數(shù)控車床項(xiàng)目一-數(shù)控車床的基礎(chǔ)知識課件

1、數(shù)控車削加工與實(shí)訓(xùn)一體化教程項(xiàng)目一數(shù)控車床的基礎(chǔ)知識 熟悉數(shù)控車床的基礎(chǔ)知識,學(xué)習(xí)并掌握數(shù)控車床的編程基礎(chǔ)及數(shù)控車削的相關(guān)工藝知識,為后續(xù)項(xiàng)目的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。 1.了解數(shù)控車床的結(jié)構(gòu)、特點(diǎn)、功能、分類及工作過程。2.熟悉數(shù)控車床的坐標(biāo)系,熟悉程序結(jié)構(gòu)與格式。3.掌握典型數(shù)控系統(tǒng)的指令代碼。4.能正確選擇數(shù)控車床的車削用量。 本任務(wù)是在老師的帶領(lǐng)下參觀數(shù)控加工車間,認(rèn)識圖1-1所示的CK6136S經(jīng)濟(jì)型數(shù)控臥式車床。在參觀過程中,學(xué)生要仔細(xì)觀察數(shù)控車床加工,比較數(shù)控車床與普通車床的不同之處,深入地了解數(shù)控車床的加工內(nèi)容、加工特點(diǎn)及數(shù)控車床的分類,同時體驗(yàn)數(shù)控車床加工的工作氛圍,為進(jìn)一步學(xué)習(xí)數(shù)控車

2、床的操作做準(zhǔn)備。通過觀察,請學(xué)生確定機(jī)床各部件的名稱(填在圖下)及其功能,并說出機(jī)床面板上型號標(biāo)記所代表的含義。任務(wù)一 認(rèn)識數(shù)控車床 1.了解數(shù)控車床的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及各部分的功能。2.熟悉數(shù)控車床的標(biāo)記。3.掌握數(shù)控車床的加工范圍。4.了解數(shù)控車床的分類及工作過程。5.了解數(shù)控車床的主要技術(shù)參數(shù)。 對于車床的標(biāo)記,除了個別機(jī)床制造商采用自己企業(yè)的標(biāo)記外,大多數(shù)機(jī)床都是根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)命名的。數(shù)控車床操作人員只要了解機(jī)床的標(biāo)記規(guī)則,就可以查閱有關(guān)資料、獲取機(jī)床的型號、規(guī)格及適用范圍等技術(shù)參數(shù)。 1.識別機(jī)床組成部分及功能 經(jīng)濟(jì)型數(shù)控臥式車床與普通臥式車床在結(jié)構(gòu)上有很多相同的地方,其組成部分與功能見表1-

3、1。 通過查閱GB/T 153752008金屬切削機(jī)床型號編制方法,CK6136S數(shù)控車床代號含義如下。2.識讀數(shù)控車床標(biāo)記1.數(shù)控技術(shù)與數(shù)控車床 數(shù)控技術(shù)簡稱數(shù)控(Numerical Control,NC),它是利用數(shù)字化的信息對機(jī)床運(yùn)動及加工過程進(jìn)行控制的方法。數(shù)控車床又稱CNC車床,即計(jì)算機(jī)數(shù)字控制車床。數(shù)控車床是目前使用量最大的數(shù)控機(jī)床。 圖1-2數(shù)控車床加工內(nèi)容a)車削外圓b)車削端面c)倒角d)車削圓弧面e)外圓車槽f)內(nèi)孔車槽g)外圓車斷h)車削內(nèi)螺紋i)車削外螺紋2.數(shù)控車床的加工范圍 數(shù)控車床主要用于加工軸類和盤類等回轉(zhuǎn)體零件,它能夠通過程序控制自動完成內(nèi)外圓柱面、圓錐面、圓

