数控加工工艺系统宝马制造数控机床视频集锦.pptx

Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,*,Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,数控加工工艺系统,数控加工工艺系统宝马制造数控机床视频集锦,第1页,一 数控机床概述,数控加工工艺系统宝马制造数控机床视频集锦,第2页,1.1 数控机床特点,一、数控机床加工特点：,适应性强,精度高，质量稳定,生产效率高,能实现复杂运动,良好经济效益,有利于生产管理当代化,数控加工工艺系统宝马制造数控机床视频集锦,第3页,二、数控机床使用特点：,1、数控机床对操作维修人员要求,对操作人员：含有一定,工艺知识和操作经验,，熟悉数控机床结构特点、工作原理，熟练操作计算机，需经过程序编制专业考评。,对维修人员：了解数控机床机械结构，知道数控机床电气原理及电子电路，含有,较宽,机、电、气、液,专业知识,，需进行专业培训。,数控加工工艺系统宝马制造数控机床视频集锦,第4页,2、数控机床对夹具和刀具要求,对夹具要求：定位可靠、良好冷却排屑性能；单件生产，采取,通用夹具,；批量生产，使用,专用夹具,。,对刀具要求：较高精度、耐用度，几何尺寸稳定、改变小；能实现机外预调和快速换刀，加工高精度孔时要经试切削确定其尺寸；刀具柄部应满足柄部标准要求；很好地控制切屑地折断和排出；含有良好冷却功效。,数控加工工艺系统宝马制造数控机床视频集锦,第5页,1.2 组成和工作原理,数控机床由程序编制及程序载体、输入装置、数控装置、伺服驱动及位置检测、辅助控制装置、机床本体等几部分组成。,数控加工工艺系统宝马制造数控机床视频集锦,第6页,1.3 数控机床分类,1、按,加工类型,分类,金属切削类数控机床,金属切削类数控机床有数控车床、数控铣床、数控钻床、数控镗床、数控磨床、数控镗铣床等。,加工中心MC是带有刀库和自动换刀装置数控机床。,数控加工工艺系统宝马制造数控机床视频集锦,第7页,特种加工类数控机床,数控特种加工机床有数控电火花线切割机床、数控电火花加工机床、数控激光加工机床等。,数控加工工艺系统宝马制造数控机床视频集锦,第8页,板材加工类数控机床,金属成形类数控机床有数控折弯机、数控弯管机和数控压力机等。,数控加工工艺系统宝马制造数控机床视频集锦,第9页,2、按,驱动装置,特点分类,开环控制数控机床,数控加工工艺系统宝马制造数控机床视频集锦,第10页,闭环控制数控机床,数控加工工艺系统宝马制造数控机床视频集锦,第11页,半闭环控制数控机床,数控加工工艺系统宝马制造数控机床视频集锦,第12页,3按,加工路线,分类,数控机床按其刀具与工件相对运动方式，能够分为点位控制、直线控制和轮廓控制。,数控加工工艺系统宝马制造数控机床视频集锦,第13页,（1）,点位控制,：刀具与工件相对运动时，只控制从一点运动到另一点准确性，而不考虑两点之间运动路径和方向。多应用于数控钻床、数控冲床、数控坐标镗床和数控点焊机等。,（2）,直线控制,：刀具与工件相对运动时，除控制从起点到终点准确定位外，还要确保平行坐标轴直线切削运动。因为只作直线进给运动，所以不能加工复杂工件轮廓。用于简易数控车床、数控铣床、数控磨床。,（3）,轮廓控制,：刀具与工作相对运动时，能对两个或两个以上坐标轴运动同时进行控制。所以能够加工平面曲线轮廓或空间曲面轮廓。有数控车床、数控铣床、数控磨床、加工中心等。,数控加工工艺系统宝马制造数控机床视频集锦,第14页,4按可控制联动,坐标轴,分类,可控制联动坐标轴，是指数控装置控制几个伺服电动机，同时驱动机床移动部件运动坐标轴数目。