數(shù)控機(jī)床裝配與調(diào)試和數(shù)控機(jī)床編程及加工

數(shù)控機(jī)床裝配與調(diào)試任務(wù)：導(dǎo)軌的選型及計(jì)算步驟?導(dǎo)軌的選型與計(jì)算

2..導(dǎo)軌的技術(shù)要求5.導(dǎo)軌材料與熱處理

?初選導(dǎo)軌型號上節(jié)課講了直線運(yùn)動導(dǎo)軌可以分為滑動摩擦導(dǎo)軌、滾動摩擦導(dǎo)軌、彈性摩擦導(dǎo)軌、流體摩擦導(dǎo)軌等種類，而我們選用的是滾動直線導(dǎo)軌。選用滾動直線導(dǎo)軌的原因：1）滾動直線導(dǎo)軌副動靜摩擦力之差很小，摩擦阻力小，隨動性極好。有利于提高數(shù)控系統(tǒng)的響應(yīng)速度和靈敏度。驅(qū)動功率小，只相當(dāng)普通機(jī)械的十分之一。2）承載能力大，剛度高。3）能實(shí)現(xiàn)高速直線運(yùn)動，起瞬時(shí)速度比滑動導(dǎo)軌提高10倍。4）采用滾動直線導(dǎo)軌副可簡化設(shè)計(jì)，制造和裝配工作，保證質(zhì)量，縮短時(shí)間，降低成本。?導(dǎo)軌的技術(shù)要求1表面粗糙度：1）、刮研導(dǎo)軌刮研導(dǎo)軌具有接觸好、變形小、可以存油、外觀美等特點(diǎn),但勞動強(qiáng)度大、生產(chǎn)率低。主要用于高精度導(dǎo)軌。刮研導(dǎo)軌軌面每25mm×25mm面積內(nèi)的接觸點(diǎn)數(shù)不得少于下表規(guī)定機(jī)床類別滑動導(dǎo)軌移置導(dǎo)軌鑲條、壓板滑動面每條導(dǎo)軌寬度／mm≤250＞250≤100＞100Ⅲ級和Ⅲ級以上2016161212Ⅳ級1612121010Ⅴ級108866表6-8刮研導(dǎo)軌面25mm×25mm內(nèi)接觸點(diǎn)數(shù)?2)導(dǎo)軌生產(chǎn)率高,是加工淬硬導(dǎo)軌唯一方法，磨削導(dǎo)軌表面粗糙度應(yīng)達(dá)到的要求,見表6-9。接觸面要求見表6-10。機(jī)床類型動導(dǎo)軌固定導(dǎo)軌中小型大型重型中小型大型重型Ⅲ級和Ⅲ級以上0.2～0.4(0.1～0.2)0.4～0.8(0.2～0.4)0.8(0.4)0.1～0.2(0.05～0.1)0.2～0.4(0.1～0.2)0.4(0.2)Ⅳ級0.4(0.2)1.6(0.8)1.6(0.8)0.2(0.1)0.4(0.2)0.8(0.4)Ⅴ級0.8(0.4)1.6(0.8)1.6(0.8)0.4(0.2)0.8(0.4)1.6(0.8)表9.3-186-9磨削導(dǎo)軌表面粗糙度Ra注:1.滑動速度大于0.5時(shí),粗糙度應(yīng)降低一級(括號內(nèi)數(shù)值)。2.淬硬導(dǎo)軌的表面粗糙度應(yīng)降低一級(括號內(nèi)數(shù)值)。?表6-10磨削導(dǎo)軌表面的接觸指標(biāo)(%)注:1.寬度接觸達(dá)到要求后,方能作長度的評定。2.鑲條按相配導(dǎo)軌接觸指標(biāo)檢驗(yàn)。機(jī)床類型滑(滾)動導(dǎo)軌移置導(dǎo)軌全長上全寬上全長上全寬上Ⅲ級和Ⅲ級以上80707050Ⅳ級75606545Ⅴ級70506040?確定導(dǎo)軌的長度

