2020年45數(shù)控加工工藝系統(tǒng)某汽車制造數(shù)控機(jī)床視頻集錦參照模板課件

數(shù)控加工工藝系統(tǒng)

??1一數(shù)控機(jī)床概述?一數(shù)控機(jī)床概述?21.1數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)一、數(shù)控機(jī)床的加工特點(diǎn)：①適應(yīng)性強(qiáng)②精度高，質(zhì)量穩(wěn)定③生產(chǎn)效率高④能實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)⑤良好的經(jīng)濟(jì)效益⑥有利于生產(chǎn)管理的現(xiàn)代化?1.1數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)一、數(shù)控機(jī)床的加工特點(diǎn)：?3二、數(shù)控機(jī)床的使用特點(diǎn)：1、數(shù)控機(jī)床對操作維修人員的要求對操作人員：具有一定的工藝知識(shí)和操作經(jīng)驗(yàn)，熟悉數(shù)控機(jī)床結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、工作原理，熟練操作計(jì)算機(jī)，需通過程序編制的專業(yè)考核。對維修人員：了解數(shù)控機(jī)床的機(jī)械結(jié)構(gòu)，懂得數(shù)控機(jī)床的電氣原理及電子電路，具有較寬的機(jī)、電、氣、液專業(yè)知識(shí)，需進(jìn)行專業(yè)培訓(xùn)。?二、數(shù)控機(jī)床的使用特點(diǎn)：?42、數(shù)控機(jī)床對夾具和刀具的要求對夾具要求：定位可靠、良好的冷卻排屑性能；單件生產(chǎn)，采用通用夾具；批量生產(chǎn)，使用專用夾具。對刀具要求：①較高的精度、耐用度，幾何尺寸穩(wěn)定、變化??；②能實(shí)現(xiàn)機(jī)外預(yù)調(diào)和快速換刀，加工高精度孔時(shí)要經(jīng)試切削確定其尺寸；③刀具的柄部應(yīng)滿足柄部標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定；④很好地控制切屑地折斷和排出；⑤具有良好的冷卻功能。?2、數(shù)控機(jī)床對夾具和刀具的要求?51.2組成和工作原理數(shù)控機(jī)床由程序編制及程序載體、輸入裝置、數(shù)控裝置、伺服驅(qū)動(dòng)及位置檢測、輔助控制裝置、機(jī)床本體等幾部分組成。?1.2組成和工作原理數(shù)控機(jī)床由程序編制及程序載體、輸入裝61.3數(shù)控機(jī)床的分類1、按加工類型分類①金屬切削類數(shù)控機(jī)床金屬切削類數(shù)控機(jī)床有數(shù)控車床、數(shù)控銑床、數(shù)控鉆床、數(shù)控鏜床、數(shù)控磨床、數(shù)控鏜銑床等。加工中心MC是帶有刀庫和自動(dòng)換刀裝置的數(shù)控機(jī)床。?1.3數(shù)控機(jī)床的分類1、按加工類型分類?7②特種加工類數(shù)控機(jī)床數(shù)控特種加工機(jī)床有數(shù)控電火花線切割機(jī)床、數(shù)控電火花加工機(jī)床、數(shù)控激光加工機(jī)床等。?②特種加工類數(shù)控機(jī)床?8③板材加工類數(shù)控機(jī)床金屬成形類數(shù)控機(jī)床有數(shù)控折彎機(jī)、數(shù)控彎管機(jī)和數(shù)控壓力機(jī)等。?③板材加工類數(shù)控機(jī)床?92、按驅(qū)動(dòng)裝置的特點(diǎn)分類①開環(huán)控制數(shù)控機(jī)床?2、按驅(qū)動(dòng)裝置的特點(diǎn)分類?10②閉環(huán)控制數(shù)控機(jī)床?②閉環(huán)控制數(shù)控機(jī)床?11③半閉環(huán)控制數(shù)控機(jī)床?③半閉環(huán)控制數(shù)控機(jī)床?123．按加工路線分類數(shù)控機(jī)床按其刀具與工件相對運(yùn)動(dòng)的方式，可以分為點(diǎn)位控制、直線控制和輪廓控制。?3．按加工路線分類?13（1）點(diǎn)位控制：刀具與工件相對運(yùn)動(dòng)時(shí)，只控制從一點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到另一點(diǎn)的準(zhǔn)確性，而不考慮兩點(diǎn)之間的運(yùn)動(dòng)路徑和方向。多應(yīng)用于數(shù)控鉆床、數(shù)控沖床、數(shù)控坐標(biāo)鏜床和數(shù)控點(diǎn)焊機(jī)等。（2）直線控制：刀具與工件相對運(yùn)動(dòng)時(shí)，除控制從起點(diǎn)到終點(diǎn)的準(zhǔn)確定位外，還要保證平行坐標(biāo)軸的直線切削運(yùn)動(dòng)。由于只作直線進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，因此不能加工復(fù)雜的工件輪廓。用于簡易數(shù)控車床、數(shù)控銑床、數(shù)控磨床。（3）輪廓控制：刀具與工作相對運(yùn)動(dòng)時(shí)，能對兩個(gè)或兩個(gè)以上坐標(biāo)軸的運(yùn)動(dòng)同時(shí)進(jìn)行控制。因此可以加工平面曲線輪廓或空間曲面輪廓。有數(shù)控車床、數(shù)控銑床、數(shù)控磨床、加工中心等。?（1）點(diǎn)位控制：刀具與工件相對運(yùn)動(dòng)時(shí)，只控制從一點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到另一144．按可控制聯(lián)動(dòng)的坐標(biāo)軸分類可控制聯(lián)動(dòng)的坐標(biāo)軸，是指數(shù)控裝置控制幾個(gè)伺服電動(dòng)機(jī)，同時(shí)驅(qū)動(dòng)機(jī)床移動(dòng)部件運(yùn)動(dòng)的坐標(biāo)軸數(shù)目。（1）兩坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)：數(shù)控機(jī)床能同時(shí)控制兩個(gè)坐標(biāo)軸聯(lián)動(dòng)（如圖1-22所示），即數(shù)控裝置同時(shí)控制X和Z方向運(yùn)動(dòng)，可用于加工各種曲線輪廓的回轉(zhuǎn)體類零件。或機(jī)床本身有X、Y、Z三個(gè)方向的運(yùn)動(dòng)，數(shù)控裝置中只能同時(shí)控制兩個(gè)坐標(biāo)（如圖1-23所示），實(shí)現(xiàn)兩個(gè)坐標(biāo)軸聯(lián)動(dòng)，但在加工中能實(shí)現(xiàn)坐標(biāo)平面的變換，用于加工圖1-24（a）所示的零件溝槽。?4．按可控制聯(lián)動(dòng)的坐標(biāo)軸分類?15??16（2）三坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)：能同時(shí)控制三個(gè)坐標(biāo)軸聯(lián)動(dòng)，可用于加工曲面零件，如圖1-24（b）所示。（3）兩軸半坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)：數(shù)控機(jī)床本身有三個(gè)坐標(biāo)能作三個(gè)方向的運(yùn)動(dòng)，但只能同時(shí)控制兩個(gè)坐標(biāo)，而第三個(gè)坐標(biāo)只能作等距周期移動(dòng)，可加工空間曲面，如圖1-24（c）所示零件。數(shù)控裝置在ZX坐標(biāo)平面內(nèi)控制X、Z兩坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)，加工垂直面內(nèi)的輪廓表面，控制Y坐標(biāo)作定期等距移動(dòng)，即可加工出零件的空間曲面。（4）多坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)：能同時(shí)控制四個(gè)以上坐標(biāo)軸聯(lián)動(dòng)，多坐標(biāo)數(shù)控機(jī)床的結(jié)構(gòu)復(fù)雜、精度要求高、程序編制復(fù)雜，主要應(yīng)用于加工形狀復(fù)雜的零件。五軸聯(lián)動(dòng)銑床加工曲面形狀零件，如圖1-24(d)所示。?（2）三坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)：能同時(shí)控制三個(gè)坐標(biāo)軸聯(lián)動(dòng)，可用于加工曲面17圖1-24空間平面和曲面的數(shù)控加工(a)零件溝槽面加工(b)三坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)曲面加工(c)兩坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)加工曲面(d)五軸聯(lián)動(dòng)?圖1-24空間平面和曲面的數(shù)控加工?185．按數(shù)控裝置的類型分類（1）硬件數(shù)控：早期的數(shù)控裝置基本上都屬于硬件數(shù)控（NC）類型，主要由固化的數(shù)字邏輯電路處理數(shù)字信息，于20世紀(jì)60年代投入使用。由于其功能少、線路復(fù)雜和可靠性低等缺點(diǎn)已經(jīng)淘汰。（2）計(jì)算機(jī)數(shù)控：用計(jì)算機(jī)處理數(shù)字信息的計(jì)算機(jī)數(shù)控（CNC）系統(tǒng)，于20世紀(jì)70年代初期投入使用。隨著微電子技術(shù)的迅速發(fā)展，微處理器功能越來越強(qiáng)，價(jià)格越來越低，現(xiàn)在數(shù)控系統(tǒng)的主流是微機(jī)數(shù)控系統(tǒng)（MNC）。?5．按數(shù)控裝置的類型分類?196．按數(shù)控系統(tǒng)的功能水平分類數(shù)控系統(tǒng)一般分為高級(jí)型、普及型和經(jīng)濟(jì)型三個(gè)檔次。數(shù)控系統(tǒng)并沒有確切的檔次界限，其參考評(píng)價(jià)指標(biāo)包括：CPU性能、分辨率、進(jìn)給速度、聯(lián)動(dòng)軸數(shù)、伺服水平、通信功能和人機(jī)對話界面等。?6．按數(shù)控系統(tǒng)的功能水平分類?20（1）高級(jí)型數(shù)控系統(tǒng)該檔次的數(shù)控系統(tǒng)采用32位或更高性能的CPU，聯(lián)動(dòng)軸數(shù)在5軸以上，分辨率≤0.1μm，進(jìn)給速度≥24m／min（分辨率為1μm時(shí)）或≥10m／min（分辨率為0.1μm）。（2）普及型數(shù)控系統(tǒng)該檔次的數(shù)控系統(tǒng)采用16位或更高性能的CPU，聯(lián)動(dòng)軸數(shù)在5軸以下，分辨率在1μm以內(nèi)，進(jìn)給速度≤24m／min。（3）經(jīng)濟(jì)型數(shù)控系統(tǒng)該檔次的數(shù)控系統(tǒng)采用8位CPU或單片機(jī)控制，聯(lián)動(dòng)軸數(shù)在3軸以下，分辨率為0.01㎜，進(jìn)給速度在6～8m／min。?（1）高級(jí)型數(shù)控系統(tǒng)該檔次的數(shù)控系統(tǒng)采用32位或更高性能211.4數(shù)控機(jī)床的發(fā)展趨勢1、高可靠性提高元器件和系統(tǒng)的可靠性采用抗干擾技術(shù)，提高數(shù)控系統(tǒng)對環(huán)境的適應(yīng)能力使數(shù)控系統(tǒng)模塊化、通用化和標(biāo)準(zhǔn)化提高自診斷及保護(hù)功能2、高柔性化柔性：指機(jī)床適應(yīng)加工對象變化的能力3、高精度化利用數(shù)控系統(tǒng)的補(bǔ)償功能?1.4數(shù)控機(jī)床的發(fā)展趨勢1、高可靠性?22??23加工單元柔性制造單元

