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2017年5月31日

數控銑床的單件加工

數控銑床的單件加工一、項目描述本項目內容為數控峨床伙師考核實操試魔，要求加工}'是典型的數控銑床類零件。通過此教學項目.學生可學習數控加工的各種操作加工技能技巧和臉證學習相關的理論知識。二、學習目標 (1)了解數控銑俐加工東件圖樣的識m方法及加工工序的安排方法。 (2)掌握數控銑俐加工相關工藝知識及編程指令的正確使用方法， (3)掌握銑剮典型零件的加工方法三、能力目標 (1)其備快速讀圖能力。 (2)操作規范熟練，能在規定的時間內完成工件加工。 (3)會安排數控銑m加工工藝，以及成形曲面的加工方法。

2017年5月31日

加工中心工藝特點

一、加工中心工藝特點加工中心是一種功能較全的數控機床，它集銑削、鉆削、鉸削、幢削、攻螺紋和切螺紋于一體，具有多種工藝手段，與普通機床加工相比，加工中心具有許多顯著的工藝特點。 (一)加工精度高在加工中心上加工時工序高度集中，一次裝夾即可加工出零件上大部分甚至全部表面，避免了工件多次裝夾所產生的裝夾誤差，因此，加工表面之間能夠獲得較高的相互位置精度，同時，加工中心多采用半閉環，甚至全閉環的位咒補償功能，有較高的定位精度和重復定位精度，在加工過程中產生的尺寸誤差能及時得到補償，與普通機床相比，能獲得較高的尺寸精度。 (二)精度穩定整個加工過程由程序自動控制，不受操作者人為因素的影響，同時，沒有凸輪、靠模等硬件，省去了制造和使用中磨損等所造成的誤差，加工中心的位置補償功能和較高的定位精度和重復定位精度，加工出的零件尺寸一致性好。 (三)效率高一次裝夾能完成較多表面的加工，減少了多次裝夾工件所需的輔助時間。同時，減少了工件在機床與機床之間，車間與車間之間的周轉次數和運輸工作量。 (四)表面質童好加工中心主軸轉速和各軸進給量均是無級調速，有的甚至具有自適應控制功能，能隨刀具和工件材質及刀具參數的變化，把切削參數調整到******數值，從而提高了各加工表面的質量。 (五)軟件適應性大零件每個工序的加工內容、切削用量、工藝參數都可以編人程序，可以隨時修改，這給新產品試制，實行新的工藝流程和試驗提供了方便。加工中心加工零件的這些特點也帶來一些需要考慮的新問題，例如，因為連續進行零件的粗加工和精加工，刀具應具有更高的強度、硬度和耐磨性;懸臂切削孔時，無輔助支承，刀具還應具備良好的剛性;多工序的集中加工，易造成切屑堆積，會纏繞在工件或刀具上，影響加工順利進行，需要采取斷屑措施并及時清理切屑;在將毛坯加工成成品的過程中，零件無時效工序，內應力難以消除，技術復雜，對使用、維修、管理要求較高，對使用環境有一定要求，需要配置一定的外圍設備，加工中心的操作者要具有一定的文化技術水平;加工中心機床價格高，一次性投資大，機床的加工臺時費用高，零件的加工成本高.

