数控加工培训课件.ppt
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1、,数控加工实用技术,数控车床,数控加工中心,数控铣床,学生作品展示,实 验 设 备,第1章 数控加工技术基础,The basics of CNC machining technology,1.1 数控加工技术简介,1.1.1 数控技术概念,数控技术,简称数控(Numerical ControlNC),是以数字量编程实现控制设备自动工作的技术。它所控制的通常是位置、角度、速度等机械量和与机械能量流向有关的开关量。 现在,数控技术也叫计算机数控技术(Computer Numerical Control -CNC),它是采用计算机实现数字程序控制的技术。,1952年,第一台数控机床问世,成为世界机械
2、工业史上一件划时代的事件,推动了自动化的发展。,1.1.2 数控加工技术 1. 数控机床 数控机床是指采用数控技术进行控制的机床,也被称为数字控制机床(Numerically Controlled Machine Tool),NC机床或CNC机床,是为了满足单件、小批量、多品种自动化生产的需要而研制的一种灵活的、高效的、通用的柔性自动化机床,按照加工要求,可自动完成对被加工零件进行加工。,2. 数控加工程序 根据被加工工件工艺要求按规定格式编制成的数字化程序称为数控加工程序。数控加工是根据被加工零件的图样和工艺要求,编制成以数码形式表示的程序,输入到机床的数控系统中,以控制刀具与工件的相对运动
3、,从而加工出合格零件的过程。 3. 数控加工技术应用 目前数控加工技术已成为加工多品种、小批量以及复杂、高精度零件的重要技术手段。因此,在航空航天、汽车、模具等机械制造行业数控加工技术得到了的广泛应用。在实际应用中,主要技术包括数控加工编程(手工编程与自动编程)、数控机床操作及数控机床维修等。,平面类零件加工,曲面加工,1.1.3 数控加工技术在机械制造业中的地位 机械制造业是整个工业和国民经济的基石,而数控机床的拥有量及其技术水平的高低,代表了当前数控技术的性能、水平和发展方向,已成为衡量一个国家机械制造水平的重要标志(目前,在我国金属切削机的数控化率还不到20%,总数控比率仅为2%左右;而
4、美国等工业化国家的数控化率已达到80%以上,总数控比率平均水平为25%)。现在数控技术已成为制造业实现自动化、柔性化、集成化生产的基础技术。 现代的CAD/CAM、柔性制造系统(FMS: Flexible Manufacturing System)、分布式数控(DNC: Distributed Numerical Control)、现代(计算机)集成制造系统(CIMS: Contemporary/Computer Integrated Manufacturing System)、智能制造(IM: Intelligent Manufacturing)、虚拟制造(VM: Virtual Manuf
5、acturing)、敏捷制造(AM: Agile Manufacturing)等先进制造系统及先进制造模式均建立在数控技术之上。 随着先进制造业技术的飞速发展,数控机床及数控加工技术在机械制造业中的地位将越来越重要 。,1.2 数控机床的基本知识,1.2.1 数控机床的基本结构组成,(1) 数控装置 数控装置是数控机床的核心,它的功能是接受输入装置输入的加工信息,经过系统软件或逻辑电路进行译码、运算和逻辑处理后,发出相应的脉冲送给伺服系统,通过伺服系统控制机床的各个运动部件按规定要求动作。 (2) 伺服系统 伺服系统由伺服驱动电动机和伺服驱动装置组成,它是数控系统的执行部分。由机床上的执行部件