4、弧面、螺紋等的加工,還可以進(jìn)行車槽、車斷、鉆孔、鉸孔、鏜孔、擴(kuò)孔等,特別適合于形狀復(fù)雜的零件或中、小批零件的加工。數(shù)控車床能夠完成的加工內(nèi)容如圖1-2所示。3.數(shù)控車床的工作過程 數(shù)控車床的操作人員可以通過控制面板上的鍵盤,用手動方式直接輸入加工程序;還可以通過CAD/CAM軟件在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行自動編程,然后通過數(shù)控車床與計(jì)算機(jī)直接通信的方式將程序傳送到數(shù)控車床,具體工作過程如圖1-3所示。圖1-3數(shù)控車床工作過程4.數(shù)控車床的分類 數(shù)控車床可以根據(jù)主軸位置、刀架形式、控制方式及系統(tǒng)功能進(jìn)行分類,見表1-4。表1-4 數(shù)控車床的分類及特點(diǎn)表1-4 數(shù)控車床的分類及特點(diǎn)5.數(shù)控車床的主要規(guī)格 數(shù)控

5、車床的主要技術(shù)參數(shù)包括尺寸參數(shù)、接口參數(shù)、運(yùn)動參數(shù)、動力參數(shù)、精度參數(shù)和其他參數(shù),見表1-5。表1-5 數(shù)控車床主要技術(shù)參CKA6140數(shù)控車床的主要技術(shù)參數(shù)見表1-6。表1-6CKA6140數(shù)控車床主要技術(shù)參數(shù)表1-6CKA6140數(shù)控車床主要技術(shù)參數(shù)表1-6CKA6140數(shù)控車床主要技術(shù)參數(shù)表1-6CKA6140數(shù)控車床主要技術(shù)參數(shù) 1.數(shù)控車床的特點(diǎn)及其使用范圍是什么?2.簡述數(shù)控車床的類型。3.通過觀察數(shù)控車床加工的產(chǎn)品,討論數(shù)控車床加工產(chǎn)品的特點(diǎn)。任務(wù)二數(shù)控車床編程基礎(chǔ) 學(xué)生通過本任務(wù)的學(xué)習(xí),了解數(shù)控車床程序編制的基本步驟和數(shù)控車床坐標(biāo)系,了解程序的結(jié)構(gòu)與格式,掌握常用G代碼、M代碼

6、及F、S、T指令的功能及應(yīng)用。通過課堂學(xué)習(xí)以及討論分析表1-8中加工程序中各程序段落的組成、各英文字母的功能與含義。表1-8練習(xí)程序表1-8練習(xí)程序 1.了解數(shù)控加工程序編制的基本步驟。2.了解數(shù)控車床的坐標(biāo)系統(tǒng)。3.了解程序結(jié)構(gòu)與格式。4.掌握典型數(shù)控系統(tǒng)的指令代碼。 熟練掌握程序的結(jié)構(gòu)與格式及典型數(shù)控系統(tǒng)的指令代碼,是數(shù)控車工的基礎(chǔ)內(nèi)容,也是數(shù)控車削加工的先決條件。 學(xué)生通過查閱資料,以及教師對本任務(wù)知識的解析,掌握表1-8中各英文字母的功能與含義。 無論主程序還是子程序都是由程序號、程序內(nèi)容和程序結(jié)束三部分組成的,如圖1-4所示。程序的內(nèi)容由若干程序段組成,每一個程序段由程序段號和若干個

7、字組成,字是由地址符和數(shù)字組成。圖1-4程序的一般結(jié)構(gòu)1.程序號 程序號在程序的最前端,由地址碼和19999范圍內(nèi)的任意數(shù)字組成,在廣數(shù)系統(tǒng)中一般地址碼為字母%,其他系統(tǒng)用P或O等,如P123,O1234等。2.程序段的格式和組成 程序段的格式分為地址格式、分割地址格式、固定程序段格式和可變程序段格式等。其中,以可變程序段格式應(yīng)用最為廣泛。所謂可變程序段格式就是程序段的長短是可變的。例如:3.字一個“字”的組成如下: 程序段號加上若干程序字就可組成一個程序段。在程序段中表示地址的英文字母可分為尺寸地址和非尺寸地址。表示尺寸地址的英文字母有X、Y、Z、U、V、W、P、Q、I、J、K、A、B、C、

