維修電工第四章加-工-中-心課件

1、第四章加 工 中 心 主編第一節(jié)概述一、加工中心簡(jiǎn)介 數(shù)控加工中心是一種帶有刀庫(kù)并能自動(dòng)更換刀具，對(duì)工件能夠在一定的范圍內(nèi)進(jìn)行多種加工操作的數(shù)控機(jī)床。 在加工中心上加工的零件具有以下特點(diǎn)：工件經(jīng)過(guò)一次裝夾后，數(shù)控系統(tǒng)能控制機(jī)床按不同的工序自動(dòng)選擇和更換刀具；自動(dòng)改變機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速、進(jìn)給量和刀具相對(duì)工件的運(yùn)動(dòng)軌跡及其他輔助功能，連續(xù)對(duì)工件各加工面自動(dòng)地進(jìn)行鉆孔、锪孔、鉸孔、鏜孔、攻螺紋、銑削等多工序加工。二、加工中心的分類 立式加工中心是指主軸為垂直狀態(tài)的加工中心，如圖4-1所示。其結(jié)構(gòu)形式多為固定立柱，工作臺(tái)為長(zhǎng)方形，無(wú)分度回轉(zhuǎn)功能，適用于加工盤、套、板類零件，它一般具有兩個(gè)直線運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)軸，并可

2、在工作臺(tái)上安裝一個(gè)沿水平軸旋轉(zhuǎn)的回轉(zhuǎn)臺(tái)，用以加工螺旋線類零件。圖4-1立式加工中心圖4-2臥式加工中心2.臥式加工中心2.臥式加工中心 臥式加工中心指主軸為水平狀態(tài)的加工中心，如圖4-2 所示。臥式加工中心通常都帶有自動(dòng)分度的回轉(zhuǎn)工作臺(tái)，它一般具有35個(gè)運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)。常見的臥式加工中心是三個(gè)直線運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)加一個(gè)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)，工件在一次裝夾后，能完成除安裝面和頂面以外的各個(gè)表面的加工，它最適合加工箱體類零件。與立式加工中心相比較，臥式加工中心加工時(shí)排屑容易，對(duì)加工有利，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，價(jià)格較高。3.龍門式加工中心 龍門式加工中心如圖4-3所示，其形狀與數(shù)控龍門銑床相似。龍門式加工中心主軸多為垂直設(shè)置，除自

3、動(dòng)換刀裝置以外，還帶有可更換的主軸頭附件，數(shù)控裝置的功能也較齊全，能夠一機(jī)多用，尤其適用于加工大型和形狀復(fù)雜的工件。圖4-3龍門式加工中心4.五軸加工中心4.五軸加工中心 五軸加工中心如圖4-4所示，它兼具立式加工中心和臥式加工中心的功能。工件一次安裝后能完成除安裝面以外的各個(gè)面的加工。常見的五軸加工中心有兩種形式：一種是主軸可以旋轉(zhuǎn)90，對(duì)工件進(jìn)行立式和臥式加工；另一種是主軸不改變方向，而由工作臺(tái)帶著工件旋轉(zhuǎn)90，完成對(duì)工件五個(gè)表面的加工。圖4-4五軸加工中心4.五軸加工中心圖4-5虛軸加工中心5.虛軸加工中心 虛軸加工中心如圖4-5所示，它改變了以往傳統(tǒng)機(jī)床的結(jié)構(gòu)，通過(guò)連桿的運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)主軸