?加工單元柔性制造單元?24柔性制造系統(tǒng)（FMS）?柔性制造系統(tǒng)（FMS）?25二數(shù)控機(jī)床的自動(dòng)換刀裝置

?二數(shù)控機(jī)床的自動(dòng)換刀裝置?262.1自動(dòng)換刀裝置的形式一、回轉(zhuǎn)刀架換刀二、更換主軸換刀三、帶刀庫的自動(dòng)換刀系統(tǒng)?2.1自動(dòng)換刀裝置的形式一、回轉(zhuǎn)刀架換刀二、更換主軸換27一、回轉(zhuǎn)刀架換刀數(shù)控車床的回轉(zhuǎn)刀架1、刀架抬起2、刀架轉(zhuǎn)位3、刀架壓緊4、轉(zhuǎn)位液壓缸復(fù)位?一、回轉(zhuǎn)刀架換刀數(shù)控車床的回轉(zhuǎn)刀架1、刀架抬起2、刀架轉(zhuǎn)位28二、更換主軸換刀換主軸換刀

?二、更換主軸換刀換主軸換刀?29三、帶刀庫的自動(dòng)換刀系統(tǒng)刀庫與機(jī)床為整體式刀庫與機(jī)床為分體式?三、帶刀庫的自動(dòng)換刀系統(tǒng)刀庫與機(jī)床為整體式刀庫與機(jī)床為分體式30

2.2刀庫一、刀庫的功能二、刀庫的形式三、刀庫的容量?

2.2刀庫一、刀庫的功能二、刀庫的形式三、刀庫的容量?31二、刀庫的形式直線刀庫:a圓盤刀具:bcdefg鏈?zhǔn)降稁?hI其它刀庫:jk?二、刀庫的形式直線刀庫:a?32三、刀庫的容量加工工件與刀具數(shù)量的關(guān)系

?三、刀庫的容量加工工件與刀具數(shù)量的關(guān)系?33

2.3刀具系統(tǒng)及刀具選擇一、刀具系統(tǒng)二、刀具的選擇方式三、刀具識(shí)別裝置?

2.3刀具系統(tǒng)及刀具選擇一、刀具系統(tǒng)二、刀具的選擇方式三34二、刀具的選擇方式1、順序選擇刀具2、任意選擇刀具a）刀具編碼方式b）刀座編碼方式c）刀具和刀座編碼方式刀具編碼的結(jié)構(gòu)

刀座編碼的結(jié)構(gòu)

?二、刀具的選擇方式1、順序選擇刀具2、任意選擇刀具a）刀具編35三、刀具識(shí)別裝置1、接觸式刀具識(shí)別裝置2、非接觸式刀具識(shí)別裝置a）非接觸式磁性識(shí)別法b）非接觸式光電識(shí)別法接觸式刀具識(shí)別裝置的原理

非接觸式磁性識(shí)別原理圖光導(dǎo)纖維刀具識(shí)別原理圖

?三、刀具識(shí)別裝置1、接觸式刀具識(shí)別裝置2、非接觸式刀具識(shí)別裝36

2.4刀具交換裝置一、刀具交換方式1、無機(jī)械手換刀2、機(jī)械手換刀?

2.4刀具交換裝置一、刀具交換方式1、無機(jī)械手換刀2、機(jī)37二、自動(dòng)換刀動(dòng)作順序鉤刀機(jī)械手的換刀過程?二、自動(dòng)換刀動(dòng)作順序鉤刀機(jī)械手的換刀過程?38三、自動(dòng)換刀特殊機(jī)構(gòu)1.主軸準(zhǔn)停機(jī)構(gòu)

2.主軸內(nèi)部刀具自動(dòng)夾緊松開機(jī)構(gòu)?三、自動(dòng)換刀特殊機(jī)構(gòu)1.主軸準(zhǔn)停機(jī)構(gòu)

?39

?

?40??41三主運(yùn)動(dòng)及進(jìn)給運(yùn)動(dòng)

?三主運(yùn)動(dòng)及進(jìn)給運(yùn)動(dòng)?423.1主軸驅(qū)動(dòng)及其結(jié)構(gòu)一、數(shù)控機(jī)床對主傳動(dòng)的要求

1.數(shù)控機(jī)床要有寬的調(diào)速范圍、靜剛度；

2.盡可能實(shí)現(xiàn)無級(jí)變速；

3.加工中心要求主軸具有高精度的準(zhǔn)停控制；

4.旋轉(zhuǎn)精度和運(yùn)動(dòng)精度、耐磨性、熱變形等。

?3.1主軸驅(qū)動(dòng)及其結(jié)構(gòu)一、數(shù)控機(jī)床對主傳動(dòng)的要求

143二、主傳動(dòng)的調(diào)速方式

1.帶有二級(jí)齒輪變速

2.帶傳動(dòng)的主傳動(dòng)

3.有主軸電動(dòng)機(jī)直接驅(qū)動(dòng)

?二、主傳動(dòng)的調(diào)速方式

1.帶有二級(jí)齒輪變速

2.帶傳動(dòng)44??45三、主軸的支撐??463.2機(jī)床進(jìn)給傳動(dòng)機(jī)構(gòu)一、數(shù)控機(jī)床對進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的要求：

●減少運(yùn)動(dòng)件的磨擦阻力：絲杠和導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)的滾動(dòng)化是減少摩擦的重要措施之一；

●提高傳動(dòng)精度和剛度；（油的壓縮剛度很低，必須限制油缸的最大行程）

●減少運(yùn)動(dòng)慣量；

●穩(wěn)定性好、壽命長：低速下不產(chǎn)生爬行，適應(yīng)外加載荷的變化而不發(fā)生共振。

●使用維修方便。

?3.2機(jī)床進(jìn)給傳動(dòng)機(jī)構(gòu)一、數(shù)控機(jī)床對進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的要求：

47二、進(jìn)給傳動(dòng)機(jī)構(gòu)