,（1）,两坐标,联动：数控机床能同时控制两个坐标轴联动（如图1-22所表示），即数控装置同时控制X和Z方向运动，可用于加工各种曲线轮廓回转体类零件。或机床本身有X、Y、Z三个方向运动，数控装置中只能同时控制两个坐标（如图1-23所表示），实现两个坐标轴联动，但在加工中能实现坐标平面变换，用于加工图1-24（a）所表示零件沟槽。,数控加工工艺系统宝马制造数控机床视频集锦,第15页,数控加工工艺系统宝马制造数控机床视频集锦,第16页,（2）,三坐标,联动：能同时控制三个坐标轴联动，可用于加工曲面零件，如图1-24（b）所表示。,（3）,两轴半,坐标联动：数控机床本身有三个坐标能作三个方向运动，但只能同时控制两个坐标，而第三个坐标只能作等距周期移动，可加工空间曲面，如图1-24（c）所表示零件。数控装置在ZX坐标平面内控制X、Z两坐标联动，加工垂直面内轮廓表面，控制Y坐标作定时等距移动，即可加工出零件空间曲面。,（4）,多坐标,联动：能同时控制四个以上坐标轴联动，多坐标数控机床结构复杂、精度要求高、程序编制复杂，主要应用于加工形状复杂零件。五轴联动铣床加工曲面形状零件，如图1-24(d)所表示。,数控加工工艺系统宝马制造数控机床视频集锦,第17页,图1-24 空间平面和曲面数控加工,(a)零件沟槽面加工(b)三坐标联动曲面加工,(c)两坐标联动加工曲面 (d)五轴联动,数控加工工艺系统宝马制造数控机床视频集锦,第18页,5按数控装置类型分类,（1）,硬件数控,：早期数控装置基本上都属于硬件数控（NC）类型，主要由固化数字逻辑电路处理数字信息，于20世纪60年代投入使用。因为其功效少、线路复杂和可靠性低等缺点已经淘汰。,（2）,计算机数控,：用计算机处理数字信息计算机数控（CNC）系统，于20世纪70年代早期投入使用。伴随微电子技术快速发展，微处理器功效越来越强，价格越来越低，现在数控系统主流是微机数控系统（MNC）。,数控加工工艺系统宝马制造数控机床视频集锦,第19页,6按数控系统,功效水平,分类,数控系统普通分为高级型、普及型和经济型三个档次。数控系统并没有确切档次界限，其参考评价指标包含：CPU性能、分辨率、进给速度、联动轴数、伺服水平、通信功效和人机对话界面等。,数控加工工艺系统宝马制造数控机床视频集锦,第20页,（1）,高级型,数控系统 该档次数控系统采取32位或更高性能CPU，联动轴数在5轴以上，分辨率0.1m，进给速度24mmin（分辨率为1m时）或10mmin（分辨率为0.1m）。,（2）,普及型,数控系统 该档次数控系统采取16位或更高性能CPU，联动轴数在5轴以下，分辨率在1m以内，进给速度24mmin。,（3）,经济型,数控系统 该档次数控系统采取8位CPU或单片机控制，联动轴数在3轴以下，分辨率为0.01，进给速度在68mmin。,数控加工工艺系统宝马制造数控机床视频集锦,第21页,1.4 数控机床发展趋势,1、高可靠性,提升元器件和系统可靠性,采取抗干扰技术，提升数控系统对环境适应能力,使数控系统模块化、通用化和标准化,提升自诊疗及保护功效,2、高柔性化,柔性：指机床适应加工对象改变能力,3、高精度化,利用数控系统赔偿功效,数控加工工艺系统宝马制造数控机床视频集锦,第22页,采取高分辨率，高响应性绝对位置传感技术,提升数控机床机械本体结构刚性和热稳定性,4、高速度化,机械方面：提升切削速度和降低辅助时间,数控系统：CPU,5、复合化,工序复合化,功效复合化,6、制造系统自动化,数控加工工艺系统宝马制造数控机床视频集锦,第23页,加工单元,柔性制造单元,数控加工工艺系统宝马制造数控机床视频集锦,第24页,柔性制造系统（FMS）,数控加工工艺系统宝马制造数控机床视频集锦,第25页,二 