數(shù)控車床1.ppt

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1、工程教育中心,姬宜朋 ,數(shù)控車,數(shù)控車大綱.doc,緒論,據(jù)統(tǒng)計(jì)，工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家的機(jī)械制造業(yè)占整個(gè)國(guó)家制造業(yè)的60%以上,因而先進(jìn)制造技術(shù)與機(jī)械制造技術(shù)的關(guān)系密不可分。一方面，先進(jìn)制造技術(shù)廣泛應(yīng)用于機(jī)械制造業(yè)中的各個(gè)方面，使得先進(jìn)制造技術(shù)的技術(shù)理論得以具體應(yīng)用和實(shí)現(xiàn)，并推動(dòng)機(jī)械制造業(yè)的迅猛發(fā)展;另一方面，機(jī)械制造業(yè)由于本身生產(chǎn)的需要，出現(xiàn)的各種新工藝、新技術(shù)又豐富和發(fā)展了先進(jìn)制造技術(shù)的理論，并可以推廣到其他制造領(lǐng)域。,TopSolidCamMillTurn.wmv,數(shù)控車床基礎(chǔ)知識(shí),數(shù)字控制（Numerical Control）,簡(jiǎn)稱NC，是用數(shù)字化信號(hào)對(duì)機(jī)床的運(yùn)動(dòng)極其加工過(guò)程進(jìn)行控制的機(jī)床，稱

2、為數(shù)控機(jī)床。,數(shù)控機(jī)床的基本結(jié)構(gòu),下圖為CK0628S數(shù)控車床的基本結(jié)構(gòu),主軸箱,主軸驅(qū) 動(dòng)電機(jī),編碼器,滾珠絲杠,回轉(zhuǎn)卡盤,X軸步進(jìn)電機(jī),Z軸步進(jìn)電機(jī),數(shù)控裝置,機(jī)床運(yùn)動(dòng),主運(yùn)動(dòng) 進(jìn)給運(yùn)動(dòng) 切削運(yùn)動(dòng),主運(yùn)動(dòng),直接切除工件上的切削層，使之轉(zhuǎn)變?yōu)榍行?，以形成工件新表面的運(yùn)動(dòng)，稱為主運(yùn)動(dòng)，一般為主軸轉(zhuǎn)速。 （培訓(xùn)部給的定義） 主運(yùn)動(dòng)的線速度為切削速度，用Vc來(lái)表示。 Vc = D n/1000 （m/min）； 主運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)：以主電動(dòng)機(jī)到主運(yùn)動(dòng)執(zhí)行部件之間的傳動(dòng)系統(tǒng)（機(jī)械的或液壓的），稱為主運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)。,進(jìn)給運(yùn)動(dòng),不斷地把切削層投入切削的運(yùn)動(dòng)，稱為進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。 進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，即進(jìn)給速度，也稱為進(jìn)給量，車床一

3、般用Vc表示，單位是mm/r。進(jìn)給量是主軸每轉(zhuǎn)（r），刀具在進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向上相對(duì)工件的位移量。 進(jìn)給運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)：從進(jìn)給軸伺服電動(dòng)機(jī)到該軸執(zhí)行部件之間的傳動(dòng)系統(tǒng)，稱為進(jìn)給運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)。,切削運(yùn)動(dòng),主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)可以同時(shí)進(jìn)行（如車削、銑削），也可以交替進(jìn)行（如刨削、插削）。在同時(shí)進(jìn)行的情況下，刀具切削刃上某一點(diǎn)相對(duì)于工件的運(yùn)動(dòng)稱為切削運(yùn)動(dòng) 切削運(yùn)動(dòng)可用合成速度向量ve來(lái)表示。 以外圓車削為例，切削運(yùn)動(dòng)的合成速度向量ve等于主運(yùn)動(dòng)速度vt與進(jìn)給速度vc的矢量和 即:ve = vt + vc,數(shù)控機(jī)床的工作過(guò)程,零 件 圖,程 序,控 制 計(jì) 算 機(jī),伺 服 機(jī) 構(gòu),機(jī) 床 本 體,工 件,數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn),

4、1、具有高度的柔性 2、加工精度高 3、加工質(zhì)量穩(wěn)定、可靠 4、生產(chǎn)率高 5、改善勞動(dòng)條件 6、利于生產(chǎn)管理現(xiàn)代化,數(shù)控機(jī)床的原理,數(shù)控系統(tǒng)的主要任務(wù)之一就是控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)按預(yù)定的軌跡運(yùn)動(dòng)。一般情況是已知運(yùn)動(dòng)軌跡的起點(diǎn)坐標(biāo)、終點(diǎn)坐標(biāo)和曲線方程，由數(shù)控系統(tǒng)實(shí)時(shí)地算出各個(gè)中間點(diǎn)的坐標(biāo)。即需要“插入、補(bǔ)上”運(yùn)動(dòng)軌跡各個(gè)中間點(diǎn)的坐標(biāo)，通常這個(gè)過(guò)程就稱為“插補(bǔ)”。,CAXA數(shù)控車簡(jiǎn)介,CAXA是北京航天航空大學(xué)開(kāi)發(fā)的CAE軟件，包括制圖、造型和加工幾部分。利用CAXA數(shù)控車只需繪出零件圖就可以自動(dòng)生成數(shù)控加工程序，從而實(shí)現(xiàn)CAD/CAM一體化。該軟件的基本功能為繪制零件圖、自動(dòng)生成零件表面的加工軌跡和加工

