《数控机床 教学课件 ppt 作者 熊光华 等著 08533数控机床（总章）》由会员分享，可在线阅读，更多相关《数控机床 教学课件 ppt 作者 熊光华 等著 08533数控机床（总章）（346页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、数 控 机 床,高等职业技术教育机电类专业规划教材 机械工业出版社精品教材,机 械 工 业 出 版 社 CHINA MACHINE PRESS,ISBN 978-7-111-10155-0,高等职业技术教育机电类专业教材编委会 组编 熊光华 主编,目 录,第三章 加工中心,第二章 数控机床,第一章 概论,前言,第四章 其他数控机床,第五章 数控特种加工机床,第六章 金属切削机床概论,目 录,第十一章 机床的数控技术改造,第十章 数控机床的应用,第九章 数控机床电气控制系统,参考文献,第七章 数控机床典型部件,第八章 数控机床液压与气压系统及机床润滑系统,第一章 概论,复习思考题,第二节 数控机
2、床概论,第一节 金属切削机床,返回目录,第一节 金属切削机床,一、金属切削机床 金属切削机床通常是指用切削的方法将金属毛坯加工成机器零件的一种机器。 二、金属切削机床的分类与编号 1.机床的分类 按照万能程度，机床又分为： （1）通用机床 （2）专门化机床 （3）专用机床 2.机床型号的编制方法 （1）型号表示方法。型号的构成如下：,第一节 金属切削机床,第一节 金属切削机床,(2)机床类、组、系的划分及其代号。例如磨床分为M、2M、3M三个分类。机床类别代号见表1-1。,表1-1 通机床类别代号,第一节 金属切削机床,因此，两个成形运动，可以各自与单独的电动机联结，也可共用一个电动机，其原理
3、图与图1-2相似。,图1-2 用螺纹车刀车螺纹时的传动原理图,第一节 金属切削机床,（4）机床传动系统图 图1-3是CK7815型数控车床传动系统图。,图1-3 CK7815型数控车床传动系统图,第一节 金属切削机床,四、数控机床坐标系 1.右手直角坐标系。如图1-4所示。,图1-4 右手直角笛卡尔坐标系,第一节 金属切削机床,2.机床坐标系 图1-5是几台常见的数控机床的坐标系。,图1-5 常见的数控机床的坐标系 a）数控机床 b）数控铣床 c）数控镗铣床,返回本章目录,第二节 数控机床概论,一、数控机床的工作原理与组成 1.数控机床的工作原理。在普通机床上加工零件时，机床运动开始、结束，运
4、动的先后次序及刀具和工件的相对位置等都由人工去完成。零件在机床上的加工过程如图1-6所示。,图1-6 零件在数控机床上的加工过程,第二节 数控机床概论,2.数控机床的组成。数控机床由控制介质（加工程序）、数控装置、伺服系统和机床主机组成，如图1-7所示。 （1）控制介质 常用的控制介质中的穿孔纸带是八单位的标准穿孔带，其尺寸和规格如图1-8所示。 （2）数控装置 图1-9所示为CNC装置的一般结构,图1-7 数控机床的组成,第二节 数控机床概论,图1-8 穿孔纸带,第二节 数控机床概论,图1-9 CNC装置的结构,第二节 数控机床概论,（3）伺服系统。伺服系统主要由调节放大单元、执行单元、检测
5、单元和控制对象组成，如图1-10所示。图1-10a所示系统称为闭环伺服系统。图1-10b为区别上述直接移动反馈系统，而是在中间部分取出反馈信号的系统，称为半闭环系统。伺服系统只有信号的放大和变换不带检测反馈的称为开环系统，如图1-10c所示。 （4）机床主机 二、数控机床分类 1.按加工工艺范围分 2.按机床结构分 3.按伺服系统分 4.按数控系统分 三、数控机床的特点和应用,第二节 数控机床概论,图1-10 机床的伺服系统,返回本章目录,复习思考题,1.1 金属切削机床型号包含了哪些内容？ 1.2 说明下列机床型号的含义： XK5032 C2150X6 T4163B TH65100 MK13