8、D、E、R、H共18個字母。表示非尺寸地址有N、G、F、S、T、M、L、O共8個字母。表示地址的英文字母的含義見表1-9。表1-9地址碼中英文字母的含義表表1-9 地址碼中英文字母的含義 1.數(shù)控車床程序編制的基本步驟 數(shù)控機(jī)床程序編制(又稱數(shù)控編程)是指編程者(程序員或數(shù)控機(jī)床操作者)根據(jù)零件圖樣和工藝文件的要求,編制出可在數(shù)控機(jī)床上運(yùn)行以完成規(guī)定加工任務(wù)的一系列指令的過程。具體來說,數(shù)控編程過程是指從分析零件圖樣和工藝要求開始到程序檢驗(yàn)合格為止的全部過程。 一般數(shù)控編程步驟如圖1-5所示,由分析零件圖樣、確定工藝過程、數(shù)值計(jì)算、編寫程序單、程序輸入數(shù)控系統(tǒng)、程序檢驗(yàn)和修改等步驟組成。圖1-

9、5數(shù)控機(jī)床編程步驟(1)分析零件圖樣主要包括對零件圖樣要求的形狀、尺寸、精度、材料及毛坯進(jìn)行分析,明確加工內(nèi)容與要求。(2)確定工藝過程確定加工方案、走刀路線、切削參數(shù)及選擇刀具與夾具等內(nèi)容。(3)數(shù)值計(jì)算根據(jù)零件的幾何尺寸、加工路線,計(jì)算出零件輪廓上幾何要素的起點(diǎn)、終點(diǎn)及圓弧的圓心坐標(biāo)等內(nèi)容。(4)編寫數(shù)控加工程序單按照數(shù)控系統(tǒng)規(guī)定使用的功能指令代碼和程序段格式,編寫數(shù)控加工程序單。(5)程序輸入程序的輸入可以通過鍵盤直接輸入數(shù)控系統(tǒng),也可以通過計(jì)算機(jī)通信接口輸入數(shù)控系統(tǒng)。程序編制可分為手動編程和自動編程兩種。(1)手動編程編程步驟中的各項(xiàng)工作,主要由人工完成,這樣的編程方式稱為手動編程。對

10、于僅由直線、圓弧等幾何元素構(gòu)成的形狀并不復(fù)雜的零件,因其數(shù)值計(jì)算較為簡單,程序段數(shù)不多,程序檢驗(yàn)也容易實(shí)現(xiàn),因而可采用手動編程方式完成編程工作。由于手動編程不需要特別配置專門的編程設(shè)備,因此,手動編程仍然是一種運(yùn)用十分普遍的編程方法。(2)自動編程 自動編程是相對于手動編程而言的,它是利用計(jì)算機(jī)專用軟件來編制數(shù)控加工程序。編程人員只需根據(jù)零件圖樣的要求,使用數(shù)控語言,由計(jì)算機(jī)自動進(jìn)行數(shù)值計(jì)算及后置處理,編寫出零件加工程序單,加工程序通過直接通信的方式輸入數(shù)控機(jī)床,控制機(jī)床工作。自動編程使得一些計(jì)算繁瑣,手動編程困難或無法編出的程序能夠順利地完成。2.數(shù)控車床的坐標(biāo)系數(shù)控車床坐標(biāo)系包括編程坐標(biāo)系

11、和工件坐標(biāo)系。 機(jī)械坐標(biāo)系的原點(diǎn)是制造商在制造機(jī)床時的固定坐標(biāo)系原點(diǎn),也稱機(jī)械零點(diǎn)。它是在機(jī)床裝配、調(diào)試時已經(jīng)確定下來的,是機(jī)床加工的基準(zhǔn)點(diǎn)。在使用中機(jī)械坐標(biāo)系是由參考點(diǎn)來確定的,機(jī)床系統(tǒng)起動后,進(jìn)行返回參考點(diǎn)操作,機(jī)械坐標(biāo)系就建立了。坐標(biāo)系一經(jīng)建立,只要不切斷電源,坐標(biāo)系就不會變化。圖1-6數(shù)控車床編程坐標(biāo)系 編程坐標(biāo)系是編制程序時使用的坐標(biāo)系,是編程人員自己確定的,可以任意設(shè)置。但是,為了使編程時坐標(biāo)計(jì)算簡單,數(shù)控車床的編程坐標(biāo)系一般設(shè)置在主軸中心線與工件左端面或右端面交點(diǎn),如圖1-6所示。 工件坐標(biāo)系是機(jī)床進(jìn)行加工時使用的坐標(biāo)系,它應(yīng)與編程坐標(biāo)系一致。能否讓編程坐標(biāo)系與工件坐標(biāo)系一致,是

