數(shù)控機(jī)床實(shí)習(xí)報(bào)告-3

1數(shù)控車床的工作原理與組成

數(shù)控車床與普通車床一樣，也是用來加工零件旋轉(zhuǎn)表面的。一般能夠自動(dòng)完成外圓柱面、圓錐面、球面以及螺紋的加工，還能加工一些復(fù)雜的回轉(zhuǎn)面，如雙曲面等。車床和普通車床的工件安裝方式基本相同，為了提高加工效率，數(shù)控車床多采用液壓、氣動(dòng)和電動(dòng)卡盤。

數(shù)控車床的外形與普通車床相似，即由床身、主軸箱、刀架、進(jìn)給系統(tǒng)壓系統(tǒng)、冷卻和潤滑系統(tǒng)等部分組成。數(shù)控車床的進(jìn)給系統(tǒng)與普通車床有質(zhì)的區(qū)別，傳統(tǒng)普通車床有進(jìn)給箱和交換齒輪架，而數(shù)控車床是直接用伺服電機(jī)通過滾珠絲杠驅(qū)動(dòng)溜板和刀架實(shí)現(xiàn)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，因而進(jìn)給系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)大為簡化。

按車床主軸位置分類

數(shù)控車床可分為臥式和立式兩大類。臥式車床又有水平導(dǎo)軌和傾斜導(dǎo)軌兩種。檔次較高的數(shù)控臥車一般都采用傾斜導(dǎo)軌。按刀架數(shù)量分類，又可分為單刀架數(shù)控車床和雙刀架數(shù)控車，前者是兩坐標(biāo)控制，后者是4坐標(biāo)控制。雙刀架臥車多數(shù)采用傾斜導(dǎo)軌。

(1)立式數(shù)控車床立式數(shù)控車床簡稱為數(shù)控立車，其車床主軸垂直于水平面，一個(gè)直徑很大的圓形工作臺(tái)，用來裝夾工件。這類機(jī)床主要用于加工徑向尺寸大、軸向尺寸相對(duì)較小的大型復(fù)雜零件。

(2)臥式數(shù)控車床臥式數(shù)控車床又分為數(shù)控水平導(dǎo)軌臥式車床和數(shù)控傾斜導(dǎo)軌臥式車床。其傾斜導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)可以使車床具有更大的剛性，并易于排除切屑。

2程序編制和輸入方法控機(jī)床程序編制

一.數(shù)控機(jī)床編程的方法

數(shù)控機(jī)床程序編制的方法有三種：即手工編程、自動(dòng)編程和CAD/CAM。

1.手工編程

由人工完成零件圖樣分析、工藝處理、數(shù)值計(jì)算、書寫程序清單直到程序的輸入和檢驗(yàn)。適用于點(diǎn)位加工或幾何形狀不太復(fù)雜的零件，但是，非常費(fèi)時(shí)，且編制復(fù)雜零件時(shí)，容易出錯(cuò)。

2.自動(dòng)編程

使用計(jì)算機(jī)或程編機(jī)，完成零件程序的編制的過程，對(duì)于復(fù)雜的零件很方便。

3.CAD/CAM

利用CAD/CAM軟件，實(shí)現(xiàn)造型及圖象自動(dòng)編程。最為典型的軟件是MasterCAM，其可以完成銑削二坐標(biāo)、三坐標(biāo)、四坐標(biāo)和五坐標(biāo)、車削、線切割的編程，此類軟件雖然功能單一，但簡單易學(xué)，價(jià)格較低，仍是目前中小企業(yè)的選擇。

二.數(shù)控機(jī)床程序編制的內(nèi)容和步驟

1.數(shù)控機(jī)床編程的主要內(nèi)容

分析零件圖樣、確定加工工藝過程、進(jìn)行數(shù)學(xué)處理、編寫程序清單、制作控制介質(zhì)、進(jìn)行程序檢查、輸入程序以及工件試切。

2.數(shù)控機(jī)床的步驟

1)分析零件圖樣和工藝處理

根據(jù)圖樣對(duì)零件的幾何形狀尺寸，技術(shù)要求進(jìn)行分析，明確加工的內(nèi)容及要求，決定加工方案、確定加工順序、設(shè)計(jì)夾具、選擇刀具、確定合理的走刀路線及選擇合理的切削用量等。