5、程序。下面分別加以講解。,繪制加工工件圖 在CAXA數(shù)控車中繪制零件圖前必須首先確定要加工的零件所需的毛坯，首先繪制毛坯圖。要加工如圖所示的零件，首先確定毛坯。,零件中最大尺寸：直徑18mm、長(zhǎng)度35mm。所以選毛坯尺寸：直徑20mm、長(zhǎng)度38mm。如圖中虛線部分。在CAXA數(shù)控車中首先繪制毛坯圖.,繪制毛坯圖時(shí)注意：由于圓柱形工件以中心線對(duì)稱所以只需要繪出中心線上側(cè)圖形，右下側(cè)起點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)，保證編程原點(diǎn)在毛坯右端面中心處。,毛坯圖繪制完成后，在毛坯圖內(nèi)部繪制工件圖，同毛坯圖相同，只需要繪出中心線以上部分就足夠了。如圖為零件圖。,設(shè)計(jì)圖繪制的是最終我們需要的工件，而實(shí)際加工中需要車削掉部分正

6、好為設(shè)計(jì)圖紙和毛坯之間部分，所以在生成加工軌跡前將工件圖刪掉，留下切削部分如圖所示。,加工軌跡生成,生成加工軌跡時(shí)一定注意要按加工工藝順序生成，先粗后精然后切槽再切斷。 （1）粗加工：用鼠標(biāo)點(diǎn)取菜單“加工” “輪廓粗車”， 系統(tǒng)彈出粗車參數(shù)表如圖,該對(duì)話框中需要修改一下內(nèi)容：加工參數(shù)頁(yè)面中須將切削行距（吃刀量）小于1。,進(jìn)退刀方式頁(yè)面中，將進(jìn)退刀方式全部該成垂直（共四種）。進(jìn)退刀量頁(yè)面中，進(jìn)刀量（進(jìn)給率）單位該為mm/rev進(jìn)刀量在0.20.1之間。主軸轉(zhuǎn)速該為500rpm。輪廓刀具頁(yè)面中刀具號(hào)該為2，然后點(diǎn)擊修改刀具按鈕。所有參數(shù)修改好后再點(diǎn)擊確認(rèn)。 注意：各種加工參數(shù)是相互影響的，在生成軌

7、跡前必須先確認(rèn)各需要修改的參數(shù)是否正確.,確認(rèn)后，左下角會(huì)有操作提示：拾取被加工工件表面輪廓。拾取被加工工件輪廓時(shí)必須用單個(gè)拾取，拾取方式選擇方法：點(diǎn)一下空格鍵，在鼠標(biāo)處彈出拾取方式如圖1-7所示。被加工工件表面輪廓結(jié)束后點(diǎn)一下鼠標(biāo)右鍵，左下角提示拾取定義的毛坯輪廓。拾取毛坯輪廓時(shí)必須用鏈?zhǔn)叭》绞?。所有拾取過(guò)程必須從原點(diǎn)開(kāi)始依次拾取。拾取結(jié)束后點(diǎn)右鍵輸入進(jìn)退刀點(diǎn)，進(jìn)退刀點(diǎn)必須在毛坯右上方，和毛坯有一定距離。,輸入進(jìn)退刀點(diǎn)后，系統(tǒng)自動(dòng)生產(chǎn)粗車加工軌跡，如圖所示。粗車結(jié)束.,（2）精加工：用鼠標(biāo)點(diǎn)取菜單“加工” “輪廓精車”， 系統(tǒng)彈出精車參數(shù)表。該對(duì)話框中只需將進(jìn)退刀量頁(yè)面中進(jìn)刀量（進(jìn)給率）修改

8、為0.050.01之間即可。其它操作同粗車基本相同，只是不需要拾取定義的毛坯輪廓。,（3）切槽：用鼠標(biāo)點(diǎn)取菜單“加工” “切槽”， 系統(tǒng)彈出粗車參數(shù)表如圖。該對(duì)話框中需要修改以下內(nèi)容：加工參數(shù)頁(yè)面中須將加工工藝類型改為粗加工精加工，選上刀具只能下切選項(xiàng)，粗加工參數(shù)中延遲時(shí)間改為0，平移步距改為2.52.9。 進(jìn)退刀量頁(yè)面中，進(jìn)刀量（進(jìn)給率）單位該為mm/rev進(jìn)刀量在0.050.01之間。,主軸轉(zhuǎn)速該為300rpm。輪廓刀具頁(yè)面中刀具號(hào)該為3，刀具寬度為2.5，刀刃寬度為3，刀尖半徑為0.1，然后點(diǎn)擊修改刀具按鈕。所有參數(shù)修改好后再點(diǎn)擊確認(rèn)。其它操作同精車基本相同，注意拾取被加工工件表面輪廓時(shí)