6、和机械传动部件组成数控机床的进给系统,它根据数控装置发来的速度和位移指令控制执行部件的进给速度、方向和位移量。每个进给运动的执行部件都配有一套伺服系统,根据控制方式的不同,伺服系统可分为开环、闭环和半闭环伺服系统。,(3) 测量装置 在闭环和半闭环伺服系统中配有位置测量装置,直接或间接测量执行部件的实际位移量。 (4) 机床本体 数控机床本体主要包括:主运动部件,进给运动执行部件如工作台、刀架及其传动部件和床身立柱等支撑部件,此外还有冷却、润滑、转位和夹紧装置。对于加工中心类的数控机床,还有存放刀具的刀库,更换刀具的机械手等部件。数控机床的本体和机械部件的结构设计方法基本同普通机床类似,只是在
7、精度、刚度、抗振性等方面要求更高,尤其是要求相对运动表面的摩擦系数要小,传动部件之间的间隙要小,而且传动和变速系统要便于实现自动控制。,1.2.2 常见数控机床简介,(1) 数控车床(Lathe) 数控车床主要用于加工轴类、盘类等回转体零件。通过数控加工程序的运行,可自动完成内外圆柱面、圆锥面、成形表面、螺纹和端面等工序的切削加工,并能进行车槽、钻孔、扩孔以及铰孔等工作。,卧式数控车床,立式数控车床,Horizontal CNC lathe,Vertical CNC lathe,(2) 数控铣床(Milling Machines ) 数控铣床一般能完成铣削、镗削、钻削、攻螺纹等切削加工工作。适
8、用于平面类零件、变斜角类零件以及曲面类零件的加工,五轴联动的数控铣床可精确地加工出复杂曲面。,卧式数控铣床,五轴联动数控铣床,Horizontal CNC Milling machine,Five-axis CNC Milling machine,(3) 加工中心 加工中心与数控铣床主要区别是带有刀库和自动换刀装置,故又称为自动换刀数控机床,其结构形式有立式加工中心、卧式加工中心和复合式加工中心。加工中心具有如下主要特点: (1)功能较全 其具有多种工艺手段; (2)设置有刀库,刀库中存放着不同数量的各种刀具,在加工过程中由程序自动选用和更换。这是它与数控铣床、数控镗床的主要区别。 (3)综合
9、加工能力较强 复合式加工中心的类型较多: 如在一台加工中心上装有可交换工作的双工作台,某工作台在工作时,另一工作台可安装工件,故可节省工件装夹的辅助时间,提高工作效力;又如在一台加工中心上装有立、卧双主轴,配合工作台旋转,工件一次装夹中可实现除安装面外的其它5个面的加工,适合加工精度要求高及复杂箱体等零件的加工;又如在同一台加工中心上不仅可进行铣削,而且可进行车削等。,立式链式刀库加工中心,立式盘式刀库加工中心,卧式加工中心,复合式加工中心,(4) 数控线切割机床 电火花线切割加工(Wire Cut Electrical Discharge Machining)也简称为线切割,是在电火花加工基
10、础上发展起来的,它利用线状钼丝或铜丝作为电极,通过火花放电对工件进行切割加工。 根据电极丝的运行速度,可分为低速走丝线切割机床和高速走丝线切割机床两种。低速走丝线切割机床走丝速度一般低于0.2m/s,是国外生产和使用的主要机种;高速走丝线切割机床走丝速度一般为8 10 m/s,是我国生产和使用的主要机种。,线切割机床,1.2.3 常用数控系统简介 用来实现数字化信息控制的硬件和软件的整体称为数控系统,数控系统的核心是数控装置。由于现代数控系统一般都采用了计算机进行控制,因此将这种数控系统称为计算机数控(Computer Numerical ControlCNC)系统。目前常用的数控系统主要包括
11、日本FANUC数控系统、德国SIEMENS数控系统、广州数控系统和华中数控系统等。 FANUC数控系统主要型号有FANUC 0i/16i/18i/21i SIEMENS数控系统的主要型号有SINUMERIK 802D、SINUMERIK 840D等。 广州数控设备有限公司生产的GSK系列系统,主要包括车床、铣床、加工中心等数控系统。 华中数控系统是我国为数不多具有自主版权的数控系统之一。它以通用的工业PC机(IPC)和DOS、WINDOWS操作系统为基础,采用开放式的体系结构,它适合多坐标(25)数控镗铣床和加工中心,在增加相应的软件模块后,也能适应于其它类型的数控机床(如数控磨床、数控车床等
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