模具数控加工技术第3章-模具数控车PPT课件

图3源自文库1
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• 1． 控制介质
• 控制介质又称信息载体，是人与数控机床之间联系的中间媒介物质，
可以反映了数控加工中全部信息。
• 2． 数控系统
• 数控系统是机床实现自动加工的核心，是整个数控机床的灵魂所在。 主要由输入装置、监视器、主控制系统、可编程控制器、各类输人 ／输出接口等组成。主控制系统主要由 CPU 、存储器、控制器等 组成。数控系统的主要控制对象是位置、角度、速度等机械量，以
第3章 模具数控车削加工
3.1 数控车床的结构及加工特点 3.2 零件定位及安装 3.3 数控车削加工工艺 3.4 数控车削常用的编程指令及应用 3.5 典型零件的编程与加工举例
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3.1 数控车床的结构及加工特点
• 3.1.1 数控车床的结构
• 数控车床同其他数控机床一样由数控系统(包含 伺服电动机和检测反馈装置的伺服系统)、强电控 制柜、机床本体和各类辅助装置组成，如图3-1所 示。
及温度、压力、流量等物理量．它根据机床加工过程中各个动作要 求进行协调，按各检测信号进行逻辑判别，从而控制机床各个部件
有条不紊地按顺序工作。
• 3．伺服系统
• 如前所述，伺服系统是数控系统和机床本体之间的电传动联系环节。 主要由伺服电动机、驱动控制系统和位置检测与反馈装置等组 成．伺服电动机是系统的执行元件，驱动控制系统则是伺服电动机
• 2．轮廓形状比较复杂的零件 • 数控车床具有直线插补和圆弧插补功能，部分数控车床甚
至还具有某些非圆曲线插补功能，故数控车床能车削由任 意平面曲线轮廓所组成的回转体类的零件，包括不能用数 学方程描述的列表曲线类的零件。有些内型、内腔零件， 用普通车床难以控制尺寸，如图3-3所示，用数控车床加 工很容易就能实现。
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• 1．精度要求高的零件 • 数控车床刚性好，制造和对刀精度高，能方便和精确地
进行人工补偿和自动补偿，所以能加工尺寸精度要求较高 的零件。在有些场合可以以车代磨。此外，数控车削的刀 具运动是通过高精度插补运算和伺服驱动来实现的，再加 上机床的刚性好和制造精度高，所以它能加工对母线直线 度、圆度、圆柱度等形状精度要求高的零件。对于圆弧以 及其他曲线轮廓，加工出的形状与图纸上所要求的几何形 状的接近程度比用仿形车床要高得多。由于数控车床工序 集中、装夹次数少，对提高位置精度特别有效，不少位置 精度要求高的零件，用普通车床加工时，因机床制造精度 低，工件装夹次数多而达不到要求，只能在车削后用磨削 或其他方法弥补。例如，图所示的轴承内圈，原来采用三 台液压半自动车床和一台液压仿形车床加工，需多次装夹， 因而造成较大的壁厚差，常常达不到图纸要求，后改用数 控车床加工，一次装夹即可完成滚道和内孔的车削，壁厚 差大为减小，且加工质量稳定。
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• 有些性能较高的数控车床具有恒线速度切削功能，加工 出的零件表面粗糙度小而且均匀。在普通车床上加工就不 能实现这一要求，如车削带有锥度的零件，由于普通车床 转速恒定，在直径大的部位切削速度大，表面粗糙度小， 反之直径小的部位表面粗糙度大，造成零件表面质量不均 匀。使用数控车床的恒线速度切削功能就能很好地解决这 一问题。对于表面粗糙度要求不同的零件，数控车床也能 实现其加工，表面粗糙度值要求大的部位采用比较大的进 给速度，要求小的部位则采用较小的进给速度。
• 5．辅助装置
• 辅助装置主要包括自动换刀装置 ATC ( Automatlc Tool Changer ）、 自动交换工作台机构 APc ( Automatic Pallet changer ）、工件夹紧 放松机构、回转工作台、液压控制系统、润滑装置、切削液装置、 排屑装置、过载和保护装置等。
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• 6．机床本体 • 数控车床的本体指其机械结构实体．它与传统的普通机床相比较，
同样由主传动系统、进给传动机构、工作台、床身以及立柱等部 分组成，但数控机床的整休布局、外观造型、传动机构、工具系 统及操作机构等方面都发生了很大的变化。为了满足数控技术的 要求和充分发挥数控机床的特点，归纳起来包括以下几个方面的 变化。 • （1）采用高性能主传动及主轴部件。其有传递功率大、刚度高、 抗振性好及热变形小等优点。 • （2）进给传动采用高效传动件。具有传动链短、结构简单、传 动精度高等特点，一般采用滚珠丝杠副、直线滚动导轨副等。 • （3）具有完善的刀具自动交换和管理系统。 • （4）机床本身具有很高的动、静刚度。 • （5）采用全封闭罩壳。由于数控机床是自动完成加工，为了操 作安全等，一般采用移动门结构的全封闭罩壳，对机床的加工部 件进行全封闭。
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３.1.2 数控车床的加工特点
• 数控车削是数控加工中用得最多的方法之一，在 数控车床中，工件的旋转运动是主运动，车刀作 进给运动。其主要加工对象是回转体类的零件， 基本的车削加工内容有：车外圆、车端面、切断 和车槽、钻中心孔、钻孔、车中心孔、铰孔、镗 孔、车螺纹、车锥面、车成形面、滚花和攻螺纹 等，如图所示。针对数控车床的加工特点，可以 说，凡是在数控车床上能装夹的工件，都能在数 控车床上加工，但数控车床最适合加工以下一些 类型的零件：
的动力源．数控系统发出的指令信号与位置反馈信号比较后作为位
移指令，再经过驱动系统的功率放大后，驱动电动机运转，通过机
械传动装置带动工作台或刀架运动。
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• 4．强电控制柜
• 强电控制柜主要用来安装机床强电控制的各种电气元器件，除了提 供数控、伺服等一类弱电控制系统的输入电源，以及各种短路、过 载、欠压等电气保护外，主要在 PLC 的输出接口与机床各类辅助 装置的电气执行元件之间起桥梁连接作用，控制机床辅助装置的各 种交流电动机、液压系统电磁阀或电磁离合器等。此外．它也与机 床操作台有关手动按钮连接。强电控制柜由各种中间继电器、接触 器、变压器、电源开关、接线端子和各类电气保护元器件等构 成．它与一般普通机床的电气类似，但为了提高对弱电控制系统的 抗干扰性，要求各类频繁启动或切换的电动机、接触器等电磁感应 器件中均必须并接 RC 阻容吸收器；对各种检测信号的输入均要求 用屏蔽电缆连接。