由于導(dǎo)軌長度影響工作臺的工作精度和高度，一般可根據(jù)滑塊導(dǎo)向部分的長度來確定導(dǎo)軌長度。其公式為：L=H+S+△l-S1-S2

?其中L—導(dǎo)軌長度H—滑塊的導(dǎo)向面長度S—滑塊行程△l—封閉高度調(diào)節(jié)量S1—滑塊到上死點(diǎn)時(shí)，滑塊露出導(dǎo)軌部分的長度S2—滑塊到下死點(diǎn)時(shí)，滑塊露出導(dǎo)軌部分的長度?2、幾何精度：滾動直線導(dǎo)軌的幾何精度一般包括：垂直平面和水平平面內(nèi)的直線度；兩條導(dǎo)軌面間的平行度。導(dǎo)軌幾何精度可以用導(dǎo)軌全長上的誤差或單位長度上的誤差表示。

?導(dǎo)軌材料與熱處理導(dǎo)軌材料：機(jī)床滑動導(dǎo)軌常用材料主要是灰鑄鐵和耐磨鑄鐵?；诣T鐵通常以HT200或HT300做固定導(dǎo)軌，以HT150或HT200做動導(dǎo)軌。?灰鑄鐵導(dǎo)軌硬度要求硬度要求(HBS)硬度不均勻性(HBS)導(dǎo)軌長度/mm導(dǎo)軌鑄件重量/t不低于不高于導(dǎo)軌長度/mm硬度差不超過≤2500-190255≤250025>2500>3180241>250035>5175241由幾何件連接的導(dǎo)軌45常用耐磨鑄鐵耐磨鑄鐵名稱耐磨性高于普通鑄鐵倍數(shù)磷銅鈦耐磨鑄鐵1.5～2高磷耐磨鑄鐵1釩鈦耐磨鑄鐵1～2稀土鑄鐵1鉻鉬耐磨鑄鐵1?導(dǎo)軌熱處理一般重要的導(dǎo)軌，鑄件粗加工后進(jìn)行一次時(shí)效處理，高精度導(dǎo)軌鑄件半精加工后還需進(jìn)行第二次時(shí)效處理。常用導(dǎo)軌淬火方法有:1)中頻淬火，淬硬層深度(1～2)mm。硬度(45～50)HRC。2)接觸加熱自冷表面淬火，淬硬深度(0.2～0.25)mm,顯微硬度600HM左右。這種淬火方法主要用于大型鑄件導(dǎo)軌。?滾動直線導(dǎo)軌的設(shè)計(jì)計(jì)算1．額定動載荷Ca

額定動載荷是指：滾動直線導(dǎo)軌的額定長度壽命Ts=50km時(shí)，作用在滑座上大小和方向均不變化的載荷。式中：—db為鋼球直徑(mm)；—ls為滑座有效長度(mm)；—Z為有效接觸的鋼球數(shù)；—Ca為額定動載荷(N)。?2．額定靜載荷C0a式中：—K0為適應(yīng)比系數(shù)，其中R為圓弧滾道半徑(mm)；—i為鋼球循環(huán)列數(shù)；—α為接觸角，常取45°；—θ為傾斜角，常取0°；—C0a為額定靜載荷(N)。?3．額定行程長度壽命Ts(km)式中：—K為壽命系數(shù)，一般取K＝50km；—F為滑座工作載荷(N)；—fH為硬度系數(shù)；—fT為溫度系數(shù)；—fc為接觸系數(shù)；—fw為負(fù)荷系數(shù)；—Ca為額定動載荷(N)。?3．額定行程長度壽命Ts(km)式中：—K為壽命系數(shù)，一般取K＝50km；—F為滑座工作載荷(N)；—fH為硬度系數(shù)；—fT為溫度系數(shù)；—fc為接觸系數(shù)；—fw為負(fù)荷系數(shù)；—Ca為額定動載荷(N)。?(四)滾動直線導(dǎo)軌的選擇程序在設(shè)計(jì)選用滾動直線導(dǎo)軌時(shí)：一．對其使用條件（工作載荷、精度要求、速度、工作行程、預(yù)期工作壽命）進(jìn)行研究；二．對其剛度、摩擦特性及誤差平均作用、阻尼特征等綜合考慮，從而達(dá)到正確合理的選用，以滿足主機(jī)技術(shù)性能的要求。4．額定工作時(shí)間壽命Th(h)為式中：—Ls為工作單行程長度(m)；—n為每小時(shí)往復(fù)次數(shù)(次／h)。?例題已知作用在滑座上的載荷F∑＝18000N，滑座個(gè)數(shù)M＝4，單向行程長度ls＝，每分鐘往復(fù)次數(shù)為4，用于輕型銑床的工作臺，每天開機(jī)6h，一年按300個(gè)工作日計(jì)，壽命要求為5年以上，試設(shè)計(jì)選擇滾動直線導(dǎo)軌。

