机械制造基础 第2版 教学课件 作者 谭雪松 漆向军 第10章 数控机床与数控加工.ppt

3．伺服系统 伺服系统由驱动器、驱动电机组成，并与机床上的执行部件和机械传动部件组成数控机床的进给系统。 4．机床部件 机床部件包括床身、底座、立柱、横梁、滑座、工作台、主轴箱、进给机构、刀架及自动换刀装置等机械部件。这些部件具有高刚度、高抗振性及较小热变形，并且采用高传动效率、高精度、无间隙的传动装置和运动部件。 10.1.2 数控机床工作原理 1．零件图纸 零件图是数控编程的原始资料。在编写数控程序前，首先要认真阅读零件图，明确零件的结构特点，分析零件的加工重点，并确定加工方法和加工顺序。 2．编制加工程序 在数控机床上加工工件前，首先要根据加工零件的图样用规定的格式编写程序单。 3．加工零件 当执行程序时，机床数控系统（CNC）将加工程序语句译码、运算，转换成驱动各运动部件的动作指令，在系统的统一协调下驱动各运动部件的适时运动，自动完成对工件的加工。 10.1.3 数控机床的特点 （1）具有高度柔性、适应性强。 （2）生产准备周期短。 （3）工序高度集中。 （4）生产效率和加工精高、质量稳定。 （5）能完成复杂型面的加工。 （6）技术含量高。 （7）减轻劳动强度、改善劳动条件。 10.1.4 数控机床的类型 1．按工艺用途分类 （1）金属切削类。 ① 普通数控机床。 ② 数控加工中心。 （2）金属成形类 金属成形类数控机床指采用挤、压、冲、拉等成形工艺的数控机床，常用的有数控弯管机、数控压力机、数控冲剪机、数控折弯机及数控旋压机等。 （3）特种加工类。特种加工类数控机床主要有数控电火花线切割机、数控电火花成形机、数控激光与火焰切割机等。 （4）测量、绘图类。主要有数控绘图机、数控坐标测量机以及数控对刀仪等。 2．按控制运动的方式分类 （1）点位控制数控机床。 这类机床只控制运动部件从一点准确地移动到另一点，在移动过程中并不进行加工，对两点间的移动速度和运动轨迹没有严格要求 。 （2）直线控制数控机床。 这类机床不仅要控制点的准确定位，而且要控制刀具（或工作台）以一定的速度沿与坐标轴平行的方向进行切削加工。 （3）轮廓控制数控机床。 这类机床能够对两个或两个以上运动坐标的位移及速度进行连续相关的控制，使合成的平面或空间运动轨迹能满足零件轮廓的要求。 10.2 数控加工装备 10.2.1 数控刀具 1．数控刀具的要求 （1）高可靠性和较高的刀具耐用度。 （2）高精度和高重复定位精度。 （3）刀具尺寸可以预调和快速换刀。 （4）可靠的断屑及排屑措施。 （5）刀具标准化、模块化、通用化及复合化。 （6）具有一个比较完善的工具系统和刀具管理系统。 （7）应有刀具在线监控及尺寸补偿系统。 2．数控刀具的分类 ? 整体式刀具：由整块材料根据不同用途磨削而成的刀具。 ? 镶嵌式刀具：将刀片以焊接或机夹的方式镶嵌在刀体上的刀具。 ? 减振式刀具：当刀具的工作臂较长时，为了减小刀具在切削时的震动所采用的一种特殊结构的刀具。 ? 内冷式刀具：切削液通过主轴传递到刀体内部，由喷嘴喷射到刀具切削部位的刀具。 ? 特殊式刀具：如具有强力夹紧，可逆攻丝功能的刀具。 10.2.2 数控夹具 1．常用数控夹具 数控车床夹具主要有三爪自定心卡盘、四爪单动卡盘、花盘等。数控铣床、加工中心常用的夹具有平口虎钳、Ｔ形螺钉和压板、弯板及Ｖ形块等 在小批量生产中，会优先选择组合夹具进行装夹。组合夹具是由可以循环使用的标准夹具零部件组装而成的，其容易连接、拆卸，柔性大，适于单件小批生产，是一种标准化、系列化、通用化程度高的工艺装备。 2．数控加工对工件装夹的要求 （1）减少刀具干涉。为适应数控工序中的多个表面加工，要避免夹具结构（包括夹具上的组件）对刀具运动轨迹的干涉。 （2）保证最小的夹紧变形。要防止工件夹紧变形而影响加工精度。粗、精加工可采用不同的夹紧力。 （3）夹具装卸工件方便。装夹工件的辅助时间对加工效率影响较大，所以要求配套夹具装卸工件的时间短、定位可靠。数控加工夹具可使用气动、液压、电动等自动夹紧装置实现快速夹紧，缩短辅助时间。 （4）便于多件同时装夹。对小型工件或加工时间较短的工件，可以考虑在工作台上多件夹紧或多工位加工，以提高加工效率。 （5）夹具结构应力求简单。夹具的标准化、通用化和自动化对加工效率的提高及加工费用的降低有很大影响。 10.3 数控加工原理 10.3.1 数控加工的一般过程 （1）分析零件图样。首先要根据零件的材料、形状、尺寸、精度和热处理要求等确定加工方案，选择合适的机床。 （2）确定加工方案。按照充分发挥数控机床功能的原则，使用合适的数控机床，确定合理的加工方法。 （3）刀具、夹具的选择。数控加工用刀具由加工方法、切削用量及其他与加工有关的因素来确定。