《数控机床及应用技术 教学课件 ppt 李艳霞 第8章》由会员分享，可在线阅读，更多相关《数控机床及应用技术 教学课件 ppt 李艳霞 第8章（62页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、1,数控机床及应用技术,主编: 李艳霞,人民邮电出板社,2,第8章 数控机床的选用与维护,3,数控机床是一种高精度、高效率的自动化设备，是一种典型的机电一体化产品。数控机床的发展一方面要努力提高其质量和数量，另一方面要充分认识到数控机床的应用和维护的重要性，认识到正确的使用和良好的维护、维修措施是机床长期可靠地运行的重要保障，因此，必须努力提高数控机床使用和维护人员的素质。 数控机床的使用和维护包括数控机床的选用、安装、调试、验收、使用及日常维护等方面内容。,4,8.1数控机床的使用与维护的基本要求,数控机床的安装调试与验收,5,1.选用数控机床,数控机床种类繁多，如何选用适合的数控机床，对零
2、件的加工和机床的使用都具有非常重要的意义。 选用数控机床时，要根据被加工零件的形状，选择机床的类型；根据零件的大小选择机床的规格；根据零件的精度要求机床的精度；根据企业经济状况综合选择数控系统等。,6,2.数控机床的安装调试与验收,数控机床只有正确安装调试完后，才能更好地投入使用；只有严格验收才能把好质量关。学会数控机床的安装调试与验收对于一个数控机床工作者非常重要。 数控机床的安装主要包括基础安装和机床各部件准确定位；数控机床的调试主要包括电源的检查、数控系统的参数确认和设定、机床几何精度调整；数控机床的验收主要包括验收的流程和验收的标准。,7,3.数控机床的使用与维护,学会数控机床的使用与
3、维护方法，对保持数控机床的精度和充分发挥数控机床的性能具有非常重要的意义。使用数控机床时，要注意机床的使用环境、操作人员的水平和机床的使用率。使用机床的过程中要学会数控机床的日常维护方法。,8,8.2数控机床的选用,数控机床规格的选择,9,1.确定被加工工件,用数控机床加工的工件往往分为2类: 一类是高精度、多品种的中小批量零件或以试制生产为主的企业，生产这类零件使用数控机床是为了在保证质量的前提下，满足多变的加工要求的柔性，同时又有很高的生产率，满足这类生产方式的用户往往对数控机床提出过多的柔性要求。 另一类是批量生产的典型零件，如摩托车和汽车零件，这类零件使用数控机床的主要目的是在满足一定
4、柔性的前提条件下提高生产率和降低成本。因此，确定哪些零件、哪些工序准备用数控机床来完成，然后采用成组技术把这些需要加工的零件进行归类。,10,1.确定被加工工件,一般来说，对每类数控机床都有其最佳加工的典型零件，如数控车床适用于车削有多种型面（螺纹面、锥面、球面、台阶面等）的轴类零件和法兰类零件；数控铣床适合铣削平面类、变斜角类、曲面类（立体类）零件；加工中心适合加工箱体类、复杂曲面类、盘类、异形体等零件。适合与否不仅看加工质量，还要看加工效率、经济性等。总之，应以性价比来衡量加工方案的合理性。,11,2.数控机床规格的选择,数控机床已发展成品种繁多、可供广泛选择的商品，在机型选择中应在满足加
5、工工艺要求的前提下越简单越好。 数控机床的规格应根据确定的典型工件族加工尺寸范围而选择。数控机床的最主要规格是几个数控轴的行程范围和主轴电机功率。 加工工件的轮廓尺寸应在机床的加工空间范围之内 。 数控机床的主电机功率在同类规格机床上也可以有各种不同的配置，一般情况下反映了该机床的切削刚性和主轴高速性能。,12,2.数控机床规格的选择,数控机床选用原则,满足典型零件的工艺要求,根据可靠性来选择,机床附件及刀具选购,机床的防护,注重控制系统的同一性,根据性能价格比来选择,13,.机床精度的选择,数控机床根据用途又分为简易型、全功能型、超精密型等，其能达到的精度也是各不一样的。简易型目前还用于一部