12、操作的關(guān)鍵。3.廣數(shù)980TD系統(tǒng)的指令代碼(1)G代碼G代碼又稱準(zhǔn)備功能,用來規(guī)定刀具和零件的相對運(yùn)動軌跡(即插補(bǔ)功能)、機(jī)床坐標(biāo)系、刀具補(bǔ)償和固定循環(huán)等多種操作。G代碼分為模態(tài)代碼和非模態(tài)代碼。模態(tài)代碼表示該G代碼在一個程序段中的功能一直保持到被取消或被同組的另一個G代碼所代替。非模態(tài)代碼只有在有該代碼的程序段中有效。G代碼按照其功能進(jìn)行了分組,同一功能組的代碼可以互相代替,但不允許寫在統(tǒng)一程序段中。數(shù)控車床常用的G代碼見表1-11。表1-11數(shù)控車床常用的G代碼表1-11數(shù)控車床常用的G代碼表1-11數(shù)控車床常用的G代碼(2) M代碼M代碼又稱輔助功能,由字母M及其后面兩位數(shù)字組成,是控

13、制數(shù)控機(jī)床“開、關(guān)”功能的指令,主要用于完成加工操作時的輔助動作。M代碼也有模態(tài)和非模態(tài)之分。常用M代碼的功能見表1-12。表1-12 常用M代碼的功能1)F功能(進(jìn)給功能)指令格式:F; F功能表示刀具中心運(yùn)動時的進(jìn)給量,由地址碼F和后面若干位數(shù)字組成。通常有兩種形式:一種是刀具每分鐘的進(jìn)給量,單位是mm/min;另一種是主軸每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)時刀具的進(jìn)給量,單位是mm/r。在編程時,一個程序段只可使用一個F代碼,不同程序段可根據(jù)需要改變進(jìn)給量。2)S功能(主軸轉(zhuǎn)速功能)指令格式:S; S功能控制主軸的回轉(zhuǎn)速度,由地址碼S和后面的最多5位數(shù)值組成,單位是r/min。在編程時,一個程序段只可使用一個S代

14、碼,不同程序段可根據(jù)需要改變主軸轉(zhuǎn)速。(3) F、S、T功能3)T功能(刀具功能)指令格式:T; T功能由地址碼T和后面若干位數(shù)字組成,數(shù)字用來表示刀具號和刀具補(bǔ)償號,數(shù)字的位數(shù)由系統(tǒng)決定。FANUC系統(tǒng)中由T和四位數(shù)字組成,前兩位表示刀具號,后兩位表示刀具補(bǔ)償號。 例如,T0303表示選擇第3號刀,刀具補(bǔ)償號是3號;T0200表示選擇第2號刀,刀具補(bǔ)償取消。 1.簡述M00、M02、M30指令的異同。2.簡述模態(tài)代碼與非模態(tài)代碼的區(qū)別。 學(xué)生通過本任務(wù)的學(xué)習(xí),理解數(shù)控車床的加工原理,掌握數(shù)控車削加工的特點(diǎn),了解常用的數(shù)控刀具,掌握數(shù)控車床的車削用量,并能完成常規(guī)工件的零件工藝分析,確定工件裝

15、夾方案、加工順序及進(jìn)給路線,選擇合適的刀具及切削用量。任務(wù)三 數(shù)控車削加工工藝知識 1.掌握數(shù)控車削的特點(diǎn)。2.熟悉數(shù)控車床的加工原理。3.了解數(shù)控車床刀具的分類、數(shù)控車床對刀具的要求。4.掌握數(shù)控車床的車削用量。 圖1-7孔軸類零件 軸孔類零件如圖1-7所示,毛坯為50mm100mm的棒料,材料為45鋼,未注倒角C1,要求在數(shù)控車床上加工完成,小批量生產(chǎn)。 1.零件圖樣分析 軸孔類零件如圖1-7所示,該零件由40mm、46mm、38mm、28mm、R10mm、R5mm和M242外螺紋等外輪廓,以及30mm和24mm內(nèi)錐面等內(nèi)臺階面構(gòu)成。其中,多個直徑尺寸有較嚴(yán)格的尺寸精度和表面粗糙度要求。零

