项目9数控机床的应用.

9.1项目任务书9.2数控机床的选型与使用9.3拓展知识——数控机床的安装、调试项目9数控机床的应用数控机床项目9数控机床的应用项目描述：学习数控机床的应用学习目标：1.能够进行数控机床的选型2.能阐明数控机床的选用依据和选用内容3.能够描述数控机床的使用技术项目任务报告：1.分析一种数控机床的最佳加工典型零件2.描述3~4种数控机床的主参数3.列举数控机床的选用内容4.叙述一种数控机床的使用技术数控机床项目9初识机床9.1项目任务书9.2数控机床的选型与使用9.2.1数控机床的选型9.2.2数控机床的使用技术数控机床项目9数控机床的应用9.2.1数控机床的选型（一）选用依据1、根据被加工零件的特点选用数控机床的类型2、多品种中小批量轮番生产宜选用数控机床（二）选用内容1、数控机床主参数的选择根据被加工典型零件的尺寸大小来确定。A)数控坐标的行程B)主轴电机功率。C)主轴转速和进给速度范围。使用小直径刀具为主时，选择高速主轴电机。数控机床项目9数控机床的应用2、机床精度的选择数控机床精度一般可分为精密型、普通型和经济型三种。经济型数控机床，配置开环伺服系统，其精度最低。普通型机床可批量加工8级精度的工件，精密型机床批量加工精度可达5～6级，但对使用环境要求较严格并且要有恒温等工艺措施。通常批量生产的零件实际加工出的精度数值，一般为机床定位精度的1.5～2倍。加工中心只有普通型和精密型，加工中心的精度项目如表9-1所示。数控机床项目9数控机床的应用9.2.1数控机床的选型9.2.1数控机床的选型数控机床项目9数控机床的应用9.2.1数控机床的选型1）机床定位精度2）机床的重复定位精度3）铣圆精度铣圆精度是综合评价数控机床有关数控轴的伺服跟随运动特性和数控系统插补功能的指标。数控机床项目9数控机床的应用9.2.1数控机床的选型3、数控系统的选择在选用数控系统时，除了需有直线及圆弧插补、快速运动、刀具补偿和固定循环等基本功能外，还需结合使用要求，可选择切削过程动态图形显示、参数编程、自动编程软件包、几何软件包和离线诊断程序等功能。在选择系统时，主要考虑以下基本原则。1）根据数控机床类型选择相应的数控系统根据数控机床的加工类别，例如：车、铣、镗、磨、冲压等，选择时要选用相应的数控系统。数控机床项目9数控机床的应用9.2.1数控机床的选型2）根据数控机床的性能选择数控系统功能数控系统具有许多功能，一般分为两大类功能：基本功能和选择功能。系统中已经具备基本功能，选择功能需用户特殊订货选择后由供方提供。数控系统生产厂家对具有基本功能的系统定价便宜，而对有选择功能要求的系统定价较高。3）根据数控机床的设计指标选择数控系统由于数控系统的性能差别很大，所以价格也可相差数倍。选用时不要片面地追求高水平、新系统。而应该对系统的价格和性能等作一个综合分析评价，以便选用合适的数控系统。4）订购系统时的考虑订购时把需要的系统功能考虑全面。数控机床项目9数控机床的应用4、数控机床驱动电动机的选择1）主轴电动机的选择原则①所选电动机应能满足机床设计的切削功率要求。②根据要求的主轴加减速时间计算出的电动机功率不应超过电动机的最大输出功率。③在要求主轴频繁启动、制动的场合，必须计算其平均功率，值不能超过电动机连续额定输出功率。④在要求恒表面速度控制的场合，则恒表面速度控制所需的切削功率和加速所需功率两者之和应在电动机能够提供的功率范围之内。9.2.1数控机床的选型数控机床项目9数控机床的应用2）进给驱动伺服电动机的选择原则根据负载条件来选择伺服电动机，在电动机轴上所加的负载有两种，即负载转矩和负载惯量转矩。9.2.1数控机床的选型数控机床项目9数控机床的应用9.2.1数控机床的选型5、数控机床功能的选择（1）自动换刀功能的选择换刀时间和故障率。加工中心故障中有50％以上与ATC工作有关。