●聯(lián)軸器。

●減速機(jī)構(gòu)：

a：齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)

b：同步齒形帶?二、進(jìn)給傳動(dòng)機(jī)構(gòu)

●聯(lián)軸器。

●減速機(jī)構(gòu)：

48??49??50??51三、轉(zhuǎn)換裝置●滾珠絲杠螺母副：提高進(jìn)給系統(tǒng)的靈敏度、定位精度和防止爬行。

a：滾珠絲杠的工作原理；

b：軸向間隙的消除；

c：滾珠絲杠的支撐；

d：滾珠絲杠的保護(hù)。

●制動(dòng)裝置

●齒側(cè)間隙補(bǔ)償機(jī)構(gòu)

●鍵連接間隙補(bǔ)償機(jī)構(gòu)

?三、轉(zhuǎn)換裝置?52??53??54??55四、導(dǎo)向裝置●對機(jī)床導(dǎo)軌的要求

a：導(dǎo)向精度高

b：耐磨性好c：足夠的剛度

d：低速運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性

e：結(jié)構(gòu)簡單、工藝性好

?四、導(dǎo)向裝置?56??57四數(shù)控機(jī)床刀具

?四數(shù)控機(jī)床刀具?584.1.數(shù)控加工工藝系統(tǒng)的組成數(shù)控加工工藝系統(tǒng)是由數(shù)控

機(jī)床、夾具、刀具和工件等組成。?4.1.數(shù)控加工工藝系統(tǒng)的組成數(shù)控加工工藝?594.2、數(shù)控刀具的主要種類1．?dāng)?shù)控加工刀具的種類數(shù)控加工刀具可分為常規(guī)刀具和模塊化刀具兩大類。模塊化刀具是發(fā)展方向。模塊化刀具優(yōu)點(diǎn)：減少換刀停機(jī)時(shí)間，提高生產(chǎn)加工時(shí)間；加快換刀及安裝時(shí)間，提高小批量生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)性；提高刀具的標(biāo)準(zhǔn)化和合理化的程度；提高刀具的管理及柔性加工的水平；擴(kuò)大刀具的利用率，充分發(fā)揮刀具的性能；有效地消除刀具測量工作的中斷現(xiàn)象，可采用線外預(yù)調(diào)。?4.2、數(shù)控刀具的主要種類1．?dāng)?shù)控加工刀具的種類?60（１）從結(jié)構(gòu)上可分為①整體式②鑲嵌式可分為焊接式和機(jī)夾式。③減振式當(dāng)?shù)毒叩墓ぷ鞅坶L與直徑之比較大時(shí)，為了減少刀具的振動(dòng)，提高加工精度，多采用此類刀具；④內(nèi)冷式切削液通過刀體內(nèi)部由噴孔噴射到刀具的切削刃部；⑤特殊型式如復(fù)合刀具等。?（１）從結(jié)構(gòu)上可分為?61（２）從制造所采用的材料上可分為①高速鋼刀具：高速鋼通常是型坯材料，韌性較硬質(zhì)合金好，硬度、耐磨性和紅硬性較硬質(zhì)合金差，不適于切削硬度較高的材料，也不適于進(jìn)行高速切削。高速鋼刀具使用前需生產(chǎn)者自行刃磨，且刃磨方便，適于各種特殊需要的非標(biāo)準(zhǔn)刀具。②硬質(zhì)合金刀具：硬質(zhì)合金刀片切削性能優(yōu)異，在數(shù)控車削中被廣泛使用。硬質(zhì)合金刀片有標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格系列產(chǎn)品。③陶瓷刀具④立方氮化硼刀具⑤金剛石刀具?（２）從制造所采用的材料上可分為?62（３）從切削工藝上可分為①車削刀具：分外圓、內(nèi)孔、外螺紋、內(nèi)螺紋，切槽、切端面、切端面環(huán)槽、切斷等。從切削方式上分為三類：圓表面切削刀具、端面切削刀具和中心孔類刀具。②鉆削刀具分小孔、短孔、深孔、攻螺紋、鉸孔等。③鏜削刀具分粗鏜、精鏜等刀具。?（３）從切削工藝上可分為?63④銑削刀具分面銑、立銑、三面刃銑等刀具?！衩驺姷叮ㄒ步卸算姷叮┟驺姷兜膱A周表面和端面上都有切削刃，端部切削刃為副切削刃?！窳姷读姷妒菙?shù)控機(jī)床上用得最多的一種銑刀。立銑刀的圓柱表面和端面上都有切削刃，它們可同時(shí)進(jìn)行切削，也可單獨(dú)進(jìn)行切削?！衲＞咩姷赌＞咩姷队闪姷栋l(fā)展而成，可分為圓錐形立銑刀、圓柱形球頭立銑刀和圓錐形球頭立銑刀三種。它的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是球頭或端面上布滿切削刃，圓周刃與球頭刃圓弧連接，可以作徑向和軸向進(jìn)給。●鍵槽銑刀●成形銑刀?④銑削刀具分面銑、立銑、三面刃銑等刀具。?642．?dāng)?shù)控加工刀具的特點(diǎn)為了達(dá)到高效、多能、快換、經(jīng)濟(jì)的目的，數(shù)控加工刀具與普通金屬切削刀具相比應(yīng)具有以下特點(diǎn)：●刀片及刀柄高度的通用化、規(guī)格化、系列化?！竦镀虻毒叩哪陀枚燃敖?jīng)濟(jì)壽命指標(biāo)的合理性?！竦毒呋虻镀瑤缀螀?shù)和切削參數(shù)的規(guī)范化、典型化?！竦镀虻毒卟牧霞扒邢鲄?shù)與被加工材料之間應(yīng)相匹配?！竦毒邞?yīng)具有較高的精度，包括刀具的形狀精度、刀片及刀柄對機(jī)床主軸的相對位置精度、刀片及刀柄的轉(zhuǎn)位及拆裝的重復(fù)精度●刀柄的強(qiáng)度要高、剛性及耐磨性要好?！竦镀?、刀柄的定位基準(zhǔn)及自動(dòng)換刀系統(tǒng)要優(yōu)化。數(shù)控機(jī)床上用的刀具應(yīng)滿足安裝調(diào)整方便、剛性好、精度高、耐用度好等要求。?2．?dāng)?shù)控加工刀具的特點(diǎn)?65五數(shù)控機(jī)床夾具