同時(shí)還應(yīng)發(fā)揮數(shù)控系統(tǒng)的功能和數(shù)控機(jī)床本身的能力，正確選擇對(duì)刀點(diǎn)，切入方式，盡量減少諸如換刀、轉(zhuǎn)位等輔助時(shí)間。

2)數(shù)學(xué)處理

編程前，根據(jù)零件的幾何特征，先建立一個(gè)工件坐標(biāo)系，根據(jù)零件圖紙的要求，制定加工路線，在建立的工件坐標(biāo)系上，首先計(jì)算出刀具的運(yùn)動(dòng)軌跡。對(duì)于形狀比較簡單的零件（如直線和圓弧組成的零件），只需計(jì)算出幾何元素的起點(diǎn)、終點(diǎn)、圓弧的圓心、兩幾何元素的交點(diǎn)或切點(diǎn)的坐標(biāo)值。

3)編寫零件程序清單

加工路線和工藝參數(shù)確定以后，根據(jù)數(shù)控系統(tǒng)規(guī)定的指定代碼及程序段格式，編寫零件程序清單。

4)程序輸入

5)程序校驗(yàn)與首件試切3數(shù)控車床加工工藝過程1、合理選擇切削用量對(duì)于高效率的金屬切削加工來說，被加工材料、切削工具、切削條件是三大要素。這些決定著加工時(shí)間、刀具壽命和加工質(zhì)量。經(jīng)濟(jì)有效的加工方式必然是合理的選擇了切削條件。切削條件的三要素：切削速度、進(jìn)給量和切深直接引起刀具的損傷。伴隨著切削速度的提高，刀尖溫度會(huì)上升，會(huì)產(chǎn)生機(jī)械的、化學(xué)的、熱的磨損。切削速度提高20%，刀具壽命會(huì)減少1/2。進(jìn)給條件與刀具后面磨損關(guān)系在極小的范圍內(nèi)產(chǎn)生。但進(jìn)給量大，切削溫度上升，后面磨損大。它比切削速度對(duì)刀具的影響小。切深對(duì)刀具的影響雖然沒有切削速度和進(jìn)給量大，但在微小切深切削時(shí)，被切削材料產(chǎn)生硬化層，同樣會(huì)影響刀具的壽命。用戶要根據(jù)被加工的材料、硬度、切削狀態(tài)、材料種類、進(jìn)給量、切深等選擇使用的切削速度。最適合的加工條件的選定是在這些因素的基礎(chǔ)上選定的。有規(guī)則的、穩(wěn)定的磨損達(dá)到壽命才是理想的條件。然而，在實(shí)際作業(yè)中，刀具壽命的選擇與刀具磨損、被加工尺寸變化、表面質(zhì)量、切削噪聲、加工熱量等有關(guān)。在確定加工條件時(shí)，需要根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行研究。對(duì)于不銹鋼和耐熱合金等難加工材料來說，可以采用冷卻劑或選用剛性好的刀刃。2、合理選擇刀具1.粗車時(shí)，要選強(qiáng)度高、耐用度好的刀具，以便滿足粗車時(shí)大背吃刀量、大進(jìn)給量的要求。2.精車時(shí)，要選精度高、耐用度好的刀具，以保證加工精度的要求。3.為減少換刀時(shí)間和方便對(duì)刀，應(yīng)盡量采用機(jī)夾刀和機(jī)夾刀片。3、合理選擇夾具1.盡量選用通用夾具裝夾工件，避免采用專用夾具；2.零件定位基準(zhǔn)重合，以減少定位誤差。4、確定加工路線加工路線是指數(shù)控機(jī)床加工過程中，刀具相對(duì)零件的運(yùn)動(dòng)軌跡和方向。1.應(yīng)能保證加工精度和表面粗糙要求；2.應(yīng)盡量縮短加工路線，減少刀具空行程時(shí)間。