4、多自由度的運(yùn)動(dòng)，完成對(duì)工件復(fù)雜曲面的加工。三、加工中心的基本組成 加工中心有多種類型,雖然外形結(jié)構(gòu)不相同，但都是由基礎(chǔ)部件、主軸部件、數(shù)控系統(tǒng)和自動(dòng)換刀裝置4個(gè)部分組成。如圖4-6所示。1.基礎(chǔ)部件 基礎(chǔ)部件主要由床身、立柱和工作臺(tái)等組成，它們主要承受加工中心的靜載荷和加工時(shí)的沖擊負(fù)載，因此必須具備高的靜剛度和動(dòng)剛度。2.主軸部件 主軸部件由主軸箱、主軸電動(dòng)機(jī)、主軸和主軸軸承等零件組成。主軸的起動(dòng)、停止等動(dòng)作和轉(zhuǎn)速均由數(shù)控系統(tǒng)控制，并通過(guò)裝在主軸上的刀具進(jìn)行切削。主軸部件是切削加工的功率輸出部件，是加工中心的關(guān)鍵部件，其結(jié)構(gòu)的合理性對(duì)加工中心的性能有很大的影響。三、加工中心的基本組成3.數(shù)控系

5、統(tǒng) 數(shù)控系統(tǒng)由CNC裝置、可編程控制器、伺服驅(qū)動(dòng)裝置以及電動(dòng)機(jī)等部件組成，是加工中心執(zhí)行控制動(dòng)作和控制加工過(guò)程的中心。4.自動(dòng)換刀裝置(ATC) 加工中心與一般數(shù)控機(jī)床的區(qū)別在于加工中心具有對(duì)零件進(jìn)行多工序加工的能力，即有一套自動(dòng)換刀裝置。圖4-6加工中心的組成四、加工中心的主要技術(shù)參數(shù)表4-1加工中心的主要技術(shù)參數(shù)表4-1加工中心的主要技術(shù)參數(shù)五、刀庫(kù)1.刀庫(kù)分類 在加工中心上使用的刀庫(kù)主要有兩種，一種是盤式刀庫(kù)，如圖4-7所示；另一種是鏈?zhǔn)降稁?kù)，如圖4-8所示。盤式刀庫(kù)裝刀容量相對(duì)較小，一般為 124把，主要適用于小型加工中心；鏈?zhǔn)降稁?kù)裝刀容量大，一般為1100把，主要適用于大中型加工中心

6、。圖4-7盤式刀庫(kù)圖4-8鏈?zhǔn)降稁?kù)2.換刀方式(1)機(jī)械手換刀由刀庫(kù)選刀，再由機(jī)械手完成換刀動(dòng)作，這是加工中心普遍采用的形式。(2)主軸換刀 通過(guò)刀庫(kù)和主軸箱的配合動(dòng)作來(lái)完成換刀，適用于刀庫(kù)中刀具位置與主軸上刀具位置一致的情況。3.刀具識(shí)別方法(1)刀座編碼在刀庫(kù)的刀座上編有號(hào)碼，在裝刀之前，首先對(duì)刀庫(kù)進(jìn)行重整設(shè)定，設(shè)定完后，就變成了刀具號(hào)和刀座號(hào)一致的情況，此時(shí)一號(hào)刀座對(duì)應(yīng)的就是一號(hào)刀具，經(jīng)過(guò)換刀之后，一號(hào)刀具并不一定放到一號(hào)刀座中(刀庫(kù)采用就近放刀原則)，此時(shí)數(shù)控系統(tǒng)自動(dòng)記憶一號(hào)刀具放到了幾號(hào)刀座中，數(shù)控系統(tǒng)采用循環(huán)記憶方式。(2)刀柄編碼 識(shí)別傳感器在刀柄上編有號(hào)碼，將刀具號(hào)首先與刀柄號(hào)

7、對(duì)應(yīng)起來(lái)，把刀具裝在刀柄上，再裝入刀庫(kù)，在刀庫(kù)上有刀柄感應(yīng)器，當(dāng)需要的刀具從刀庫(kù)中轉(zhuǎn)到裝有感應(yīng)器的位置時(shí)，被感應(yīng)到后，從刀庫(kù)中調(diào)出交換到主軸上。六、加工中心的一般操作規(guī)程1)必須遵守機(jī)床操作一般安全操作規(guī)程。2)工作前按規(guī)定應(yīng)穿戴好防護(hù)用品，扎好袖口，不準(zhǔn)戴圍巾、戴手套、打領(lǐng)帶、圍圍裙；女生發(fā)辮應(yīng)挽在帽子內(nèi)。3)開機(jī)前檢查刀具補(bǔ)償、機(jī)床零點(diǎn)、工件零點(diǎn)等是否正確。4)各按鈕相對(duì)位置應(yīng)符合操作要求。5)檢查設(shè)備上的防護(hù)、保險(xiǎn)、信號(hào)、位置、機(jī)械傳動(dòng)部分、電氣、液壓、數(shù)顯等系統(tǒng)的運(yùn)行狀況，在一切正常的情況下方可進(jìn)行切削加工。6)加工前機(jī)床試運(yùn)轉(zhuǎn)，應(yīng)檢查潤(rùn)滑、機(jī)械、電氣、液壓、數(shù)顯等系統(tǒng)的運(yùn)行狀況，在一

