模块四数控车床零件加工-模块四数控车床的加工.pptx

回答问题：1.数控机床工序和工步的要素是什么？(人 地点 时间 工件 刀具 加工轮廓表面)2.数控刀具的刀位点概念？3.数控加工方法和路线设计原则？(精度 空运行时间 加工时间 加工路线 切入切出 反向间隙 经济)4.数控加工中切削用量有哪些,分别是什么?5.切削速度与主轴转速的有什么关系?6.为什么数控机床开机后要回参考点,为什么对刀?模块四 数控车床加工操作 4.1 数控车床结构与技术参数 4.2 数控车床操作 4.1 数控车床结构与技术参数 4.1.1 数控车床结构与技术参数1 数控车床结构数控车床主要由床身、主轴箱、刀架、刀架滑板、尾座、防护罩、液压系统、冷却系统、润滑系统、电气控制系统等组成。电气控制系统中的数控系统能控制伺服电动机驱动刀具作连续的横向和纵向进给运动，以加工出符合要求的各种工件。数控车床的床身结构和导轨有多种形式，大体可分为水平床身、水平床身斜滑板、倾斜床身和立式床身等四类布局形式，如图4-1所示。图4-1 数控车床布局(a)水平床身前置刀架；(b)水平床身斜滑板;(c)倾斜床身;(d)立式床身 一般中小型数控机床多采用倾斜床身或者水平床身斜滑板结构，这两种布局结构具有机床外形美观、占地面积小、宜于排屑、便于冷却液的排流、便于操作者操作与观察、宜于安装上下料机械手、宜于全面实现自动化等优点。图4-2所示为沈阳第一机床厂生产的SSCK20A型数控卧式车床。图4-2 SSCK20A型数控车床 该机床是二坐标连续控制CNC车床，采用BEIJING-FANUC 0i数控系统，主轴无级转速范围为452400 r/min，采用整体铸造床身，内部结构为拱形筋，脊与导轨面垂直，下部包砂铸造，这种结构可大大提高床身的刚性，增加机床的稳定性和抗震性，从而提高机床精度。向后倾斜45，具有倾斜床身排屑流畅的优点，同时也具有水平床身刀架受切削力较好的优点。该机床采用全封闭防护，操作调整方便、安全；配有湿式链板式排屑器，铁屑能及时排出。床身导轨和滑鞍导轨采用一体的铸造导轨，经精密磨削加工，进一步提高了机床的强度、刚性和精度；滑鞍、滑板导轨摩擦面均粘贴聚四氟乙烯抗磨软带，大大降低了与导轨间的摩擦系数，从而增加了导轨的耐磨性和精度保持性，还可提高刀架的快速移动速度及延长机床的使用寿命。该机床的X轴滚珠丝杠与伺服电动机用单向弹性膜片联轴器联接，传动无间隙。Z轴滚珠丝杠是伺服电动机通过同步齿形带传动的。为了使编码器发出的脉冲信号与滚珠丝杠同步，采用滚珠丝杠与编码器直接用弹性联轴器联接，这样编码器可直接反馈滚珠丝杠的传动信号，避免齿形带传动造成的误差。该机床适合加工轴类和盘形零件。可加工内外圆柱、圆锥、圆弧和各种螺纹，机床还可以进行钻孔、扩孔、铰孔、镗孔、车端面、切槽、倒角等加工；采用液压卡盘、中空卡盘、液压尾架等附件，适合加工中型复杂零件。2 SSCK20A 型数控卧式车床的主要技术参数卡盘直径：210 mm床身最大回转直径：450 mm最大加工直径：200 mm轴类最大加工长度：500 mm滑鞍最大纵向行程：660 mm滑板最大横向行程：170 mm主轴孔径：55 mm 主轴转速(无级)：单轴主轴箱(交流主驱动)452400 r/min车刀刀方：20 mm20 mm 最小输入当量：纵向(Z轴)0.001 mm，横向(X轴)0.001 mm(直径上)快移速度：纵向(Z轴)10 m/min，横向(X轴)8m/min(直径上)尾座套筒直径：70 mm套筒最大行程：80 mm顶尖锥孔：莫氏4号主电机功率(AC)：11 kW伺服电动机：1.2 kW液压站电动机：1.5 kW运屑器电动机：0.2 kW切削液电动机：0.55 kW机床外形尺寸(LBH)：3730 mm1730 mm1710 mm机床净重量：5000 kg 4.1.2 数控车床控制面板SSCK20A型数控卧式车床的控制面板如图4-4所示。