6、分车床和铣床，其最小运动分辨率为0.01 mm，运动精度和加工精度都在0.05 mm以上。超精密型用于特殊加工，其精度可达0.001 mm以下。,14,8-1数控机床精度特征项目,15,.机床精度的选择,定位精度和重复定位精度综合反映了该轴各运动部件的综合精度。尤其是重复定位精度，它反映了该轴在行程内任意定位点的定位稳定性，这是衡量该轴能否稳定可靠工作的基本指标。目前数控系统中软件都有丰富的误差补偿功能，能对进给传动链上各环节系统误差进行稳定的补偿。,16,.机床精度的选择,铣削圆柱面精度或铣削空间螺旋槽（螺纹）是综合评价该机床有关数控轴（两轴或三轴）伺服跟随运动特性和数控系统插补功能的指标，
7、评价方法是测量加工出圆柱面的圆度。在数控机床试切件中还有铣斜方形四边加工法，也可判断2个可控轴在直线插补运动时的精度。在做这项试切时，把用于精加工的立铣刀装到机床主轴上，铣削放置在工作台上的圆形试件，对中小型机床圆形试件一般取在200300，然后把切完的试件放到圆度仪上，测出其加工表面的圆度。,17,.机床精度的选择,单轴定位精度是指在该轴行程内任意一个点定位时的误差范围，它直接反映了机床的加工精度能力，所以是数控机床最关键的技术指标。目前全世界各国对该指标的规定、定义、测量方法和数据处理等有所不同，在各类数控机床样本资料介绍中，常用的标准有美国标准（NAS）和美国机床制造商协会推荐标准、德国
8、标准（VDI）、日本标准（JIS）、国际标准化组织（ISO）和我国国家标准（GB）。,18,.机床精度的选择,标准尽管处理数据上有所区别，但都反映了要按误差统计规律来分析测量定位精度，即对数控机床某一可控轴行程中某一个定位点误差，应该反映出该点在以后机床长期使用中成千上万次在此定位的误差，而在测量时只能测量有限次数（一般57次）。为了真实反映这个定位点周围一组随机分散的点群定位误差分布范围，采用了误差统计规律数据处理方法。 ISO标准推荐3散差处理办法，来测量一台加工中心机床上某一个坐标精度，如图8-1所示。,19,.机床精度的选择,若对其中的某一定位点在正、反方向趋近该定位点，定位7次（N
9、= 7），其每一次实测数据如下：4 m、2 m、1 m、0、1 m、2 m、4 m。按ISO标准规定，该定位点散差的平均值为Xn = 0，其散差3约为7.9 m。该点定位误差分布如图8-2所示。,20,.机床精度的选择,图8-2显示，在该定位点上，当正反方向反复定位时，将有99.96%的可能性在3 = 15.8 m范围以内。在德国VDI标准内规定5，将得到比这更大的误差。因此，这一重复定位精度为15.8 m。自1998年以来，国际上开始试运行新标准，按4处理将得到重复定位精度为10.5 m，但该算法反映了95%左右定位点范围。按日本JIS标准处理上述情况，将得到重复定位精度为4 m。从这里可以
10、看出，JIS标准规定精度是最松的，而VDI标准要求最为严格。,21,.机床精度的选择,图8-1所示的定位精度曲线，实际上是用整个行程内一连串定位点的定位误差包络线构成全程定位精度范围。现在针对数控机床，测量定位精度和重复定位精度一般都用激光测距仪，编制一个测量运动程序，让机床运动部件每间隔50100 mm移动一个点，往复运动57次，与测距仪相连的计算机应用软件就会处理出各标准的检测结果。,22,.机床精度的选择,现在有一些用户对批量生产的典型零件加工，提出设备工艺能力系数的考核，要求CP值至少为1.11.33，这实质上是要求机床精度相对零件精度允差要有足够精度储备，这样才能满足批量生产加工精度
11、稳定性要求。 对定位精度要求较高的机床，必须关注它的进给伺服系统是采用半闭环方式，还是全闭环方式，必须关注使用检测元件的精度及稳定性。机床采用半闭环伺服驱动方式时的精度稳定性要受到一些外界因素影响。,23,4.数控系统的选择,在选择数控机床时，随着市场需求多样化，机床制造商往往提供同一种机床可配置多种数控系统的选择、数控系统中多种选择功能的选择。 以满足主机性能为主，对系统性能和价格等作一个综合分析，选用合适系统。 目前数控系统种类、规格极其繁多，世界上比较著名的有日本FANUC、德国SINUMERIK 、法国NUM、意大利FIDIA、西班牙FAGOR、美国A-B，各大机床制造商都有自己的一些