16、件材料為45鋼,無熱處理和硬度要求。確定毛坯軸線和左端端面(設(shè)計(jì)基準(zhǔn))為定位基準(zhǔn)。 因工件要進(jìn)行掉頭加工,所以要進(jìn)行兩次裝夾方能完成所有加工。夾具可以選用自定心卡盤,加工右端時采用活動頂尖支承的裝夾方式,如圖1-8所示。圖1-8裝夾示意圖a)第次裝夾b)第次裝夾2.確定裝夾方案3.確定加工路線及進(jìn)給路線加工路線按由粗到精、由近及遠(yuǎn)(由右到左)的原則確定。 第次裝夾選擇毛坯外圓,如圖1-8a所示,毛坯伸出長度36mm(約40mm),先從右到左粗車削工件右端面及40mm和46mm外圓(留0.5mm精車余量),然后從右到左進(jìn)行精車至尺寸要求。換內(nèi)孔車刀,先從右到左粗車工件30mm和24mm孔及內(nèi)錐面

17、(留0.5mm精車余量),然后從右到左進(jìn)行精車至尺寸要求,第次裝夾加工完畢。 工件掉頭,夾持已加工表面40mm外圓,如圖1-8b所示,換外圓車刀,車端面,保證工件總長960.03mm,并鉆中心孔,采用一夾一頂?shù)姆绞竭M(jìn)行加工,先從右到左粗車、精車工件螺紋大徑,28mm、38mm外圓及R10mm圓弧等外輪廓表面。換車槽刀車削螺紋退刀槽。換外螺紋車刀,車削外螺紋,工件加工完畢。 數(shù)控車床具有粗、精車外圓循環(huán)和車槽循環(huán)及車削螺紋循環(huán)功能只要正確使用編程指令,機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)就會自行確定其進(jìn)給路線。4.刀具選擇1)選用4mm中心鉆鉆中心孔。2)粗車外輪廓及平端面選用93硬質(zhì)合金偏刀,為防止副后刀面與工件輪廓

18、干涉,副偏角不宜過小,故選用刀尖角為35,刀尖圓弧半徑r為0.2mm的外圓車刀。3)精車輪廓時采用刀尖角為35,刀尖圓弧半徑r為0.2mm的涂層車刀或硬質(zhì)合車刀。為了減少刀具數(shù)量,便于管理,粗、精加工可選用同一把外圓車刀。4)粗車、精車內(nèi)輪廓時,選用主偏角為93硬質(zhì)合金內(nèi)孔車刀,刀尖圓弧半徑r為0.2mm。為了減少刀具數(shù)量,便于管理,粗、精加工可選用同一把內(nèi)孔車刀。5)車削工件退刀槽時采用4mm寬切槽刀。將所選定的刀具參數(shù)填入表1-13中,以便于編程和操作管理。表1-13數(shù)控加工刀具選擇卡5.切削用量選擇(1)背吃刀量的選擇 輪廓粗車循環(huán)時選用ap=2mm,精車ap=0.5mm;車螺紋循環(huán)時選

19、用ap=0.4mm,精車ap=0.1mm。(2)主軸轉(zhuǎn)速的選擇 車直線和圓弧時,查相關(guān)技術(shù)手冊選用粗車切削速度vc=90m/min,精車切削速度vc=120m/min。然后利用公式計(jì)算主軸轉(zhuǎn)速(粗車工件直徑50mm,精車工件直徑去平均值),粗車n=600r/min,精車n=1200r/min。車螺紋時,主軸轉(zhuǎn)速n=400r/min。(3)進(jìn)給速度選擇 查表1-14,選擇粗車進(jìn)給量為0.3mm/r(180mm/min),精車進(jìn)給量為0.10mm/r(120mm/min)。表1-14數(shù)控加工工藝卡片表1-14為數(shù)控加工工藝卡片,它是編制加工程序的主要依據(jù),也是操作人員配合數(shù)控程序進(jìn)行數(shù)控加工的指導(dǎo)