5、加工路線與加工余量的聯(lián)系目前，在數(shù)控車床還未達(dá)到普及使用的條件下，一般應(yīng)把毛坯上過多的余量，特別是含有鍛、鑄硬皮層的余量安排在普通車床上加工。如必須用數(shù)控車床加工時(shí)，則需注意程序的靈活安排。6、夾具安裝要點(diǎn)目前液壓卡盤和液壓夾緊油缸的連接是靠拉桿實(shí)現(xiàn)的，液壓卡盤夾緊要點(diǎn)如下：首先用搬手卸下液壓油缸上的螺帽，卸下拉管，并從主軸后端抽出，再用搬手卸下卡盤固定螺釘，即可卸下卡盤。4數(shù)控車床的操作方法與安全操作規(guī)程方法1、機(jī)床潤滑2、機(jī)床開機(jī)3、會(huì)機(jī)械零點(diǎn)4、裝刀和裝工件5、機(jī)床對(duì)刀6輸入程序7、機(jī)床加工8機(jī)床加工完畢，清潔規(guī)程一、安全操作基本注意事項(xiàng)1、工作時(shí)請(qǐng)穿好工作服、安全鞋，戴好工作帽及防護(hù)鏡，注意：不允許戴手套操作機(jī)床；2、注意不要移動(dòng)或損壞安裝在機(jī)床上的警告標(biāo)牌；3、注意不要在機(jī)床周圍放置障礙物，工作空間應(yīng)足夠大；4、某一項(xiàng)工作如需要倆人或多人共同完成時(shí)，應(yīng)注意相互間的協(xié)調(diào)一致；5、不允許采用壓縮空氣清洗機(jī)床、電氣柜及NC單元。二、工作前的準(zhǔn)備工作l、機(jī)床工作開始工作前要有預(yù)熱，認(rèn)真檢查潤滑系統(tǒng)工作是否正常，如機(jī)床長時(shí)間未開動(dòng)，可先采用手動(dòng)方式向各部分供油潤滑；2、使用的刀具應(yīng)與機(jī)床允許的規(guī)格相符，有嚴(yán)重破損的刀具要及時(shí)更換；3、調(diào)整刀具所用工具不要遺忘在機(jī)床內(nèi)；4、大尺寸軸類零件的中心孔是否合適，中心孔如太小，工作中易發(fā)生危險(xiǎn)；5、刀具安裝好后應(yīng)進(jìn)行一、二次試切削。6、檢查卡盤夾緊工作的狀態(tài)；7、機(jī)床開動(dòng)前，必須關(guān)好機(jī)床防護(hù)門。三、工作過程中的安全注意事項(xiàng)l、禁止用手接觸刀尖和鐵屑，鐵屑必須要用鐵鉤子或毛刷來清理；2、禁止用手或其它任何方式接觸正在旋轉(zhuǎn)的主軸、工件或其它運(yùn)動(dòng)部位；3、禁止加工過程中量活、變速，更不能用棉絲擦拭工件、也不能清掃機(jī)床；4、車床運(yùn)轉(zhuǎn)中，操作者不得離開崗位機(jī)床發(fā)現(xiàn)異?，F(xiàn)象立即停車；5、經(jīng)常檢查軸承溫度，過高時(shí)應(yīng)找有關(guān)人員進(jìn)行檢查；6、在加工過程中，不允許打開機(jī)床防護(hù)門；7、嚴(yán)格遵守崗位責(zé)任制，機(jī)床由專人使用，他人使用須經(jīng)本人同意；8、工件伸出車床100mm以外時(shí)，須在伸出位置設(shè)防護(hù)物。9、禁止進(jìn)行嘗試性操作。10、手動(dòng)原點(diǎn)回歸時(shí)，注意機(jī)床各軸位置要距離原點(diǎn)-100mm以上，機(jī)床原點(diǎn)回歸順序?yàn)椋菏紫?X軸，其次+Z軸。11、使用手輪或快速移動(dòng)方式移動(dòng)各軸位置時(shí)，一定要看清機(jī)床X、Z軸各方向“＋、－”號(hào)標(biāo)牌后再移動(dòng)。