數(shù)控機(jī)床的認(rèn)識(shí)實(shí)驗(yàn)

試驗(yàn)一數(shù)控機(jī)床的生疏試驗(yàn)試驗(yàn)一數(shù)控機(jī)床的生疏試驗(yàn)--1-試驗(yàn)一 數(shù)控機(jī)床的生疏試驗(yàn)一、試驗(yàn)?zāi)康牧私鈹?shù)控機(jī)床的布局、根本構(gòu)造及其功用。了解數(shù)控機(jī)床的構(gòu)造特點(diǎn)及其進(jìn)展。了解數(shù)控機(jī)床的根本運(yùn)動(dòng)。了解數(shù)控機(jī)床的根本操作。了解數(shù)控機(jī)床的加工過(guò)程。了解數(shù)控機(jī)床的加工對(duì)象及其用途。二、試驗(yàn)內(nèi)容介紹數(shù)控機(jī)床的概況。介紹數(shù)控機(jī)床的布局，根本組成及其功用。觀看數(shù)控機(jī)床的根本操作及加工。三、試驗(yàn)設(shè)備數(shù)控車床和數(shù)控加工中心各一臺(tái)本試驗(yàn)主要以CINCINNATI21i/210is—TA型數(shù)控車床為例，著重介紹該機(jī)床的布局，構(gòu)造及其運(yùn)動(dòng)。該機(jī)床的主要技術(shù)規(guī)格：最大車削直徑 φ220mm標(biāo)準(zhǔn)切削直徑 φ150mm橫向最大行程〔X軸〕 20+110mm縱向最大行程〔Z軸〕 480mm前后頂尖間最大距離 600mm快速進(jìn)給Z：15m/min X：12m/min〔7〕主軸轉(zhuǎn)速 60~60000r/min刀座數(shù)目 12主軸電機(jī)功率 7.46Kw四、數(shù)控機(jī)床概述隨著近代計(jì)算機(jī)技術(shù)和自動(dòng)把握、周密測(cè)量等科學(xué)技術(shù)的進(jìn)展，消滅了適應(yīng)生產(chǎn)進(jìn)展要求的機(jī)電一體化的型自動(dòng)化機(jī)床——數(shù)控機(jī)床。數(shù)控機(jī)床是用數(shù)字代碼形式的信息來(lái)把握機(jī)床按給定的動(dòng)作挨次進(jìn)展加工的自動(dòng)化機(jī)床。數(shù)控機(jī)床的組成見(jiàn)圖1-1。1-1數(shù)控機(jī)床的組成數(shù)控機(jī)床的工作過(guò)程見(jiàn)圖1-2。1-2數(shù)控系統(tǒng)工作過(guò)程主要用來(lái)切削回轉(zhuǎn)類零件的數(shù)控機(jī)床稱為數(shù)控車床。數(shù)控車床集中了一般臥式車床、轉(zhuǎn)塔車床、多刀車床、自動(dòng)和半自動(dòng)車床等車削功能，是數(shù)控機(jī)床中應(yīng)用最廣的品種之一。數(shù)控機(jī)床的性能特點(diǎn)數(shù)控機(jī)床與一般機(jī)床相比，增加了功能，提高了效率，簡(jiǎn)化了機(jī)械構(gòu)造。其性能比照方表1-1所示。表1-1 數(shù)控機(jī)床與一般機(jī)床的相比主要性能主要性能對(duì)異形簡(jiǎn)潔零件的加工性對(duì)加工精度的保證性對(duì)精度補(bǔ)償和優(yōu)化把握對(duì)加工質(zhì)量的穩(wěn)定性數(shù)控機(jī)床一般機(jī)床適宜易保證能實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定不適宜較困難不能實(shí)現(xiàn)不穩(wěn)定對(duì)加工對(duì)象更改的便利性便利差些加工效率高低對(duì)機(jī)床操作治理可多機(jī)看管只能一人一機(jī)經(jīng)費(fèi)投資大較小對(duì)工人的文化素養(yǎng)要求高較低數(shù)控機(jī)床的構(gòu)造特點(diǎn)數(shù)控機(jī)床與同類的一般機(jī)床在外形構(gòu)造上雖然大體相像，但其內(nèi)部構(gòu)造卻有很大的差異。為了保證穩(wěn)定的加工質(zhì)量，提高加工力氣和切削效率等，在數(shù)控機(jī)床的構(gòu)造設(shè)計(jì)中，必需具備如下特點(diǎn)：構(gòu)造剛度高、抗振性好有標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定數(shù)控機(jī)床的剛度系數(shù)應(yīng)比類似的一般機(jī)床高50%。從提高數(shù)控機(jī)床抗振性角度動(dòng)身，應(yīng)削減機(jī)床內(nèi)部振源，提高靜態(tài)剛度，增加構(gòu)件或構(gòu)造的阻尼以到達(dá)抑制振動(dòng)產(chǎn)生的目的。