20、性文件,主要內(nèi)容包括工步順序、工作內(nèi)容、各工步所用的刀具及切削用量等。表1-14數(shù)控加工工藝卡片 1.數(shù)控車削加工原理及特點(diǎn) 數(shù)控車削是數(shù)控加工中用得最多的加工方法。同常規(guī)的車削加工相比,其加工原理沒有本質(zhì)上的區(qū)別,但具有與常規(guī)車削加工不同的特點(diǎn)。圖1-9 成形運(yùn)動 車削加工時,刀具和工件必須作一定的相對運(yùn)動,以切除坯件上的多余部分,形成一定的形狀、尺寸和表面質(zhì)量,從而獲得所需的機(jī)械零件。刀具與工件之間的這種形成加工表面的運(yùn)動稱表面成形運(yùn)動,簡稱成形運(yùn)動,如圖1-9所示。車削圓柱表面時,工件的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動和車刀平行于工件軸線方向的運(yùn)動就是機(jī)床的成形運(yùn)動;車削端面時,其表面成形運(yùn)動為工件的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動和

21、車刀垂直工件軸線方向的運(yùn)動。 成形運(yùn)動按切削過程中所起的作用可分為主運(yùn)動和進(jìn)給運(yùn)動。(1)主運(yùn)動 主運(yùn)動是切除工件上的被切削層,使之轉(zhuǎn)變?yōu)榍行嫉淖罨具\(yùn)動,是機(jī)床不可缺少的運(yùn)動之一。在車床上,主運(yùn)動是機(jī)床主軸的回轉(zhuǎn)運(yùn)動,即車削加工時工件的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。該運(yùn)動的特點(diǎn)是速度高,消耗的功率大。這一點(diǎn),數(shù)控車床和普通車床都是一樣的。(2)進(jìn)給運(yùn)動 進(jìn)給運(yùn)動是不斷地把被切削層投入切削,以逐漸切出整個工件表面的運(yùn)動。進(jìn)給運(yùn)動與主運(yùn)動相配合,就可以形成完整的切削加工表面。數(shù)控車床的X和Z坐標(biāo)軸的運(yùn)動就是兩個進(jìn)給運(yùn)動,這兩個運(yùn)動可以單獨(dú)也可以同時進(jìn)給,從而加工出各種具有復(fù)雜素線的回轉(zhuǎn)體工件。(1)自動化程度高在數(shù)

22、控機(jī)床上加工零件時,除了手工裝卸工件外,都由機(jī)床自動完成。這就減輕了操作者的勞動強(qiáng)度,改善了勞動條件。(2)加工精度高,加工質(zhì)量穩(wěn)定數(shù)控加工的尺寸精度通常為0.0050.01mm,目前最高的尺寸精度可達(dá)0.0015mm,不受零件形狀復(fù)雜程度的影響,加工中消除了操作者的人為誤差,提高了同批零件的尺寸一致性。(3)對加工對象的適應(yīng)性強(qiáng)在數(shù)控機(jī)床上實(shí)現(xiàn)自動加工的控制信息是加工程序。當(dāng)加工對象改變時,除了相應(yīng)更換刀具和解決工件的裝夾外,只要重新編制該零件的數(shù)控加工程序,即可加工出新的零件,而不必對機(jī)床做任何復(fù)雜的調(diào)整。這種方式給新產(chǎn)品的研制開發(fā)及產(chǎn)品的改進(jìn)和改型提供了便利。2.數(shù)控車削加工的特點(diǎn)與普通

23、車削加工相比,數(shù)控車削具有如下特點(diǎn)。(4)生產(chǎn)效率高數(shù)控機(jī)床的加工效率較高,其原因一方面是自動化程度高,在一次裝夾中能完成較多表面的加工,省去了劃線,多次裝夾,檢測等工序;另一方面是數(shù)控機(jī)床的運(yùn)動速度高,空行程時間短。目前,有的數(shù)控車床的主軸轉(zhuǎn)速可達(dá)50007000r/min。(5)易于建立計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)由于數(shù)控機(jī)床是使用數(shù)字信息,易于與計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)和制造(CAD/CAM)系統(tǒng)連接,形成計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)和制造與數(shù)控機(jī)床緊密結(jié)合的一體化系統(tǒng)。 數(shù)控加工也有不足之處,如數(shù)控機(jī)床價格較高,技術(shù)復(fù)雜,對工藝和編程要求較高,加工中難以調(diào)整,維修及保養(yǎng)要求高。 由于數(shù)控車床具有加工精度高,能作直線和圓弧插