2017年5月31日

組合機床常用通用部件有哪些？

一、組合機床動力滑臺滑臺與滑座配套組成一個獨立的動力部件—動力滑臺。滑臺在滑座導軌上移動，實現機床的進給運動。滑臺上可以安裝各種功能的單軸工藝切411頭或安裝動力箱和主軸箱。圖2-1所示為利用動力滑臺進行加工的工序.其中有鉆、擴、校、仕孔、鴿窩、倒角、刊平面、銳削、攻絲等，若安裝分級進給機構可以進行深孔加工，安裝轉塔頭可以組合成轉塔式動力頭。此外.滑臺還可以用作夾具和工件的愉送部件。滑臺的主要參數規定為滑臺臺面寬度尺寸。組合機床各種通用部件的品種、規格及其配套關系也以滑臺臺面寬度尺寸為標準，其理由是: (1)直接反映在滑臺上安裝工藝切削頭的能力.間接反映銑刀******直徑等。在安裝主抽箱時.可以反映出被加工零件加工位里的分布面積等。 (2)滑臺臺面寬度是一個主要結合尺寸，結合面尺寸的標準化能使組合機床各部件外型協調、美觀。滑臺臺面寬度作為通用部件配套標準.使機床受力合理.提高組合機床的剛度。 (一)HY系列液壓滑臺 1.液壓滑臺的結構液壓滑臺是由滑臺、滑座和油缸三部分組成。油缸固定在滑座上，活塞桿則固定在滑臺下面。當壓力油進入油缸的后腔或前腔時，便可實現滑臺座沿導軌向前或向后移動。控制滑臺各種運動的液壓系統裝置則可根據滑臺動作程序另外配五。液壓滑臺可實現的典型自動工作循環見表2-3這些自動工作am環的油路系統已有標準設計.可以成套購買，以滿足工藝要求。滑座與滑臺配l“單矩型”導軌用于精加工，如無導向裝里的精仕孔、仕孔車端面工序等。滑座與滑臺配置“雙矩型”導軌用于粗加工.如鉆孔、銑削及帶有仕模的浮動主軸仕孔工序等。液壓滑臺既可用于配里臥式機床，又可配五立式機床。當液壓滑臺用于配里立式或傾抖式(其傾抖角大于150)機床時。為了使滑臺在滑座上移動輕便和防止滑臺下滑，需要配笠平衡重錘。 2.液壓滑臺的技術性能臺面寬320mm以下的滑臺，可以安裝分級進給裝五，用以進行深孔加工.根據經驗規定，用于一般麻花鉆頭.在鋼件上鉆孔深度超過其直徑的6倍，在鑄鐵上鉆深孔為其直徑的10---15倍.應作為深孔加工。由于加工深孔排屑困難.切屑易阻塞在孔內使鉆頭折斷.因此.深孔加工過程中，要求刀具加工到一定深度便退出工件之外排屑和冷卻.然后再行切入。其自動工作循環見表2-3分級進給機構已有標準部件。可根據工藝需要選擇。液壓滑臺的技術性能見表2-4. (二)Hi系列機械滑臺機械滑臺與液壓滑臺的用途及其導軌型式完全一致.滑臺主要參數和互換尺寸也相同.機械滑臺由滑臺、滑座及傳動裝里三部分組成。機械滑臺的傳動裝五采用兩個電機及差速器傳動.滑臺的快速運動的制動由快速電機后端的傍磁式直流電磁鐵實現.工作可靠.轉換精度高。在傳動裝置中設有過扭矩保護器。將傳動裝里設計成單獨的組合件.其目的是使相鄰兩個尺寸規格的滑臺可以共用一個傳動裝置，從而提高了傳動裝置的通用化程度。組合機床機械滑臺的典型工作循環與液壓滑臺循環基本相同(見表2-3)。機械滑臺安裝分級進給裝笠(僅用于320mm以下的滑臺)也可以完成深孔加工，它所用的分級進給裝里采用時間繼電器拉制。因此，在鉆孔深度的準確性及鉆頭過載保護方面不如液壓滑臺。機械滑臺的技術性能見表2-5

