第8章数控车床应用.ppt
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1、第第8章章 数控车床应用数控车床应用8.1 数控车床概述数控车床概述8.2 对刀与偏置、补偿对刀与偏置、补偿8.3 FANUC系统数控车床编程简介系统数控车床编程简介8.4 外圆切削外圆切削8.5 端面切削加工端面切削加工8.6 可转位车刀片的刀尖圆弧及半径补偿的应用可转位车刀片的刀尖圆弧及半径补偿的应用8.7 内孔加工内孔加工8.8 切槽、切断工艺及编程切槽、切断工艺及编程8.9 螺纹车削加工工艺及编程螺纹车削加工工艺及编程8.10 先导案例解决先导案例解决8.1 数控车床概述数控车床概述8.1.1数控车床简述数控车床简述1.1.各种控制功能的数控车床各种控制功能的数控车床各种控制功能的数控
2、车床各种控制功能的数控车床(1)(1)全功能型数控车床全功能型数控车床全功能型数控车床全功能型数控车床 它一般采用交、直流伺服电机驭动形成闭环或半闭环控制系统,它一般采用交、直流伺服电机驭动形成闭环或半闭环控制系统,它一般采用交、直流伺服电机驭动形成闭环或半闭环控制系统,它一般采用交、直流伺服电机驭动形成闭环或半闭环控制系统,主电机一般采用交流伺服电机。具有主电机一般采用交流伺服电机。具有主电机一般采用交流伺服电机。具有主电机一般采用交流伺服电机。具有CRTCRT图形显示、人机对话、自诊图形显示、人机对话、自诊图形显示、人机对话、自诊图形显示、人机对话、自诊断等功能。具有高刚度、高精度和高效率
3、等优点,如断等功能。具有高刚度、高精度和高效率等优点,如断等功能。具有高刚度、高精度和高效率等优点,如断等功能。具有高刚度、高精度和高效率等优点,如图图图图8-18-1所示。所示。所示。所示。(2)(2)经济型数控车床经济型数控车床经济型数控车床经济型数控车床 早期的经济型数控车床是在普通车床基础上改造而来,功能较简早期的经济型数控车床是在普通车床基础上改造而来,功能较简早期的经济型数控车床是在普通车床基础上改造而来,功能较简早期的经济型数控车床是在普通车床基础上改造而来,功能较简单单单单;现在的经济型数控车床功能,有了较大的提高。现在的经济型数控车床功能,有了较大的提高。现在的经济型数控车床
4、功能,有了较大的提高。现在的经济型数控车床功能,有了较大的提高。下一页返回8.1 数控车床概述数控车床概述 (3)(3)车削中心车削中心车削中心车削中心 车削中心是以全功能型数控车床为主体,并配置刀库、换刀装置、车削中心是以全功能型数控车床为主体,并配置刀库、换刀装置、车削中心是以全功能型数控车床为主体,并配置刀库、换刀装置、车削中心是以全功能型数控车床为主体,并配置刀库、换刀装置、分度装置、铣削动力头和机械手等,实现多工序复合加工的机床。车分度装置、铣削动力头和机械手等,实现多工序复合加工的机床。车分度装置、铣削动力头和机械手等,实现多工序复合加工的机床。车分度装置、铣削动力头和机械手等,实
5、现多工序复合加工的机床。车削中心与数控车床的主要区别是削中心与数控车床的主要区别是削中心与数控车床的主要区别是削中心与数控车床的主要区别是:车削中心具有动力刀架和车削中心具有动力刀架和车削中心具有动力刀架和车削中心具有动力刀架和C C轴功能,轴功能,轴功能,轴功能,可在一次装夹中完成更多的加工工序,提高加工精度和生产效率。可在一次装夹中完成更多的加工工序,提高加工精度和生产效率。可在一次装夹中完成更多的加工工序,提高加工精度和生产效率。可在一次装夹中完成更多的加工工序,提高加工精度和生产效率。(4)FMC(4)FMC车床车床车床车床 它是一种由数控车床、机械手或机器人等构成的柔性加工单元。它是