24、補(bǔ),以及在加工過程中能自動變速的特點(diǎn),因此,其工藝范圍較普通機(jī)床寬得多。凡是能在普通車床上裝夾的回轉(zhuǎn)體零件都能在數(shù)控車床上加工。3.零件圖樣分析 分析零件圖樣是工藝準(zhǔn)備工作中的首要工作,它包括工件輪廓的幾何要素、尺寸公差要求、幾何公差要求、表面粗糙度要求、毛坯材料及其熱處理要求,以及批量要求的分析,這些都是制訂合理工藝方案必須考慮的,也直接影響到零件加工程序的編制及加工結(jié)果。分析零件圖樣主要包括以下幾個內(nèi)容。(1)尺寸標(biāo)注應(yīng)符合數(shù)控加工的特點(diǎn) 在數(shù)控編制中,所有的點(diǎn)、線、面的尺寸和位置都是以編程原點(diǎn)為基準(zhǔn)的。因此,零件圖樣上最好直接給出坐標(biāo)尺寸,或盡量以同一基準(zhǔn)標(biāo)注尺寸。(2)檢查構(gòu)成零件輪廓

25、的幾何要素是否完整、正確 在程序編制中,編程人員必須充分掌握構(gòu)成零件輪廓的幾何要素參數(shù)及各幾何要素間的關(guān)系。當(dāng)發(fā)現(xiàn)圖樣上存在缺陷時,應(yīng)及時向圖樣的設(shè)計(jì)人員或技術(shù)管理人員反映,解決后方可進(jìn)行程序的編制工作,不可憑自己的推斷或想象盲目加工,以避免不必要的錯誤發(fā)生。(3)分析尺寸公差、表面粗糙度要求 分析零件圖樣的尺寸公差要求和表面粗糙度要求,是確定機(jī)床、刀具、切削用量,以及確定零件尺寸精度的控制方法、手段和加工工藝的主要依據(jù)。在分析過程中,對不同精度的尺寸要求和表面粗糙度要求,在刀具選擇、切削用量、走刀路線等方面進(jìn)行合理的選擇,并將這些選擇在程序編制中應(yīng)用。(5)結(jié)構(gòu)工藝性分析 零件的結(jié)構(gòu)工藝性是

26、指零件對加工方法的適應(yīng)性,即所設(shè)計(jì)的零件結(jié)構(gòu)是否有利于加工成形。在數(shù)控車床上加工零件時,應(yīng)根據(jù)數(shù)控車削的特點(diǎn),認(rèn)真分析零件結(jié)構(gòu)的合理性。在進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析時,若發(fā)現(xiàn)問題,應(yīng)及時向設(shè)計(jì)人員或有關(guān)部分提出修改意見。(4)分析幾何公差要求 除了零件的尺寸公差和表面粗糙度要求達(dá)到圖樣要求外,幾何公差也是保證零件精度的重要要求。在工藝準(zhǔn)備過程中,應(yīng)按圖樣的幾何公差要求來確定零件的定位基準(zhǔn)、加工工藝,以滿足其公差要求。在零件加工的工藝過程中,合理選擇定位基準(zhǔn)對保證零件的尺寸和相互位置精度起決定性的作用。定位基準(zhǔn)有兩種,一種是以毛坯表面作為基準(zhǔn)面的粗基準(zhǔn),另一種是以已加工表面作為基準(zhǔn)面的精基準(zhǔn)。在確定定位基準(zhǔn)與

27、裝夾方案時,應(yīng)注意以下幾點(diǎn)。1)力求設(shè)計(jì)基準(zhǔn)、工藝基準(zhǔn)與編程原點(diǎn)統(tǒng)一,以減小基準(zhǔn)不重合誤差和數(shù)控編程過程中的工作量。4.定位與裝夾方案的確定以及夾具的選擇2)選擇粗基準(zhǔn)時,應(yīng)盡量選擇不加工表面或能牢固、可靠地進(jìn)行裝夾的表面,并注意粗基準(zhǔn)不宜進(jìn)行重復(fù)使用。3)選擇精基準(zhǔn)時,應(yīng)盡可能采用設(shè)計(jì)基準(zhǔn)或轉(zhuǎn)配基準(zhǔn)作為定位基準(zhǔn),并盡量與測量基準(zhǔn)配合?；鶞?zhǔn)重合是保證零件加工質(zhì)量最理想的工藝手段。精基準(zhǔn)雖可重復(fù)使用,但為減小定位誤差,仍應(yīng)盡量減少精基準(zhǔn)的重復(fù)使用(即多次掉頭裝夾等)。4)設(shè)法減少裝夾次數(shù),盡可能做到一次裝夾定位后能加工出工件上全部或大部分的加工表面,以減少裝夾誤差,提高加工表面之間的相互位置精度