移動(dòng)時(shí)先慢轉(zhuǎn)手輪觀察機(jī)床移動(dòng)方向無誤后方可加快移動(dòng)速度12、編完程序或?qū)⒊绦蜉斎霗C(jī)床后，須先進(jìn)行圖形模擬，準(zhǔn)確無誤后再要進(jìn)行機(jī)床試運(yùn)行，并且刀具應(yīng)離開工件端面200mm以上。13、程序運(yùn)行注意事項(xiàng)：（1）對(duì)刀應(yīng)準(zhǔn)確無誤，刀具補(bǔ)償號(hào)應(yīng)與程序調(diào)用刀具號(hào)符合。（2）檢查機(jī)床各功能按鍵的位置是否正確。（3）光標(biāo)要放在主程序頭。（4）夾注適量冷卻液。（5）站立位置應(yīng)合適，啟動(dòng)程序時(shí)，右手作按停止按鈕準(zhǔn)備，程序在運(yùn)行當(dāng)中手不能離開停止按鈕，如有緊急情況立即按下停止按鈕。14、加工過程中認(rèn)真觀察切削及冷卻狀況，確保機(jī)床、刀具的正常運(yùn)行及工件的質(zhì)量。并關(guān)閉防護(hù)門以免鐵屑、潤滑油飛出15、在程序運(yùn)行中須暫停測量工件尺寸時(shí)，要待機(jī)床完全停止、主軸停轉(zhuǎn)后方可進(jìn)行測量，以免發(fā)生人身事故。16、關(guān)機(jī)時(shí)，要等主軸停轉(zhuǎn)3分鐘后方可關(guān)機(jī)。17、未經(jīng)許可禁止打開電器箱。18、各手動(dòng)潤滑點(diǎn)必須按說明書要求潤滑。19、修改程序的鑰匙在程序調(diào)整完后要立即拿掉，不得插在機(jī)床上，以免無意改動(dòng)程序20、使用機(jī)床時(shí)候，每日必須使用削油循環(huán)0.5小時(shí)，冬天時(shí)間可稍短一些，切削液要定期更換，一般在1—2個(gè)月之間。21、機(jī)床若數(shù)天不使用，則每隔一天應(yīng)對(duì)NC及CRT部分通電2-3小時(shí)四、工作完成后的注意事項(xiàng)：l、清除切屑、擦拭機(jī)床，使用機(jī)床與環(huán)境保持清潔狀態(tài)。2、注意檢查或更換磨損壞了的機(jī)床導(dǎo)軌上的油察板。3、檢查潤滑油、冷卻液的狀態(tài)，及時(shí)添加或更換。4、依次關(guān)掉機(jī)床操作面板上的電源和總電源。5、工件與刀具的安裝（一）工件的安裝數(shù)控機(jī)床夾具是用以裝夾工件（和引導(dǎo)刀具）的一種裝置，其作用是將工件定位，以使工件獲得相對(duì)于機(jī)床和刀具的正確位置，并把工件可靠地夾緊。工件裝夾的內(nèi)容包括：·定位：使工件相對(duì)于機(jī)床及刀具處于正確的位置?！A緊：工件定位后，將工件緊固，使工件在加工過程中不發(fā)生位置變化?！ざㄎ慌c夾緊的關(guān)系：是工件安裝中兩個(gè)有聯(lián)系的過程，先定位后夾緊，（二）刀具的安裝選擇好合適的道片和刀桿后，首先把刀片安裝在刀桿上，再將刀桿依次安裝回刀架上，之后通過刀具干涉圖加工工程圖檢查刀具安裝尺寸。刀具安裝過程要注意事項(xiàng)：1，安裝前要保持刀片和刀桿表面清潔，無損傷。2，將刀桿安裝在刀架上時(shí)，應(yīng)保證刀桿的方向正確。3、安裝時(shí)需注意使刀尖等高于主軸的回轉(zhuǎn)中心。6、零件加工實(shí)例軸的加工：1數(shù)控銑床工作原理