6、一种由数控车床、机械手或机器人等构成的柔性加工单元。它是一种由数控车床、机械手或机器人等构成的柔性加工单元。它是一种由数控车床、机械手或机器人等构成的柔性加工单元。它能实现工件搬运、装卸的自动化和加工调整准备的自动化。它能实现工件搬运、装卸的自动化和加工调整准备的自动化。它能实现工件搬运、装卸的自动化和加工调整准备的自动化。它能实现工件搬运、装卸的自动化和加工调整准备的自动化。上一页 下一页返回8.1 数控车床概述数控车床概述 2.2.立、卧式数控车床立、卧式数控车床立、卧式数控车床立、卧式数控车床 数控车床有立、卧式之分,数控卧式车床应用更为普遍。数控车床有立、卧式之分,数控卧式车床应用更为
7、普遍。数控车床有立、卧式之分,数控卧式车床应用更为普遍。数控车床有立、卧式之分,数控卧式车床应用更为普遍。(1)(1)卧式数控车床卧式数控车床卧式数控车床卧式数控车床 卧式数控车床的主轴轴线处于水平位置,它的床身和导轨有多种卧式数控车床的主轴轴线处于水平位置,它的床身和导轨有多种卧式数控车床的主轴轴线处于水平位置,它的床身和导轨有多种卧式数控车床的主轴轴线处于水平位置,它的床身和导轨有多种布局形式,是应用最广泛的数控车床。如布局形式,是应用最广泛的数控车床。如布局形式,是应用最广泛的数控车床。如布局形式,是应用最广泛的数控车床。如图图图图8-18-1所示为全功能卧式数控所示为全功能卧式数控所示
8、为全功能卧式数控所示为全功能卧式数控车床。车床。车床。车床。(2)(2)立式数控车床立式数控车床立式数控车床立式数控车床 立式数控车床的主轴垂直于水平面,并有一个直径很大的圆形工立式数控车床的主轴垂直于水平面,并有一个直径很大的圆形工立式数控车床的主轴垂直于水平面,并有一个直径很大的圆形工立式数控车床的主轴垂直于水平面,并有一个直径很大的圆形工作台,供装夹工件用。这类数控机床主要用于加工径向尺寸较大、轴作台,供装夹工件用。这类数控机床主要用于加工径向尺寸较大、轴作台,供装夹工件用。这类数控机床主要用于加工径向尺寸较大、轴作台,供装夹工件用。这类数控机床主要用于加工径向尺寸较大、轴向尺寸较小的大
9、型复杂零件。如向尺寸较小的大型复杂零件。如向尺寸较小的大型复杂零件。如向尺寸较小的大型复杂零件。如图图图图8-28-2所示为立式数控车床简图。所示为立式数控车床简图。所示为立式数控车床简图。所示为立式数控车床简图。上一页 下一页返回8.1 数控车床概述数控车床概述8.1.2典型的数控车床组成典型的数控车床组成 如如如如图图图图8-18-1所示为典型的全功能数控车床。所示为典型的全功能数控车床。所示为典型的全功能数控车床。所示为典型的全功能数控车床。CNCCNC车床的主要组成部分车床的主要组成部分车床的主要组成部分车床的主要组成部分有有有有CNCCNC控制、床身、主轴箱、进给运动装置、刀架、卡盘
10、与卡爪、尾控制、床身、主轴箱、进给运动装置、刀架、卡盘与卡爪、尾控制、床身、主轴箱、进给运动装置、刀架、卡盘与卡爪、尾控制、床身、主轴箱、进给运动装置、刀架、卡盘与卡爪、尾座、电源控制箱、液压和润滑系统以及其他设置。下面以典型的全功座、电源控制箱、液压和润滑系统以及其他设置。下面以典型的全功座、电源控制箱、液压和润滑系统以及其他设置。下面以典型的全功座、电源控制箱、液压和润滑系统以及其他设置。下面以典型的全功能卧式数控车床为例,简介数控车床的组成。能卧式数控车床为例,简介数控车床的组成。能卧式数控车床为例,简介数控车床的组成。能卧式数控车床为例,简介数控车床的组成。1.CNC1.CNC控制系统
