單元一 認(rèn)識數(shù)控銑削加工機床

課題1從加工實例認(rèn)識數(shù)控銑削加工1.刀具相對于零件的切削運動包括主運動和進(jìn)給運動。如下圖：2.數(shù)控機床加工大致分兩個階段：加工工藝設(shè)計和加工程序編制及填寫。3.銑削加工工藝、編程實例⑴加工任務(wù)分析①上表面有Ra為3.2um的表面質(zhì)量要求。②長18、寬12、深5的型腔共7個。型腔圓角為R4，圓周均勻，水平方向基準(zhǔn)點在其對稱中心，定位尺寸為R25，內(nèi)輪廓尺寸有IT9尺寸公差等級要求，表面粗糙度值為Ra3.2um，底面粗糙度為Ra6.3um的要求。⑵加工工藝分析①確定毛呸選擇100×100側(cè)面已經(jīng)加工過的100×100×30.5的鋁塊②選用工藝設(shè)備機床：立式數(shù)控銑床或立式加工中心刀具兩把：￠125面銑刀和￠6鍵槽銑刀夾具：平口鉗量具：游標(biāo)卡尺⑶單個型腔加工工藝設(shè)計，加工方法如下：①上表面用￠125面銑刀銑削，設(shè)刀號T01.②型腔分粗、精加工，粗加工用￠6鍵槽銑刀，當(dāng)沿輪廓一周時，留側(cè)面1mm的余量給精加工。③型腔粗、精加工用同一把￠6鍵槽銑刀，刀具號T02。粗加工半徑補償值4存在D21補償?shù)刂罚喈?dāng)于在側(cè)面預(yù)留1mm余量。精加工半徑補償值為3存在D22。粗、精加工刀路相同，圓弧切入切出。④Z向型腔深5mm，粗加工時最大切削深度為2mm，分兩次，留1mm余量給精加工。數(shù)控銑削加工實例工藝卡片如下：⑷編寫加工程序型腔結(jié)構(gòu)圓周分布特點，設(shè)0位置為第一型腔，重點編好第一個型腔程序，其他型腔可用坐標(biāo)系旋轉(zhuǎn)指令簡化編程。⑸對刀設(shè)置加工坐標(biāo)系，校驗程序，刀路。課題2數(shù)控銑床和加工中心⑴主運動裝置、進(jìn)給運動裝置、輔助運動裝置⑵數(shù)控系統(tǒng)、伺服系統(tǒng)⑶CNC計算機數(shù)控裝置⑷伺服系統(tǒng)：進(jìn)給伺服系統(tǒng)和主軸伺服系統(tǒng)。進(jìn)給伺服系統(tǒng)以位置和速度作為控制量⑸主軸伺服系統(tǒng)要求主軸具有很高的轉(zhuǎn)速和很寬的調(diào)速范圍。⑹測量反饋裝置：速度反饋和位置反饋⑺輔助裝置自動換刀裝置ATC、自動交換工作臺機構(gòu)APC、零件夾緊放松機構(gòu)、回轉(zhuǎn)工作臺、液壓控制系統(tǒng)等。⑻在XYZ3個坐標(biāo)軸中，任意兩軸聯(lián)動，稱為兩軸半數(shù)控銑床?？杉庸て矫媲€輪廓。若三軸同時聯(lián)動可加工空間曲面。對于有特殊要求的數(shù)控銑床可加進(jìn)一個繞軸回轉(zhuǎn)的進(jìn)給運動，即增加一個數(shù)控分度或數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺。4坐標(biāo)數(shù)控系統(tǒng)，可用來加工螺旋槽、葉片等立體曲面零件。⑼加工中心MC具有刀具庫和自動換刀裝置，集中工序加工的特點，實現(xiàn)一次裝夾，一機多工序的加工方式。DT450立式加工中心主要技術(shù)參數(shù)。如下：數(shù)控銑床/加工中心主要技術(shù)參數(shù)⑴尺寸參數(shù)：工作臺面積、承重、主軸端面到工作臺的距離、交換工作臺尺寸數(shù)量及交換時間。作用：影響加工零件的尺寸范圍大小、重量、編程范圍、及刀具、零件。機床之間的干涉。⑵接口參數(shù):工作臺T型槽數(shù)、槽寬槽間距、主軸孔錐度直徑，最大刀具尺寸及重量，刀具交換時間等。作用：影響到零件、刀具安裝及加工適應(yīng)性及效率。⑶運動參數(shù)：各坐標(biāo)行程及擺角范圍，主軸轉(zhuǎn)速范圍，各坐標(biāo)快速進(jìn)給速度、切削進(jìn)給速度范圍。作用：影響加工性能及編程參數(shù)。⑷動力參數(shù)：主軸電機功率伺服電機額定轉(zhuǎn)矩。作用：影響到切削負(fù)荷。⑸精度參數(shù)：定位精度和重復(fù)定位精度，回轉(zhuǎn)工作臺的分度精度。作用：影響到加工精度及其一致性。課題3數(shù)控系統(tǒng)及操作面板⑴要實現(xiàn)復(fù)雜的曲線軌跡運動，機床多個進(jìn)給坐標(biāo)必須同時受控并能協(xié)調(diào)運動，也就是坐標(biāo)軸聯(lián)動。聯(lián)動控制軸數(shù)越多，CNC系統(tǒng)控制難度越大。⑵Fanuc伺服電機阿爾法系統(tǒng)和伽馬系統(tǒng)。阿爾法系統(tǒng)系統(tǒng)主要用于驅(qū)動主軸、伺服軸。伽馬系統(tǒng)主要用于驅(qū)動換刀機械手和刀庫。MDI模式手動輸入并執(zhí)行指令DNC模式，輸入輸出資料⑶機床主軸的回轉(zhuǎn)精度，在很大程度上決定了工件加工面的形位精度。主軸的回轉(zhuǎn)誤差包括：徑向圓跳動、竄動、和擺動。徑向圓跳動原因是軸徑和軸孔圓度不高，軸承滾道的形狀誤差，軸與孔安裝后不同心、滾動體誤差等。竄動主要原因是:推力軸承端面滾道的跳動、軸承間隙等。擺動主要原因是:前后軸承、前后軸承孔或前后軸徑的不同心。采用高精度的軸承。⑷主軸伺服驅(qū)動系統(tǒng)主要由主軸驅(qū)動單元、主軸電機和檢測主軸速度與位置的旋轉(zhuǎn)編碼器三部分。主軸驅(qū)動電機有直流和交流電機。⑸FanucS數(shù)控系統(tǒng)使用M41～M44代碼指令齒輪自動換擋功能。例；M41對應(yīng)的主軸最高轉(zhuǎn)速為1000r/min,M42對應(yīng)的是主軸轉(zhuǎn)速為3500r/min。主軸電機最高轉(zhuǎn)速為3500r/min。當(dāng)S指令在0～1000r/min范圍時，M41對應(yīng)的齒輪嚙合。當(dāng)S指令在1000～

3500r/min范圍時，M42對應(yīng)的齒輪嚙合。⑹主軸脈沖編碼器與主軸的聯(lián)系用來測量主軸旋向、角位移和角速度。改變主軸旋轉(zhuǎn)方向可以加工出左螺紋和右螺紋。⑺主軸刀具自動