2017年5月31日

數控加工中心銑溝槽用的幾種銑刀

數控加工中心銑溝槽用的銑刀 (1)三面刃銑刀三面刃銑刀除圓周表面具有主切削刃外，兩側面還具有副切削刃，從而改善了切削條件，提高了切削效率和降低了表面粗糙度。主要用于加工凹槽和臺階面。三面刃銑刀可分為直齒三面刃銑刀、錯齒三面刃銑刀和鑲齒三面刃銑刀。如圖3-19a所示為直齒三面刃銑刀，它制造簡單，但切削條件較差；如圖3-19b所示為錯齒三面刃銑刀，與直齒三面刃銑刀相比，它具有切削平穩，切削力小，排肩容易等優點。直徑較小的三面刃銑刀常用高速鋼制成整體式，直徑較大的三面刃銑刀常釆用鑲齒結構，鑲齒三面刃銑刀結構如圖3-19c所示。 (2)鋸片銑刀如圖3-20所示，鋸片銑刀較薄，只在圓周上有切削刃，主要用于切斷工件和在工件上銑削窄槽。 21立銑刀(3)立銑刀如圖3-21所示，立銑刀相當于帶柄的小直徑圓柱銑刀，既可用于加工凹槽，也可加工平面、臺階面，利用靠模還可加工成形表面。當立銑刀直徑較小時，柄部制成直柄;直徑較大時，柄部制成錐柄。立銑刀圓柱面t的切削刃是主切削刃，端面上的切削刃沒有通過中心，是副切削刃。工作時不宜作軸向運動。 (4)鍵槽銑刀如圖3-22所示，鍵槽銑刀主要用于加工軸上的鍵槽。如圖3-22a所示鍵槽銑刀的外形與立銑刀相似，不同的是它只有兩個刀齒，端面切削刃延伸至中心是主切削刃，圓柱面上的切削刃是副切削刃，因此，在加工網端+通的鍵槽時，能沿軸向作適量的進給。如圖3-22b所示的鍵槽銑刀專用于在軸上加工半圓鍵槽。 (5)角度銑刀如圖3-23所示，角度銑刀主要用于加工帶角度的溝槽和斜面。圖 3-23a為單角銑刀，圓錐切削刃為主切削刃，端面切削刃為副切削刃3圖3-23b為雙角銑刀，兩圓錐面上的切削刃均為主切削刃。它分為對稱雙角銑刀和不對稱雙角銑刀。

2017年5月31日

五軸聯動加工中心簡介及特點

數控機床加工某些零件時, 除需要有沿X、Y、Z 三個坐標軸的直線進給運動之外, 還需要有繞X、Y、Z 三個坐標軸的圓周進給運動, 分別稱為A、B、C 軸。五軸聯動機床也稱五坐標機床, 它是在三個平動軸( 沿X、Y、Z 軸的直線運動) 的基礎上增加了兩個轉動軸( 能實現繞X軸、Z 軸旋轉運動, 即A 軸和C 軸) , 不僅可使刀具相對于工件的位置任意可控, 而且刀具軸線相對于工件的方向也在一定范圍內任意可控, 由此使五坐標加工工具有以下特點:a、可避免刀具干涉，加工普通三坐標機床難以加工的復雜零件，加工適應性廣，如圖1(a)所示。b、對于直紋面類零件，可采用側銑方式一刀成型，加工質量好、效率高，如圖1(b)所示。c、對一般立體型面特別是較為平坦的大型表面，可用大直徑端銑刀端面逼近表面進行加工，走刀次數少，殘余高度小，可大大提高加工效率與表面質量，如圖1(c)所示。d、對工件上的多個空間表面可一次裝夾進行多面、多工序加工，加工效率高并有利于提高各表面的相互位置精度，如圖1(d)所示。e、五軸加工時, 刀具相對于工件表面可處于最有效的切削狀態。例如使用球頭刀時可避免球頭底部切削，如圖1 (e)所示，利于提高加工效率。同時，由于切削狀態可保持不變，刀具受力情況一致，變形一致，可使整個零件表面上的誤差分布比較均勻，這對于保證某些高速回轉零件的平衡性能具有重要作用。f、在某些加工場合，如空間受到限制的通道加工或組合曲面的過渡區域加工，可采用較大尺寸的刀具避開干涉，刀具剛性好，有利于提高加工效率與精度，如圖1 (f) 所示。現在，大家普遍認為，五軸聯動數控機床系統是解決葉輪、葉片、船用螺旋槳、重型發電機轉子、汽輪機轉子、大型柴油機曲軸等加工的唯一手段。所以, 每當人們在設計、研制復雜曲面遇到無法解決的難題時，往往轉向求助于五軸數控系統。