其投资占整台机床投资的30％～50％。刀库容量不宜选得太大，成本高，故障率增加，刀具的管理复杂化。卧式加工中心刀库存量有30、40、60、80把等，立式加工中心刀库容量有16、20、24、32把等。用户在选定时，可以根据被加工工件的工艺分析结果来确定所需刀具数。通常以满足一个零件在一次装夹中所需刀具数量来确定刀库容量。数控机床项目9数控机床的应用9.2.1数控机床的选型（2）坐标轴数和联动轴数每增加一个标准坐标轴，则机床价格约增加30％～40％。（3）辅助功能的选择机上对刀、砂轮修正与自动补偿、零件在线测量、刀具磨损监测、断刀监测、刀具内冷却方式、切屑输送装置和刀具寿命管理等。6、技术服务及机床的刚度、可靠性在选择设备时必须考虑数控设备的操作、程序编制、机械和电气维修的培训。机床刚度取决于机床质量和结构。机床可靠性包括两个方面：一是机床连续运转稳定可靠，二是在使用寿命期内的故障尽可能少。数控机床项目9数控机床的应用9.2.1数控机床的选型（三）订货注意事项选型工作完成后，在签订供货合同时，应注意以下几方面的问题。1）要求供方提供尽可能多的技术资料和较充分的操作维修培训时间。2）订购一定数量的备件、易损件。3）机床的加工试件的验收项目及复杂零件的加工问题。4）配置必要的夹具、程序、附件刀具和刀具系统等。5）优先选择国产数控机床。数控机床项目9数控机床的应用9.2.2数控机床的使用技术1.选择合适的加工对象（1）工件的加工批量应大于经济批量数控机床用来加工批量太小的工件是不经济的，而且生产周期也不一定缩短。因为普通机床的纯切削加工时间占实际工时的l0％～20％，而数控机床加工时，纯切削时间可占到实际工时的70％～80%。因此与普通设备加工对比，加工中心的单件加工时间要短很多，但加工中心的准备调整工时又很长。经济批量可参考下式进行估算：数控机床项目9数控机床的应用（2）安排重复性投产的加工零件数控机床的工艺文件、程序单、工夹具等，可以保存并反复使用，当再次投产时，生产准备周期与成本都可以大大减少。（3）加工工件的大小、形状应与机床工作台和行程大小相适应在特殊情况下，可考虑二次装夹移动工件的方法来加工。（4）工件加工内容要合适尽量安排一些有精度要求的铣、镗、钻、铰和攻螺纹等综合加工的工件在加工中心上加工。对有些工件批量虽少，但形状复杂、质量要求高、普通机床不易加工的工件，也可以考虑用加工中心加工。（5）综合考虑生产能力平衡有和其他设备的工序转接，有生产节拍，因此，要合理安排加工工序。9.2.2数控机床的使用技术数控机床项目9数控机床的应用9.2.2数控机床的使用技术2.确定工件的加工内容确定零件加工工序时，应根据加工所需的精度要求、刀具数量、热处理要求等，将零件分几次装卡和几个程序加工。工序内容与其前后工序相联系。例如，工件在上加工中心之前，应在其他机床上加工出必要的基面和基准孔等。安排的加工内容应充分发挥机床效率，对于用其他机床加工比在加工中心上加工更合适、效率更高的工序，尽量不安排在加工中心上加工。例如，一些大的平面采用龙门刨床、铣床和立车等机床加工效率会更高。数控机床项目9数控机床的应用3.决定工件的装卡方式和设计夹具设计夹具时应考虑的因素如下：（1）工件的定位基准和夹紧的要求。（2）夹具、工件与机床工作台面的连接。（3）必须给刀具运动留出足够的加工空间。（4）夹具必须保证最小的夹紧变形。（5）夹具底面与工作台面接触。（6）夹具必须装卸方便。（7）对批量不大，又经常变换品种的零件，应优先考虑使用组合夹具或成组夹具，以节省夹具的费用与准备时间。9.2.2数控机床的使用技术数控机床项目9数控机床的应用4.编制加工工艺文件（1）编制工艺文件所需的准备工作1）机床各坐标的机械原点、各坐标的运动方向，机床行程范围，夹具和工件的安放位置，工件坐标系的设定，机床各坐标运动的干涉区，自动换刀装置所应占用的换刀空间等。