數(shù)控銑床和普通銑床的工作原理是一樣的：加工前必須確定工件在機(jī)床上的位置，或者用刻度盤值或者用位置數(shù)字顯示器的數(shù)值給零件定位。然后，操作者通過按數(shù)控機(jī)床控制面板上的按鈕來建立加工坐標(biāo)系，也就是通常所說的零點(diǎn)。只不過零點(diǎn)的位置確定通過數(shù)控設(shè)備控制系統(tǒng)內(nèi)部的運(yùn)算來完成。

在數(shù)控銑床上建立工件的加工坐標(biāo)系，是為了確定工件在加工坐標(biāo)系中的準(zhǔn)確位置，首先應(yīng)該了解兩個(gè)零點(diǎn)的概念，它們分別是機(jī)床坐標(biāo)系原點(diǎn)和加工坐標(biāo)系原點(diǎn).數(shù)控銑床都有一個(gè)參考點(diǎn)，也就是通常所說的機(jī)床坐標(biāo)系原點(diǎn)或機(jī)床的初始位置，是由機(jī)床制造商設(shè)置在機(jī)床上的一個(gè)固定基準(zhǔn)位置點(diǎn)，通過限位開關(guān)或傳感器來建立。作用是使機(jī)床與控制系統(tǒng)同步，建立測量機(jī)床運(yùn)動(dòng)的起始點(diǎn)。從實(shí)際意義上講，機(jī)床零點(diǎn)是固定不變的,通常在機(jī)床的右上方。當(dāng)機(jī)床啟動(dòng)后，機(jī)床必須執(zhí)行返回到機(jī)床零點(diǎn)的固定循環(huán)程序即初始化程序，然后將機(jī)床參考點(diǎn)和機(jī)床原點(diǎn)之間的偏置值自動(dòng)存儲(chǔ)在機(jī)床控制單元MCU(MachineControlUnit)中。