實(shí)行消退傳動(dòng)齒輪側(cè)隙的措施數(shù)控機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)的傳動(dòng)齒輪副中假設(shè)存在側(cè)隙，在開(kāi)環(huán)系統(tǒng)中則會(huì)造成進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的位移值滯后于指令值；反向運(yùn)動(dòng)時(shí)，則會(huì)消滅反向死區(qū)，影響加工精度。在閉環(huán)系統(tǒng)中，雖然側(cè)隙帶來(lái)的滯后量可以得到反響信號(hào)的補(bǔ)償，但反向時(shí)會(huì)使伺服系統(tǒng)產(chǎn)生振蕩而不穩(wěn)定。為了提高數(shù)控機(jī)床1-3所示為圓柱齒輪傳動(dòng)側(cè)隙消退方法。〔a〕 〔b〕〔c〕圖1-3 圓柱齒輪傳動(dòng)側(cè)隙消退方法偏心軸套調(diào)整法〔圖1-〔〕利用偏心環(huán)2齒輪正反轉(zhuǎn)時(shí)的齒側(cè)隙。軸向墊片調(diào)整法〔圖1-〔〕3使齒輪軸向移位來(lái)消退其齒側(cè)隙。雙片薄齒輪調(diào)整法〔圖1-〔〕片能相對(duì)轉(zhuǎn)位的薄齒輪組成，再附加某些措施使寬齒輪的齒面兩側(cè)分別與兩薄片齒輪的不同齒側(cè)貼緊。這樣利用錯(cuò)齒消退齒側(cè)隙，反向時(shí)就不會(huì)消滅死區(qū)。承受傳動(dòng)效率很高的周密滾珠絲杠螺母副圖1-4所示為滾珠絲杠螺母副。它是回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)與直線運(yùn)動(dòng)相互轉(zhuǎn)換的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，由絲杠a、螺bcab上都有圓弧形的螺旋槽，這兩個(gè)圓弧形的螺旋槽對(duì)起來(lái)就形成螺旋滾道，在滾道內(nèi)裝有很多滾珠c。當(dāng)絲杠a回轉(zhuǎn)時(shí)，滾珠c相對(duì)于螺母b上的滾道dab之間根本上是滾動(dòng)摩擦。為了防止?jié)L珠從螺母中掉出來(lái)，在螺母b的螺旋槽兩端應(yīng)有擋珠器擋住，并有回路管道使它的兩端連接起來(lái)，使?jié)L珠c從螺旋槽的一端滾出螺母體后，沿著回路管道重返回到滾道另一端，以進(jìn)展循環(huán)不斷的流淌。滾珠絲杠螺母副的摩擦損失小，傳動(dòng)效率高，可達(dá)0.90~0.96；可通過(guò)預(yù)緊來(lái)消退間隙，從而提高傳動(dòng)剛度；這種傳動(dòng)副的摩擦阻力小，動(dòng)靜摩擦力微小，能保證運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，不易產(chǎn)生低速爬行現(xiàn)象；傳動(dòng)副的損失小，壽命長(zhǎng)，精度保持性好。圖圖1-4 滾珠絲杠螺母副承受了摩擦系數(shù)很小的滾動(dòng)導(dǎo)軌副如圖1-51-6滾動(dòng)導(dǎo)軌副是在導(dǎo)軌工作面之間放置滾珠、滾柱或滾針等滾動(dòng)體，形成滾動(dòng)摩擦。其摩擦系數(shù)小〔0.0025~0.00，動(dòng)靜摩擦力相差很小。運(yùn)動(dòng)輕松靈敏，所需功率小，摩擦發(fā)熱少，磨損小，精度保持性好，移動(dòng)精度和定位精度都較高。圖1-5 滾珠導(dǎo)軌副圖1-6 滾柱導(dǎo)軌副1-7為滾動(dòng)導(dǎo)軌支撐塊構(gòu)造。其構(gòu)造特點(diǎn)是剛度高，承載力氣大，便于拆裝，可直接裝在任意行程長(zhǎng)度的運(yùn)動(dòng)部件上。圖1-7 滾動(dòng)導(dǎo)軌支撐塊承受了性能優(yōu)良的主軸調(diào)速電機(jī)如直流或溝通主軸電動(dòng)機(jī)，見(jiàn)圖1-8。這類電機(jī)有以下特點(diǎn)：輸出功率大，恒功率輸出的速度范圍寬、在大的調(diào)速范圍內(nèi)速度穩(wěn)定，在斷續(xù)負(fù)載下電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速波動(dòng)小，升降速時(shí)間短，電機(jī)溫升低，振動(dòng)、噪聲小，過(guò)載力氣強(qiáng)，牢靠性高，壽命長(zhǎng)，安裝維護(hù)便利等?