11、控制系统控制系统控制系统 现代数控车削控制系统中,除了具有一般的直线、圆弧插补功能外,现代数控车削控制系统中,除了具有一般的直线、圆弧插补功能外,现代数控车削控制系统中,除了具有一般的直线、圆弧插补功能外,现代数控车削控制系统中,除了具有一般的直线、圆弧插补功能外,还具有同步运行螺纹切削功能,外圆、端面、螺纹切削固定循环功能,还具有同步运行螺纹切削功能,外圆、端面、螺纹切削固定循环功能,还具有同步运行螺纹切削功能,外圆、端面、螺纹切削固定循环功能,还具有同步运行螺纹切削功能,外圆、端面、螺纹切削固定循环功能,用户宏程序功能用户宏程序功能用户宏程序功能用户宏程序功能)另外,还有一些提高加工精度的
12、功能,如恒线速度另外,还有一些提高加工精度的功能,如恒线速度另外,还有一些提高加工精度的功能,如恒线速度另外,还有一些提高加工精度的功能,如恒线速度控制功能,刀具形状、刀具磨损和刀尖半径补偿功能,存储型螺距误控制功能,刀具形状、刀具磨损和刀尖半径补偿功能,存储型螺距误控制功能,刀具形状、刀具磨损和刀尖半径补偿功能,存储型螺距误控制功能,刀具形状、刀具磨损和刀尖半径补偿功能,存储型螺距误差补偿功能,刀具路径模拟功能。差补偿功能,刀具路径模拟功能。差补偿功能,刀具路径模拟功能。差补偿功能,刀具路径模拟功能。上一页 下一页返回8.1 数控车床概述数控车床概述 2.2.进给运动装置进给运动装置进给运动
13、装置进给运动装置 CNCCNC车床的两个主要进给轴是车床的两个主要进给轴是车床的两个主要进给轴是车床的两个主要进给轴是X X轴和轴和轴和轴和Z Z轴。轴。轴。轴。X X轴用于控制横溜板,轴用于控制横溜板,轴用于控制横溜板,轴用于控制横溜板,控制刀具横向进给移动,改变工件的直径控制刀具横向进给移动,改变工件的直径控制刀具横向进给移动,改变工件的直径控制刀具横向进给移动,改变工件的直径;Z;Z轴用于控制拖板,会沿长轴用于控制拖板,会沿长轴用于控制拖板,会沿长轴用于控制拖板,会沿长度方向移动刀具来控制工件的长度。度方向移动刀具来控制工件的长度。度方向移动刀具来控制工件的长度。度方向移动刀具来控制工件
14、的长度。3.3.床身床身床身床身 床身用于支撑和对正机床的床身用于支撑和对正机床的床身用于支撑和对正机床的床身用于支撑和对正机床的X X轴、轴、轴、轴、Z Z轴及刀具部件。此外,床身可轴及刀具部件。此外,床身可轴及刀具部件。此外,床身可轴及刀具部件。此外,床身可以吸收由于金属切削而引起的冲击与振动。床身的设计有两种方式,以吸收由于金属切削而引起的冲击与振动。床身的设计有两种方式,以吸收由于金属切削而引起的冲击与振动。床身的设计有两种方式,以吸收由于金属切削而引起的冲击与振动。床身的设计有两种方式,即平床身或斜床身。如即平床身或斜床身。如即平床身或斜床身。如即平床身或斜床身。如图图图图8-18-
15、1所示,大多数全功能所示,大多数全功能所示,大多数全功能所示,大多数全功能CNCCNC车床采用斜床车床采用斜床车床采用斜床车床采用斜床身设计,这种设计有利于切屑和冷却液从切削区落到切屑传送带。身设计,这种设计有利于切屑和冷却液从切削区落到切屑传送带。身设计,这种设计有利于切屑和冷却液从切削区落到切屑传送带。身设计,这种设计有利于切屑和冷却液从切削区落到切屑传送带。上一页 下一页返回8.1 数控车床概述数控车床概述4.4.主轴箱主轴箱主轴箱主轴箱 轴箱包含用于旋转卡盘和工件的主轴,以及传递齿轮或皮带。主轴箱包含用于旋转卡盘和工件的主轴,以及传递齿轮或皮带。主轴箱包含用于旋转卡盘和工件的主轴,以及