6、20E YK3180 1.3 金属切削机床上有哪些运动？它们各自有什么作用和特点？ 1.4 为什么要对数控机床进行坐标规定，X、Y、Z三轴如何确定？如何确定它们的方向？回转运动坐标如何确定？ 1.5 数控机床的加工原理是什么？数控机床的加工特点是什么？ 1.6 数控机床有哪些类型？何谓开环、半闭环和闭环控制系统？优缺点何在？适用于什么场合？,返回本章目录,第二章 数控车床,复习思考题,第三节 数控车床传动系统的主要结构,第二节 数控车床的传动系统,第一节 数控车床概述,返回目录,第一节 数控车床概述,一、工艺范围与分类 车床主要是用于进行车削加工，在车床上一般可以加工各种回转表面，如内外圆柱面
7、、圆锥面、成型回转表面及螺纹面等。 二、数控车床的特点与发展 1.高精度 2.高效率 3.高柔性 4.高可靠性 5.工艺能力强 6.模块化设计 三、数控车床的布局形式,第一节 数控车床概述,随着工件尺寸、质量和形状的变化，数控车床的布局可有卧式车床、落地式车床、单立柱立式车床、双立柱立式车床的变化，如图2-1所示。,图2-1 工件尺寸、质量对车床布局的影响,第一节 数控车床概述,图2-2是某公司CNC车床和车削加工系列布局图。,图2-2 某公司CNC车床系列布局图,第一节 数控车床概述,（续）,图2-2 某公司CNC车床系列布局图,第一节 数控车床概述,随着机床精度的不同，数控车床的布局要考虑
8、到切削力、切削热和切削振动的影响。如卧式车床主轴箱热变形时，随着刀架的位置不同，对尺寸的影响而不同，如图2-3所示。,图2-3 主轴箱热变形对加工尺寸的影响,第一节 数控车床概述,由此可看出，在卧式数控机床布局中，刀架和导轨的布局已成为重要的影响因素。在图24中，以斜床身（斜导轨）平滑板式为最佳卧式车床布局形式。,图2-4 数控卧式机床的布局形式,第一节 数控车床概述,四、数控卧式车床的组成与技术参数 1数控卧式车床的组成。数控卧式车床主要是加工轴类零件和直径不太大的盘类零件。图2-5是TND360(国内编号为CK6136)的机床外形与组成部件。,图2-5 TND360外形图 1-荧光屏显示器
9、 2-卡盘 3-转塔刀架 4-刀架滑板,2TND360数控车床的拄术参数数控机床的技术参数,返回本章目录,第二节 数控车床的传动系统,数控机床的运动是通过传动系统实现。为了认识和使用数控机床，必须对数控机床传动系统进行分析。TND360数控卧式车床的传动系统如图2-6所示。,图2-6 TND360数控卧式机床的传动系统图,第二节 数控车床的传动系统,一、主运动传动 二、进给运动传动 进给运动传动是指机床上驱动刀架实现纵同(z轴)和横向(x向)运动的进给传动。在TND360数控机床上，各轴都由直流伺服电动机直接驱动。 三、刀盘传动 刀盘运动是指实现刀架上刀盘的转动和刀盘的开定位、定位与夹紧的运动
10、，以实现刀具的自动转换。 四、尾座套筒的驱动 尾座套筒的驱动是由液压驱动来实现,返回本章目录,第三节 数控车床传动系统的主要结构,一、主轴箱 数控机床主轴箱是个比较复杂的传动部件。如图2-7所示为TND360数控机床的主轴箱展开图。,图2-7 TND360数控机床的主轴箱展开图,第三节 数控车床传动系统的主要结构,1.主轴电动机 主轴电动机是采用直流主轴伺服电动机，无级调速，由安装在主电动机尾部的测速发电机实现速度反馈。图2-8是主电动机的功率、扭矩特性图。,图2-8 主电动机的功率、扭矩特性图,第三节 数控车床传动系统的主要结构,2变速轴。变速轴(轴I)是花键轴。 3.主轴组件数控机床的主轴
11、是一个空心的阶梯轴，如图2-9所示。,图2-9 TND360的机床主轴组件 1、2、3、4、5-角接触球轴承,第三节 数控车床传动系统的主要结构,4.检测轴 检测轴是阶梯轴，通过两个球轴承支承在轴承套中。 5.主轴箱 主轴箱的作用是支承主轴和支承主轴运动的传动系统，主轴材料为密烘铸铁。主轴箱使用底部定位面在床身左端定位，并用螺钉紧固。 二、进给传动系统 TND360数控车床进给传动系统有纵向滑板和横向滑板两个部件组成。 1.纵向滑板进给传动机构 纵向滑板的传动系统见图2-10所示。是由纵向直流伺服电动机，经安全联轴器直接驱动滚珠丝杠螺母副，传动纵向滑板，使其沿床身上的纵向导轨运动。,第三节 数