2017年5月31日

龍門加工中心滾珠絲杠與電動機的連接方式

龍門加工中心滾珠絲杠與電動機的連接方式主要有以下三種：1．通過絲桿聯軸器直接聯接(這是一種最簡單的聯接形式。這種結構形式的優點是：具有******的扭轉剛度；傳動機構本身無間隙，傳動精度高；而且結構簡單；安裝、調整方便。但是，它可以提供設計選擇的參數只有絲杠螺距和電動機轉速，因此，在大、中型機床上使用，難以發揮伺服電動機高速、低轉矩的特性。2.通過齒輪聯接,這種結構的優點是：可以降低滾珠絲杠、工作臺的慣量在系統中所占的比重，提高龍門加工中心進給系統的快速性。可以充分利用伺服電動機高轉速、低轉矩的性能，使其變為低轉速、大轉矩輸出，獲得更大的進給驅動力.缺點是：第一、傳動裝置結構復雜，降低傳動效率，增加噪聲。3．通過同步帶聯接，同步齒形帶傳動具有帶傳動和鏈傳動的共同優點，與齒輪傳動相比它結構更簡單，制造成本更低，安裝調整更方便。而且，傳動不打滑、不需要大的張緊力；傳動效率可以達到98％-99.5％，最高線速度可以達到80m/s故可以廣泛用于一般數控機床和高速、高精度的數控機床傳動。但必須對同步帶輪的平行性進行調節，以防止不平行產生的傳動帶邊緣張力，引起傳動帶磨損。為了消除間隙，同步帶必須通過張力調整進行預緊。此外，還有皮帶連接、鏈條連接，但不常用。

2017年5月31日

加工中心刀具材料具備的性能

一、刀具材料應具備的性能(1）高的硬度刀具要從工件上切除材料層，因此，其切削部分的硬度必須大于工件材料的硬度。一般刀具材料的常溫硬度應高于60 以上。(2)高的耐磨性刀具材料應具有較高的耐磨性，以抵抗工件與切肩對刀具的磨損。這一性能一方面取決于刀具材料的硬度，另一方面還與其化學成分、顯微組織有關。刀具材料硬度越高，耐磨性就越好；刀具材料中含有耐磨的合金碳化物越多，晶粒越細，分布越均勻，耐磨性也越好。(3)足夠的強度與韌度切削過程中，刀具承受著各種應力、沖擊和振動，故要求切削部分的材料必須具備足夠的強度和韌度，以抵抗崩刃和打刀。通常用材料的抗彎強度ab和沖擊鈿度ak表不。(4)高的耐熱性耐熱性是在高溫條件下，刀具切削部分材料保持常溫硬度、強度和韌度的能力，也可用紅硬性或高溫硬度表示。耐熱性越好，材料允許的切削速度就越高。.它是衡量刀具材料性能的主要標志。(5)良好的工藝性為了便于制造，刀具切削部分的材料應具有良好的工藝性能，如切削加工性、磨削加工性、鍛造、焊接、熱處理等性能。同時，還應盡可能采用資源豐富和價格低廉的刀具材料。