数控机床自动换刀装置,数控加工工艺系统宝马制造数控机床视频集锦,第26页,2.1 自动换刀装置形式,一,、,回转刀架换刀,二,、,更换主轴换刀,三,、,带刀库自动换刀系统,数控加工工艺系统宝马制造数控机床视频集锦,第27页,一,、,回转刀架,换刀,数控车床回转刀架,1、刀架抬起,2、刀架转位,3、刀架压紧,4、转位液压缸复位,数控加工工艺系统宝马制造数控机床视频集锦,第28页,二,、,更换主轴,换刀,换主轴换刀,数控加工工艺系统宝马制造数控机床视频集锦,第29页,三,、,带刀库,自动换刀系统,刀库与机床为整体式,刀库与机床为分体式,数控加工工艺系统宝马制造数控机床视频集锦,第30页,2.2 刀库,一、刀库功效,二,、,刀库形式,三,、,刀库容量,数控加工工艺系统宝马制造数控机床视频集锦,第31页,二、刀库形式,直线刀库:a,圆盘刀具:b c d e f g,链式刀库:h I,其它刀库:j k,数控加工工艺系统宝马制造数控机床视频集锦,第32页,三,、,刀库容量,加工工件与刀具数量关系,数控加工工艺系统宝马制造数控机床视频集锦,第33页,2.3 刀具系统及刀具选择,一、刀具系统,二,、,刀具选择方式,三,、,刀具识别装置,数控加工工艺系统宝马制造数控机床视频集锦,第34页,二,、,刀具选择方式,1、,次序选择刀具,2、,任意选择刀具,a）刀具编码方式,b）刀座编码方式,c）刀具和,刀座编码,方式,刀具编码结构,刀座编码结构,数控加工工艺系统宝马制造数控机床视频集锦,第35页,三,、,刀具识别装置,1、,接触式,刀具识别装置,2、,非接触式,刀具识别装置,a）非接触式磁性识别法,b）非接触式光电识别法,接触式刀具识别装置原理,非接触式磁性识别原理图,光导纤维刀具识别原理图,数控加工工艺系统宝马制造数控机床视频集锦,第36页,2.4 刀具交换装置,一,、,刀具交换方式,1、,无机械手,换刀,2、,机械手,换刀,数控加工工艺系统宝马制造数控机床视频集锦,第37页,二,、,自动换刀动作次序,钩刀机械手换刀过程,数控加工工艺系统宝马制造数控机床视频集锦,第38页,三,、,自动换刀特殊机构,1.,主轴准停,机构,2.主轴内部刀具,自动夹紧松开,机构,数控加工工艺系统宝马制造数控机床视频集锦,第39页,数控加工工艺系统宝马制造数控机床视频集锦,第40页,数控加工工艺系统宝马制造数控机床视频集锦,第41页,三 主运动及进给运动,数控加工工艺系统宝马制造数控机床视频集锦,第42页,3.1 主轴驱动及其结构,一、数控机床对,主传动要求,1.数控机床要有宽调速范围、静刚度；2.尽可能实现无级变速；3.加工中心要求主轴含有高精度准停控制；4.旋转精度和运动精度、耐磨性、热变形等。,数控加工工艺系统宝马制造数控机床视频集锦,第43页,二、主传动,调速方式,1.带有二级齿轮变速2.带传动主传动3.有主轴电动机直接驱动,数控加工工艺系统宝马制造数控机床视频集锦,第44页,数控加工工艺系统宝马制造数控机床视频集锦,第45页,三、主轴,支撑,数控加工工艺系统宝马制造数控机床视频集锦,第46页,3.2 机床进给传动机构,一、数控机床对进给运动,要求,：,降低运动件磨擦阻力：丝杠和导轨结构滚动化是降低摩擦主要办法之一；,提升传动精度和刚度；（油压缩刚度很低，必须限制油缸最大行程）,降低运动惯量；,稳定性好、寿命长：低速下不产生爬行，适应外加载荷改变而不发生共振。,使用维修方便。,数控加工工艺系统宝马制造数控机床视频集锦,第47页,二、进给传动机构,联轴器。