数控加工实训教程课件.ppt
- 【下载声明】
1. 本站全部试题类文档,若标题没写含答案,则无答案;标题注明含答案的文档,主观题也可能无答案。请谨慎下单,一旦售出,不予退换。
2. 本站全部PPT文档均不含视频和音频,PPT中出现的音频或视频标识(或文字)仅表示流程,实际无音频或视频文件。请谨慎下单,一旦售出,不予退换。
3. 本页资料《数控加工实训教程课件.ppt》由用户(晟晟文业)主动上传,其收益全归该用户。163文库仅提供信息存储空间,仅对该用户上传内容的表现方式做保护处理,对上传内容本身不做任何修改或编辑。 若此文所含内容侵犯了您的版权或隐私,请立即通知163文库(点击联系客服),我们立即给予删除!
4. 请根据预览情况,自愿下载本文。本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。
5. 本站所有资源如无特殊说明,都需要本地电脑安装OFFICE2007及以上版本和PDF阅读器,压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 数控 加工 教程 课件
- 资源描述:
-
1、第1章 绪 论n1-1 数控加工概述n1-2 数控加工的特点与适应性 n1-3 数控机床的分类n1-4 数控加工技术的发展1-1 数控加工概述一、数控加工操作内容一、数控加工操作内容 二、数控机床的坐标系二、数控机床的坐标系 三、对刀三、对刀 一、数控加工操作内容一、数控加工操作内容 数控加工操作的内容主要有:1、坐标系设定 2、程序输入 3、零件定位安装 4、对刀 5、零件加工质量检测等。二、数控机床的坐标系二、数控机床的坐标系 数控机床的坐标系包括机床坐标系和工件坐标系。n机床坐标系是机床上固有的坐标系,是机床制造和调整的基准,也是工件坐标系设定的基准。n工件坐标系是编程时使用的坐标系,因
2、此又称编程坐标系。工件坐标系坐标轴的意义必须与机床坐标轴相同。机床参考点n机床参考点是数控机床上的一个固定点,大多数机床将刀具沿其坐标轴正向运动的极限点作为参考点,其位置用机械行程档块来确定。参考点位置在机床出厂时已调整好,一般不作变动。必要时可通过设定参数或改变机床上各档铁的位置来调整。数控铣床的机床坐标系的原点一般都设在机床参考点上。而数控车床的机床坐标系的原点则一般位于卡盘端面或机床参考点处。机床坐标系的设定n机床坐标系在以下几种情况下必须进行设定:n机床首次开机,或关机后重新接通电源时;n解除机床急停状态后;n解除机床超程报警信号后。工件坐标系原点n工件坐标系的原点,也称工件零点或编程
3、零点,其位置由编程者确定。确定工件原点的原则是便于编程计算,故应尽量将工件原点设在零件图的尺寸基准或工艺基准处。一般来说,数控铣床的工件原点可设在工件外轮廓的某一角上,或设在对称的工件的对称中心上,Z轴方向的零点,一般设在工件表面上。数控车床的工件原点一般选在主轴中心线与工件右端面或左端面的交点处。三、对刀n对刀是数控机床操作者在开始对工件进行数控切削加工前所作的首要工作。所谓对刀,是指将刀具移向对刀点,并使刀具的刀位点和对刀点重合的操作。n车刀、镗刀的刀位点是指刀尖或刀尖圆弧中心;立铣刀的刀位点是指刀具轴线与刀具底面的交点;球头铣刀的刀位点是球心;钻头的刀位点是钻尖。n对刀精度的高低直接影响
4、工件的加工精度。目前,数控机床的大多采用人工对刀,这对操作者的技术要求较高。为保证对刀精度,常采用高精度的专用对刀仪进行对刀。1-2 数控加工的特点与适应性n一、数控加工的特点一、数控加工的特点 一、数控加工的特点一、数控加工的特点1加工精度高,质量稳定加工精度高,质量稳定2生产效率高生产效率高 3对加工对象的适应性强对加工对象的适应性强4自动化程度高,劳动强度低自动化程度高,劳动强度低5便于实现现代化管理便于实现现代化管理 二、数控加工的适应性二、数控加工的适应性 从经济角度考虑,数控机床最适用于加工以下零件:1多品种、小批量零件;2形状复杂、精度要求较高,在普通机床上无法加工或难以加工的零