2017年5月31日

可編程控制器的邏輯電路

可編程控制器的邏輯電路一、加工中心的PLC的IO點分配由本章第二節我們知道.H400加工中心的開關、傳感器、電磁閥、顯示燈、報瞥燈等器件.作為數控系統內置PLC(即PMC)的I"O"需要由型號為IN(DN-EQ的1T)中繼梭板接入.一塊INCON-EQ只具有32點輸入和16點愉出.因此必須對加工中心所需要的控制信號進行合理分配.既滿足運行要求，又節省擴展板。H400臥式加工中心上需要進入PLC邏輯控制的信號有: (1) PLC與第二操作面板間的連接伯號從第二操作面板各操作按鈕發向PLC的輸入信號有:急停、超程復位、主軸速度+、主軸速度一、主軸速度100、循環起動、進給保持、主軸正轉、主軸反轉、主軸停止、開冷卻液及上軸準停按鈕輸入信號.從第二操作面板的工作方式轉換開關發向PLC的輸入信號有:SWO SWI SW2SW3和SW4, 山PLC愉出至第二操作面板的顯示信號有:循環起動顯示燈、進給保持顯示燈、冷卻液指示燈、主軸正轉指示燈、主軸反轉指示燈、主軸停止指示燈、程序結束指示燈及報警指示燈。 (2) PLC與手輪之fnJ的連接信號PLC發向手輪的軸選信號X Y Z和倍率選樣伯號xl x10 x100"共6個。手輪的脈沖編碼器信號直接進入數控系統. (3) PLC與手動操作面板fnl的連接信號加T.中心的手動操作面板只與PLC發生聯系且僅在調整時使用。從手動操作面板各操作按鈕發向PLC的愉入信號有:刀庫步進、交換臺手動/fl動轉換、交換臺上升、交換臺卜降、交換臺旋轉、工作臺放松、工作臺鎖緊、編N超程解除及鞍座旋轉按鈕信號.由PLC輸出至手動操作面板的顯示信號為各按鈕內部的顯示燈信號. (4) PLC與機床主體之間的連接信號加工中心主體上有許多電磁閥由PLC的輸出進行控制。如冷卻液閥、刀庫前進閥、刀具放松閥、刀庫正轉閥、刀庫反轉閥、松刀吹氣閥、鞍座旋轉閥、交換臺旋轉閥、工作臺放松及吹氣閥、交換臺上升閥、交換臺卜降閥、鞍座放松閥、鞍座定位鈉閥等. 加工中心上體上還有許多傳感器的信號要傳送到PLC的輸入點.如刀庫前進到位、刀庫后退到位、主軸松刀到位、主軸抓刀到位、刀具計數信號、準停到位信號、刀庫位置信號、鞍座原位信號、鞍座旋轉計數信號、鞍座氣壓、工作臺位置、工作臺放松到位、工作臺鎖緊到位、交換臺旋轉到位、交換臺上升到位、交換臺卜降到位、鞍座插m到位、鞍座鎖緊到位等傳感器信號. (5) PLC與各軸W動單元之間的連接信號從主軸及X Y Z軸驅動單元發向PLC的輸入倍號主要是各軸的報警信號及工作狀態信號。PLC將上軸驅動單元及各個伺服馭動單元的運行狀態向數控系統NC模塊發送。 PLC向主軸驅動單元傳送的輸出信號是給主軸的正轉、反轉、準停指令;PLC向伺服馭動單元傳送的輸出信號只有各軸剎車指令。 (6)其他信號除了上述信號之外.其他PLC輸入信號有:冷卻液電動機、主軸冷卻電動機、排屑電動機、鞍座電動機、交換電動機、刀庫電動機的過載保護價號及空壓機氣壓價號。輸出信號有:控制強電起動的NC就緒信號。經上述分析，在H400臥式加工中心上共使用了兩塊F lo中繼模板，PLC總點數為輸入64點，輸出32點，共96個I'D點.IO點的具體定義如表3-6所示