9、必須拾取組成槽的所有線條。,生成G代碼,生產(chǎn)G代碼前，必須將后置設(shè)置中選取x表示直徑。選取方法：菜單“加工” “后置設(shè)置”彈出后置設(shè)置對(duì)話框，在對(duì)話框最后一行選取x表示直徑。 在“加工”菜單中選取“生成G代碼”功能項(xiàng)，則彈出一個(gè)需要用戶輸入文件名的對(duì)話框，要求用戶填寫(xiě)或選擇程序文件名。,輸入并確認(rèn)文件名后，系統(tǒng)提示拾取刀具軌跡。拾取軌跡時(shí)如果軌跡按加工順序生成一次拾取即可，如果幾個(gè)軌跡沒(méi)有按順序生成，必須按照加工順序拾取加工軌跡.,由于軌跡拾取時(shí)很難辨認(rèn)粗車和精車軌跡，建議生成軌跡時(shí)按順序完成，拾取的軌跡變?yōu)榧t色的虛線。點(diǎn)鼠標(biāo)右鍵結(jié)束拾取，系統(tǒng)即生成數(shù)控程序。要求存到計(jì)算機(jī)中，以便調(diào)用。,數(shù)控

10、車床零件加工工藝制定方法,在數(shù)控車床上加工零件時(shí)，應(yīng)遵循如下工藝原則： (1) 分析被加工零件圖樣，明確加工內(nèi)容和技術(shù)要求。 (2) 確定工件坐標(biāo)系原點(diǎn)位置。,原點(diǎn)位置一般選擇原則，以方便程序編寫(xiě)和方便加工為準(zhǔn)，一般情況X坐標(biāo)軸在工件旋轉(zhuǎn)中心，Z坐標(biāo)軸在工件右端面上 ,如圖,數(shù)控車床工件坐標(biāo)系示意圖,(3) 制定加工工藝路線。 首先應(yīng)確定刀具加工起始點(diǎn)位置，起始點(diǎn)一般也作為加工結(jié)束的終點(diǎn)，起始點(diǎn)應(yīng)便于檢查和裝夾工件；,其次確定粗車、精車路線，在保證零件加工精度和表面粗糙度的前提下，盡可能以最短的加工路線完成零件的加工，以縮短工件的加工時(shí)間；,最后確定換刀點(diǎn)位置，換刀點(diǎn)是加工過(guò)程中刀架進(jìn)行自動(dòng)換

11、刀的位置，換刀點(diǎn)位置的選擇應(yīng)考慮在換刀過(guò)程中不發(fā)生干涉現(xiàn)象，且換刀路線盡可能短，它可以和加工起始點(diǎn)重合，亦可不重合。,(4) 選擇合理的切削用量。 在加工過(guò)程中，應(yīng)根據(jù)零件精度要求選擇合理的主軸轉(zhuǎn)速、進(jìn)給速度和背吃刀量。進(jìn)給率用指令F給出,單位mm/r，進(jìn)給率給定要根據(jù)加工零件、刀具的材質(zhì)和機(jī)床的性能來(lái)確定.,對(duì)我們實(shí)習(xí)用的兩臺(tái)小經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床來(lái)說(shuō)其范圍在01mm/r以內(nèi)，具體選擇原則如下： 精加工：F0.050.1mm/r， 半精加工：F0.10.2mm/r, 粗加工：F0.20.5mm/r， 本機(jī)床精加工時(shí)的背吃刀量一般可選擇0.050.2mm，粗加工時(shí)的背吃刀量應(yīng)小于1mm。,(5) 選擇合適的刀具。 根據(jù)加工的零件形狀和表面精度要求，選擇合適的刀具進(jìn)行加工。 (6) 采用宇龍仿真軟件進(jìn)行模擬：軟件啟動(dòng)后，機(jī)床必須回原點(diǎn)然后才能進(jìn)行模擬操作；在模擬軟件中輸入程序，然后對(duì)刀并進(jìn)行模擬加工。,(7) 模擬成功后經(jīng)指導(dǎo)老師允許方可上機(jī)加工，首先將模擬軟件中程序輸入到機(jī)床中，并進(jìn)行必要修改（如刀號(hào)要和機(jī)床上刀架上刀號(hào)相對(duì)應(yīng)）。 (8) 裝夾毛坯，按照仿真軟件的操作過(guò)程進(jìn)行操作機(jī)床。,(9) 在機(jī)床機(jī)械鎖定的情況下，再進(jìn)行一次程序檢測(cè)。 (10) 運(yùn)行程序，開(kāi)始加工。,有問(wèn)題嗎？,