?五數(shù)控機(jī)床夾具?665.1類型和特點(diǎn)應(yīng)用機(jī)床夾具，有利于保證工件的加工精度、穩(wěn)定產(chǎn)品質(zhì)量；有利于提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和降低成本；有利于改善工人勞動(dòng)條件，保證安全生產(chǎn)；有利于擴(kuò)大機(jī)床工藝范圍，實(shí)現(xiàn)“一機(jī)多用”。?5.1類型和特點(diǎn)應(yīng)用機(jī)床夾具，有利于保證工件的加工精度、67一．機(jī)床夾具的類型夾具是一種裝夾工件的工藝裝備，它廣泛地應(yīng)用于機(jī)械制造過程的切削加工、熱處理、裝配、焊接和檢測等工藝過程中。在金屬切削機(jī)床上使用的夾具統(tǒng)稱為機(jī)床夾具。在現(xiàn)代生產(chǎn)中，機(jī)床夾具是一種不可缺少的工藝裝備，它直接影響著工件加工的精度、勞動(dòng)生產(chǎn)率和產(chǎn)品的制造成本等。?一．機(jī)床夾具的類型?68（１）按夾具的使用特點(diǎn)分類根據(jù)夾具在不同生產(chǎn)類型中的通用特性，機(jī)床夾具可分為通用夾具、專用夾具、可調(diào)夾具、組合夾具和拼裝夾具五大類。①通用夾具已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化的可加工一定范圍內(nèi)不同工件的夾具，稱為通用夾具，其結(jié)構(gòu)、尺寸已規(guī)格化，而且具有一定通用性，如三爪自定心卡盤、四爪單動(dòng)卡盤、臺(tái)虎鉗、萬能分度頭、頂尖、中心架和磁力工作臺(tái)等。這類夾具適應(yīng)性強(qiáng)，可用于裝夾一定形狀和尺寸范圍內(nèi)的各種工件。這些夾具已作為機(jī)床附件由專門工廠制造供應(yīng)，只需選購即可。其缺點(diǎn)是夾具的精度不高，生產(chǎn)率也較低，且較難裝夾形狀復(fù)雜的工件，故一般適用于單件小批量生產(chǎn)中。?（１）按夾具的使用特點(diǎn)分類?69②專用夾具專為某一工件的某道工序設(shè)計(jì)制造的夾具，稱為專用夾具。在產(chǎn)品相對穩(wěn)定、批量較大的生產(chǎn)中，采用各種專用夾具，可獲得較高的生產(chǎn)率和加工精度。專用夾具的設(shè)計(jì)周期較長、投資較大。專用夾具一般在批量生產(chǎn)中使用。除大批大量生產(chǎn)之外，中小批量生產(chǎn)中也需要采用一些專用夾具，但在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)要進(jìn)行具體的技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析。?②專用夾具專為某一工件的某道工序設(shè)計(jì)制造的夾具，稱為專用70③可調(diào)夾具某些元件可調(diào)整或更換，以適應(yīng)多種工件加工的夾具，稱為可調(diào)夾具?？烧{(diào)夾具是針對通用夾具和專用夾具的缺陷而發(fā)展起來的一類新型夾具。對不同類型和尺寸的工件，只需調(diào)整或更換原來夾具上的個(gè)別定位元件和夾緊元件便可使用。?③可調(diào)夾具某些元件可調(diào)整或更換，以適應(yīng)多種工件加工的夾具71④組合夾具采用標(biāo)準(zhǔn)的組合元件、部件，專為某一工件的某道工序組裝的夾具，稱為組合夾具。組合夾具是一種模塊化的夾具。標(biāo)準(zhǔn)的模塊元件具有較高精度和耐磨性，可組裝成各種夾具。夾具用畢可拆卸，清洗后留待組裝新的夾具。由于使用組合夾具可縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期，元件能重復(fù)多次使用，并具有減少專用夾具數(shù)量等優(yōu)點(diǎn)，因此組合夾具在單件，中、小批量多品種生產(chǎn)和數(shù)控加工中，是一種較經(jīng)濟(jì)的夾具。?④組合夾具采用標(biāo)準(zhǔn)的組合元件、部件，專為某一工件的某道72（２）按使用機(jī)床分類夾具按使用機(jī)床不同，可分為車床夾具、銑床夾具、鉆床夾具、鏜床夾具、齒輪機(jī)床夾具、數(shù)控機(jī)床夾具、自動(dòng)機(jī)床夾具、自動(dòng)線隨行夾具以及其他機(jī)床夾具等。（３）按夾緊的動(dòng)力源分類夾具按夾緊的動(dòng)力源可分為手動(dòng)夾具、氣動(dòng)夾具、液壓夾具、氣液增力夾具、電磁夾具以及真空夾具等。?（２）按使用機(jī)床分類?73二．?dāng)?shù)控加工夾具的特點(diǎn)作為機(jī)床夾具，首先要滿足機(jī)械加工時(shí)對工件的裝夾要求。同時(shí)，數(shù)控加工的夾具還有它本身的特點(diǎn)。這些特點(diǎn)是：（1）數(shù)控加工適用于多品種、中小批量生產(chǎn)，為能裝夾不同尺寸、不同形狀的多品種工件，數(shù)控加工的夾具應(yīng)具有柔性，經(jīng)過適當(dāng)調(diào)整即可夾持多種形狀和尺寸的工件。?二．?dāng)?shù)控加工夾具的特點(diǎn)?74（2）傳統(tǒng)的專用夾具具有定位、夾緊、導(dǎo)向和對刀四種功能，而數(shù)控機(jī)床上一般都配備有接觸試測頭、刀具預(yù)調(diào)儀及對刀部件等設(shè)備，可以由機(jī)床解決對刀問題。數(shù)控機(jī)床上由程序控制的準(zhǔn)確的定位精度，可實(shí)現(xiàn)夾具中的刀具導(dǎo)向功能。因此數(shù)控加工中的夾具一般不需要導(dǎo)向和對刀功能，只要求具有定位和夾緊功能，就能滿足使用要求，這樣可簡化夾具的結(jié)構(gòu)。（3）為適應(yīng)數(shù)控加工的高效率，數(shù)控加工夾具應(yīng)盡可能使用氣動(dòng)、液壓、電動(dòng)等自動(dòng)夾緊裝置快速夾緊，以縮短輔助時(shí)間。?（2）傳統(tǒng)的專用夾具具有定位、夾緊、導(dǎo)向和對刀四種功能，而數(shù)75（4）夾具本身應(yīng)有足夠的剛度，以適應(yīng)大切削用量切削。數(shù)控加工具有工序集中的特點(diǎn)，在工件的一次裝夾中既要進(jìn)行切削力很大的粗加工，又要進(jìn)行達(dá)到工件最終精度要求的精加工，因此夾具的剛度和夾緊力都要滿足大切削力的要求。（5）為適應(yīng)數(shù)控多方面加工，要避免夾具結(jié)構(gòu)包括夾具上的組件對刀具運(yùn)動(dòng)軌跡的干涉，夾具結(jié)構(gòu)不要妨礙刀具對工件各部位的多面加工。（6）夾具的定位要可靠，定位元件應(yīng)具有較高的定位精度，定位部位應(yīng)便于清屑，無切屑積留。如工件的定位面偏小，可考慮增設(shè)工藝凸臺(tái)或輔助基準(zhǔn)。（7）對剛度小的工件，應(yīng)保證最小的夾緊變形，如使夾緊點(diǎn)靠近支承點(diǎn)，避免把夾緊力作用在工件的中空區(qū)域等。?（4）夾具本身應(yīng)有足夠的剛度，以適應(yīng)大切削用量切削。數(shù)控加工76六數(shù)控機(jī)床編程

?六數(shù)控機(jī)床編程?775.1數(shù)控機(jī)床程序編制的內(nèi)容和步驟

??78

一、步驟：

a.明確加工目的，確定工藝參數(shù)

b.算基點(diǎn)與節(jié)點(diǎn)

c.按規(guī)定的程序格式，逐條寫程序

d.程序輸入:鍵盤、接口

e.程序校驗(yàn)首件試切:

●空刀運(yùn)動(dòng)

●大批量生產(chǎn)（試切一件）

●三維動(dòng)態(tài)顯示

?

一、步驟：

a.明確加工目的，確79好的編程人員，要熟悉：a.機(jī)床結(jié)構(gòu)、性能

b.數(shù)控系統(tǒng)

c.加工工藝

數(shù)控機(jī)床編程的方法●手工編程手工編程時(shí)間：加工時(shí)間=30：1●自動(dòng)編程國際上已形成了兩個(gè)通用的標(biāo)準(zhǔn)：ISO—InternationalStandardOrganizationEIA—ElectronicIndustriesAssociation?好的編程人員，要熟悉：?80二、程序結(jié)構(gòu)與格式G91：相對坐標(biāo)G04：暫停?二、程序結(jié)構(gòu)與格式G91：相對坐標(biāo)G04：暫停?81N3G00X10Z10M03S650;1.程序段號(hào):查找、跳轉(zhuǎn)程序按排列的先后次序執(zhí)行。2.功能字

（1）準(zhǔn)備功能字G代碼:G00～G99共100種。

G代碼（使機(jī)床做某種操作的指令）：

（2）坐標(biāo)字（尺寸字）

XYZUVWIJK

有“+”“-”之分,“+”可以省略

?N3G00X10Z10M0382（3）進(jìn)給功能字F:F是指各坐標(biāo)方向速度的矢量和

G94F200200mm/min（4）主軸轉(zhuǎn)速功能字S:規(guī)定主軸轉(zhuǎn)速：S300300r/min（5）刀具功能字T:T03=T3（6）輔助功能字(M功能)M00～M99:M00:程序停止?（3）進(jìn)給功能字F:F是指各坐標(biāo)方向速度的矢量和

