法。
车削加工的切削能主要由工件而不是刀具提供。
车削是最基本、最常见的切削加工方法,在生产中占有十分重要的地位。
车削适于加工回转表面,大部分具有回转表面的工件都可以用车削方法加工,如内外圆柱面、内外圆锥面、端面、沟槽、螺纹和回转成形面等,所用刀具主要是车刀。
在各类金属切削机床中,车床是应用最广泛的一类,约占机床总数的50%。
车床既可用车刀对工件进行车削加工,又可用钻头、铰刀、丝锥和滚花刀进行钻孔、铰孔、攻螺纹和滚花等操作。
按工艺特点、布局形式和结构特性等的不同,车床可以分为卧式车床、落地车床、立式车床、转塔车床以及仿形车床等,其中大部分为卧式车床。
数控车削加工是现代制造技术的典型代表,在制造业的各个领域如航天、汽车、模具、精密机械、家用电器等各个行业有着日益广泛的应用,已成为这些行业不可或缺的加工手段。
为了子数控机床上加工出合格的零件,首先需根据零件图纸的精度和计算要求等,分析确定零件的工艺过程、工艺参数等内容,用规定的数控编程代码和格式编制出合适的数控加工程序。
项目2 数控车床的加工任务1 台阶轴类零件的加工工艺设计与编程1.1 任务使用数控车床加工的工件如图8-1所示。
毛坯为ø30×50mm的圆钢,材料为45#钢,加工批量为单件。
通过对图样分析,根据工件材料的加工特性,选择加工机床和加工刀具、卡具,确定加工参数;设计加工工艺卡;编写加工程序。
图8-1 台阶轴工件图1.2 工艺设计1.2.1 图形的分析此工件简称为轴头,加工数量仅1个,所需加工内容为ø26和ø28的外圆,且没有公差要求,料长50mm,没有其他特殊要求。
1.2.2 45#钢加工性能分析强度较高,塑性和韧性尚好,用于制作承受负荷较大的小截面调质件和应力较小的大型正火零件,以及对心部强度要求不高的表面淬火零件,如曲轴、传动轴、齿轮、蜗杆、键、销等。
调质处理后零件具有良好的综合机械性能,广泛应用于各种重要的结构零件,特别是那些在交变负荷下工作的连杆、螺栓、齿轮及轴类等。
但表面硬度较低,不耐磨。
可用调质+表面淬火提高零件表面硬度。
零件毛坯需经校直,粗车后热处理调质,精车前人工时效以稳定组织,消除应力,减少变形。
工序间置放以吊挂为好。
1.2.3 选用数控车床分析针对图8-1所示零件,其最大外形尺寸为ø30mm,而且加工精度要求不是很高,目前市场上见到的数控车床基本都能满足以上要求。
故选用系统FANUC-0i-T系列经济型,型号CAK6136,无级变速,前置刀架(注:机床选择满足加工直径即可)。
1.2.4 装卡方式的确定加工件的毛坯相对较长,加工长度较短,且未要求同轴,即可采用三爪卡盘装卡,要求伸出卡盘长度为35mm左右即可,装卡要紧。
1.2.5 刀具的选择刀具的选择标准为能够满足加工刀尖角越大越好。
所以刀具的选择上要根据零件来定。
此零件需要加工端面,且有垂直的台阶,故选择的刀具要满足这两个部位切削的要求。
这里选择如图8-2所示刀具,主偏角93度外圆车刀,刀杆厚度20mm;刀片的选择可根据所加工的45#钢来选P类,型号需与刀杆相匹配,故选择CNMG型号的,刀具的切削刃选择HM系列的,材质选择NC3020,刀尖圆弧半径0.4mm。
数控机床的数控加工工艺设计与编程设计书1 设计的内容及目的1.1设计的内容结构件的工艺与编程。
其要求如下:(1)图形的分析;(2)刀的选择;(3)工艺路线;(4)编写数控加工工序卡片;(5)程序清单;(6)废品分析及问题的解决。
1.2设计的目的高等院校的毕业设计是完成教学计划达到本科生培养目标的重要环节。
它通过深入实践、了解社会、完成毕业设计任务或撰写论文等诸环节,着重培养学生综合分析和解决问题的能力和独立工作能力、组织管理和社交能力;同时,对学生的思想品德,工作态度及作风等诸方面都会有很大影响。
对于增强事业心和责任感,提高毕业生全面素质具有重要意义。
是学生在校期间的学习和综合训练阶段;是学习深化、拓宽、综合运用所学知识的重要过程;是学生学习、研究与实践成果的全面总结;是学生综合素质与工程实践能力培养效果的全面检验;是实现学生从学校学习到岗位工作的过渡环节;是培养优良的思维品质,进行综合素质教育的重要途径,培养学生综合运用多学科理论知识的能力;是学生毕业及学位资格认定的重要依据;是衡量高等教育质量和办学效益的重要评价内容。
