数控机床及其维护 教学课件 孙小捞 第3章-车床部分.ppt

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1、第三章数控机床实例（3.1车床部分）数控车床3.13.1数控车床数控车削是数控加工中用得最多的加工方法之一。数控车床具有加工精度高、能实现直线和圆弧插补，以及在加工过程中能自动变速等特点。适合数控车削加工的零件：（1）精度要求高的回转体零件。（2）表面粗糙度要求高的回转体零件。（3）轮廓形状特别复杂或难于控制尺寸的回转体零件。（4）带特殊螺纹的回转体零件。3.1.1数控车床的分类1．按数控系统的功能分：（1）经济型数控车床(中档)特点：采用步进电机驱动，具有单色显示的CRT，有程序存储和编辑功能；缺点：功能简单，无恒线速度切削功。（2）多功能数控车床(较高档)特点：具备刀尖圆弧

2、半径自动补偿、恒线速度切削、倒角、固定循环、螺纹切削、图形显示、用户宏程序等功能。（3）车削中心特点：多功能数控车床，配有刀库和机械手。2．按主轴的配置形式分：卧式数控车床(主轴处于水平位置)立式数控车床(主轴处于垂直位置)3．按数控系统控制的轴数分:（1）当机床上只有一个回转刀架时，可以实现两坐标轴控制。（2）具有两个回转刀架时，可以实现四坐标轴控制。目前，我国使用最多的是中小规格的两坐标连续控制数控车床。3.1.2数控车床的结构与传动1．数控车床的机械结构组成（1）组成部分:主轴传动机构、进给传动机构、刀架、床身、辅助装置（刀具自动交换机构、润滑与切削液装置、排屑、过载限位）

3、等部分。（2）机械结构特点:①主轴部件具有传递功率大、刚度高、抗振性好及热变形小等优点;②进给伺服传动一般采用滚珠丝杠副、直线滚动导轨副等。特点：传动链短、结构简单、传动精度高等。数控车床的组成③高档数控车床，有较完善的刀具自动交换和管理系统，能实现一次安装自动地完成或接近完成对工件各面的加工工序。2．主传动系统及主轴部件（1）主传动系统数控车床的主传动系统是提供切削加工所需的主切削运动。要求主传动系统具有较大的调速范围和较高的极限转速。常用的主传动变速方式有：①带有变速齿轮的主传动(图a)适用范围：大、中型数控机床。特点：用少数几对齿轮降速，扩大了输出转矩；可实现分段无级变速。

4、②通过带传动的主传动(图b)适用：小型数控车床上；低转矩特性要求的主轴。特点：避免齿轮传动时引起的振动与噪声。③调速电动机直接驱动的主传动(图c)特点：简化了主机箱体与主轴的结构，提高了主轴部件的刚度；缺点：主轴输出转矩小；电动机发热对主轴影响较大。（2）主轴部件数控机床主轴部件是影响机床加工精度的主要部件，它的回转精度影响工件的加工精度；它的功率大小与回转速度，影响加工效率；它的自动变速、准停、换刀等动作，影响机床的自动化程度。以TND360型数控车床为例，介绍主轴部件的结构。如图所示：TND360型数控车床主轴箱传动系统如图所示主轴部件结构1、2—后轴承3—轴承4、5—前轴承

5、3．进给传动系统（1）对进给系统的要求①基本要求：进给系统有较高的定位精度和良好的动态响应特性。②采用措施：采用低摩擦的传动副，如减摩滑动导轨、滚动导轨及静压导轨、滚珠丝杠螺母副等，保证传动元件的加工精度；采用合理的预紧、合理的支承形式以提高传动系统的刚度；选用最佳降速比，以提高机床的分辨率，并使系统折算到驱动轴上的惯量减少；尽量消除传动间隙，减小反向死区误差，提高位移精度等。（2）进给伺服系统的分类控制方式不同：开环控制系统、闭环控制系统。闭环控制系统根据位置检测装置所在位置不同：半闭环系统、全闭环系统。①开环控制：特点：定位精度和快速性较差；结构简单，造价低廉。②全闭环控制特

6、点：位置检测装置安装在工作台上，因此控制精度高，快速性能好；对机床的要求比较高，且造价较昂贵。③半闭环控制有置检测装置装在丝杠端头和装在电动机轴端两种类型。闭环系统中采用的位置检测装置有脉冲编码器、旋转变压器、感应同步器、磁尺、光栅尺和激光干涉仪等。（3）进给伺服系统的组成数控车床的伺服系统一般由驱动控制单元、驱动元件、机械传动部件、执行件和检测反馈环节等组成。驱动控制单元和驱动元件组成伺服驱动系统。机械传动部件和执行元件组成机械传动系统。检测元件与反馈电路组成检测系统。3.1.3数控车床的程序编制1.指令字符集华中世纪星数控系统在数控程序段中包含的主要指令字符如表所示。2.程序

7、的一般结构3.程序的文件名文件名格式为：O××××（地址O后面必须有4位数字或字母），不带扩展名。如O123、OABCD等。4.M代码及功能（如表所示）M功能字功能M00程序停止M02程序结束M03主轴顺时针旋转（正转）M04主轴逆时针旋转（反转）M05主轴旋转停止M06换刀M072号（雾状）切削液（冷却液）开M09切削液（冷却液）关M30程序停止并返回开始处M98调用子程序M99返回子程序HNC-21T数控系统常用辅助功能字M含义表5.子程序调用指令M98及从子程序返回指令M9