它由系统操作面板(CRT/MDI操作面板)和机床操作面板(也称为用户操作面板)组成。图中上方是系统操作面板，下方是机床操作面板。另外，在控制面板的左侧面还有一个手摇控制面板，如图4-5所示。面板上的功能开关和按键均有特定的含义。对于系统操作面板来说，只要采用的是BEIJING-FANUC 0i Mate-TB数控系统，则面板都是相同的；但对于机床操作面板而言，由于生产厂家的不同而有所不同。图4-4 SSCK20A型数控车床操作面板 程序编辑系统操作机床操作功能区域显示输出软键控制安全保护倍率修调1 机床操作面板SSCK20A型数控卧式车床的机床操作面板如图4-6所示。图4-6 SSCK20A型数控车床机床操作面板 1)急停按钮【急停】按钮为图4-6左上角的第一个按钮。机床在运行过程中，当将要出现碰撞或者程序有错误等紧急情况下，应立即压下【急停】按钮，这时机床紧急停止，进给和主轴旋转也立刻紧急刹车。当消除故障以后，顺时针旋转急停按钮进行复位，机床可继续操作。2)程序保护开关紧靠着【急停】按钮的右方为【程序保护】开关，它是一钥匙开关，用以防止破坏内存程序。当该开关在“1”位置时，内存程序将受到保护，即不能进行程序编辑；在“0”位置时，内存程序不受到保护。3)进给倍率修调开关【急停】按钮正下方为【进给倍率修调】开关，用此开关可以改变在自动方式下运行的程序中刀架的进给速度，修调率为0%120%。手动方式下该开关直接指示刀架的进给速度。4)主轴倍率修调开关【进给倍率修调】开关右方为【主轴倍率修调】开关，用此开关可以改变主轴的转速。可以改变程序中给定的S代码速度，使之按照50%120%的倍率变化。图4-7 相关按钮名称 2 系统操作面板系统操作面板如图4-4上方所示，主要包括三部分：CRT显示器、软键和MDI键盘。4.2 数控车床操作 4.2.1 启动与回参考点1 启动将数控车床电气柜总开关转到ON位置，机床将进入等待状态，报警提示1003外部报警(未准备)，按下机床操作面板上的【准备】键，机床启动完成。2 回参考点机床打开以后首先必须进行回参考点的操作，因为机床在断电后就失去了对各坐标位置的记忆，所以在接通电源后，必须让各坐标值回参考点。其具体操作步骤如下：(1)在机床操作面板上按下【回零】键。(2)按下快速移动倍率开关(在【25%】、【50%】、【100%】三个按钮中任选一个)。(3)首先，使X轴回参考点。按下【X】按钮，使滑板沿X轴正向移向参考点，在移动过程中，操作者应按住【X】按钮，直到回零参考点指示灯闪亮，再松开按钮，X轴已返回参考点。(4)再使Z轴回参考点。按下【Z】按钮，使滑板沿Z轴正向移向参考点，在移动过程中，操作者应按住【Z】按钮，直到回零参考点指示灯闪亮，再松开按钮，Z轴返回参考点。注意：若开机后机床已经在参考点位置，应该先按下【点动】按钮，用移动按钮【X】和【Z】先使刀架移开参考点约100 mm左右，然后再回零。4.2.2 对刀与建立工件坐标系 对刀与建立工件坐标系采用试切法。其具体操作步骤如下：(1)在执行完回零操作后，按下机床操作面板上的【手动输入】键。(2)按下系统操作面板上的【PROG】键，使显示屏幕画面出现MDI。(3)输入M03 S600。(4)按下系统操作面板上的【EOB】键。(5)按下【INSERT】键。(6)按下【循环启动】键。(7)按下【点动】按钮。(8)按下【转塔转位】按钮，找基准刀。(9)依次按下【X】和【Z】按钮，使刀盘接近工件。(10)按下【手摇】按钮。(11)将手摇操作面板上的轴选开关打在X位置。