8、切正常的情況下方可進(jìn)行切削加工。六、加工中心的一般操作規(guī)程7)機(jī)床按程序進(jìn)入加工運(yùn)行后，操作人員不準(zhǔn)接觸運(yùn)動(dòng)著的工件、刀具和傳動(dòng)部分，禁止隔著機(jī)床轉(zhuǎn)動(dòng)部分傳遞或拿取工具等物品。8)調(diào)整機(jī)床、裝夾工件和刀具以及擦拭機(jī)床時(shí)，必須停機(jī)。9)工具或其他物品不許放在電器、操作柜及防護(hù)罩上。10)不準(zhǔn)用手直接清除鐵屑，應(yīng)使用專門工具清掃。11)發(fā)現(xiàn)異常情況及報(bào)警信號(hào)，應(yīng)立即停機(jī)，請(qǐng)有關(guān)人員檢查。12)不準(zhǔn)在機(jī)床運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)離開工作崗位，因故要離開時(shí)，將工作臺(tái)放在中間位置，刀桿退回，必須停機(jī)，并切斷主機(jī)電源。第二節(jié)零 件 加 工 主編一、加工實(shí)例圖4-9實(shí)例零件圖1.工藝分析 如圖4-9所示，零件外形規(guī)則，被加工

9、部分的各尺寸、形位、表面粗糙度等要求較高。圖中包含了平面、內(nèi)外輪廓、挖槽、鉆孔、鉸孔及銑孔等加工，且大部分的尺寸均達(dá)到IT8I1.工藝分析1)裝夾工件，銑削120mm80mm的平面(銑出即可)，選用80mm面銑刀。2)重新裝夾工件(已加工表面朝下)，銑削表面，保證總厚度尺寸19mm。3)粗加工外輪廓，去除多余材料，保證深度尺寸5mm。4)粗加工旋轉(zhuǎn)與整圓型腔，保證深度尺寸5mm。5)粗加工右上角小型腔，保證深度尺寸5mm。6)銑4個(gè)10mm孔，保證孔的直徑和深度。7)精加工外輪廓與三個(gè)型腔，保證所有相關(guān)尺寸。8)鉆孔加工。9)鉆孔加工。10)鉸孔加工。1.工藝分析表4-2各工序刀具的切削參數(shù)2

10、.編寫程序 該零件參考程序(以華中系統(tǒng)為例)，文件名為O1234。 工序1銑削平面在MDI方式下完成，不必設(shè)置坐標(biāo)系。在執(zhí)行加工工序2之前要進(jìn)行對(duì)刀，將刀具送入刀庫(kù)(對(duì)號(hào)入座)并設(shè)置工件坐標(biāo)系以及補(bǔ)償?shù)葏?shù)， 工序2工序10由以下程序完成加工，正式加工前必須進(jìn)行程序的檢查和校驗(yàn)，并進(jìn)行首件試切，確認(rèn)無(wú)誤后自動(dòng)加工。3.刀具和工件安裝及找正 本次加工需要刀具8把，其具體規(guī)格見表4-2，毛坯尺寸為120mm80mm20mm，材料為45鋼。毛坯首先要進(jìn)行定位面的銑削，當(dāng)定位面銑好后方可進(jìn)行工件的定位裝夾。工件安裝在機(jī)用平口鉗上，下方用平行墊塊墊著，保證工件上表面與鉗口底面裝夾的平行度。4.對(duì)刀操作