,减速机构：a：齿轮传动机构 b：同时齿形带,数控加工工艺系统宝马制造数控机床视频集锦,第48页,数控加工工艺系统宝马制造数控机床视频集锦,第49页,数控加工工艺系统宝马制造数控机床视频集锦,第50页,数控加工工艺系统宝马制造数控机床视频集锦,第51页,三、,转换装置,滚珠丝杠螺母副：提升进给系统灵敏度、定位精度和预防爬行。a：滚珠丝杠工作原理；b：轴向间隙消除；c：滚珠丝杠支撑；d：滚珠丝杠保护。,制动装置,齿侧间隙赔偿机构,键连接间隙赔偿机构,数控加工工艺系统宝马制造数控机床视频集锦,第52页,数控加工工艺系统宝马制造数控机床视频集锦,第53页,数控加工工艺系统宝马制造数控机床视频集锦,第54页,数控加工工艺系统宝马制造数控机床视频集锦,第55页,四、,导向装置,对机床导轨要求a：导向精度高b：耐磨性好,c：足够刚度d：低速运动平稳性e：结构简单、工艺性好,数控加工工艺系统宝马制造数控机床视频集锦,第56页,数控加工工艺系统宝马制造数控机床视频集锦,第57页,四 数控机床刀具,数控加工工艺系统宝马制造数控机床视频集锦,第58页,4.1.数控加工工艺系统组成,数控加工工艺,系统是由数控,机床、夹具、,刀具和工件,等,组成。,数控加工工艺系统宝马制造数控机床视频集锦,第59页,4.2、数控刀具主要种类,1数控加工刀具,种类,数控加工刀具可分为,常规刀具和模块化刀具,两大类。模块化刀具是发展方向。,模块化刀具优点：降低换刀停机时间，提升生产加工时间；加紧换刀及安装时间，提升小批量生产经济性；提升刀具标准化和合理化程度；提升刀具管理及柔性加工水平；扩大刀具利用率，充分发挥刀具性能；有效地消除刀具测量工作中止现象，可采取线外预调。,数控加工工艺系统宝马制造数控机床视频集锦,第60页,（）从,结构上,可分为,整体式,镶嵌式可分为焊接式和机夹式。,减振式当刀具工作臂长与直径之比较大时，为了降低刀具振动，提升加工精度，多采取这类刀具；,内冷式切削液经过刀体内部由喷孔喷射到刀具切削刃部；,特殊型式如复合刀具等。,数控加工工艺系统宝马制造数控机床视频集锦,第61页,（）从制造所采取,材料,上可分为,高速钢刀具：高速钢通常是型坯材料，韧性较硬质合金好，硬度、耐磨性和红硬性较硬质合金差，不适于切削硬度较高材料，也不适于进行高速切削。高速钢刀具使用前需生产者自行刃磨，且刃磨方便，适于各种特殊需要非标准刀具。,硬质合金刀具：硬质合金刀片切削性能优异，在数控车削中被广泛使用。硬质合金刀片有标准规格系列产品。,陶瓷刀具,立方氮化硼刀具,金刚石刀具,数控加工工艺系统宝马制造数控机床视频集锦,第62页,（）从,切削工艺,上可分为,车削刀具：分外圆、内孔、外螺纹、内螺纹，切槽、切端面、切端面环槽、切断等。,从切削方式上分为三类：圆表面切削刀具、端面切削刀具和中心孔类刀具。,钻削刀具分小孔、短孔、深孔、攻螺纹、铰孔等。,镗削刀具分粗镗、精镗等刀具。,数控加工工艺系统宝马制造数控机床视频集锦,第63页,铣削刀具分面铣、立铣、三面刃铣等刀具。,面铣刀（也叫端铣刀）面铣刀圆周表面和端面上都有切削刃，端部切削刃为副切削刃。,立铣刀 立铣刀是数控机床上用得最多一个铣刀。立铣刀圆柱表面和端面上都有切削刃，它们可同时进行切削，也可单独进行切削。,模具铣刀 模具铣刀由立铣刀发展而成，可分为圆锥形立铣刀、圆柱形球头立铣刀和圆锥形球头立铣刀三种。它结构特点是球头或端面上充满切削刃，圆周刃与球头刃圆弧连接，能够作径向和轴向进给。,键槽铣刀,成形铣刀,数控加工工艺系统宝马制造数控机床视频集锦,第64页,2 数控加工刀具,特点,为了到达高效、多能、快换、经济目标，数控加工刀具与普通金属切削刀具相比应含有以下特点：,刀片及刀柄高度通用化、规格化、系列化。