5、件;3需要多次更改设计后才能定型的零件;4价格昂贵,不允许报废的零件;5需要最小生产周期的零件。1-3 数控机床的分类一、按工艺用途分1金属切削类2金属成型类3特种加工类4其它类一、按工艺用途分1金属切削类2金属成型类3特种加工类1金属切削类n这类数控机床包括数控车床、数控铣床、数控镗床、数控磨床、数控钻床、数控拉床、数控刨床、数控切断机床、数控齿轮加工机床以及各类加工中心。加工中心n加工中心是带有刀库和自动换刀装置的数控机床。它将铣削、镗削、钻削、攻螺纹等功能集中在一台设备上,使其有多种工艺手段。加工中心的刀库可容纳10100多把各种刀具或检具,在加工过程中由程序自动选用和更换。这是它与普通
6、数控机床的主要区别。2金属成型类n这类数控机床包括数控板料折弯机、数控直角剪板机、数控冲床、数控弯管机、数控压力机等。这类机床起步较晚,但目前发展较快。3特种加工类n这类数控机床包括数控线(电极)切割机床、数控电火花切割机床、数控电火花成型机床、带有自动换电极的电加工中心、数控激光切割机床、数控激光热处理机床、数控激光板材成型机床、数控等离子切割机床、数控火焰切割机等。二、按功能档次分n按控制系统的功能,可把数控机床分为低档(经济型)、中档、高档三类。n三个档次的数控机床主要区别于以下几个方面:1低档数控机床2中档数控机床3高档数控机床1低档数控机床低档数控机床的技术指标一般为:n脉冲当量0.
7、01mm0.005mm,进给速度410m/min,开环步进电机驱动,数码管或简单CRT显示,主CPU一般为8位或16位。一般无通信功能。2中档数控机床中档数控机床的技术指标一般为:n脉冲当量0.0050.001mm,进给速度1524m/min,半闭环直流或交流伺服系统,有较齐全的CRT显示:可显示字符和图形、人机对话、自诊断等。主CPU一般为16位或32位。可有RS232C、RS485等通信接口。3高档数控机床高档数控机床的技术指标一般为:n脉冲当量0.0010.0001mm,进给速度15100m/min,闭环直流或交流伺服系统,CRT显示具备中档的功能外,还具有三维图形显示等,主CPU一般为
8、32位或64位。有制造自动化协议MAP通信接口,具有联网功能。1-4 数控加工技术的发展一、数控机床的发展概况二、数控技术的发展方向三、机械制造系统的发展 一、数控机床的发展概况n数控机床的研制始于美国。1952年美国麻省理工学院研制成功第一台三坐标数控铣床。随着电子技术、计算机技术、自动控制技术和精密测量技术的发展,数控机床也在迅速地发展和不断更新换代。NC系统与CNC系统n七十年代以前的数控系统,都是采用专用电子电路实现的硬接线数控系统,因此称为硬件式数控系统,也称为NC系统。七十年代中期开始发展起来的采用微处理器及大规模或超大规模集成电路实现的数控系统,它具有很强的控制功能和程序存储功能
9、,这些功能是由控制程序实现的,因此称为软件式数控系统。软件式数控系统也称为计算机数控系统或CNC系统。目前,CNC系统几乎完全取代了以往的NC系统。二、数控技术的发展方向n现代数控机床及其数控系统,目前大致向高精度、高速度、高可靠性、高智能化以及高通信功能等方向发展。三、机械制造系统的发展 n为满足现代化生产日益提高的要求,具有多功能和一定柔性的现代化生产系统相继出现,使数控加工技术向更高层次发展。n现代化生产系统主要有柔性制造单元FMC(Flexible Manufacturing Cell),柔性制造系统FMS(Flexible Manufacturing System),计算机集成制造系