2）机床加工特点、机床操作方法。3）数控系统工作原理和编程指令表。4）刀具T指令、交换指令、使用格式。9.2.2数控机床的使用技术数控机床项目9数控机床的应用5）主轴转速范围与指令，是否有对应的齿轮挂档指令和互锁指令等。6）进给速度范围和F指令。7）切削加工工艺规范，最佳切削用量选择。8）切削刀具趋近工件的留隙量，9.2.2数控机床的使用技术数控机床项目9数控机床的应用（2）确定工步顺序1）由粗到精原则。2）考虑最佳走刀路线，减少空行程。3）节省辅助时间，减少刀具更换次数。（3）刀具的选择切削用量、工件材料的性能以及其他相关因素正确选用刀具及刀柄。对刀具总的要求是：刚性好、精度高、安装调整方便。为了保证刀柄有较好的刚性，在满足加工要求的情况下，尽量选用较短的连接刀柄。（4）确定切削用量切削用量包括主轴转速、进给速度、切削深度和宽度等，（5）工件坐标系设定、坐标计算、编绘刀具轨迹图和工序加工示意图9.2.2数控机床的使用技术数控机床项目9数控机床的应用5.编制加工程序：手工编程、人——机对话型编程和自动程序编制。（1）手工编程手工编程是指编制零件数控加工程序的各个步骤。（2）人——机对话型编程在数控机床出厂时，已将一定数量的源程序及相应图形存入数控系统，形成“菜单”。这种方式只局限于小型程序，一般以孔加工程序为主。（3）自动编程自动编程是利用计算机专用软件自动地进行数值计算，编写零件加工程序单，自动编程使得一些计算繁琐、手工编程困难或无法编出的程序能够顺利地完成。9.2.2数控机床的使用技术数控机床项目9数控机床的应用6.输入程序7.程序校验、试运行试运行的工作内容如下：（1）安装、找正和紧固工件、夹具。（2）按照所编程序和工艺文件要求将刀具对号装入刀库，并检查是否正确。（3）对刀具进行测量、试切削和调整，设定、输入工件坐标系及刀具补偿值等参数。（4）闭合机床锁定开关，只运行数控系统，检查程序有无错误。（5）Z轴闭锁试运行，检查运动轨迹和加工位置是否符合要求，选择刀具是否正确，交换刀具是否到位，刀具运动与夹具是否干涉，各种辅助功能是否齐全。9.2.2数控机床的使用技术数控机床项目9数控机床的应用8.调试和试切削（1）对程序内容了解不深时，采用单段程序运行方式。（2）充分使用倍率开关，适当降低进给速度倍率和快速趋近速度倍率，这样当刀具趋近工件时，就有时间来判断运动轨迹是否正确，工艺系统中各环节相互有无干涉等。（3）程序运行中重点观察数控系统上的几个显示画面。1）主程序和子程序显示——了解正在执行程序内容；2）工作寄存器显示——了解正在执行程序段内各状态和指令；3）缓冲寄存器显示——了解下一个程序段将要执行的各状态和指令；4）坐标位置显示——了解正在执行的程序段的运动量和坐标位置是否符合要求。（4）用“渐近法”试切削。9.2.2数控机床的使用技术数控机床项目9数控机床的应用9.试切削加工后的工作（1）全面检查已加工完成的试件各项加工精度，根据检查结果调整参数，修改有关程序。（2）及时输出经过试切削加工合格的加工程序，并妥善保存。（3）总结修改程序单和有关工艺文件，重视程序等技术资料的总结、积累和提高。9.2.2数控机床的使用技术数控机床项目9数控机床的应用9.3.1数控机床的安装技术1.安装环境的要求（1）地基要求（2）电网和地线的要求（3）环境温度和湿度要求（4）避免环境干扰的措施（5）其他数控机床运行对压缩空气气源、水源、排屑等也有一定要求。2.数控机床的初始就位3.组装数控机床部件组装数控机床部件是指将分解运输的机床重新组合成整机的过程。9.3拓展知识——数控机床的安装、调试数控机床项目9数控机床的应用9.3.1数控机床的安装技术4.检查数控机床连接电源（1）确认电源电压和频率（2）确认输入电源的相序（3）确认电源电压的波动范围（4）检查直流电源输出电压（5）检查各熔断器（6）检查直流电