28、,充分發(fā)揮機(jī)床的效率。5)避免采用占機(jī)人工調(diào)整式方案,以免占機(jī)時間太多,影響加工效率。數(shù)控車床對工件的裝夾要具備以下兩點(diǎn):首先應(yīng)具有可靠的夾緊力,以防止工件在加工過程中松動;其次,應(yīng)具備較高的定位精度,并便于迅速和方便的裝卸工件。圖1-10工件的裝夾 數(shù)控車床主要用自定心卡盤裝夾,其定位方式主要采用心軸、頂塊、缺牙爪等方式,與普通車床的裝夾定位方式基本相同。如圖1-10所示,采用心軸的方法進(jìn)行工件的裝夾,由于工件內(nèi)孔較小,在心軸上做一個定位銷與工件固定,通過銷釘來傳遞車削時的切削力,以增大轉(zhuǎn)矩并防止工件打滑。圖1-11先粗后精加工示例5.加工順序的安排 在分析了零件圖樣并確定裝夾方式后,接著就

29、要確定零件的加工順序。制訂零件車削加工順序一般應(yīng)遵循以下原則。(1)先粗后精 按照粗車半精車精車的順序進(jìn)行,逐步提高零件的加工精度。粗車的目的是在較短的時間內(nèi)將工件表面上的大部分余量切掉。若粗車后所留余量的均勻性滿足不了精加工的要求時,則要安排半精車。如圖1-11所示,凸圓弧、凹圓弧及臺階、圓錐處的加工余量不一致,則可安排一次半精車作為過渡性工序,使精車的余量基本一致,便于精度的控制。(2)先近后遠(yuǎn) 遠(yuǎn)近是指加工部位相對于換刀點(diǎn)的距離而言的。通常在粗加工時,離換刀點(diǎn)近的部位先加工,離換刀點(diǎn)遠(yuǎn)的后加工。這樣不僅可縮短刀具移動距離,減少空走刀次數(shù),提高效率,還有利于保證毛坯或半成品的剛性,改善其切

30、削條件。(3)內(nèi)外交叉 對既有內(nèi)表面,又有外表面的零件,安排加工順序時,應(yīng)先粗加工內(nèi)外表面,然后精加工內(nèi)外表面。原因是控制內(nèi)表面的尺寸和形狀比較困難,刀具剛性相應(yīng)較差,以及在加工中排屑困難等。(4)刀具集中 所謂刀具集中,就是用一把刀加工完相應(yīng)各部位,再換另一把刀,加工相應(yīng)的其他部位,以減少空行程和換刀時間。6.數(shù)控車床刀具(1)數(shù)控車床刀具的種類、結(jié)構(gòu)及特點(diǎn) 數(shù)控車床刀具從結(jié)構(gòu)上可分為整體式和鑲嵌式。鑲嵌式車刀可分為焊接式和機(jī)夾式。根據(jù)刀體結(jié)構(gòu)的不同,機(jī)夾式又分為不轉(zhuǎn)位和可轉(zhuǎn)位兩種。目前,常用的是可轉(zhuǎn)位刀片的機(jī)夾刀具。 數(shù)控車床刀具目前使用最普遍的是硬質(zhì)合金刀具和高速鋼刀具。 數(shù)控車床刀具從車削工藝上可分為外圓車刀、內(nèi)孔車刀、外螺紋車刀、內(nèi)螺紋車刀、外圓車槽刀、內(nèi)孔車槽刀和端面切槽刀等多種類型。 數(shù)控車床的機(jī)夾可轉(zhuǎn)位刀具已實(shí)行標(biāo)準(zhǔn)化和模塊化。不但提高了數(shù)控機(jī)床的工作效率,而且在使用中非常方便。數(shù)控車床的刀具由