10、统CIMS(Computer Integral Manufactuing System)。柔性制造单元FMCn柔性制造单元FMC可由一台或多台数控设备组成,既具有独立的自动加工的功能,又部分具有自动传送和监控管理功能。所谓柔性,就是通过编程或稍加调整就可同时加工几种不同的工件。nFMC有两大类,一类是数控机床配上机器人,另一类是加工中心配上托盘交换系统。若干个FMC可组成一个FMS。柔性制造系统FMSn柔性制造系统FMS是一个由中央计算机控制的自动化制造系统。它是由一个传输系统联系起来的一些数控机床和加工中心。传输装置将工件放在托盘或其它连接设备上,送到加工设备,使工件加工准确、迅速和自动。计
11、算机集中制造系统CIMSn计算机集中制造系统CIMS就是利用计算机进行信息集成,从而实现现代化的生产制造,以求得企业的总体效益。CIMS是建立在多项先进技术基础上的高技术制造系统,是面向21世纪的生产制造技术。它综合利用了CAD/CAM、FMS、FMC及工厂自动化系统,实现了无人管理。习题一习题一n1-1 数控加工一般过程如何?n1-2 数控加工的特点有哪些?适合于何种类型零件的加工?n1-3 机床坐标系和工件坐标系的设定方法是什么?n1-4 何谓数控机床的对刀?如何定义常用刀具的刀位点?n1-5 说明英文缩写NC、CNC、FMC、FMS、CIMS的含义。第2章数控加工工艺基础2-1 数控加工
12、工艺设计内容2-2 数控车削加工工艺基础2-3 数控铣削加工工艺基础 2-1 数控加工工艺设计内容数控加工工艺设计的主要内容有:n数控加工的工艺性分析;n数控加工工艺路线设计;n数控工艺工序设计;n数控加工专用技术文件的编写。一、数控加工的工艺性分析1、选择数控加工内容2、零件图工艺性分析(一)选择数控加工内容n当选择并决定某个零件进行数控加工时,并不等于要把它所有的加工内容都包下来,而可能只是其中某一部分进行数控加工。必须在对零件图进行仔细的工艺分析的基础上,合理选择需要进行数控加工的内容。零件图的分析n零件图的分析主要分析零件的材料、形状、尺寸、精度及毛坯形状和热处理要求等,以便确定该零件
13、是否适合在数控机床上加工,或适合在哪种类型的数控机床上加工。只有那些属于批量小、形状复杂、精度要求高及生产周期要求短的零件,才最适合数控加工。(二)零件图工艺性分析n在选择和确定数控加工内容的过程中,程编人员应该根据所掌握的数控加工的基本特点以及所用数控机床的功能和实际工作经验,对零件图作数控加工工艺性分析。零件图工艺性分析内容结构工艺性分析轮廓几何要素分析尺寸标注方法分析定位基准的可靠性分析精度及技术要求分析二、数控加工工艺路线设计n零件的数控加工工艺过程是对几道数控加工工序的内容和顺序的概括,而不是指毛坯到成品的整个工艺过程。而数控加工工序一般均穿插在零件加工的整个工艺过程中,因此,在数控
14、工艺路线设计中,要考虑与整个工艺过程的协调吻合。数控工艺路线设计主要内容n数控工艺路线是下一步工序设计的基础,其设计的质量会直接影响零件的加工质量与生产效率。n工艺路线设计的主要内容为:1、工序划分2、工序顺序的安排1、工序划分n根据数控加工的特点,数控加工工序的主要划分方法如下:(1)以一次安装、加工作为一道工序(2)同一把刀具加工的内容作为一道工序(3)以加工部位划分工序(4)粗、精加工划分工序2、工序顺序的安排n工序顺序的安排应根据零件的结构和毛坯状况、定位和夹紧的需要来考虑,重点是保证定位夹紧工件的刚性和有利于保证精度。工序顺序的一般原则:(1)要注意工序间的衔接,上道工序的加工不能影