對(duì)于數(shù)控編程和數(shù)控加工來說，還有一個(gè)重要的原點(diǎn)是程序原點(diǎn)，是編程員在進(jìn)行數(shù)控編程時(shí)定義的幾何基準(zhǔn)點(diǎn)，并以此點(diǎn)作為加工坐標(biāo)系的原點(diǎn)，即通常所說的工件原點(diǎn)。工件坐標(biāo)系是零件進(jìn)行數(shù)控編程時(shí)確定的加工坐標(biāo)系。2數(shù)控銑床加工工藝1）數(shù)控加工程序的調(diào)整。如選取對(duì)刀點(diǎn)和換刀點(diǎn)、確定刀具補(bǔ)償及確定加工路線等。（2）選擇適合在數(shù)控銑床（銑頭）上加工的零件，確定工序內(nèi)容。（3）分析被加工零件的圖紙，明確加工內(nèi)容及技術(shù)要求。（4）確定零件的加工方案，制定數(shù)控加工工藝路線。如劃分工序、安排加工順序，處理與非數(shù)控加工工序的銜接等。（5）加工工序的設(shè)計(jì)。如選取零件的定位基準(zhǔn)、夾具方案的確定、工步劃分、刀具選擇和確定切削用量等。3程序編制和輸入方法數(shù)控銑的程序編制和輸入方法與數(shù)控車大致相同，而我們所實(shí)習(xí)的數(shù)控銑是三坐標(biāo)的，且沒有選刀這一項(xiàng)。4數(shù)控車床的操作方法與安全操作規(guī)程數(shù)控銑床的操作放法與安全操作規(guī)程大致相同。5、刀具與工件的安裝工件的安裝在數(shù)控銑床上常用的夾具有平口鉗、分度頭、三爪自定心卡盤和平臺(tái)夾具等，經(jīng)濟(jì)型數(shù)控銑床裝夾時(shí)一般選用平口鉗裝夾工件。把平口鉗安裝在銑床工作臺(tái)面中心上，找正、固定平口鉗，根據(jù)工件的高度情況，在平口鉗鉗口內(nèi)放入形狀合適和表面質(zhì)量較好的墊鐵后，再放入工件，一般是工件的基準(zhǔn)面朝下，與墊鐵面緊靠，然后擰緊平口鉗刀具的安裝首先保持刀具與刀夾的清潔，然后把刀具裝在刀夾上并擰緊，再把整到裝到數(shù)控銑床上。6零件加工實(shí)例LOVE的設(shè)計(jì)1數(shù)控高速走絲電火花切割機(jī)的組成和工作原理組成：1—?jiǎng)咏z筒；2—線架；3—錐度裝置；4—電極絲；5—工作臺(tái)；6—工作液箱；7—床身；8—操縱盒；9—控制柜原理：二.\o""線切割機(jī)床的加工原理(1)線切割——數(shù)控電火花線切割加工的簡稱。(2)工作原理：利用移動(dòng)的金屬絲作工具電極，并在金屬絲和工件間通以脈沖電流，利用脈沖放電的腐蝕作用對(duì)工件進(jìn)行切割加工的。(3)由于它利用的是絲電極，因此，只能作輪廓切割加工。(4)工作原理如圖6.2所示。圖2\o""線切割機(jī)床的加工原理1--數(shù)控裝置2--儲(chǔ)絲簡3--導(dǎo)輪4--電極絲5--工件6--噴嘴7--絕緣板8--脈沖發(fā)生器9--液壓泵10--水箱11--控制步進(jìn)電動(dòng)機(jī)(5)當(dāng)工件與線電極間的間隙足以被脈沖電壓擊穿時(shí)，兩者之間即產(chǎn)生火花放電而切割工件。(6)通過數(shù)控裝置l發(fā)出的指令，控制步進(jìn)電動(dòng)機(jī)11，驅(qū)動(dòng)X、Y兩托板移動(dòng)，可加工出任意曲線輪廓的工件2、工藝過程3、程序的編制和輸入方法線切割機(jī)程序的編制和輸入方法與數(shù)控車床大致相同，不同是線切割機(jī)用線切割CAD進(jìn)行繪制圖形。4、數(shù)控線切割機(jī)床的操作方法項(xiàng)目四工件安裝一、工件的安裝二、工件位置的校正方法三、程序輸入和運(yùn)行項(xiàng)目五電極絲初始坐標(biāo)位置調(diào)整一、目視法二、火花法三、接觸感知法項(xiàng)目六程序輸入和運(yùn)行線切割機(jī)床的所有功能一般均安排在幾種模式下實(shí)現(xiàn)，通過在各模式間切換，輸入加工程序并裝入內(nèi)存；執(zhí)行程序前，先將將程序模擬運(yùn)行一遍，以檢驗(yàn)程序的運(yùn)行狀況，以免實(shí)際加工后造成不良的后果項(xiàng)目七零件檢測加工結(jié)束，卸下零件，用相應(yīng)測量工具檢測有關(guān)加工參數(shù)。項(xiàng)目八關(guān)機(jī)關(guān)機(jī)

1、將工作臺(tái)移至各軸中間位置；

2、按下紅色急停按鈕；

3、扳下電源主開關(guān)，關(guān)閉電源；

4、斷開外接線路。

二、緊急停機(jī)

機(jī)床在手動(dòng)或自動(dòng)運(yùn)行中，一旦發(fā)現(xiàn)異常情況，應(yīng)立即停止機(jī)床的運(yùn)