11、以80mm面銑刀作為基準(zhǔn)刀，其他刀與基準(zhǔn)刀有一定的長(zhǎng)度方向誤差，只需在長(zhǎng)度補(bǔ)償輸入相應(yīng)的長(zhǎng)度差值就可以了。5.程序的調(diào)試(1)機(jī)床鎖住調(diào)試(2)空運(yùn)行調(diào)試把工件坐標(biāo)系的Z值向正方向移動(dòng)50mm,適當(dāng)降低進(jìn)給速度，單段運(yùn)行，檢查刀具運(yùn)動(dòng)是否正確。第三節(jié)維 護(hù) 保 養(yǎng) 主編一、日常維護(hù)1)每天檢查潤(rùn)滑油液面高度，及時(shí)添加潤(rùn)滑油。2)每天檢查各壓力單元的壓力是否符合標(biāo)準(zhǔn)。3)每天檢查主軸內(nèi)錐孔吹氣是否正常。4)每天用無(wú)塵紙擦拭主軸內(nèi)錐孔。5)每天清潔暴露在外的極限開關(guān)以及碰塊。6)加工結(jié)束后，清掃機(jī)器四周，保持環(huán)境整潔。7)每周檢查切削液的pH值,必要時(shí)更換。二、機(jī)床的維護(hù)1.機(jī)械部分1)檢查潤(rùn)滑系

12、統(tǒng)、壓力計(jì)狀態(tài)，清洗潤(rùn)滑系統(tǒng)過(guò)濾網(wǎng)；定期更換潤(rùn)滑油并疏通油路。2)檢查氣動(dòng)系統(tǒng)，清潔空氣過(guò)濾網(wǎng)。3)檢查液壓系統(tǒng)，清潔過(guò)濾器、清洗油箱，更換或過(guò)濾油液。4)檢查緊固件及各傳動(dòng)部件，更換已損壞的各零部件。5)檢查油脂潤(rùn)滑部位，并按要求加注潤(rùn)滑脂。6)清潔、清洗傳動(dòng)導(dǎo)軌面。7)檢查防護(hù)罩狀態(tài)。2.機(jī)床電氣部分1)定期清潔控制柜內(nèi)電氣元件，檢查、緊固各接線端子。2)定期清潔數(shù)控系統(tǒng)控制模塊、印制電路板及散熱裝置。3.刀庫(kù)及換刀機(jī)械手1)嚴(yán)禁把超重、超長(zhǎng)的刀具裝入刀庫(kù)，防止在機(jī)械手換刀時(shí)掉刀或刀具與工件、夾具等發(fā)生碰撞。2)采用順序選刀方式時(shí)，必須注意刀具放置在刀庫(kù)中的順序要正確。3)往刀庫(kù)上裝刀時(shí)，要確保裝到位，裝牢靠，并檢查刀座上的鎖緊裝置是否可靠。4)經(jīng)常檢查刀庫(kù)的回零位置是否正確，檢查機(jī)床主軸回?fù)Q刀點(diǎn)位置是否到位，發(fā)現(xiàn)問題要及時(shí)調(diào)整。5)要注意保持刀具刀柄和刀套的清潔。6)開機(jī)時(shí)，應(yīng)先使刀庫(kù)和機(jī)械手空運(yùn)行，檢查各部分工作是否正常，特別是行程開關(guān)和電磁閥能否正常動(dòng)作。三、加工中心常見故障及排除(1)刀庫(kù)不能轉(zhuǎn)動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)不到位(2)刀庫(kù)轉(zhuǎn)不到位原因包括電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)故障，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)誤差等。(3)刀套不能夾緊刀具原因可能是刀套上的調(diào)整螺釘松動(dòng)，或彈簧太松，造成卡緊力不足；或刀具超重。(4)刀套上下不到位原因可能是裝置調(diào)整不當(dāng)或加工誤差過(guò)大