83謝謝！?謝謝！?84

數(shù)控機(jī)床加工工件的基本過程

?數(shù)控機(jī)床加工工件的基本過程?859、有時(shí)候讀書是一種巧妙地避開思考的方法。12月-2212月-22Friday,December9,202210、閱讀一切好書如同和過去最杰出的人談話。17:24:1617:24:1617:2412/9/20225:24:16PM11、越是沒有本領(lǐng)的就越加自命不凡。12月-2217:24:1617:24Dec-2209-Dec-2212、越是無能的人，越喜歡挑剔別人的錯(cuò)兒。17:24:1617:24:1617:24Friday,December9,202213、知人者智，自知者明。勝人者有力，自勝者強(qiáng)。12月-2212月-2217:24:1617:24:16December9,202214、意志堅(jiān)強(qiáng)的人能把世界放在手中像泥塊一樣任意揉捏。09十二月20225:24:16下午17:24:1612月-2215、最具挑戰(zhàn)性的挑戰(zhàn)莫過于提升自我。。十二月225:24下午12月-2217:24December9,202216、業(yè)余生活要有意義，不要越軌。2022/12/917:24:1617:24:1609December202217、一個(gè)人即使已登上頂峰，也仍要自強(qiáng)不息。5:24:16下午5:24下午17:24:1612月-229、有時(shí)候讀書是一種巧妙地避開思考的方法。12月-2212月-22Friday,December9,202210、閱讀一切好書如同和過去最杰出的人談話。17:24:1617:24:1617:2412/9/20225:24:16PM11、越是沒有本領(lǐng)的就越加自命不凡。12月-2217:24:1617:24Dec-2209-Dec-2212、越是無能的人，越喜歡挑剔別人的錯(cuò)兒。17:24:1617:24:1617:24Friday,December9,202213、知人者智，自知者明。勝人者有力，自勝者強(qiáng)。12月-2212月-2217:24:1617:24:16December9,202214、意志堅(jiān)強(qiáng)的人能把世界放在手中像泥塊一樣任意揉捏。09十二月20225:24:16下午17:24:1612月-2215、最具挑戰(zhàn)性的挑戰(zhàn)莫過于提升自我。。十二月225:24下午12月-2217:24December9,202216、業(yè)余生活要有意義，不要越軌。2022/12/917:24:1617:24:1609December202217、一個(gè)人即使已登上頂峰，也仍要自強(qiáng)不息。5:24:16下午5:24下午17:24:1612月-229、有時(shí)候讀書是一種巧妙地避開思考的方法。12月-2212月-22Friday,December9,202210、閱讀一切好書如同和過去最杰出的人談話。17:24:1617:24:1617:2412/9/20225:24:16PM11、越是沒有本領(lǐng)的就越加自命不凡。12月-2217:24:1617:24Dec-2209-Dec-2212、越是無能的人，越喜歡挑剔別人的錯(cuò)兒。17:24:1617:24:1617:24Friday,December9,202213、知人者智，自知者明。勝人者有力，自勝者強(qiáng)。12月-2212月-2217:24:1617:24:16December9,202214、意志堅(jiān)強(qiáng)的人能把世界放在手中像泥塊一樣任意揉捏。09十二月20225:24:16下午17:24:1612月-2215、最具挑戰(zhàn)性的挑戰(zhàn)莫過于提升自我。。十二月225:24下午12月-2217:24December9,202216、業(yè)余生活要有意義，不要越軌。2022/12/917:24:1617:24:1609December202217、一個(gè)人即使已登上頂峰，也仍要自強(qiáng)不息。5:24:16下午5:24下午17:24:1612月-22謝謝大家！沒傘的孩子奔跑在路上，加油90大叔！9、有時(shí)候讀書是一種巧妙地避開思考的方法。12月-2212月86數(shù)控加工工藝系統(tǒng)

??87一數(shù)控機(jī)床概述?一數(shù)控機(jī)床概述?881.1數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)一、數(shù)控機(jī)床的加工特點(diǎn)：①適應(yīng)性強(qiáng)②精度高，質(zhì)量穩(wěn)定③生產(chǎn)效率高④能實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)⑤良好的經(jīng)濟(jì)效益⑥有利于生產(chǎn)管理的現(xiàn)代化?1.1數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)一、數(shù)控機(jī)床的加工特點(diǎn)：?89二、數(shù)控機(jī)床的使用特點(diǎn)：1、數(shù)控機(jī)床對操作維修人員的要求對操作人員：具有一定的工藝知識(shí)和操作經(jīng)驗(yàn)，熟悉數(shù)控機(jī)床結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、工作原理，熟練操作計(jì)算機(jī)，需通過程序編制的專業(yè)考核。對維修人員：了解數(shù)控機(jī)床的機(jī)械結(jié)構(gòu)，懂得數(shù)控機(jī)床的電氣原理及電子電路，具有較寬的機(jī)、電、氣、液專業(yè)知識(shí)，需進(jìn)行專業(yè)培訓(xùn)。?二、數(shù)控機(jī)床的使用特點(diǎn)：?902、數(shù)控機(jī)床對夾具和刀具的要求對夾具要求：定位可靠、良好的冷卻排屑性能；單件生產(chǎn)，采用通用夾具；批量生產(chǎn)，使用專用夾具。對刀具要求：①較高的精度、耐用度，幾何尺寸穩(wěn)定、變化??；②能實(shí)現(xiàn)機(jī)外預(yù)調(diào)和快速換刀，加工高精度孔時(shí)要經(jīng)試切削確定其尺寸；③刀具的柄部應(yīng)滿足柄部標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定；④很好地控制切屑地折斷和排出；⑤具有良好的冷卻功能。?2、數(shù)控機(jī)床對夾具和刀具的要求?911.2組成和工作原理數(shù)控機(jī)床由程序編制及程序載體、輸入裝置、數(shù)控裝置、伺服驅(qū)動(dòng)及位置檢測、輔助控制裝置、機(jī)床本體等幾部分組成。?1.2組成和工作原理數(shù)控機(jī)床由程序編制及程序載體、輸入裝921.3數(shù)控機(jī)床的分類1、按加工類型分類①金屬切削類數(shù)控機(jī)床金屬切削類數(shù)控機(jī)床有數(shù)控車床、數(shù)控銑床、數(shù)控鉆床、數(shù)控鏜床、數(shù)控磨床、數(shù)控鏜銑床等。加工中心MC是帶有刀庫和自動(dòng)換刀裝置的數(shù)控機(jī)床。?1.3數(shù)控機(jī)床的分類1、按加工類型分類?93②特種加工類數(shù)控機(jī)床數(shù)控特種加工機(jī)床有數(shù)控電火花線切割機(jī)床、數(shù)控電火花加工機(jī)床、數(shù)控激光加工機(jī)床等。?②特種加工類數(shù)控機(jī)床?94③板材加工類數(shù)控機(jī)床金屬成形類數(shù)控機(jī)床有數(shù)控折彎機(jī)、數(shù)控彎管機(jī)和數(shù)控壓力機(jī)等。?③板材加工類數(shù)控機(jī)床?952、按驅(qū)動(dòng)裝置的特點(diǎn)分類①開環(huán)控制數(shù)控機(jī)床?2、按驅(qū)動(dòng)裝置的特點(diǎn)分類?96②閉環(huán)控制數(shù)控機(jī)床?②閉環(huán)控制數(shù)控機(jī)床?97③半閉環(huán)控制數(shù)控機(jī)床?③半閉環(huán)控制數(shù)控機(jī)床?983．按加工路線分類數(shù)控機(jī)床按其刀具與工件相對運(yùn)動(dòng)的方式，可以分為點(diǎn)位控制、直線控制和輪廓控制。?3．按加工路線分類?99（1）點(diǎn)位控制：刀具與工件相對運(yùn)動(dòng)時(shí)，只控制從一點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到另一點(diǎn)的準(zhǔn)確性，而不考慮兩點(diǎn)之間的運(yùn)動(dòng)路徑和方向。多應(yīng)用于數(shù)控鉆床、數(shù)控沖床、數(shù)控坐標(biāo)鏜床和數(shù)控點(diǎn)焊機(jī)等。（2）直線控制：刀具與工件相對運(yùn)動(dòng)時(shí)，除控制從起點(diǎn)到終點(diǎn)的準(zhǔn)確定位外，還要保證平行坐標(biāo)軸的直線切削運(yùn)動(dòng)。由于只作直線進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，因此不能加工復(fù)雜的工件輪廓。用于簡易數(shù)控車床、數(shù)控銑床、數(shù)控磨床。（3）輪廓控制：刀具與工作相對運(yùn)動(dòng)時(shí)，能對兩個(gè)或兩個(gè)以上坐標(biāo)軸的運(yùn)動(dòng)同時(shí)進(jìn)行控制。因此可以加工平面曲線輪廓或空間曲面輪廓。有數(shù)控車床、數(shù)控銑床、數(shù)控磨床、加工中心等。?（1）點(diǎn)位控制：刀具與工件相對運(yùn)動(dòng)時(shí)，只控制從一點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到另一1004．按可控制聯(lián)動(dòng)的坐標(biāo)軸分類可控制聯(lián)動(dòng)的坐標(biāo)軸，是指數(shù)控裝置控制幾個(gè)伺服電動(dòng)機(jī)，同時(shí)驅(qū)動(dòng)機(jī)床移動(dòng)部件運(yùn)動(dòng)的坐標(biāo)軸數(shù)目。（1）兩坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)：數(shù)控機(jī)床能同時(shí)控制兩個(gè)坐標(biāo)軸聯(lián)動(dòng)（如圖1-22所示），即數(shù)控裝置同時(shí)控制X和Z方向運(yùn)動(dòng)，可用于加工各種曲線輪廓的回轉(zhuǎn)體類零件。或機(jī)床本身有X、Y、Z三個(gè)方向的運(yùn)動(dòng)，數(shù)控裝置中只能同時(shí)控制兩個(gè)坐標(biāo)（如圖1-23所示），實(shí)現(xiàn)兩個(gè)坐標(biāo)軸聯(lián)動(dòng)，但在加工中能實(shí)現(xiàn)坐標(biāo)平面的變換，用于加工圖1-24（a）所示的零件溝槽。?4．按可控制聯(lián)動(dòng)的坐標(biāo)軸分類?101??102（2）三坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)：能同時(shí)控制三個(gè)坐標(biāo)軸聯(lián)動(dòng)，可用于加工曲面零件，如圖1-24（b）所示。（3）兩軸半坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)：數(shù)控機(jī)床本身有三個(gè)坐標(biāo)能作三個(gè)方向的運(yùn)動(dòng)，但只能同時(shí)控制兩個(gè)坐標(biāo)，而第三個(gè)坐標(biāo)只能作等距周期移動(dòng)，可加工空間曲面，如圖1-24（c）所示零件。數(shù)控裝置在ZX坐標(biāo)平面內(nèi)控制X、Z兩坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)，加工垂直面內(nèi)的輪廓表面，控制Y坐標(biāo)作定期等距移動(dòng)，即可加工出零件的空間曲面。（4）多坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)：能同時(shí)控制四個(gè)以上坐標(biāo)軸聯(lián)動(dòng)，多坐標(biāo)數(shù)控機(jī)床的結(jié)構(gòu)復(fù)雜、精度要求高、程序編制復(fù)雜，主要應(yīng)用于加工形狀復(fù)雜的零件。五軸聯(lián)動(dòng)銑床加工曲面形狀零件，如圖1-24(d)所示。?（2）三坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)：能同時(shí)控制三個(gè)坐標(biāo)軸聯(lián)動(dòng)，可用于加工曲面103圖1-24空間平面和曲面的數(shù)控加工(a)零件溝槽面加工(b)三坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)曲面加工(c)兩坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)加工曲面(d)五軸聯(lián)動(dòng)?圖1-24空間平面和曲面的數(shù)控加工?1045．按數(shù)控裝置的類型分類（1）硬件數(shù)控：早期的數(shù)控裝置基本上都屬于硬件數(shù)控（NC）類型，主要由固化的數(shù)字邏輯電路處理數(shù)字信息，于20世紀(jì)60年代投入使用。由于其功能少、線路復(fù)雜和可靠性低等缺點(diǎn)已經(jīng)淘汰。（2）計(jì)算機(jī)數(shù)控：用計(jì)算機(jī)處理數(shù)字信息的計(jì)算機(jī)數(shù)控（CNC）系統(tǒng)，于20世紀(jì)70年代初期投入使用。隨著微電子技術(shù)的迅速發(fā)展，微處理器功能越來越強(qiáng)，價(jià)格越來越低，現(xiàn)在數(shù)控系統(tǒng)的主流是微機(jī)數(shù)控系統(tǒng)（MNC）。?5．按數(shù)控裝置的類型分類?1056．按數(shù)控系統(tǒng)的功能水平分類數(shù)控系統(tǒng)一般分為高級(jí)型、普及型和經(jīng)濟(jì)型三個(gè)檔次。數(shù)控系統(tǒng)并沒有確切的檔次界限，其參考評(píng)價(jià)指標(biāo)包括：CPU性能、分辨率、進(jìn)給速度、聯(lián)動(dòng)軸數(shù)、伺服水平、通信功能和人機(jī)對話界面等。?6．按數(shù)控系統(tǒng)的功能水平分類?106（1）高級(jí)型數(shù)控系統(tǒng)該檔次的數(shù)控系統(tǒng)采用32位或更高性能的CPU，聯(lián)動(dòng)軸數(shù)在5軸以上，分辨率≤0.1μm，進(jìn)給速度≥24m／min（分辨率為1μm時(shí)）或≥10m／min（分辨率為0.1μm）。（2）普及型數(shù)控系統(tǒng)該檔次的數(shù)控系統(tǒng)采用16位或更高性能的CPU，聯(lián)動(dòng)軸數(shù)在5軸以下，分辨率在1μm以內(nèi)，進(jìn)給速度≤24m／min。（3）經(jīng)濟(jì)型數(shù)控系統(tǒng)該檔次的數(shù)控系統(tǒng)采用8位CPU或單片機(jī)控制，聯(lián)動(dòng)軸數(shù)在3軸以下，分辨率為0.01㎜，進(jìn)給速度在6～8m／min。?（1）高級(jí)型數(shù)控系統(tǒng)該檔次的數(shù)控系統(tǒng)采用32位或更高性能1071.4數(shù)控機(jī)床的發(fā)展趨勢1、高可靠性提高元器件和系統(tǒng)的可靠性采用抗干擾技術(shù)，提高數(shù)控系統(tǒng)對環(huán)境的適應(yīng)能力使數(shù)控系統(tǒng)模塊化、通用化和標(biāo)準(zhǔn)化提高自診斷及保護(hù)功能2、高柔性化柔性：指機(jī)床適應(yīng)加工對象變化的能力3、高精度化利用數(shù)控系統(tǒng)的補(bǔ)償功能?1.4數(shù)控機(jī)床的發(fā)展趨勢1、高可靠性?108??109加工單元柔性制造單元