(12)在【X1】、【X10】、【X100】、【X1000】四个按钮中选定其中一个，并将所选按钮按下(注意：尽量不选【X1000】按钮)。(13)按下【主轴正转】按钮，旋转手轮，沿X向进刀，在端面车一刀。(14)沿X向退刀，使刀具离开工件，Z向尺寸不动。(15)按下【主轴停】按钮。(16)按下系统操作面板上的【W】键。(17)按下【起源】软键，使相对坐标W清零。(18)按下【OFFSET SETTING】键。(19)按下软键【坐标系】。(20)选择G54G59其中之一，此处选择G54，用光标移动键将光标移动至Z位置。(21)输入Z0。(22)按下软键【测量】。(23)将手摇操作面板上的轴选开关打在Z位置。(24)按下【主轴正转】按钮，旋转手轮，沿Z向进刀，在外圆试切一刀。(25)沿Z向退刀，使刀具离开工件，X向尺寸不动。(26)按下【主轴停】按钮，测量外圆尺寸。(27)按下系统操作面板上的【U】键。(28)按下【起源】软键，使相对坐标U清零。(29)按下【OFFSET SETTING】键。(30)按下软键【坐标系】。(31)输入X和所测量外圆尺寸。(32)点击软件”测量”。此时，坐标系G54设定完成，工件坐标系坐标原点就处于零件右端面中心处，在程序中直接调用G54，所有编程尺寸就是该坐标系下的尺寸。如果刀盘上还安装有其他刀具，则针对每一把刀具都用上述方法试切，然后按下【OFFSET SETTING】键，再按下【形状】软键，调出刀具位置偏置画面，分别将其U、W值送入所对应的补偿号中，对刀结束。4.2.3 自动运行1 存储器运行程序预先存在存储器中，当在自动状态下选定了一个程序并按下机床操作面板上的【循环启动】按钮时，开始自动运行，而且循环启动灯(LED)点亮。在自动运行期间当按下机床操作面板上的【进给保持】按钮时，自动运行暂停。再按一次【循环启动】按钮，自动运行恢复。按下MDI面板上的【RESET】键，自动运行结束并进入复位状态。存储器运行过程如下：(1)按【编辑】键。(2)按【PROG】键显示程序画面。(3)按地址键【O】。(4)用数字键输入程序号。(5)按【OSRH】软键。(6)按【自动】键。(7)按机床操作面板上的【循环启动】按钮，启动机床进入自动运行状态，而且循环启动灯(LED)点亮。(8)按下机床操作面板上的【进给保持】按钮，自动运行暂停。若按下MDI面板上的【RESET】键，自动运行结束并进入复位状态，循环启动灯灭。2 MDI 运行MDI运行用于简单的测试操作，运行过程如下：(1)按机床操作面板上的【手动输入】按钮。(2)按系统操作面板上的【PROG】键，选择程序画面。(3)编制要执行的程序，并在最后一个程序段中指定M99或者M30。(4)用系统操作面板上的光标移位键将光标移动到程序头。(5)按下【循环启动】按钮，自动运行开始。(6)自动运行结束，返回到程序的开头。(7)按下【RESET】键，自动运行结束并返回到复位状态。4.2.4 简单零件加工举例例4-1 图4-9所示是零件的图样，毛坯为50 mm100 mm棒料，材料为45钢，需要车削外圆和端面。1 确定工艺方案采用三爪自定心卡盘夹持50外圆，一次装夹完成粗、精加工。图4-9 简单零件车削实例2 加工工序(1)粗车端面及45外圆，留0.5 mm精车余量；(2)精车45外圆到尺寸。3 刀具零件的粗、精加工均用90外圆车刀完成。4 切削用量粗加工时进给量为0.3 mm/r，主轴转速为300 r/min；精加工时进给量为0.15 mm/r，主轴转速为600 r/min。粗加工一次完成；精加工也一次完成，单边切削量为0.5 mm。5 工件坐标系以零件右端面与回转轴线交点为工件原点，坐标系如图4-9所示。