木材加工装备学 第6章木工数控机床、工0802讲义.pptVIP

第6章木工数控机床、加工中心、多工序机床 教学目的要求：了解原理，熟悉结构与组成，掌握木工数控机床的封边机的应用、特点与加工工艺过程。 6.1数控加工 6.1.1概述 计算机数字控制（CNC），是指用数字化信号对机床运动及其加工过程进行控制的一种方法. 数控加工内容 选定内容/工艺分析/工艺设计/图形数学处理/编写程序/按程序制作控制介质/程序校验与修订/ 首件试加工和现场处理。 数控加工特点： 高自动化，工艺内容具体/零件一致性好、质量稳定/生产效率高，便于完成复杂形状加工/实现CAD/CAM/只适宜多品种、小批量产品/加工中难以调节，自适应性差/成本高维护困难 数控加工适应性： 1）内、外曲线，形状复杂，加工精度要求较高的零件 2）可以用数学模型描述的复杂曲线和曲面轮廓. 3）市场需求频繁变化和更改设计的，特别是曲线、曲面形状的中小批量多品种产品。 6.1.2数控机床的基本结构特征 数控机床基本组成：机械本体、数控和伺服系统. 数控系统的性能评价：价格比要优越。一般用户选用应考虑： 控制形式首选CNC型（软件型）； 控制轴数和联动轴数，决定复杂程度； 分辨率，决定精度； 各轴快速移动速度，决定调节辅助时间； 进给速度，决定生产效率； 基本功能项目与可选择或可扩展功能项目。 6.1.3数控机床坐标系（工件坐标系，假定刀具相对于静止的工件而运动） Z坐标运动：垂直于工件装夹平面主轴(与传递切削力的主轴) X坐标运动：平行于工件的装夹平面，为工件定位平面内运动主坐标。 Y坐标运动：根据X和Z轴，按直角坐标系确定. 平行于X、Y、Z轴旋转运动轴A、B、C；不平行于X、Y、Z轴运动轴U、V、W或D、E. 数控机床功能中有三轴二联动(指存在3坐标方向的运动，其中2坐标方向联动)或五轴三联动之分 6.1.4数控加工的工艺 。 工艺设计包括：选定零部件加工内容/工艺性分析/工艺路线设计和工序设计/工艺程序编写和设计。 工艺路线设计含：工序划分/加工顺序安排/数控加工与通用机床加工衔接. 工序设计： 确定走刀线路和安排工步顺序--- 定位基准和装夹方式，夹具和刀具选择 ； 确定对刀点和换刀点，加工量确定（切削厚度、刀轴转速、进给速度）。 专用技术文件---工序卡、程序说明卡和走刀线路图. 6.1.5数控机床的选型 1）选型依据： 适用范围，最适宜加工形状复杂.加工精度要求高.中小批量轮批生产的零件。 以多品种、中小批量生产，适应市场多样化、个性化，流行趋势和产品的快速更新的需求。 2）选型原则 选择包括机床的主参数、 轴数、精度、刚性、可靠性等。 X、Y、Z 3个轴标的行程反映机床的加工能力. 工件精度：由尺寸精度、形状和位置精度组成. 加工精度的影响因素：大多数情况下取决于加工机床类精度（主要有主轴回转精度、导轨导向精度、各坐标轴相互位置精度、数控系统的功能等）；另一类是工艺因素。 机床的可靠性包含两重含义 ：一是寿命期内故障尽可能少，一是机床连续运转稳定可靠。 3）功能选择 首选坐标轴，考虑其它功能（如三轴二联动的数控铣床，一般具有点位控制、连续轮廓加工控制、固定循环、镜像加工等功能） 6.1.5数控机床效益分析 1、加工复杂系数和机床投资比 2、经济批量分析 3、提高经济效益的途径——充分发挥功能，提高利用率 6.2 数控机床6.2.1数控机床的结构形式图6-3 6.2.4数控铣（钻）床 木材加工应用最早、范围最广，以它为基础崛起数控加工中心或柔性加工单元（FMC）。图6-7是一种数控铣床的外形。 基本加工方式都是旋转铣削加工 1）分类 立式铣床居多，卧式、其它结构极少. 采用刀头沿龙门框架横向和垂直运动，龙门框架沿机床工作台纵向运动的门架式结构刚性好、占地小。 绝大多数三坐标（三轴联动或三轴两联动），少数四坐标或五坐标（刀轴绕定轴的摆动或数控转角加工）加工复杂的立体化型面。 采用双工作台或自动交换工作台，或增加主轴数量以同一个程序同时加工几个相同的工件或型面，提高效率。 典型的数控铣床有：意大利的ROUTRON系列等. 2）数控铣床运动坐标特征：多坐标联动 加工平面上的曲线轮廓，控制坐标数至少应是三坐标中两坐标联动； 连续加工直线变斜角工件，则需四坐标联动； 加工曲面变斜角工件则需要五坐标联动。 3）主轴运动特征 变速范围大约为1000-1800r/min。 主轴的转速分几档；编程时可任选一档，在本档范围内无级调节，或编程不分档，在整个调速范围内任选一值，主轴运转可无级调节 6.2.5数控铣床的主要功能（思考题） 一般功能： a.点位控制功能; b.连续轮廓控制; c.功刀具半径的自动补偿功能 d.轴对称加工功能;