解：由已知條件得，該導(dǎo)軌的額定工作時(shí)間壽命Th為：由：得：?因滑座數(shù)M＝4，所以每根導(dǎo)軌上使用2個(gè)滑座，由表確定fc=0.81，fH=1，fT=1，fW=2。則由：?查表，有HJG-D45型號的導(dǎo)軌的Ca值為43800N，能滿足五年的使用要求，所以可選用HJG—D45型號的滾動直線導(dǎo)軌。得：?導(dǎo)軌設(shè)計(jì)和使用注意事項(xiàng)

正確合理地設(shè)計(jì)和使用滾動直線導(dǎo)軌副,可以提高耐用度和精度保持性,減少維修和保養(yǎng)時(shí)間。為此,應(yīng)注意如下事項(xiàng):

?1)盡量避免力矩和偏心載荷的作用2)提高剛度,減少振動3)降低加速度的影響4)導(dǎo)軌潤滑與防護(hù)5)注意防塵?1)盡量避免力矩和偏心載荷的作用

滾動直線導(dǎo)軌副樣本中給出的額定動,靜載荷,都是在各個(gè)滾珠受載均勻的理想狀態(tài)下算出的。因此,必須十分注意避免力矩載荷和偏心載荷。否則,一部分滾珠承受的載荷,有可能超過計(jì)算Ca值時(shí)確定的許用接觸應(yīng)力,導(dǎo)致過早的疲勞破壞或產(chǎn)生壓痕并出現(xiàn)振動,噪聲,降低移動精度等現(xiàn)象。

?2)提高剛度,減少振動

適當(dāng)預(yù)緊可以提高剛度,均化滾動體的受力從而提高壽命,并在一定程度上提高阻尼。但是預(yù)緊力過大會增加導(dǎo)軌副的摩擦阻力,增加發(fā)熱,降低使用壽命。因此預(yù)緊力有其最佳值。

?3)降低加速度的影響

直線滾動導(dǎo)軌副的移動速度可以高達(dá)600m/min。起動和停止時(shí),將產(chǎn)生一個(gè)力矩,使部分滾動體受載過大,造成破壞。因此,如果加速度較大,應(yīng)采取以下措施:減輕被移動物體的質(zhì)量,降低物體的重心,采取多級制動以降低加速度,在啟動和制動時(shí),增加阻尼裝置等。?4）導(dǎo)軌的潤滑1、目的：減少摩擦阻力和摩擦磨損，以避免低速爬行和降低高溫時(shí)的溫升。2、

要求：潤滑油黏度小，雜質(zhì)少且不侵蝕機(jī)件，要具備可靠的防護(hù)裝置。3、方式：澆油油杯手動潤滑泵安裝潤滑電磁泵?導(dǎo)軌防護(hù)：

①固定保護(hù)：利用導(dǎo)軌中移動件倆端的延長物保護(hù)導(dǎo)軌。②刮屑板：利用毛氈或耐油橡膠制成與導(dǎo)軌形狀相吻合的刮條，使之刮走落在導(dǎo)軌上的灰塵，切屑等。