,刀片或刀具耐用度及经济寿命指标合理性。,刀具或刀片几何参数和切削参数规范化、经典化。,刀片或刀具材料及切削参数与被加工材料之间应相匹配。,刀具应含有较高精度，包含刀具形状精度、刀片及刀柄对机床主轴相对位置精度、刀片及刀柄转位及拆装重复精度,刀柄强度要高、刚性及耐磨性要好。,刀片、刀柄定位基准及自动换刀系统要优化。,数控机床上用刀具应满足安装,调整方便、刚性好、精度高、耐用度好,等要求。,数控加工工艺系统宝马制造数控机床视频集锦,第65页,五 数控机床夹具,数控加工工艺系统宝马制造数控机床视频集锦,第66页,5.1 类型和特点,应用机床夹具，有利于确保工件加工精度、稳定产品质量；有利于提升劳动生产率和降低成本；有利于改进工人劳动条件，确保安全生产；有利于扩大机床工艺范围，实现“一机多用”。,数控加工工艺系统宝马制造数控机床视频集锦,第67页,一机床夹具类型,夹具是一个装夹工件工艺装备，它广泛地应用于机械制造过程切削加工、热处理、装配、焊接和检测等工艺过程中。,在金属切削机床上使用夹具统称为机床夹具。在当代生产中，机床夹具是一个不可缺乏工艺装备，它直接影响着工件加工精度、劳动生产率和产品制造成本等。,数控加工工艺系统宝马制造数控机床视频集锦,第68页,（）按夹具,使用特点,分类,依据夹具在不一样生产类型中通用特征，机床夹具可分为通用夹具、专用夹具、可调夹具、组合夹具和拼装夹具五大类。,通用夹具,已经标准化可加工一定范围内不一样工件夹具，称为通用夹具，其结构、尺寸已规格化，而且含有一定通用性，如三爪自定心卡盘、四爪单动卡盘、台虎钳、万能分度头、顶尖、中心架和磁力工作台等。这类夹具适应性强，可用于装夹一定形状和尺寸范围内各种工件。,这些夹具已作为机床附件由专门工厂制造供给，只需选购即可。其缺点是夹具精度不高，生产率也较低，且较难装夹形状复杂工件，故普通适合用于单件小批量生产中。,数控加工工艺系统宝马制造数控机床视频集锦,第69页,专用夹具,专为某一工件某道工序设计制造夹具，称为专用夹具。在产品相对稳定、批量较大生产中，采取各种专用夹具，可取得较高生产率和加工精度。专用夹具设计周期较长、投资较大。,专用夹具普通在批量生产中使用。除大批大量生产之外，中小批量生产中也需要采取一些专用夹具，但在结构设计时要进行详细技术经济分析。,数控加工工艺系统宝马制造数控机床视频集锦,第70页,可调夹具,一些元件可调整或更换，以适应各种工件加工夹具，称为可调夹具。可调夹具是针对通用夹具和专用夹具缺点而发展起来一类新型夹具。对不一样类型和尺寸工件，只需调整或更换原来夹具上个别,定位元件和夹紧元件,便可使用。,数控加工工艺系统宝马制造数控机床视频集锦,第71页,组合夹具,采取标准组合元件、部件，专为某一工件某道工序组装夹具，称为组合夹具。组合夹具是一个模块化夹具。标准模块元件含有较高精度和耐磨性，可组装成各种夹具。夹具用毕可拆卸，清洗后留待组装新夹具。因为使用组合夹具可缩短生产准备周期，元件能重复屡次使用，并含有降低专用夹具数量等优点，所以组合夹具在单件，中、小批量多品种生产和数控加工中，是一个较经济夹具。,数控加工工艺系统宝马制造数控机床视频集锦,第72页,（）按,使用机床,分类,夹具按使用机床不一样，可分为车床夹具、铣床夹具、钻床夹具、镗床夹具、齿轮机床夹具、数控机床夹具、自动机床夹具、自动线随行夹具以及其它机床夹具等。,（）按夹紧,动力源,分类,夹具按夹紧动力源可分为手动夹具、气动夹具、液压夹具、气液增力夹具、电磁夹具以及真空夹具等。,数控加工工艺系统宝马制造数控机床视频集锦,第73页,二数控加工夹具,特点,作为机床夹具，首先要满足机械加工时对工件装夹要求。