?加工單元柔性制造單元?110柔性制造系統(tǒng)（FMS）?柔性制造系統(tǒng)（FMS）?111二數(shù)控機(jī)床的自動(dòng)換刀裝置

?二數(shù)控機(jī)床的自動(dòng)換刀裝置?1122.1自動(dòng)換刀裝置的形式一、回轉(zhuǎn)刀架換刀二、更換主軸換刀三、帶刀庫的自動(dòng)換刀系統(tǒng)?2.1自動(dòng)換刀裝置的形式一、回轉(zhuǎn)刀架換刀二、更換主軸換113一、回轉(zhuǎn)刀架換刀數(shù)控車床的回轉(zhuǎn)刀架1、刀架抬起2、刀架轉(zhuǎn)位3、刀架壓緊4、轉(zhuǎn)位液壓缸復(fù)位?一、回轉(zhuǎn)刀架換刀數(shù)控車床的回轉(zhuǎn)刀架1、刀架抬起2、刀架轉(zhuǎn)位114二、更換主軸換刀換主軸換刀

?二、更換主軸換刀換主軸換刀?115三、帶刀庫的自動(dòng)換刀系統(tǒng)刀庫與機(jī)床為整體式刀庫與機(jī)床為分體式?三、帶刀庫的自動(dòng)換刀系統(tǒng)刀庫與機(jī)床為整體式刀庫與機(jī)床為分體式116

2.2刀庫一、刀庫的功能二、刀庫的形式三、刀庫的容量?

2.2刀庫一、刀庫的功能二、刀庫的形式三、刀庫的容量?117二、刀庫的形式直線刀庫:a圓盤刀具:bcdefg鏈?zhǔn)降稁?hI其它刀庫:jk?二、刀庫的形式直線刀庫:a?118三、刀庫的容量加工工件與刀具數(shù)量的關(guān)系

?三、刀庫的容量加工工件與刀具數(shù)量的關(guān)系?119

2.3刀具系統(tǒng)及刀具選擇一、刀具系統(tǒng)二、刀具的選擇方式三、刀具識(shí)別裝置?

2.3刀具系統(tǒng)及刀具選擇一、刀具系統(tǒng)二、刀具的選擇方式三120二、刀具的選擇方式1、順序選擇刀具2、任意選擇刀具a）刀具編碼方式b）刀座編碼方式c）刀具和刀座編碼方式刀具編碼的結(jié)構(gòu)

刀座編碼的結(jié)構(gòu)

?二、刀具的選擇方式1、順序選擇刀具2、任意選擇刀具a）刀具編121三、刀具識(shí)別裝置1、接觸式刀具識(shí)別裝置2、非接觸式刀具識(shí)別裝置a）非接觸式磁性識(shí)別法b）非接觸式光電識(shí)別法接觸式刀具識(shí)別裝置的原理

非接觸式磁性識(shí)別原理圖光導(dǎo)纖維刀具識(shí)別原理圖

?三、刀具識(shí)別裝置1、接觸式刀具識(shí)別裝置2、非接觸式刀具識(shí)別裝122

2.4刀具交換裝置一、刀具交換方式1、無機(jī)械手換刀2、機(jī)械手換刀?

2.4刀具交換裝置一、刀具交換方式1、無機(jī)械手換刀2、機(jī)123二、自動(dòng)換刀動(dòng)作順序鉤刀機(jī)械手的換刀過程?二、自動(dòng)換刀動(dòng)作順序鉤刀機(jī)械手的換刀過程?124三、自動(dòng)換刀特殊機(jī)構(gòu)1.主軸準(zhǔn)停機(jī)構(gòu)

2.主軸內(nèi)部刀具自動(dòng)夾緊松開機(jī)構(gòu)?三、自動(dòng)換刀特殊機(jī)構(gòu)1.主軸準(zhǔn)停機(jī)構(gòu)

?125

?

