模具数控加工技术第3章-模具数控车.ppt

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1、第3章模具数控车削加工3.1数控车床的结构及加工特点3.2零件定位及安装3.3数控车削加工工艺3.4数控车削常用的编程指令及应用3.5典型零件的编程与加工举例3.1数控车床的结构及加工特点3.1.1数控车床的结构数控车床同其他数控机床一样由数控系统(包含伺服电动机和检测反馈装置的伺服系统)、强电控制柜、机床本体和各类辅助装置组成，如图3-1所示。图3-11．控制介质控制介质又称信息载体，是人与数控机床之间联系的中间媒介物质，可以反映了数控加工中全部信息。2．数控系统数控系统是机床实现自动加工的核心，是整个数控机床的灵魂所在。主要由输入装置、监视

2、器、主控制系统、可编程控制器、各类输人／输出接口等组成。主控制系统主要由CPU、存储器、控制器等组成。数控系统的主要控制对象是位置、角度、速度等机械量，以及温度、压力、流量等物理量．它根据机床加工过程中各个动作要求进行协调，按各检测信号进行逻辑判别，从而控制机床各个部件有条不紊地按顺序工作。3．伺服系统如前所述，伺服系统是数控系统和机床本体之间的电传动联系环节。主要由伺服电动机、驱动控制系统和位置检测与反馈装置等组成．伺服电动机是系统的执行元件，驱动控制系统则是伺服电动机的动力源．数控系统发出的指令信号与位置反馈信号比较后作为位移指令，再经过驱

3、动系统的功率放大后，驱动电动机运转，通过机械传动装置带动工作台或刀架运动。4．强电控制柜强电控制柜主要用来安装机床强电控制的各种电气元器件，除了提供数控、伺服等一类弱电控制系统的输入电源，以及各种短路、过载、欠压等电气保护外，主要在PLC的输出接口与机床各类辅助装置的电气执行元件之间起桥梁连接作用，控制机床辅助装置的各种交流电动机、液压系统电磁阀或电磁离合器等。此外．它也与机床操作台有关手动按钮连接。强电控制柜由各种中间继电器、接触器、变压器、电源开关、接线端子和各类电气保护元器件等构成．它与一般普通机床的电气类似，但为了提高对弱电控制系统的抗

4、干扰性，要求各类频繁启动或切换的电动机、接触器等电磁感应器件中均必须并接RC阻容吸收器；对各种检测信号的输入均要求用屏蔽电缆连接。5．辅助装置辅助装置主要包括自动换刀装置ATC ( Automatlc Tool Changer）、自动交换工作台机构APc ( Automatic Pallet changer）、工件夹紧放松机构、回转工作台、液压控制系统、润滑装置、切削液装置、排屑装置、过载和保护装置等。6．机床本体数控车床的本体指其机械结构实体．它与传统的普通机床相比较，同样由主传动系统、进给传动机构、工作台、床身以及立柱等部分组成，但数控机床

5、的整休布局、外观造型、传动机构、工具系统及操作机构等方面都发生了很大的变化。为了满足数控技术的要求和充分发挥数控机床的特点，归纳起来包括以下几个方面的变化。（1）采用高性能主传动及主轴部件。其有传递功率大、刚度高、抗振性好及热变形小等优点。（2）进给传动采用高效传动件。具有传动链短、结构简单、传动精度高等特点，一般采用滚珠丝杠副、直线滚动导轨副等。（3）具有完善的刀具自动交换和管理系统。（4）机床本身具有很高的动、静刚度。（5）采用全封闭罩壳。由于数控机床是自动完成加工，为了操作安全等，一般采用移动门结构的全封闭罩壳，对机床的加工部件进行全封闭

6、。３.1.2数控车床的加工特点数控车削是数控加工中用得最多的方法之一，在数控车床中，工件的旋转运动是主运动，车刀作进给运动。其主要加工对象是回转体类的零件，基本的车削加工内容有：车外圆、车端面、切断和车槽、钻中心孔、钻孔、车中心孔、铰孔、镗孔、车螺纹、车锥面、车成形面、滚花和攻螺纹等，如图所示。针对数控车床的加工特点，可以说，凡是在数控车床上能装夹的工件，都能在数控车床上加工，但数控车床最适合加工以下一些类型的零件：1．精度要求高的零件数控车床刚性好，制造和对刀精度高，能方便和精确地进行人工补偿和自动补偿，所以能加工尺寸精度要求较高的零件。在有

7、些场合可以以车代磨。此外，数控车削的刀具运动是通过高精度插补运算和伺服驱动来实现的，再加上机床的刚性好和制造精度高，所以它能加工对母线直线度、圆度、圆柱度等形状精度要求高的零件。对于圆弧以及其他曲线轮廓，加工出的形状与图纸上所要求的几何形状的接近程度比用仿形车床要高得多。由于数控车床工序集中、装夹次数少，对提高位置精度特别有效，不少位置精度要求高的零件，用普通车床加工时，因机床制造精度低，工件装夹次数多而达不到要求，只能在车削后用磨削或其他方法弥补。例如，图所示的轴承内圈，原来采用三台液压半自动车床和一台液压仿形车床加工，需多次装夹，因而造成较

8、大的壁厚差，常常达不到图纸要求，后改用数控车床加工，一次装夹即可完成滚道和内孔的车削，壁厚差大为减小，且加工质量稳定。有些性能较高的数控车床具有恒线速