(与数控加工过程的概念区别在于它描述了机床的组成和工作关系)
4、数控机床的几种分类:工艺用途、运动轨迹、可控联动轴、进给伺服系统的类型等 按工艺用途分类(金属切削类、金属成型类、数控特种加工和其他数控机床) 按机床运动轨迹进行分类(点位控制数控机床、轮廓控制数控机床)
按可控轴数和联动轴数分类(M轴N联动(M>=N)。如两轴两联动、三轴两联动、五轴四联动、五轴五联动等)
按进给伺服系统的类型分类(开环、闭环、半闭环)
按可功能和价格分类:高档、中档、低档(经济型)数控
5、数控系统、伺服系统的的工作原理和功能
数控系统(装置)是一种控制系统,是数控机床的中枢。
数控装置接收输入介质的信息(加工程序),并将其代码加以识别、储存、运算,输出相应的指令脉冲(确定刀具或工件的运动轨迹),以驱动伺服系统,进而控制机床动作。
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。 伺服系统接受数控系统的指令信息,并按照指令信息的要求带动机床的移动部件运动或使执行部分动作,以加工出符合要求的工件。 6、数控机床与普通机床机械结构差异及特点
与传统的机床相比,数控机床的外部造型、整体布局,传动系统、支撑系统、排屑系统与刀具系统的部件结构以及操作机构等方面都已发生了很大的变化。 提高精度:
传动机构简化、传动链短
采取消除间隙的传动副,提高了传动精度
采用高效率、高刚度、高精度的传动副,如滚珠丝杆副等 减少摩擦:
采取滚动导轨。静压导轨、贴塑导轨等摩擦特性良好的支承部件,灵敏度好,无爬行现象。
提高刚度:
采取刚度和抗振性好、能减少热变形影响的机械结构 提高效率:
采用自动换刀、自动排屑、自动润滑和冷却等装置。
采取大功率电动机和先进刀刀具和系统,可进行强力切削,提高了切削效率
7、数控加工工艺工艺内容和工艺特点(与常规机加工的差异及特点) 数控加工工艺工艺内容:
根据图纸要求和零件加工工艺分析,确定数控加工内容
11
确定加工工序和工步
选择加工机床、刀具、夹具的选择 加工轨迹的计算,优化和编程。 首件试加工
数控加工工艺文件的定型和归档 工艺特点:
工艺内容具体详细 工艺要求严密精确 加工工序相对集中
数控机床的加工工艺与普通机床的加工工艺有许多相同之处,加之数控加工的工艺路线不是指从毛坯到成品的整个工艺过程,而仅是穿插于零件加工的整个工艺过程中间的几道数控加工工艺过程的具体描述,这就要求数控加工工艺要与普通加工工艺衔接好。因而要真正学好数控加工工艺,必须首先掌握好普通机床的加工工艺。
数控加工工艺是穿插于零件加工的整个工艺过程中间的几道数控加工工艺过程的具体描述
由于在数控机床加工前,要将机床的运动过程、零件的工艺过程、刀具的形状、切削用量和走刀路线等都编入程序,这就要求程序设计人员要有多方面的知识基础。严格说来,数控编程也属于数控工艺的范畴。
8、确定走刀路线的一般原则:孔与孔系、车、型腔铣等走刀路线 1)保证零件的加工精度和表面粗糙度要求; 2) 方便数值计算,减少编程工作量。
3) 寻求最短加工路线,减少空刀时间以提高加工效率。 4) 尽量减少程序段数。
5) 保证工件轮廓表面加工后的粗糙度的要求,最终轮廓应安排最后一走刀连续加工出来。
6 ) 注意拐角的变化
7) 刀具的进退刀(切入与切出)路线也要认真考虑,以尽量减少在轮廓处停刀(切削力突然变化造成弹性变形)而留下刀痕,也要避免在轮廓面上垂直下刀而划伤工件。
12
孔与孔系:孔系要注意减少空刀时间,提高效率 车:精加工是按照二维截面轮廓走
粗加工是切除大量的余量,可以采取以下走刀路线: 圆锥面:阶梯切削路线、相似线切削路线、斜线加工路线 圆弧面:阶梯切削路线、斜线加工路线、车锥法切削路线
型腔铣:型腔粗加工的走刀路线:分层切削为主(环切法、行切法、行切加环切法)