16、传递齿轮或皮带。主轴箱包含用于旋转卡盘和工件的主轴,以及传递齿轮或皮带。主轴电机驭动主轴箱主轴,数控车床的主传动与进给传动采用了各自独轴电机驭动主轴箱主轴,数控车床的主传动与进给传动采用了各自独轴电机驭动主轴箱主轴,数控车床的主传动与进给传动采用了各自独轴电机驭动主轴箱主轴,数控车床的主传动与进给传动采用了各自独立的伺服电机,使传动链变得简单、可靠。立的伺服电机,使传动链变得简单、可靠。立的伺服电机,使传动链变得简单、可靠。立的伺服电机,使传动链变得简单、可靠。5.5.卡盘与卡爪卡盘与卡爪卡盘与卡爪卡盘与卡爪 卡盘安装在主轴上,并配备有一套卡爪来夹持工件卡盘安装在主轴上,并配备有一套卡爪来夹持
17、工件卡盘安装在主轴上,并配备有一套卡爪来夹持工件卡盘安装在主轴上,并配备有一套卡爪来夹持工件(见见见见图图图图8-18-1)。可。可。可。可以将卡盘设计成有两个卡爪、以将卡盘设计成有两个卡爪、以将卡盘设计成有两个卡爪、以将卡盘设计成有两个卡爪、3 3个卡爪、个卡爪、个卡爪、个卡爪、4 4个卡爪、个卡爪、个卡爪、个卡爪、6 6个卡爪形式个卡爪形式个卡爪形式个卡爪形式)卡爪可以是淬硬钢卡爪可以是淬硬钢卡爪可以是淬硬钢卡爪可以是淬硬钢(即硬卡爪即硬卡爪即硬卡爪即硬卡爪)或低碳钢或低碳钢或低碳钢或低碳钢(即软卡爪即软卡爪即软卡爪即软卡爪)。硬卡爪有各。硬卡爪有各。硬卡爪有各。硬卡爪有各种标准设计种标准
18、设计种标准设计种标准设计;软卡爪需要镗孔工序,以与所夹持工件的直径相匹配。软卡爪需要镗孔工序,以与所夹持工件的直径相匹配。软卡爪需要镗孔工序,以与所夹持工件的直径相匹配。软卡爪需要镗孔工序,以与所夹持工件的直径相匹配。上一页 下一页返回8.1 数控车床概述数控车床概述6.6.刀架刀架刀架刀架 数控车床都采用了自动回转刀架,在加工过程中可自动换刀,连数控车床都采用了自动回转刀架,在加工过程中可自动换刀,连数控车床都采用了自动回转刀架,在加工过程中可自动换刀,连数控车床都采用了自动回转刀架,在加工过程中可自动换刀,连续完成多道工序的加大大提高了加工精度和加工效率。续完成多道工序的加大大提高了加工精
19、度和加工效率。续完成多道工序的加大大提高了加工精度和加工效率。续完成多道工序的加大大提高了加工精度和加工效率。刀架是用于安放刀具的部件。当刀架是用于安放刀具的部件。当刀架是用于安放刀具的部件。当刀架是用于安放刀具的部件。当CNCCNC程序需要某一把刀具时,必程序需要某一把刀具时,必程序需要某一把刀具时,必程序需要某一把刀具时,必须将它转位到切削位因此,其基本功能是夹持刀具并实现刀具的快速须将它转位到切削位因此,其基本功能是夹持刀具并实现刀具的快速须将它转位到切削位因此,其基本功能是夹持刀具并实现刀具的快速须将它转位到切削位因此,其基本功能是夹持刀具并实现刀具的快速转位,实现换刀功能。转位,实现
20、换刀功能。转位,实现换刀功能。转位,实现换刀功能。7.7.尾座尾座尾座尾座 如如如如图图图图8-58-5所示,尾座用于支撑刚性较低的工件,如轴、长的空心铸所示,尾座用于支撑刚性较低的工件,如轴、长的空心铸所示,尾座用于支撑刚性较低的工件,如轴、长的空心铸所示,尾座用于支撑刚性较低的工件,如轴、长的空心铸件及小型零件等。尾座可以设计成手动操作或由件及小型零件等。尾座可以设计成手动操作或由件及小型零件等。尾座可以设计成手动操作或由件及小型零件等。尾座可以设计成手动操作或由CNCCNC程序命令操作。程序命令操作。程序命令操作。程序命令操作。尾座一般利用顶尖来支撑工件的一端。车床项尖有多种样式,以适用