2017年5月31日

數控系統的現狀與發展趨勢

一、數控系統的現狀與發展趨勢數控系統是數控機床的控制指揮中心。機床的各個執行部件在數控系統的統一指揮下，有條不紊地工作，自動地按給定N序進行機械零件加工。數控系統隨著電子技術的發展而發展，先后經歷了電子管、品體管、集成電路、小型計算機、微處理器及基于工控PC機的通用型系統六代.其中前三代稱為硬線聯接數控，簡稱NC數控。目前已被淘汰;后三代稱為軟件數控，也稱CNC系統·CNC系統的核心是計算機，即由計算機通過執行其存儲器內的程序，來實現部分或全部數控功能.也就是說CNC系統由硬件和軟件兩大部分組成，硬件是軟件活動的舞臺.軟件是整個系統的靈魂.筷個CNC系統的活動均依靠系統軟件來指揮.軟件和硬件各有不同的特點:軟件設計靈活，適應性強.但處理速度慢:硬件處理速度快.但成木高。 20世紀80年代以來，國際上數控技術發展很快。形成了一批著名的專業生產廠。國際上數控裝置的80%--90%由這些專業生產廠生產.如日本的FAUNC、三菱電機、關國的AB公司、德國的西門子、Bosch,意大利的FIDIA西班牙的FAGOR和法國的NUMB.數控技術的進步突出地表現在數控裝置性能大為提高，總結起來可概括為以卜三點:1、數控系統智能化數控系統的鉀能化包括在數控系統中各個方面:為追求加工效率和加工質量方而的智能化，如加工過程的t7適應控制，工藝參數自動生成;為提高騾動性能及使用連接方使的智能，如前饋控制、電機參數的自適應運算、自動識別負載、r!動選定模型、自整定等;簡化編程、簡化操作方而的鉀能化.如鉀能化的自動編程、鉀能化的人機界面等;還有鉀能診斷、智能監控等。2、數控系統結構開放式設計 20世紀90年代.數控系統完成了16位機向32位機的轉變.以及伺服騾動從直流式向交流全數字式的轉變.系統體系結構從封閉轉向開放.從而使數控系統可充分利用計算機技術的豐富資源,能根據控制對象的要求迅速、靈活地更換軟硬件，并能及時吸收新技術，使得數控技術發展步伐加快.開發周期縮短.1名的數控系統生產廠家.平均梅三年就有一種新型號數控系統產品誕生.數控機床的應用也從解決疑難零件加工、批量零件fi動化生產，到進入家庭作坊，越來越廣泛地應用到各種場合，同時也不斷對數控系統的軟件提出新的要求。集中地表現在要求有開放式結構的數控系統、適應技術發展的用戶門己開發的功能。開放式數控系統的墓木結構有硬件平臺、軟件平臺、一個用戶可擴展的硬軟件空間和應開發環境。硬件平臺:由數控系統生產廠提供。或是選擇通用的標準模塊.但其配置可由用戶在較大范圍內選抒.如控制軸數、控制方式、各種外部設備等;軟件平臺:由數控系統生產廠提供，或CNC軟件開發商提供，它是系統的核心軟件，即CNC PLC的基木軟件.同時提供良好的用戶開發應用軟件的環境;應用軟件:用戶在數控系統生產廠家提供的硬軟件平臺的基礎上，開發專用軟件、硬件，實現用戶要求的控制功能。以PC為基礎的CNC系統結構方式有以下三種: 1)把數控系統生產廠開發的數控專用硬件和軟件裝到PC的母板上，用ISA或PCI線.保留原PC的整體形象.如圖1一所示. 2)數控系統生產廠，在h己生產的數控系統中嵌入PC機的主板，展現的是生產廠’的整體結構特點.使用生產廠’的專用總線或棍合總線結構，這種嵌入式結構.如圖1-6所示。 3)使PC經光纜.用高速串行口總線(或ARCNET等)和數控系統生產廠開發的專用硬軟件進行通信，如圖1-7所示.3、數控系統網絡功能增強從20世紀90年代初，數控機床的數控系統開始采用墓于PC機開放式結構以來，通過因特網可以實現遠程通信.使用戶與生產廠商的聯系更加快捷.更能滿足用戶的需要。目前.數控機床已發展成采用PC和NC觸合的數控系統，外界的信息可很快地反映到機床上，建立起與用戶快速的反映系統.

2017年5月31日

數控加工中心機械結構構成

數控加工中心機械結構構成典型數控加工中心的機械結構主要有基礎支承件、加工中心主軸系統、進給傳動系統、工作臺交換系統、回轉工作臺、刀庫及n動換刀裝置以及其他機械功能部件組成。圖2-1所示為H400加工中心結構圖. 加丁中心基礎支承件是指床身、立柱、橫梁、工作臺、底座等結構件，它構成了機床的基木框架。精礎支承件對加工中心各部件起支承和異向作用.因而要求A礎支承件具有較高的剛性、較高的固有頻率和較大的阻尼。主軸系統為加工中心的主要組成部分，它由主軸電動機、主軸傳動系統以及主軸組件組成.和常規機床主軸系統相比.加工中心主軸系統要具有更高的轉速、更高的回轉精度以及更高的結構剛性和抗振性。加工中心進給馭動機械系統直接實現直線或旋轉運動的進給和定位。對加工的精度和質量形響很大，因此對加工中心進給系統的要求是運動精度、運動穩定性和快速響應能力。根據工作要求，回轉工作臺通常分成兩種類型.即數控轉臺和分度轉臺。數控轉臺在加工過程中參與切削，相當于進給運動坐標軸;分度轉臺只完成分度運動.主要要求分度精度和在切削力作用下位置保持不變. 為了在一次安裝后能盡可能多地完成同一工件不同部位的加工要求，并盡可能減少加工中心的非故障停機時問，數控加工中心通常具有自動換刀裝置、刀庫和fl動托盤交換裝置。對自動換刀裝置的基本要求主要是結構簡單、功能可靠、交換迅速。其他機械功能部件主要指冷卻、潤滑、排屑和監控裝置。由于數控加工中心生產效率極高·并可長時間實現自動化加工，因而冷卻、潤滑、排屑等問題比常規機床更為突出。大切削量的加工需要強力冷卻和及時排屑.人呈冷卻和潤滑液的作用還對系統的密封和泄翻提出更高的要求，從而導致半封閉、全封閉結構機床的實現。