15、响下道工序的定位与夹紧,中间穿插普通机床加工工序的也要综合考虑。(2)先进行内形、内腔的加工工序,后进行外形加工工序;(3)以相同定位、夹紧方式,或用同一把刀具加工的工序,最好连接进行,以减少重复定位次数、换刀次数与挪动压紧元件次数;(4)在同一次安装中进行的多道工序,应先安排对刚性破坏较小的工序。三、数控加工工序设计n当数控加工工艺路线设计完成后,各道数控加工工序的内容已经基本确定,接下来便可以着手数控加工工序设计。数控加工工序设计的主要任务是进一步把本工序的加工内容、加工用量、工艺装备、定位夹紧方式以及刀具的运动轨迹都具体确定下来,为编制加工程序作好准备。数控加工工序设计内容1、走刀路线的
16、确定2、零件装夹及夹具选择3、对刀点和换刀点的确定4、刀具选择5、切削用量选择1、走刀路线的确定n走刀路线是刀具在整个加工工序中的运动轨迹,即刀具从对刀点(或机床原点)开始运动,直至返回该点并结束程序所经过的路径,它不但反映了工步的内容,也反映出工步的顺序。工步的划分与安排一般随走刀路线来进行。走刀路线确定要点:(1)在保证加工质量的前提下,应寻求最短走刀路线,以减少整个加工过程中的空行程时间,提高加工效率。(2)保证零件轮廓表面粗糙度要求,当零件的加工余量较大时,可采用多次进给逐渐切削的方法,最后留少量的精加工余量(一般0.20.5mm),安排在最后一次走刀连续加工出来。(3)刀具的进退刀应
17、沿切线方向切入和切出,并且在轮廓切削过程中要避免停顿,以免因切削力突然变化而造成弹性变形,致使在零件轮廓上留下刀具的刻痕。2、零件装夹及夹具选择n在数控加工中,既要保证加工质量,又要减少辅助时间,提高加工效率。因此,应选用能准确和迅速定位并夹紧零件的装夹方案和夹具。零件安装原则在安装工件前,一般要考虑以下两个原则:n尽量减少装夹次数,力争做到在一次装夹后能加工出全部待加工表面,以充分发挥数控机床的效能。n定位基准要预先加工完毕。当有些零件需要二次装夹时,要尽可能利用同一基准面来加工另一些待加工表面,以减少加工误差。数控加工对夹具的要求n数控加工对夹具的要求主要有两点:n一是要保证夹具本身在机床
18、上安装准确;二是要协调零件和机床坐标系的尺寸关系。夹具选择要点(1)夹具结构力求简单。(2)装卸零件要快速方便,以减少数控机床停机时间。(3)要使加工部位开敞,夹具机构上的各部件不得妨碍加工中的走刀。(4)夹具在机床上安装要准确可靠,以保证工件在正确的位置上加工。(5)夹具要有足够的刚度和强度,以保证零件的加工精度。数控车床夹具类型轴类零件夹具 主要有三爪拨动卡盘、自动夹紧拨动卡盘、复合卡盘和快速可调万能卡盘等。盘类零件夹具 主要有带可调卡爪的卡盘、液压驱动卡盘、快速可调卡盘等进行装夹数控铣床夹具类型数控铣床可以加工形状复杂的零件,但是在数控铣床上工件装夹方法与普通铣床一样,所使用的夹具往往并
19、不很复杂,只要求有简单的定位、夹紧机构就可以将工件装夹在工作台上。箱体零件在工作台上安装,通常用一个导向面、两个支承面的三面安装法或采用一个平面和两个销孔的安装方法,如加工箱体零件用万能拼合夹具、压板压紧等对刀对刀是数控机床操作者在开始对工件进行数控切削加工前所作的首要工作。所谓对刀,是指将刀具移向对刀点,并使刀具的刀位点和对刀点重合的操作。刀位点n车刀、镗刀的刀位点是指刀尖或刀尖圆弧中心;立铣刀的刀位点是指刀具轴线与刀具底面的交点;球头铣刀的刀位点是球心;钻头的刀位点是钻尖。对刀点的确定所谓对刀点,是指在数控加工时刀具相对于工件运动的起点,也是程序的起点。编制程序时,应首先确定对刀点的位置。
20、选择对刀点具体的原则有:(1)应尽量选在零件的设计基准或工艺基准上(2)应尽量选择在机床上找正容易、加工过程中便于检查的位置上。(3)为便于坐标值的计算,最好选在坐标系的原点上,或选在已知坐标值的点上。换刀点的确定n加工中心、数控车床等多刀加工的机床,常需要在加工过程中间自动换刀,故编程时还要设置换刀点。为防止换刀时碰伤工件或夹具,换刀点常常设置在被加工零件外面,并要有一定的安全量。4、刀具选择n数控机床所使用的刀具与普通机床所用的刀具相比,在刀具的类型、材料、刀刃结构与参数及切削方式等方面均无多大差别。但是,为适应数控加工中的高速强力切削的要求,对刀具的刚性和耐用度要求较普通加工严格。5、切