?126??127三主運(yùn)動(dòng)及進(jìn)給運(yùn)動(dòng)

?三主運(yùn)動(dòng)及進(jìn)給運(yùn)動(dòng)?1283.1主軸驅(qū)動(dòng)及其結(jié)構(gòu)一、數(shù)控機(jī)床對主傳動(dòng)的要求

1.數(shù)控機(jī)床要有寬的調(diào)速范圍、靜剛度；

2.盡可能實(shí)現(xiàn)無級(jí)變速；

3.加工中心要求主軸具有高精度的準(zhǔn)停控制；

4.旋轉(zhuǎn)精度和運(yùn)動(dòng)精度、耐磨性、熱變形等。

?3.1主軸驅(qū)動(dòng)及其結(jié)構(gòu)一、數(shù)控機(jī)床對主傳動(dòng)的要求

1129二、主傳動(dòng)的調(diào)速方式

1.帶有二級(jí)齒輪變速

2.帶傳動(dòng)的主傳動(dòng)

3.有主軸電動(dòng)機(jī)直接驅(qū)動(dòng)

?二、主傳動(dòng)的調(diào)速方式

1.帶有二級(jí)齒輪變速

2.帶傳動(dòng)130??131三、主軸的支撐??1323.2機(jī)床進(jìn)給傳動(dòng)機(jī)構(gòu)一、數(shù)控機(jī)床對進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的要求：

●減少運(yùn)動(dòng)件的磨擦阻力：絲杠和導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)的滾動(dòng)化是減少摩擦的重要措施之一；

●提高傳動(dòng)精度和剛度；（油的壓縮剛度很低，必須限制油缸的最大行程）

●減少運(yùn)動(dòng)慣量；

●穩(wěn)定性好、壽命長：低速下不產(chǎn)生爬行，適應(yīng)外加載荷的變化而不發(fā)生共振。

●使用維修方便。

?3.2機(jī)床進(jìn)給傳動(dòng)機(jī)構(gòu)一、數(shù)控機(jī)床對進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的要求：

133二、進(jìn)給傳動(dòng)機(jī)構(gòu)

●聯(lián)軸器。

●減速機(jī)構(gòu)：

a：齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)

b：同步齒形帶?二、進(jìn)給傳動(dòng)機(jī)構(gòu)

●聯(lián)軸器。

●減速機(jī)構(gòu)：

134??135??136??137三、轉(zhuǎn)換裝置●滾珠絲杠螺母副：提高進(jìn)給系統(tǒng)的靈敏度、定位精度和防止爬行。

a：滾珠絲杠的工作原理；

b：軸向間隙的消除；

c：滾珠絲杠的支撐；

d：滾珠絲杠的保護(hù)。

●制動(dòng)裝置

●齒側(cè)間隙補(bǔ)償機(jī)構(gòu)

●鍵連接間隙補(bǔ)償機(jī)構(gòu)

?三、轉(zhuǎn)換裝置?138??139??140??141四、導(dǎo)向裝置●對機(jī)床導(dǎo)軌的要求

a：導(dǎo)向精度高

b：耐磨性好c：足夠的剛度

d：低速運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性

e：結(jié)構(gòu)簡單、工藝性好

?四、導(dǎo)向裝置?142??143四數(shù)控機(jī)床刀具

?四數(shù)控機(jī)床刀具?1444.1.數(shù)控加工工藝系統(tǒng)的組成數(shù)控加工工藝系統(tǒng)是由數(shù)控

機(jī)床、夾具、刀具和工件等組成。?4.1.數(shù)控加工工藝系統(tǒng)的組成數(shù)控加工工藝?1454.2、數(shù)控刀具的主要種類1．?dāng)?shù)控加工刀具的種類數(shù)控加工刀具可分為常規(guī)刀具和模塊化刀具兩大類。模塊化刀具是發(fā)展方向。模塊化刀具優(yōu)點(diǎn)：減少換刀停機(jī)時(shí)間，提高生產(chǎn)加工時(shí)間；加快換刀及安裝時(shí)間，提高小批量生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)性；提高刀具的標(biāo)準(zhǔn)化和合理化的程度；提高刀具的管理及柔性加工的水平；擴(kuò)大刀具的利用率，充分發(fā)揮刀具的性能；有效地消除刀具測量工作的中斷現(xiàn)象，可采用線外預(yù)調(diào)。?4.2、數(shù)控刀具的主要種類1．?dāng)?shù)控加工刀具的種類?146（１）從結(jié)構(gòu)上可分為①整體式②鑲嵌式可分為焊接式和機(jī)夾式。③減振式當(dāng)?shù)毒叩墓ぷ鞅坶L與直徑之比較大時(shí)，為了減少刀具的振動(dòng)，提高加工精度，多采用此類刀具；④內(nèi)冷式切削液通過刀體內(nèi)部由噴孔噴射到刀具的切削刃部；⑤特殊型式如復(fù)合刀具等。?（１）從結(jié)構(gòu)上可分為?147（２）從制造所采用的材料上可分為①高速鋼刀具：高速鋼通常是型坯材料，韌性較硬質(zhì)合金好，硬度、耐磨性和紅硬性較硬質(zhì)合金差，不適于切削硬度較高的材料，也不適于進(jìn)行高速切削。高速鋼刀具使用前需生產(chǎn)者自行刃磨，且刃磨方便，適于各種特殊需要的非標(biāo)準(zhǔn)刀具。②硬質(zhì)合金刀具：硬質(zhì)合金刀片切削性能優(yōu)異，在數(shù)控車削中被廣泛使用。硬質(zhì)合金刀片有標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格系列產(chǎn)品。③陶瓷刀具④立方氮化硼刀具⑤金剛石刀具?（２）從制造所采用的材料上可分為?148（３）從切削工藝上可分為①車削刀具：分外圓、內(nèi)孔、外螺紋、內(nèi)螺紋，切槽、切端面、切端面環(huán)槽、切斷等。從切削方式上分為三類：圓表面切削刀具、端面切削刀具和中心孔類刀具。②鉆削刀具分小孔、短孔、深孔、攻螺紋、鉸孔等。③鏜削刀具分粗鏜、精鏜等刀具。?（３）從切削工藝上可分為?149④銑削刀具分面銑、立銑、三面刃銑等刀具?！衩驺姷叮ㄒ步卸算姷叮┟驺姷兜膱A周表面和端面上都有切削刃，端部切削刃為副切削刃?！窳姷读姷妒菙?shù)控機(jī)床上用得最多的一種銑刀。立銑刀的圓柱表面和端面上都有切削刃，它們可同時(shí)進(jìn)行切削，也可單獨(dú)進(jìn)行切削?！衲＞咩姷赌＞咩姷队闪姷栋l(fā)展而成，可分為圓錐形立銑刀、圓柱形球頭立銑刀和圓錐形球頭立銑刀三種。它的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是球頭或端面上布滿切削刃，圓周刃與球頭刃圓弧連接，可以作徑向和軸向進(jìn)給?！矜I槽銑刀●成形銑刀?④銑削刀具分面銑、立銑、三面刃銑等刀具。?1502．?dāng)?shù)控加工刀具的特點(diǎn)為了達(dá)到高效、多能、快換、經(jīng)濟(jì)的目的，數(shù)控加工刀具與普通金屬切削刀具相比應(yīng)具有以下特點(diǎn)：●刀片及刀柄高度的通用化、規(guī)格化、系列化?！竦镀虻毒叩哪陀枚燃敖?jīng)濟(jì)壽命指標(biāo)的合理性。●刀具或刀片幾何參數(shù)和切削參數(shù)的規(guī)范化、典型化?！竦镀虻毒卟牧霞扒邢鲄?shù)與被加工材料之間應(yīng)相匹配。●刀具應(yīng)具有較高的精度，包括刀具的形狀精度、刀片及刀柄對機(jī)床主軸的相對位置精度、刀片及刀柄的轉(zhuǎn)位及拆裝的重復(fù)精度●刀柄的強(qiáng)度要高、剛性及耐磨性要好?！竦镀?、刀柄的定位基準(zhǔn)及自動(dòng)換刀系統(tǒng)要優(yōu)化。數(shù)控機(jī)床上用的刀具應(yīng)滿足安裝調(diào)整方便、剛性好、精度高、耐用度好等要求。?2．?dāng)?shù)控加工刀具的特點(diǎn)?151五數(shù)控機(jī)床夾具