9、数控编程定义、手工和自动编程特点
数控编程定义:根据被加工零件的图纸和技术要求、工艺要求等切削加工的必要信息,按数控系统所规定的指令和格式编制成加工程序文件。 手工编程:
比较简单,很容易掌握,适应性较大。适用于中等复杂程度程序、计算量不大的零件编程。
优点:主要用于点位加工(如钻、铰孔)或几何形状简单(如平面、方形槽)零件的加工,计算量小,程序段数有限,编程直观易于实现的情况等。
缺点:对于具有空间自由曲面、复杂型腔的零件,刀具轨迹数据计算相当繁琐,工作量大,极易出错,且很难校对,有些甚至根本无法完成。
自动编程:编程工作效率高,可解决复杂形状零件的编程难题。 10、数控程序编制的内容及步骤
数控编程是指从零件图纸到获得数控加工程序的全部工作过程。编程工作主要包括: (1)分析零件图样 (2)制定工艺方案
13
(3)数学处理(计算刀位轨迹坐标数据) (4)编写零件加工程序 (5)程序检验
11、机床坐标系的确定规则机床坐标系(标准坐标系+机床原点) (1)相对运动的规定
在各种机床上,我们始终认为工件静止,而刀具是运动的。 (2)标准坐标系的规定
标准坐标系中X、Y、Z坐标轴的相互关系用右手笛卡尔直角坐标系决定。各坐标轴的正方向规定为增大刀具与工件距离的方向。
12、标准坐标系坐标轴与方向的确定、车床和铣床XYZ轴的判断
标准坐标系XYZ是刀具相对于工件运动的坐标系,也称为刀具运动坐标系,` 为各坐标轴的正方向规定为增大刀具与工件距离的方向
Z坐标的运动方向是由传递切削动力的主轴所决定的,即平行于主轴轴线的坐标轴即为Z坐标,Z坐标的正向为刀具离开工件的方向。
X坐标平行于工件的装夹平面,一般在水平面内。确定X轴的方向时,要考虑两种情况:
1)如果工件做旋转运动(一般为车床),X轴为工件的径向,刀具离开工件的方向为X坐标的正方向。
2)如果刀具做旋转运动(铣床、镗床、钻床等),则分为两种情况:
Z坐标垂直时,观察者面对刀具主轴向立柱看时,+X运动方向指向右方。
Z坐标水平时,观察者沿刀具主轴向工件看时,+X运动方向指向右方(实际和立式正好相反)
在确定X、Z坐标的正方向后,可以用根据X和Z坐标的方向,按照右手直角坐标系来确定Y坐标的方向。
13、机床坐标系、编程坐标系(工件坐标系)等功能和关系;机床原点和编程原点的关系
机床坐标系是机床上固有的坐标系,是用来确定工件坐标系的基本坐标系,是确定刀具(刀架)或工件(工作台)位置的参考系。
工件坐标系(编程坐标系),是编程人员根据零件图样及加工工艺等建立的坐标系。编程坐标系一般供编程使用。
工件坐标系坐标轴的确定与机床坐标系坐标轴方向一致。
机床坐标系原点是指在机床上设置的一个固定点,是数控机床进行加工运动的基准参考点(由机床生产厂家确定,与编程和机床操作人员无关);
14
编程原点是根据加工零件图样及加工工艺要求选定的编程坐标系的原点。
讲解机床坐标系与工件坐标系的目的在于:装夹工件时,要将图纸上的编程坐标方向与机床坐标方向相一致,通过对刀建立两个原点(编程原点和机床原点)之间的关系。
14、常用编程指令、GM代码的含义和常用GM代码 G00快速点定位G00 X_Y_ Z_;
G01直线插补指令G01 X_Y_ Z_ F ;
G02(顺),G03(逆)圆弧插补指令G04暂停G04P_
G40(取消,仅在G00G01),G41(左),G42(右)刀具半径
G01 G42(G41) X_ Y_ D_ G00/G01 G40 X_ Y_
G54-G59:设置零点,G54是一个完整指令,后面一定不能有XYZ。 G92铣削用G92 X_Y_ Z_ (断电后无数据)
G81孔循环 G99 G81 X100 Y90 Z0 R40 G82带停顿
G80(取消循环)(G98:返回到初始平面G99:返回到R平面)
15