12、控车床传动系统的主要结构,图2-10 纵向滑板的传动系统 1-旋转变压器和测速发电机 2-直流伺服电动机 3-锥环 4、6-半联轴器 5-滑块 7-钢片 8-碟形弹簧 9-套 10-滚珠丝杠 11-垫圈 12、13、14-滚针轴承 15-堵头,第三节 数控车床传动系统的主要结构,安全联轴器的作用是在进给过程中当进给力过大或滑板移动过载时，为了避免整个运动传动机构的零件损坏，安全联轴器动作，终止运动的传递。其原理如图2-11所示。,图2-11 安全联轴器工作原理,第三节 数控车床传动系统的主要结构,2横同滑板传动系统。横向滑板通过矩形导轨安装在纵向滑板的上面作横向进给运动。如图2-12所示。 三
13、、转塔刀架 转塔刀架是由刀架换刀机构和刀盘组成，如图2-13所示。刀盘用于刀具的安装。刀盘的背面装有端面齿盘，用于刀盘的定位。,图2-12 横向滑板传动系统,第三节 数控车床传动系统的主要结构,图2-13 转塔刀架 1、2-齿轮 3-槽盘 4-滚子 5-驱动轴 6-齿轮 7、8-端面齿盘 9-锥销 10-转塔盘 11-转塔轴 12-碟形弹簧 13、14-滚子 15-杠杆,第三节 数控车床传动系统的主要结构,四、尾座 数控车床尾座一般是在加工时对工件起辅助支承作用，它是由尾座体和尾座套筒两部分组成。尾座体可在床身上移动和固定。图2-14是TNn360数控车床的尾座结构图。,图2-14 尾座,返回
14、本章目录,复习思考题,2.1 数控车床的机械部分由哪几个主要部件组成？他们的各自作用是什么？ 2.2 数控车床上有哪些运动传动是属于外传动链？哪些运动传动属于内传动链？ 2.3 机床传动系统图有哪些作用? 2.4 在TND360机床上，当主轴转速为500r/min时，主轴电动机的实际转速为多少？ 2.5 在TND360机床上，为什么安全联轴器能保护进给系统的安全？,返回本章目录,第三章 加工中心,复习思考题,第三节 卧式加工中心,第二节 立式加工中心,第一节 加工中心概述,返回目录,第一节 加工中心概述,加工中心机床又称多工序自动换刀数控机床。 一、加工中心的特点 1.具有至少三个轴的点位直线
15、切削控制能力 2.具有自动刀具交换装置(ATC) 3.具有分度工作台和数控转台 4.除自动换刀功能外，加工中心机床具有选择各种进给速度和主轴转速的能力及各种辅助功能，以保证加工过程的自动化进行。 二、加工中心的分类 l.按加工范围分类 2.按机床结构分类 3.按数控系统分类 4.按精度分类,第一节 加工中心概述,三、加工中心的发展 1.高速化 (1)主轴转速的高速化 1)选用陶瓷轴承 2)主轴轴承采用预紧量可调装置 3)改进主轴轴承润滑、冷却方式 油气润滑方式 喷注润滑。这是近年开始采用的新型润滑方式，其原理如图3-1所示。 (2)进给速度的高速化 (3)自动换刀的高速化 (4)自动托盘交换装
16、置的高速化,第一节 加工中心概述,图3-1 喷注润滑 1-主轴 2-主轴电动机 3-油温自动控制箱 4-油箱 5-给油泵 6-节流阀 7-流量计 8-排油泵,第一节 加工中心概述,2进一步提高精度 (1)机床总体方面 (2)主轴箱方面 (3)X、Y、Z轴进给方面 3.功能更加完善 (1)愈来愈完善的自诊断功能 (2)新式刀具破损检测装置 (3)加工中心复合化趋势 (4)功能更趋完善的数控装置 (5)MAP的利用，柔性制造系统技术的高级化发展,返回本章目录,第二节 立式加工中心,一、立式加工中心基本布局结构形式 中型加工中心应用最普遍的形式是单柱水平刀库布局(图3-2),它是立式加工中心的基本布局方式。,图3-2 单柱水平刀库布局 1-切屑箱 2-X轴伺服电机 3-Z轴伺服电机 4-主轴电动机 5-主轴箱 6-刀库 7-数据柜 8-操纵面板 9-驱动电柜 10-工作台 11-滑座 12-立柱 13-床身 14-冷却水箱 15-间歇润滑油箱 16-机械手,第二节 立式加工中心,垂直刀闸式布局多用在小型和经济型立式加工中心(图3-3)。,