?五數(shù)控機(jī)床夾具?1525.1類型和特點(diǎn)應(yīng)用機(jī)床夾具，有利于保證工件的加工精度、穩(wěn)定產(chǎn)品質(zhì)量；有利于提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和降低成本；有利于改善工人勞動(dòng)條件，保證安全生產(chǎn)；有利于擴(kuò)大機(jī)床工藝范圍，實(shí)現(xiàn)“一機(jī)多用”。?5.1類型和特點(diǎn)應(yīng)用機(jī)床夾具，有利于保證工件的加工精度、153一．機(jī)床夾具的類型夾具是一種裝夾工件的工藝裝備，它廣泛地應(yīng)用于機(jī)械制造過程的切削加工、熱處理、裝配、焊接和檢測等工藝過程中。在金屬切削機(jī)床上使用的夾具統(tǒng)稱為機(jī)床夾具。在現(xiàn)代生產(chǎn)中，機(jī)床夾具是一種不可缺少的工藝裝備，它直接影響著工件加工的精度、勞動(dòng)生產(chǎn)率和產(chǎn)品的制造成本等。?一．機(jī)床夾具的類型?154（１）按夾具的使用特點(diǎn)分類根據(jù)夾具在不同生產(chǎn)類型中的通用特性，機(jī)床夾具可分為通用夾具、專用夾具、可調(diào)夾具、組合夾具和拼裝夾具五大類。①通用夾具已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化的可加工一定范圍內(nèi)不同工件的夾具，稱為通用夾具，其結(jié)構(gòu)、尺寸已規(guī)格化，而且具有一定通用性，如三爪自定心卡盤、四爪單動(dòng)卡盤、臺(tái)虎鉗、萬能分度頭、頂尖、中心架和磁力工作臺(tái)等。這類夾具適應(yīng)性強(qiáng)，可用于裝夾一定形狀和尺寸范圍內(nèi)的各種工件。這些夾具已作為機(jī)床附件由專門工廠制造供應(yīng)，只需選購即可。其缺點(diǎn)是夾具的精度不高，生產(chǎn)率也較低，且較難裝夾形狀復(fù)雜的工件，故一般適用于單件小批量生產(chǎn)中。?（１）按夾具的使用特點(diǎn)分類?155②專用夾具專為某一工件的某道工序設(shè)計(jì)制造的夾具，稱為專用夾具。在產(chǎn)品相對穩(wěn)定、批量較大的生產(chǎn)中，采用各種專用夾具，可獲得較高的生產(chǎn)率和加工精度。專用夾具的設(shè)計(jì)周期較長、投資較大。專用夾具一般在批量生產(chǎn)中使用。除大批大量生產(chǎn)之外，中小批量生產(chǎn)中也需要采用一些專用夾具，但在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)要進(jìn)行具體的技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析。?②專用夾具專為某一工件的某道工序設(shè)計(jì)制造的夾具，稱為專用156③可調(diào)夾具某些元件可調(diào)整或更換，以適應(yīng)多種工件加工的夾具，稱為可調(diào)夾具?？烧{(diào)夾具是針對通用夾具和專用夾具的缺陷而發(fā)展起來的一類新型夾具。對不同類型和尺寸的工件，只需調(diào)整或更換原來夾具上的個(gè)別定位元件和夾緊元件便可使用。?③可調(diào)夾具某些元件可調(diào)整或更換，以適應(yīng)多種工件加工的夾具157④組合夾具采用標(biāo)準(zhǔn)的組合元件、部件，專為某一工件的某道工序組裝的夾具，稱為組合夾具。組合夾具是一種模塊化的夾具。標(biāo)準(zhǔn)的模塊元件具有較高精度和耐磨性，可組裝成各種夾具。夾具用畢可拆卸，清洗后留待組裝新的夾具。由于使用組合夾具可縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期，元件能重復(fù)多次使用，并具有減少專用夾具數(shù)量等優(yōu)點(diǎn)，因此組合夾具在單件，中、小批量多品種生產(chǎn)和數(shù)控加工中，是一種較經(jīng)濟(jì)的夾具。?④組合夾具采用標(biāo)準(zhǔn)的組合元件、部件，專為某一工件的某道158（２）按使用機(jī)床分類夾具按使用機(jī)床不同，可分為車床夾具、銑床夾具、鉆床夾具、鏜床夾具、齒輪機(jī)床夾具、數(shù)控機(jī)床夾具、自動(dòng)機(jī)床夾具、自動(dòng)線隨行夾具以及其他機(jī)床夾具等。（３）按夾緊的動(dòng)力源分類夾具按夾緊的動(dòng)力源可分為手動(dòng)夾具、氣動(dòng)夾具、液壓夾具、氣液增力夾具、電磁夾具以及真空夾具等。?（２）按使用機(jī)床分類?159二．?dāng)?shù)控加工夾具的特點(diǎn)作為機(jī)床夾具，首先要滿足機(jī)械加工時(shí)對工件的裝夾要求。同時(shí)，數(shù)控加工的夾具還有它本身的特點(diǎn)。這些特點(diǎn)是：（1）數(shù)控加工適用于多品種、中小批量生產(chǎn)，為能裝夾不同尺寸、不同形狀的多品種工件，數(shù)控加工的夾具應(yīng)具有柔性，經(jīng)過適當(dāng)調(diào)整即可夾持多種形狀和尺寸的工件。?二．?dāng)?shù)控加工夾具的特點(diǎn)?160（2）傳統(tǒng)的專用夾具具有定位、夾緊、導(dǎo)向和對刀四種功能，而數(shù)控機(jī)床上一般都配備有接觸試測頭、刀具預(yù)調(diào)儀及對刀部件等設(shè)備，可以由機(jī)床解決對刀問題。數(shù)控機(jī)床上由程序控制的準(zhǔn)確的定位精度，可實(shí)現(xiàn)夾具中的刀具導(dǎo)向功能。因此數(shù)控加工中的夾具一般不需要導(dǎo)向和對刀功能，只要求具有定位和夾緊功能，就能滿足使用要求，這樣可簡化夾具的結(jié)構(gòu)。（3）為適應(yīng)數(shù)控加工的高效率，數(shù)控加工夾具應(yīng)盡可能使用氣動(dòng)、液壓、電動(dòng)等自動(dòng)夾緊裝置快速夾緊，以縮短輔助時(shí)間。?（2）傳統(tǒng)的專用夾具具有定位、夾緊、導(dǎo)向和對刀四種功能，而數(shù)161（4）夾具本身應(yīng)有足夠的剛度，以適應(yīng)大切削用量切削。數(shù)控加工具有工序集中的特點(diǎn)，在工件的一次裝夾中既要進(jìn)行切削力很大的粗加工，又要進(jìn)行達(dá)到工件最終精度要求的精加工，因此夾具的剛度和夾緊力都要滿足大切削力的要求。（5）為適應(yīng)數(shù)控多方面加工，要避免夾具結(jié)構(gòu)包括夾具上的組件對刀具運(yùn)動(dòng)軌跡的干涉，夾具結(jié)構(gòu)不要妨礙刀具對工件各部位的多面加工。（6）夾具的定位要可靠，定位元件應(yīng)具有較高的定位精度，定位部位應(yīng)便于清屑，無切屑積留。如工件的定位面偏小，可考慮增設(shè)工藝凸臺(tái)或輔助基準(zhǔn)。（7）對剛度小的工件，應(yīng)保證最小的夾緊變形，如使夾緊點(diǎn)靠近支承點(diǎn)，避免把夾緊力作用在工件的中空區(qū)域等。?（4）夾具本身應(yīng)有足夠的剛度，以適應(yīng)大切削用量切削。數(shù)控加工162六數(shù)控機(jī)床編程

?六數(shù)控機(jī)床編程?1635.1數(shù)控機(jī)床程序編制的內(nèi)容和步驟

??164

一、步驟：

a.明確加工目的，確定工藝參數(shù)

b.算基點(diǎn)與節(jié)點(diǎn)

c.按規(guī)定的程序格式，逐條寫程序

d.程序輸入:鍵盤、接口

e.程序校驗(yàn)首件試切:

●空刀運(yùn)動(dòng)

●大批量生產(chǎn)（試切一件）

●三維動(dòng)態(tài)顯示

?

一、步驟：

a.明確加工目的，確165好的編程人員，要熟悉：a.機(jī)床結(jié)構(gòu)、性能

b.數(shù)控系統(tǒng)

c.加工工藝

數(shù)控機(jī)床編程的方法●手工編程手工編程時(shí)間：加工時(shí)間=30：1●自動(dòng)編程國際上已形成了兩個(gè)通用的標(biāo)準(zhǔn)：ISO—InternationalStandardOrganizationEIA—ElectronicIndustriesAssociation?好的編程人員，要熟悉：?166二、程序結(jié)構(gòu)與格式G91：相對坐標(biāo)G04：暫停?二、程序結(jié)構(gòu)與格式G91：相對坐標(biāo)G04：暫停?167N3G00X10Z1