同时，数控加工夹具还有它本身特点。这些特点是：,（1）数控加工适合用于多品种、中小批量生产，为能装夹不一样尺寸、不一样形状多品种工件，数控加工夹具应含有,柔性,，经过适当调整即可夹持各种形状和尺寸工件。,数控加工工艺系统宝马制造数控机床视频集锦,第74页,（2）传统专用夹具含有定位、夹紧、导向和对刀四种功效，而数控机床上普通都配置有接触试测头、刀具预调仪及对刀部件等设备，能够由机床处理对刀问题。数控机床上由程序控制准确定位精度，可实现夹具中刀具导向功效。所以数控加工中夹具,普通不需要导向和对刀功效,，只要求含有定位和夹紧功效，就能满足使用要求，这么可简化夹具结构。,（3）为适应数控加工高效率，数控加工夹具应尽可能使用气动、液压、电动等自动夹紧装置,快速夹紧,，以缩短辅助时间。,数控加工工艺系统宝马制造数控机床视频集锦,第75页,（4）夹具本身应有足够,刚度,，以适应大切削用量切削。数控加工含有工序集中特点，在工件一次装夹中既要进行切削力很大粗加工，又要进行到达工件最终精度要求精加工，所以夹具刚度和夹紧力都要满足大切削力要求。,（5）为适应数控多方面加工，要防止夹具结构包含夹具上组件对刀具运动轨迹干涉，夹具结构,不要妨碍刀具,对工件各部位多面加工。,（6）夹具,定位要可靠,，定位元件应含有较高定位精度，定位部位应便于清屑，无切屑积留。如工件定位面偏小，可考虑增设工艺凸台或辅助基准。,（7）对刚度小工件，应确保,最小夹紧变形,，如使夹紧点靠近支承点，防止把夹紧力作用在工件中空区域等。,数控加工工艺系统宝马制造数控机床视频集锦,第76页,六 数控机床编程,数控加工工艺系统宝马制造数控机床视频集锦,第77页,5.1 数控机床程序编制内容和步骤,数控加工工艺系统宝马制造数控机床视频集锦,第78页,一、,步骤,：a.明确加工目标，确定工艺参数b.算基点与节点c.按要求程序格式，逐条写程序d.程序输入:键盘、接口e.程序校验首件试切 :,空刀运动,大批量生产（试切一件）,三维动态显示,数控加工工艺系统宝马制造数控机床视频集锦,第79页,好编程人员，要熟悉：,a.机床结构、性能 b.数控系统 c.加工工艺,数控机床编程方法,手工编程 手工编程时间：加工时间=30：1,自动编程,国际上已形成了两个通用标准：,ISOInternational Standard Organization,EIAElectronic Industries Association,数控加工工艺系统宝马制造数控机床视频集锦,第80页,二、程序结构与格式,G91：相对坐标 G04：暂停,数控加工工艺系统宝马制造数控机床视频集锦,第81页,N3 G00 X10 Z10 M03 S650;,1.,程序段号,:查找、跳转 程序按排列先后次序执行。,2.,功效字,（1）准备功效字G代码:G00G99共100种。G代码（使机床做某种操作指令）：（2）坐标字（尺寸字）X Y Z U V W I J K 有“+”“-”之分,“+”能够省略,数控加工工艺系统宝马制造数控机床视频集锦,第82页,（3）进给功效字F:F是指各坐标方向速度矢量和 G94 F200 200mm/min,（4）,主轴转速功效字S:要求主轴转速：,S300 300r/min,（5）刀具功效字T:T03=T3,（6）辅助功效字(M功效),M00M99:M00:,程序停顿,数控加工工艺系统宝马制造数控机床视频集锦,第83页,谢谢！,数控加工工艺系统宝马制造数控机床视频集锦,第84页,数控机床加工工件基本过程,数控加工工艺系统宝马制造数控机床视频集锦,第85页,