2 数控机床的知识2.1 数控机床的产生和发展⏹2.1.1产生随着科学技术的发展,机械产品结构越来越合理,其性能、精度和效率日趋提高更新换代频繁,生产类型由大批大量生产向多品种小批量生产转化。
因此,对机械产品的加工相应得提出了高精度、高柔性与高度自动化的要求。
数字控制机床就是为了解决单件、小批量、特别是复杂型面零件加工的自动化并保证质量要求而产生的。
第一台数控机床是1952年美国PARSONS公司与麻省理工学院(MIT)合作研制的三坐标数控铣床,它综合应用了电子计算机、自动控制、伺服驱动、精密检测与新型机械结构等多方面的技术成果,可用于加工复杂曲面零件。
数控机床的发展先后经历了电子管(1952年)、晶体管(1959年)、小规摸集成电路(1965年)、大规模集成电路及小型计算机(1970年)和微处理机或微型机算机(1974年)等五代数控系统。
目录1.零件图工艺分析2设备选择3确定零件的定位基准和装夹方式4确定加工顺序及进给路线5刀具的选择6确定切削用量7填写数控加工工艺文件轴类零件的数控加工工艺的编制及加工图1.零件图工艺分析零件车削工艺分析如图1-1所示,零件材料处理为:45钢,下面对该零件进行数控车削工艺分析。
零件如图:图1-1 零件图1.1数控加工工艺基本特点数控机床加工工艺与普通机床加工原则上基本相同,但数控机床是自动进行加工,因而有如下特点:①数控加工的工序内容比普通机床的加工内容复杂,加工的精度高,加工的表面质量高,加工的内容较丰富。
②数控机床加工程序的编制比普通机床工艺编制要复杂些。
这是因为数控机床加工存在对刀、换刀以及退刀等特点,这都无一例外的变成程序内容,正是由于这个特点,促使对加工程序正确性和合理性要求极高,不能有丝毫的差错。
否则加工不出合格的零件。
在编程前我们一定要对零件进行工艺分析,这是必不可少的一步,如图1-1我要对该零件进行精度分析,选择加工方法、拟定加工方案、选择合理的刀具、确定切削用量。
该零件由螺纹、圆柱、圆锥、圆弧等表面组成。
可控制球面形状精度、30°的锥度等要求。
经上面的分析,我可以采用以下工艺措施:(1)为便于装夹,为了保证工件的定位准确、稳定,夹紧方面可靠,支撑面积较大,零件的左端是最大直径圆柱ф85mm,中段的圆柱ф80mm。
右端是螺纹,应先装夹毛坯加工出左端圆弧及圆柱ф85mm、ф80mm调头装夹ф80mm的圆柱加工右端螺纹、圆柱及锥面,毛坯选ф85×350mm。
1.2设备选择根据该零件的外形是轴类零件,只有在数控车床上加工才能保证其加工的尺寸精度和表面质量。
我选择在本校的数控机床HNC-CK6140加工该零件。
1.3确定零件的定位基准和装夹方式1.3.1粗基准选择原则(1)为了保证不加工表面与加工表面之间的位置要求,应选不加工表面作粗基准。
(2)合理分配各加工表面的余量,应选择毛坯外圆作粗基准。
数控车床零件加工及其工艺设计数控车床是一种用来加工各种材料的自动化机床,它能够实现高效、精确的零件加工。
数控车床加工工艺设计是指在进行零件加工之前,根据零件的要求和机床的性能,设计出合理的加工工艺流程和工装,并确定切削参数,以保证零件的质量和加工效率。
本文将从数控车床零件加工工艺设计的基本步骤、工艺流程、工装设计和切削参数等方面进行详细介绍。
数控车床零件加工工艺设计的基本步骤包括:确定零件的几何形状和尺寸要求、选定数控机床和刀具、确定工艺流程、工装设计和切削参数等。
首先,根据零件的图纸和工艺要求,确定零件的几何形状和尺寸要求,包括表面粗糙度、精度等。
然后,根据零件的形状和加工要求,选择合适的数控机床和刀具。
在确定机床和刀具之后,根据零件的具体情况,设计出合理的工艺流程,包括粗加工和精加工的次序、切削速度和进给量等。
接着,根据工艺流程,设计出相应的工装和夹具,以保证零件在加工过程中的稳定性和精度。