，F(xiàn)代數(shù)控機(jī)床更是向高速、高精度方向進(jìn)展，為此，其主軸和電機(jī)常承受一體化設(shè)計(jì)——電1-9。承受了增大功率的伺服進(jìn)給電動(dòng)機(jī)和先進(jìn)刀具，以滿足高速，強(qiáng)力切削的要求。圖圖1-8溝通伺服電動(dòng)機(jī)數(shù)控機(jī)床的進(jìn)展趨勢(shì)具有周密、柔性、高效的數(shù)控機(jī)床，隨著社會(huì)需求的多樣化和其相關(guān)技術(shù)的進(jìn)步，將會(huì)向更廣的領(lǐng)域和更深的層次進(jìn)展。向高精度進(jìn)展80年月初期的±0.012mm/300mm，提高到90年月初期的±0.002~0.005mm/全程，加工精度已由原來(lái)的±10μm提高到±5μm；周密級(jí)從±5μm提高到±1.5μm。向高速度進(jìn)展主軸轉(zhuǎn)速已從1000~2023r/min提高到5000~7000r/min，數(shù)控車床刀架的轉(zhuǎn)位時(shí)間已從過(guò)去的1~3s0.4~0.6s。向高柔性進(jìn)展柔性是指機(jī)床適應(yīng)加工對(duì)象變化的力氣。在提高單機(jī)柔性的同時(shí)，正努力向單元柔性和系統(tǒng)柔性進(jìn)展。向高度自動(dòng)化進(jìn)展數(shù)控機(jī)床已從自動(dòng)編程、自動(dòng)換刀、自動(dòng)上下料、自動(dòng)加工向自動(dòng)檢測(cè)、自動(dòng)診斷、自動(dòng)監(jiān)控、自動(dòng)對(duì)刀、自動(dòng)傳輸、自動(dòng)調(diào)度等方面進(jìn)展。向復(fù)合化進(jìn)展一臺(tái)具有自動(dòng)換刀裝置、自動(dòng)交換工作臺(tái)和自動(dòng)轉(zhuǎn)換主軸頭的鏜銑加工中心，不僅一次裝卡便可以完成鏜銑鉆鉸攻絲和檢驗(yàn)等工序，而且還可以完成箱體件五個(gè)面粗精加工的全部工序。五數(shù)控車床構(gòu)造剖析CINCINNATI21i/210is—TA為具有先進(jìn)的斜床身式數(shù)控車床。其構(gòu)造圖如圖1-101-11。圖圖1-10斜床身式數(shù)控車床1-11CINCINNATI21i/210is—TA布局床身構(gòu)造CINCINNATI21i/210is—TA承受了特別設(shè)計(jì)的45主軸箱、刀架、尾架、數(shù)控裝置等安裝在床身上。主軸箱和主軸CINCINNATI21i/210is—TA主軸箱內(nèi)僅有一根主軸，通過(guò)皮帶與伺服電機(jī)直接連接，無(wú)齒輪傳動(dòng)，可避開(kāi)傳動(dòng)件發(fā)熱和振動(dòng)對(duì)加工精度的影響。主軸設(shè)計(jì)上對(duì)各裝配過(guò)程的技術(shù)要求都一一量化，如重要緊固螺釘?shù)木o固力矩、重要軸承所加潤(rùn)滑油的體積和裝配前的預(yù)熱度、皮帶的張力等等?！病?〕3〕氣動(dòng)的便利、靈敏、構(gòu)造簡(jiǎn)潔。CINCINNATI21i/210is—TA承受液動(dòng)夾緊裝置。刀架CINCINNATI21i/210is—TA12個(gè)刀位的轉(zhuǎn)塔式刀架，為內(nèi)外徑共用刀架，每個(gè)刀具位置均可安裝內(nèi)徑刀或外徑刀。轉(zhuǎn)塔刀架各刀座之間方向、位置經(jīng)嚴(yán)格計(jì)算，保證在加工與轉(zhuǎn)位中不發(fā)生刀具之間的碰撞與1-12為轉(zhuǎn)塔刀架圖。1-121-12轉(zhuǎn)塔刀架CINCINNATI21i/210is—TAX、Z軸進(jìn)給都承受伺服電機(jī)與滾珠絲杠直接相連、無(wú)帶傳動(dòng)或齒輪傳動(dòng)，避開(kāi)了側(cè)隙及振動(dòng)，使精度大為提高。滾珠絲杠螺母副精度高，而且耐用性好，摩擦系數(shù)小，無(wú)爬行現(xiàn)象，定位精度高、壽命長(zhǎng)。伺服系統(tǒng)1-13數(shù)控機(jī)床伺服傳動(dòng)系統(tǒng)1-13數(shù)控機(jī)床伺服傳動(dòng)系統(tǒng)把握系統(tǒng)CINCINNATI21i/210is—TA承受日本FANUC報(bào)警系統(tǒng)。潤(rùn)滑系統(tǒng)導(dǎo)軌副及滾珠絲杠，在運(yùn)動(dòng)中必需要適量的潤(rùn)滑油來(lái)潤(rùn)滑，以減小摩擦，帶走熱量。六典型零件的切削加工典型零件可由教師