21、削用量选择n数控加工的切削用量主要包括背吃刀量、主轴转速或切削速度(用于恒线速度切削)、进给速度或进给量等。对于不同的加工方法,需要选择不同的切削用量,并编入程序中。切削用量的选择原则和方法n切削用量的选择原则与普通机床加工相同:粗加工时,一般以提高生产率为主,但也要考虑经济性和加工成本。半精加工和精加工时,应在保证质量的前提下,兼顾切削效率、经济性和加工成本。n从刀具耐用度出发,切削用量的选择方法是:先选择背吃刀量,其次确定进给速度,最后确定切削速度。具体数据应根据数控机床使用说明书和机械加工工艺手册、金属切削手册等资料,结合实际加工经验来确定。四、数控加工专用技术文件的编写n编写数控加工专
22、用文件是数控加工工艺设计的重要内容之一。目前,数控加工专用技术文件还没有做到标准化和规范化,只是各部门和企业的局部统一。下面介绍几种数控加工专用技术文件,供读者参考。数控加工专用技术文件类型n数控加工工序卡n数控加工程序说明卡n数控加工走刀路线图2-2 数控车削加工工艺基础n数控车削是数控加工中用得最多的加工方法之一。n数控车床加工工序设计是整个工艺设计的关键,其主要内容有:确定加工顺序和走刀路线,选择夹具、刀具及切削用量等。一、加工顺序的确定 n先粗后精原则 n先远后近原则 二、走刀路线的确定n最短空行程路线 n大余量毛坯的阶梯切削路线 三、夹具的选择 n用于轴类零件的夹具 n用于盘类零件的
23、夹具 四、刀具的选择n由于工件的材料、生产批量、加工精度以及机床类型、工艺方案的不同,车刀的种类也异常繁多。根据与刀体的联结固定方式的不同,车刀主要可分为:n焊接式车刀 n机夹可转位车刀 焊接式车刀n将硬质合金刀片用焊接的方法固定在刀体上称为焊接式刀具。n根据工件加工表面以及用途的不同,焊接式车刀又分为切断刀、外圆车刀、端面车刀、内孔车刀、螺纹车刀以及成型车刀等 机械夹固式可转位车刀n简称机夹可转位车刀。如图2-7所示,机夹可转位车刀由刀杆1、刀片2、刀垫3以及夹紧元件4组成。刀片每边都有切削刃,当某切削刃磨损钝化后,只需松开夹紧元件,将刀片转一个位置便可以继续使用。五、切削用量的选择n背吃刀
24、量p的确定 n进给速度f的确定 n主轴转速的确定 背吃刀量p的确定n在工艺系统刚度和机床功率允许的情况下,尽可能选取较大的背吃刀量,以减少进给次数。当零件精度要求较高时,则应考虑留出精车余量,其所留的精车余量一般比普通车削时所留的余量少,常取0.10.5mm。进给速度f的确定n进给速度f的选取应该与背吃刀量与主轴转速相适应。在保证工件加工质量的前提下,可以选择较高的进给速度(2000mm/min以下)。在切断、车削深孔或精车时,应选择较低的进给速度。当刀具空行程特别是远距离“回零”时,可以设定尽量高的进给速度。n有些数控机床规定可以选用进给量f(单位为mm/r)表示进给速度。但是,一般情况下,
25、应该把进给量换算成进给速度,公式是f=nf,式中n为主轴转速,单位为r/min。光车时主轴转速n光车时主轴转速应根据零件上被加工部位的直径,并按零件和刀具材料以及加工性质等条件所允许的切削速度来确定。n切削速度除了计算和查表选取外,还可以根据实践经验确定。需要注意的是,交流变频调速的数控车床低速输出力矩小,因而切削速度不能太低。n切削速度确定之后,用公式n=1000c/d计算主轴转速。式中,d切削刃选定处所对应的工件或刀具的回转直径,单位为mm;n-主轴转速,单位为r/min。n表2-3为硬质合金外圆车刀切削速度的参考值。车螺纹时主轴转速n在车削螺纹时,车床的主轴转速将受到螺纹的螺距(或导程)
展开阅读全文