最后,根据工艺要求和机床的性能,确定合适的切削参数,包括切削速度、进给量、刀具的切削刃数等。
在数控车床零件加工的工艺流程中,通常包括粗加工和精加工两个阶段。
粗加工是指在精加工之前,通过粗车或粗磨等方式,将工件的尺寸从加工余量中除去。
精加工是指在粗加工之后,通过精车或精磨等方式,将工件的尺寸加工到精确的要求。
在工艺流程中,还需要考虑到机床的转速和进给量,以及刀具的选择和切削方式等因素。
工装设计是数控车床零件加工的重要环节。
工装设计是指根据零件的形状和加工要求,设计出适合加工的工装和夹具。
工装设计需要考虑到零件的稳定性、加工精度和加工效率等因素。
工装设计应该合理安排夹具夹持零件的位置和方式,以保证零件在加工过程中的稳定性和精密度。
切削参数是数控车床零件加工的关键。
切削参数包括切削速度、进给量、切削深度等。
切削速度是指刀具在单位时间内所旋转的圈数,表示切削速度的快慢;进给量是指工件在切削过程中每单位时间的移动距离,表示切削的快慢;切削深度是指刀具在切削过程中进入工件的深度,表示切削的深浅。
数控车床零件加工及工艺设计
数控车床
摘要
一、数控机床
1、数控机床的概述
2、数控机床的组成
3、数控机床的特点
二、数控加工技术
1、数控加工技术简介
2、数控加工的特点
3、数控加工的技术发展
4、数控加工工艺
三、各部分零件工艺分析
1、金属材料的分析
2、各零部件的材料选择及工艺分析
四、主要零件的参数设置及加工路径分析
1、概述
在车床上,利用工件的旋转运动和刀具的直线运动或曲线运动来改变毛坯的形状和尺寸,把它加工成符合图纸的要求。
车削加工是在车床上利用工件相对于刀具旋转对工件进行切削加工的方法。
车削是最基本、最常见的切削加工方法,在生产中占有十分重要的地位。
在各类金属切削机床中,车床是应用最广泛的一类,约占机床总数的50%。
车床既可用车刀对工件进行车削,又可用钻头、铰刀、丝锥和滚花刀进行钻孔、铰孔、攻螺纹和滚花等操作。
数控车削加工是现代制造技术的典型代表,随着数控技术的发展,数控机床不仅在宇航、造船、军工等领域广泛使用,而且也进入了汽车、机床等民用机械制造行业。
目前,在机械行业中,单件、小批量的生产所占有的比例越来越大,机械产品的精度和质量也在不断地提高。
所以,普通机床越来越难以满足加工精密零件的需要。
同时,由于生产水平的提高,数控机床的价格在不断下降,因此,数控机床在机械行业中的使用已很普遍。
一、数控机床
1、数控机床的概述
数控机床和数控技术是微电子技术同传统机械技术相结合的产物,是一种技术密集行的产品和技术。
数控机床是一种用电子计算机和专用电子计算装臵控制的高效自动化机床。
主要分为立式和卧式两种。
立式机床装夹零件方便,但切屑排除较慢;卧式装夹零件不是非常方便,但排屑性能好,散热快。
数控机床是根据机械加工工艺的要求,使电子计算机对整个加工过程进行信息处理与控制,实现生产过程自动化。
较好的解决了复杂、精密、多品种、中小批量机械零件加工问题,是一种通用、灵活、高效能的自动化机床。
同时,数控技术又是柔性制造系统(FMS)、计算机集成制造系统(CLMS)的技术基础之一,是机电一体化高新科技的重要组成部分。
2、数控机床的组成
虽然数控机床的种类繁多,如数控车床、数控铣床、加工中心、数控电火花、线切割、激光加工机床等,但是它们的组成部分基本相同,主要包括以下几个方面:(1)机床的主体
数控机床的主体即数控机床的主要机械结构部分。
包括数控机床的床身、主轴及进给机构等。
(2)数控装臵
控制装臵是数控机床的中心环节,也叫做计算机数控(CNC)装臵。
CNC装臵实际上就是一个计算机系统,通过对加工程序的运行处理,发出控制信号。
实现对加工过程的自动控制。
CNC装臵包含以下几部分:
①微处理器及其总线
微处理器(CPU)及其总线(BUS)是CNC装臵的核心。
CPU 由运算器和控制器组成,实现数据的算术运算和逻辑运算以及指令的操作控制。
CPU最基本的运算处理就是插补运算。
总线是计算机系统内部各部分之间传递信号的渠道,一般由数据总线、地址总线和控制总线等组成。
②输入装臵
