数控车削加工工艺及数控车床使用

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1、第四章数控车削加工工艺及数控车床使用第一节概述数控车床即装备了数控系统的车床或采用了数控技术的车床。一般是将事先编好的加工程序输入到数控系统中，由数控系统通过伺服系统去控制车床各运动部件的动作，加工出符合要求的各种形状回转体零件。第一节概述一、数控车床的组成及布局1．数控车床的组成数控车床与普通车床相比较，其结构上仍然是由床身、主轴箱、刀架、进给传动系统、液压、冷却、润滑系统等部分组成。在数控车床上由于实现了计算机数字控制，伺服电动机驱动刀具作连续纵向和横向进给运动，所以数控车床的进给系统与普通车床的

2、进给系统在结构上存在着本质上的差别。普通车床主轴的运动经过挂轮架、进给箱、溜板箱传到刀架实现纵向和横向进给运动。而数控车床是采用伺服电动机经滚珠丝杠，传到滑板和刀架，实现纵向(z向)和横向(x向)进给运动。可见数控车床进给传动系统的结构大为简化。第一节概述2．数控车床的布局数控车床的主轴、尾座等部件相对床身的布局形式与普通车床基本一致。因为刀架和导轨的布局形式直接影响数控车床的使用性能及机床的结构和外观，所以刀架和导轨的布局形式发生了根本的变化。另外，数控车床上都设有封闭的防护装置，有些还安装了自动排屑

3、装置。第一节概述(1)床身和导轨的布局数控车床床身导轨与水平面的相对位置如图4—1所示，它有4种布局形式：图4—1a为平床身，图4—1b为斜床身，图4——1c为平床身斜滑板，图4—1d为立床身。第一节概述水平床身配上水平放置的刀架可提高刀架的运动精度，工艺性好，便于导轨面的加工，一般可用于大型数控车床或小型精密数控车床的布局。但是水平床身由于下部空间小，故排屑困难。从结构尺寸上看，刀架水平放置使得滑板横向尺寸较长，从而加大了机床宽度方向的结构尺寸。水平床身配上倾斜放置的滑板，并配置倾斜式导轨防护罩，这种

4、布局形式一方面有水平床身工艺性好的特点，另一方面机床宽度方向的尺寸较水平配置滑板的要小，且排屑方便。第一节概述由于水平床身配上倾斜放置的滑板和斜床身配置斜滑板布局这两种布局形式具有排屑容易，从工件上切下的炽热铁屑不会堆积在导轨上，便于安装自动排屑器；操作方便，易于安装机械手，以实现单机自动化；机床外形简洁、美观，占地面积小，容易实现封闭式防护等特点，所以中、小型数控车床普遍采用这两种形式。第一节概述斜床身导轨倾斜的角度分别为30°、45°、60°、75°，当角度为90°时称为立式床身。倾斜角度小，排屑不

5、便；倾斜角度大，导轨的导向性差，受力情况也差。导轨倾斜角度的大小还会直接影响机床外形尺寸高度与宽度的比例。综合考虑上面的诸因素，中小规格的数控车床，其床身的倾斜度以60°为宜。第一节概述(2)刀架的布局刀架作为数控车床的重要部件之一，它对机床整体布局及工作性能影响很大。两坐标联动数控车床多采用12工位的回转刀架，也有采用6工位、8工位、10工位回转刀架。回转刀架在机床上的布局有两种形式。一种是适用于加工轴类和盘类零件的回转刀架，其回转轴与主轴平行；另一种是适用于加工盘类零件的回转刀架，其回转轴与主轴垂直

6、。第一节概述四坐标控制的数控车床，床身上安装有两个独立的滑板和回转刀架，故称为双刀架四坐标数控车床。由于分别控制每个刀架的切削进给量，因此两刀架可以同时切削同一工件的不同部位，不仅扩大了加工范围，还提高了加工效率。四坐标数控车床需要配置专门的数控系统来控制两个独立刀架，而且机械结构复杂。这种机床主要适合加工曲轴、飞机零件等形状复杂、批量较大的零件。第一节概述二、数控车床的分类随着数控车床制造技术的不断发展，为了满足不同的加工需要，数控车床的品种和数量越来越多，形成了产品繁多、规格不一的局面。对数控车床的

7、分类可以采用不同的方法。第一节概述1．按数控系统的功能分(1)全功能型数控车床如配有日本FANUC—OTE、德国SIEMENS—810T系统的数控车床都是全功能型的。(2)经济型数控车床经济型数控车床是在普通车床基础上改造而来的，一般采用步进电动机驱动的开环控制系统，其控制部分通常采用单片机来实现。第一节概述2．按主轴的配置形式分类(1)卧式数控车床主轴轴线处于水平位置的数控车床。(2)立式数控车床主轴轴线处于垂直位置的数控车床。还有具有两根主轴的车床，称为双轴卧式数控车床或双轴立式数控车床。第一节概述

8、3．按数控系统控制的轴数分类(1)两轴控制的数控车床机床上只有一个回转刀架，可实现两坐标轴控制。(2)四轴控制的数控车床机床上有两个独立的回转刀架，可实现四轴控制。对于车削中心或柔性制造单元，还要增加其他的附加坐标轴来满足机床的功能要求.目前，我国使用较多的是中小规格的两坐标联动控制的数控车床。第一节概述三、数控车削的主要加工对象数控车削是数控加工中用得最多的加工方法之一。结合数控车削的特点，与普通车床相比，数控车床适合于车削具有以下要求和