12、系统如MAZAK、OKUMA等，国内的航天集团、华中理工大学、辽宁蓝天系列、南京大方集团、北方凯奇等，每家公司都有一系列的各种规格产品。,24,4.数控系统的选择,用户选择系统的基本原则是：在满足使用要求的前提下，有高性能价格比、使用、维修方便、售后服务快捷、配件价格合理、系统的市场寿命长（不能选淘汰系统，否则使用几年后找不到维修备件）。 数控系统中基本功能以外还有很多选择功能，对配在机床上的系统，由于机床使用基本要求所需的数控系统选择功能已由制造商选配，用户可以根据自己的生产管理、测量要求、刀具管理、程序编制要求等，额外再选择一些功能列入订货单中，例如DNC接口连网要求等。,25,5.生产能
13、力的估算,备选型时必须要考虑生产力。也就是说，根据本单位的生产情况，结合工艺特点，确定设备在一年之内能加工几种典型零件、加工出多少数量的零件。要得到这些数据必须对每一种确定的典型零件进行加工工时和生产节拍估算。按照工艺分析，可以初步确定一个加工工艺路线，从中确定在数控机床上的工序内容，根据切削用量和刀具耐用度来计算出每道工序的时间。,26,5.生产能力的估算,根据现用工艺参数，估算每道工序的切削时间（t切），而辅助时间通常取切削时间的10%20%。另外，中小型加工中心的每次换刀时间为1020 s，n为换刀次数，这样计算出单工序时间。 有了单工序时间就不难算出年产量。一年的生产能力按每年256个
14、工作日（每周5天）、两班制、每班8时计算，或按设备年有效利用率80%90%，就可计算出机床的年生产能力。值得一提的是，设备利用率是根据各个单位、各个生产时段、用户使用水平、管理水平而变化的。,27,5.生产能力的估算,对典型零件品种多，又希望经常开发新产品时，在机床的满负荷工时计算中，必须考虑更换零件品种时所需的占用机床的调整时间。作为选择机床估算，可以根据变换品种多少乘以修正系数，此修正系数可根据用户的使用水平高低估算出来。 对于一般典型零件也可根据加工情况，选用一个中等操作水平的工人进行现场计时，算出工人加工一个零件所需时间，或算出工人在8 h内所加工的零件数，从而推算出年生产能力。当然，
15、随着操作人员训练度不断提高，年产量可能会更大些。,28,6.机床选择功能及附件的选择,选购数控机床时，除满足基本要求的功能及基本件外，还应充分考虑选择件选择功能及附件。选择原则是：全面配置，充分发挥主机的最大潜力，远近期效益综合考虑。对一些价格增加不多，但对使用带来很多方便的，应尽可能配置齐全。附件配套要保证机床到现场后能立即投入使用，切忌花几十万元甚至几百万购买的一台机床，到货后因缺乏一个几十元或几百元的附件而长期不能使用的情况的发生。,29,6.机床选择功能及附件的选择,对数控系统选择功能应以实用为主，不一定选太多，尤其是纳入批量生产线中的设备，应越简单越好，对多品种、小批量生产方式的机床
16、要加强编程功能的选择，如随机程序编制（后台编程）、运动图形显示、人机对话程序编制（GPS）、宏程序编程等，虽然可加快程序编制速度，但费用也要相应增加。另一种配置方案是简化配置数控系统程序编制的功能，单独另外配置自动编程机及与数控系统的通信接口，程序处理都事先在编程机上做完成任务，然后花几分钟时间，送入数控系统，这样做能进一步提高机床开动率。,30,6.机床选择功能及附件的选择,在提高加工质量和工作可靠性上也发展了许多附件，如自动测量装置、接触式测头及相应测量软件、刀具长度和磨损检测、机床热变形补偿软件等附件。这些附件的选用原则是要求工作可靠、不片面追求新颖。对一些辅助功能附件，如冷却、防护和排屑等装置，主要根据今后在现场使用要求和工艺要求而定，例如，考虑以后加工大余量铸铁件的要求，则要选用高密封防护罩、大流量淋浴式冷却方式、纸质冷却液过滤器装置等。总之，要选择与生产能力相适应的辅件。,31,8.3 数控机床的安装调式与验收,数控机床的调试,32,1. 数控机床的安装,对于小型数控机床来说这项