输入装臵是吧加工程序输入至计算机的装臵,通常采用纸带输入、手动输入、直接输入存储器三种方法。
③存储器
存储器是用来存放CNC装臵的数据、参数及程序的。
存储器一般由存放系统程序的只读存储器ROM、存放运算的中间结果的随机存储器RAM以及存放加工零件程序、数据和参数的RAM等组成。
④位臵控制单元
位臵控制单元是把插补运算求取的坐标给定值与位臵检测装臵测得的实际值进行比较,然后将结果送入速度控制单元,对进给机构的运动进行控制。
⑤可编程序控制器
可编程序控制器(PLC)是用来替代传统的机床强电控制线路,实现对数控机床的切削液供给、停止、刀具的自动交换、工作态度自动交换等的自动控制功能。
⑥通信接口
现代数控机床往往都带有标准数据通信接口,以使与编程机及上级计算机连接,实现通信功能。
随着柔性制造系统FMS、计算机集成制造系统CIMS的发展,CNC装臵的通信功能将发挥更加重要的作用。
CNC与上级计算机等的网络通信功能主要是通过串行数据通信接口来实现的。
(3)伺服系统
伺服系统接收来自CNC装臵的指令信息,严格按照指令信息的要求,拖动机床的移动部件,完成零件的加工。
伺服系统直接决定了刀具与零件的相对位臵,因而伺服系统的性能是决定数控机床的加工精度的主要因素。
伺服系统主要由伺服控制电路、功率放大电路、检测装臵以及伺服电动机等部分组成。
(4)附加装臵
为了进一步提高生产率、提高加工精度和提高自动化程度,数控机床还具有许多附加装臵,如自动换刀装臵、自动交换工作台及切屑处理装臵等。
3、数控机床的特点
(1)具有较大柔性
在保证工件表面精度的情况下,主要取决于加工程序,它与普通机床不同,不必制造、更换许多工具、夹具,不需要经常调整机床。
因此,数控机床适用于零件频繁更换的场合。
也就是适合单件、小批生产及新产品的开发,缩短了生产准备周期,节省了大量工艺设备的费用。
(2)加工精度高
数控机床的加工精度一般可达到0.005—0.1mm,数控机床是按数字信号形式控制的,数控装臵每输出一个脉冲信号,则机床移动部件移动一个脉冲当量(一般为0.001mm),而且机床进给传动链的反向间隙与丝杠螺距平均误差可由数控装臵进行补偿,因此,数控机床定位精度比较高。
(3)加工质量稳定、可靠
加工同一批零件,在同一机床,在相同加工条件下,使用相同刀具和加工程序,刀具的走刀轨迹完全相同,零件一致性好、质量稳定。
(4)便于加工复杂形状的零件
数控机床能同时控制多个坐标联动,可加工其他机床很难加工甚至不可能加工的复杂曲面。
对于以函数形式或列表值表示的曲面,加工更为方便。
(5)生产效率高
数控机床可有效的减少零件的加工时间和辅助时间,数控
机床的主轴转速和进给量的范围大,允许机床进行大切削量的强力切削,数控机床移动部件的快速移动和定位及高速切削加工,减少了半成品的工序间周转时间,提高了生产效率。
(6)改善劳动条件
数控机床加工前经调整好后,输入程序并启动,机床就能自动连续的进行加工,直至加工结束。
操作者主要是程序的输入、编辑、装卸零件、刀具准备、加工状态的观测、零件的检验等工作,劳动强度极大降低,机床操作者的劳动趋于智力型工作。
另外,机床一般是封闭式加工,即清洁,又安全。
(7)利于生产管理现代化
数控机床的加工,可预先精确估计加工时间,所使用的刀具、夹具可进行规范化、现代化管理。
数控机床使用数字信号与标准代码为控制信息,易于实现加工信息的标准化,目前已与计算机辅助设计与制造(CAD/CAM)有机的结合起来,是现代集成制造技术的基础。
(8)机床的使用、维护技术要求高
数控机床是多科学、高新技术的产物,相应的,这就对机床的操作和维护提出了较高的要求。
此外,机床价格高,设备一次性投资大,为保证数控加工的综合技术经济效益,同样要求机床的使用者和维修人员应具有较高的专业
素质。
按照以上特点,数控机床最适合在单件、小批生产条件下,加工下列类型的零件:
①普通机床难以加工,或虽然能加工、但需要复杂、
昂贵的工艺设备
②材料昂贵、不允许报废的零件
③结构复杂、需要多工序加工的零件
④生产周期要求短的急缺零件。