用G54设定工件坐标系.程序如下：O0401；N010 G54；调用G54坐标系N020 S300 M03；主轴正转，转速为300 r/minN030 M08；送切削液N040 G00 X55.0 Z0；定位，快速到达端面的径向外N050 G01 X-0.5 F0.3；车削端面N060 G00 Z2.0；退刀 N070 X46.0；定位N080 G01 Z-60.0 F0.3；粗车外圆N090 X55.0；车端面N100 G00 Z2.0；退刀N110 X45.0 S600；45外圆定位，主轴转速为600 r/minN120 G01 Z-60.0 F0.15；精车45外圆N130 X55.0；退刀N140 G00 Z100.0 M09；关切削液N150 M05；主轴停N160 M30；程序结束4.2.5 综合举例1 轴类零件例4-2 图4-10所示是零件的图样，毛坯为40 mm100 mm棒料，材料为45钢。图4-10 轴类零件的车削实例 1)确定工艺方案采用三爪自定心卡盘夹持40外圆，棒料伸出卡盘外约85 mm，找正后一次装夹完成粗、精加工。2)刀具分析零件图以后，确认该零件加工需要3把刀具。选定1号刀为硬质合金机夹车刀；2号刀为宽4 mm的硬质合金切槽刀；3号刀为60硬质合金机夹螺纹车刀。3)工艺路线的设计(1)用1号刀进行轮廓的粗车和精车，采用粗车循环指令G71和精车循环指令G70进行编程；(2)用2号刀进行车槽加工；(3)用3号刀车螺纹，采用G76指令编程；(4)用2号刀切断工件。4)切削用量粗车轮廓时车削深度为1.5mm，退刀量为2mm，进给量为1.3mm/r，主轴转速为800r/min；精车轮廓时进给量为0.15 mm/r，主轴转速为1200 r/min。粗车完毕后，X向单边精车余量为0.2 mm，Z向单边精车余量为0.1 mm；车槽时进给量为0.15 mm/r，主轴转速为600 r/min，车刀进入槽底部进给暂停2 s。5)工件坐标系以零件右端面与回转轴线交点为工件原点，坐标系如图4-10所示。用G54设定工件坐标系，设定方法与前面所介绍的完全相同。程序如下：O0402；N010 G54；调用G54坐标系N020 S800 M03；主轴正转，转速为800 r/minN030 M08；送切削液N040 T0101；换1号车刀，导入刀具补偿N050 G00 X50.0 Z5.0；快速到达循环起刀点定位 N060 G94 X0 Z0 F0.15；车削端面N070 G90 X40.0 Z-80.0 F1.3；外径车削固定循环刮毛坯外径N080 G71 U1.5 R2.0；外圆粗车循环，N100N170为循环部分轮廓N090 G71 P100 Q170 U0.4 W0.1；N100 G00 X20.0；下刀N110 G01 Z-20.0 F0.15 S1200；车削螺纹部分圆柱，主轴转速为1200 r/min，进给量为0.15 mm/rN120 X22.0；车削槽处的台阶端面N130 Z-30.0；车削22外圆N140 X24.0；车削台阶N150 X28.494 Z-53.469；车圆锥N160 G02 X38.0 Z-65.0 R15.0；车削R15的圆弧N170 G01 Z-80.0；车削38外圆N180 G70 P100 Q170；从N100至N170精车轮廓N190 G00 X100.0；刀具沿径向快退N200 Z200.0；刀具沿轴向快退N210 T0202；换2号车刀，导入刀具补偿N220 G00 X24.0 Z-20.0 S600；2号车刀快速定位，主轴转速为600 r/minN230 G01 X16.0 F0.15；车槽N240 G04 X2.0；暂停2 s，修光槽底