5）注意防塵：為了防止異物浸入和潤滑油瀉出，產(chǎn)品出廠時(shí)滑塊座兩端均裝有耐橡膠密封墊。?謝謝觀賞?機(jī)械工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心數(shù)控機(jī)床編程及加工機(jī)械工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心實(shí)驗(yàn)?zāi)康耐ㄟ^數(shù)控機(jī)床的加工程序編制，掌握編程的方法及技巧；將在計(jì)算機(jī)上用OpenSoftCNC軟件模擬顯示加工過程校驗(yàn)程序，然后在數(shù)控機(jī)床上對工件進(jìn)行加工；結(jié)合機(jī)械加工工藝，實(shí)現(xiàn)最優(yōu)化編程，提高加工質(zhì)量和生產(chǎn)效率。機(jī)械工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心數(shù)控編程的基本原理數(shù)控編程的目的；數(shù)控編程的內(nèi)容；編程步驟。機(jī)械工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心數(shù)控編程的基本原理所謂編程，就是把零件的圖形尺寸、工藝過程、工藝參數(shù)、機(jī)床的運(yùn)動以及刀具位移等內(nèi)容，按照數(shù)控機(jī)床的編程格式和能識別的語言記錄在程序單上的全過程。這樣編制的程序還必須按規(guī)定把程序單制備成控制介質(zhì)如程序紙帶、磁帶等，變成數(shù)控系統(tǒng)能讀懂的信息，再送入數(shù)控機(jī)床，數(shù)控機(jī)床的CNC裝置對程序經(jīng)過處理之后，向機(jī)床各坐標(biāo)的伺服系統(tǒng)發(fā)出指令信息，驅(qū)動機(jī)床完成相應(yīng)的運(yùn)動。數(shù)控編程的目的機(jī)械工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心數(shù)控編程的基本原理①分析零件圖紙，確定加工工藝過程；②計(jì)算走刀軌跡，得出刀位數(shù)據(jù)；③編寫零件加工程序；④制作控制介質(zhì)；⑤校對程序及首件試加工。數(shù)控編程的內(nèi)容機(jī)械工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心數(shù)控編程的基本原理數(shù)控編程的步驟零件圖紙分析零件圖紙制定工藝規(guī)程數(shù)學(xué)處理編寫程序文件制作控制介質(zhì)程序校驗(yàn)及試切數(shù)控機(jī)床機(jī)械工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心OpenSoftCNC軟件介紹OpenSoftCNC軟件包括數(shù)控車床模擬仿真和數(shù)控銑床模擬仿真系統(tǒng)，由軟件+標(biāo)準(zhǔn)硬件系統(tǒng)構(gòu)成，不要求專用硬件或運(yùn)動控制卡，所有數(shù)控功能和邏輯控制功能均由軟件完成，操作界面由系統(tǒng)操作和機(jī)床控制兩大部分組成。機(jī)械工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心OpenSoftCNC軟件介紹為例，軟件提供下列指令：以數(shù)控車床模擬仿真系統(tǒng)（OpenSoftCNC01T）組別指令功能編程格式模態(tài)

1G00快速線性移動G00X(U)_Z(W)_√G01直線插補(bǔ)G01X(U)_Z(W)_√G02順時(shí)針圓弧插補(bǔ)G02I_K_X(U)_Z(W)_√G03逆時(shí)針圓弧插補(bǔ)G03I_K_X(U)_Z(W)_√G32恒螺距公制螺紋插補(bǔ)G32X(U)_Z(W)_K_I_H√G33恒螺距英制螺紋插補(bǔ)G33X(U)_Z(W)_K_I_H√G27X軸返回程序零點(diǎn)G27

G28Z軸返回程序零點(diǎn)G28

G92定義絕對坐標(biāo)系G92X_Z_√2G04延時(shí)G04E_

3M00暫停M00

M02程序結(jié)束M02

4M03主軸正轉(zhuǎn)M03√M04主軸反轉(zhuǎn)M04√M05主軸停M05√5M08開冷卻液M08√M09關(guān)冷卻液M09√

6M97程序跳轉(zhuǎn)M97P_

M98子程序調(diào)用M98P_L_

M99子程序返回M99

7M20自定義開關(guān)1有效M20√M21自定義開關(guān)1無效M21√8M22自定義開關(guān)2有效M22√M23自定義開關(guān)2無效M23√9S主軸轉(zhuǎn)速控制S00～S07；S0000～S9999√10T指定刀具T00～T05√11F指定速度F12～F4000√機(jī)械工程實(shí)