21、尾座一般利用顶尖来支撑工件的一端。车床项尖有多种样式,以适用尾座一般利用顶尖来支撑工件的一端。车床项尖有多种样式,以适用尾座一般利用顶尖来支撑工件的一端。车床项尖有多种样式,以适用于各种车削加工的需要。最常用的顶尖是活动顶尖,它可以在轴承中于各种车削加工的需要。最常用的顶尖是活动顶尖,它可以在轴承中于各种车削加工的需要。最常用的顶尖是活动顶尖,它可以在轴承中于各种车削加工的需要。最常用的顶尖是活动顶尖,它可以在轴承中旋转,从而能够减小摩擦。旋转,从而能够减小摩擦。旋转,从而能够减小摩擦。旋转,从而能够减小摩擦。上一页 下一页返回8.1 数控车床概述数控车床概述 8.8.电源控制箱电源控制箱电源
22、控制箱电源控制箱 电源控制箱上通常安装有电源开关及各种电器元件,其中包括保电源控制箱上通常安装有电源开关及各种电器元件,其中包括保电源控制箱上通常安装有电源开关及各种电器元件,其中包括保电源控制箱上通常安装有电源开关及各种电器元件,其中包括保险和复位按钮。为安全起见,这些元件均安装在电器控制柜内部。通险和复位按钮。为安全起见,这些元件均安装在电器控制柜内部。通险和复位按钮。为安全起见,这些元件均安装在电器控制柜内部。通险和复位按钮。为安全起见,这些元件均安装在电器控制柜内部。通常要对电源控制箱加镗,以防止未得到授权的人员操作。如果需要进常要对电源控制箱加镗,以防止未得到授权的人员操作。如果需要
23、进常要对电源控制箱加镗,以防止未得到授权的人员操作。如果需要进常要对电源控制箱加镗,以防止未得到授权的人员操作。如果需要进行电器方面的维护,需要与取得授权的人员联系。行电器方面的维护,需要与取得授权的人员联系。行电器方面的维护,需要与取得授权的人员联系。行电器方面的维护,需要与取得授权的人员联系。9.9.其他设置其他设置其他设置其他设置 (1)(1)自动棒料进给器自动棒料进给器自动棒料进给器自动棒料进给器 自动棒料进给器用于减少将工件材料装卡到卡盘时的操作时间。自动棒料进给器用于减少将工件材料装卡到卡盘时的操作时间。自动棒料进给器用于减少将工件材料装卡到卡盘时的操作时间。自动棒料进给器用于减少
24、将工件材料装卡到卡盘时的操作时间。棒料进给器的目的是在棒料进给器的目的是在棒料进给器的目的是在棒料进给器的目的是在CNCCNC加工循环结束时快速、自动地装卡棒料。加工循环结束时快速、自动地装卡棒料。加工循环结束时快速、自动地装卡棒料。加工循环结束时快速、自动地装卡棒料。上一页 下一页返回8.1 数控车床概述数控车床概述 (2)(2)零件接收器零件接收器零件接收器零件接收器 零件接收器的目的是当零件被切断后快速接收到它,以避免损坏零件接收器的目的是当零件被切断后快速接收到它,以避免损坏零件接收器的目的是当零件被切断后快速接收到它,以避免损坏零件接收器的目的是当零件被切断后快速接收到它,以避免损坏
25、零件、刀具和零件、刀具和零件、刀具和零件、刀具和(或或或或)机床部件。此配置一般配备在棒料进给类型的车床。机床部件。此配置一般配备在棒料进给类型的车床。机床部件。此配置一般配备在棒料进给类型的车床。机床部件。此配置一般配备在棒料进给类型的车床。(3)(3)第二刀架第二刀架第二刀架第二刀架 主刀架和第二刀架均彼此独立地工作,可以同时切削两个零件,主刀架和第二刀架均彼此独立地工作,可以同时切削两个零件,主刀架和第二刀架均彼此独立地工作,可以同时切削两个零件,主刀架和第二刀架均彼此独立地工作,可以同时切削两个零件,以减小循环时间。以减小循环时间。以减小循环时间。以减小循环时间。(4)(4)对刀器对刀
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