1.3 数控车刀具的选择
在金属切削过程中,切削层金属在刀具的作用下承受剪切滑移而塑性变形,刀具与工件、切屑之间挤压与摩擦使刀具切削部分产生很高的温度,在断续切削加工中还会受到机械冲击及热冲击的影响,加剧刀具的磨损,甚至使刀具破损,因此刀具切削部分的材料必须具备以下几个条件。
1. 较高的硬度和耐磨性
刀具切削部分的硬度必须高于工件材料的硬度,刀具材料的硬度越高,其耐磨性越好。刀具材料在常温下的硬度应在62HRC以上。
2. 足够的强度和韧性
刀具在切削过度中承受很大的压力,有时在冲击和振动条件下工作,要使刀具不崩刃和折断,刀具材料必须具有足够的强度和韧性,一般用抗弯强度表示刀具材料的强度,用冲击值表示刀具材料的韧性。
3. 较高的耐热性
耐热性指刀具材料在高温下保持硬度、耐磨性、强度及韧性的性能,是衡量刀具材料切削性能的主要指标,这种性能也称刀具材料红硬性。
4. 较好的导热性
刀具材料的导热系数越大,刀具传出的热量越多,有利于降低刀具的切削温度和提高刀具的耐用度。
5. 良好的工艺性
为便于刀具的加工制造,要求刀具材料具有良好的工艺性能,如刀具材料的锻造、轧制、焊接、切削加工和可磨削性、热处理特性及高温塑性变形性能,对于硬质合金和陶瓷刀具材料还要求有良好的烧结与压力成形的性能。
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第二章 数控机床在机械行业中的地位及应用
2.1数控机床的发展
自上世纪50年代以来,世界数控机床主要经历了数控NC(Numerical Control)和计算机数控CNC(Computer Numerical Control)2个阶段。
数控NC阶段主要经历了以下3代:
第1代数控系统,始于50年代初年,系统全部采用电子管元件,逻辑运算与控制采用硬件电路完成。
第2代数控系统,始于50年代末,以晶体管元件和印刷电路板广泛应用于数控系统为标志。
第3代数控系统,始于60年代中期,由于小规模集成电路的出现,使其体积变小、功耗降低、可靠性提高,推动了数控系统的进一步发展。
计算机数控CNC阶段也经历了3代:
第4代数控系统,始于70年代,当首个采用小型计算机的CNC装置芝加哥展览会上露面时,标志着CNC技术的问世。
第5代数控系统,70年代后期,中、大规模集成电路技术所取得成就,促使价格低廉、体积更小、集成度更高、工作可靠的微处理器芯片的产生,并逐步应用于数控系统。
第6代数控系统,始于90年代初,受通用微机技术飞速发展的影响,数控系统正朝着以个人计算机(PC)为基础,向着开放化、智能化、网络化等方面进一步发展。
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2.2 数控机床在机械行业中的应用
数控机床在汽车行业的应用:
随着汽车工业的发展,数控机床在汽车发展中起着越来越重要的作用。数控机床的发展推动了汽车工业革命的进程。汽车工业的发展既依赖于机床工业的技术进步,又带动了机床工业的发展。汽车工业生产的每一个环节已经离不开数控机床。数控机床也需要汽车工业的支撑。汽车工业已成为机床消费的主体,其比例已经占到机床消费总量的40%左右。
现今的汽车生产,新产品的开发周期不断缩短,成本也不断降低,有资料显示,十年前需要四年开发周期的汽车产品;今天只需要两年就可以完成。除了汽车制造商采用了先进的新产品开发方法,虚拟制造,同步工程等先进开发技术外,很重要的一点是得益于为汽车制造提供制造装备的设备供应商的努力,尤其是这些设备供应商提供了各种数控机床,这些数控机床允许汽车制造商以最快的速度提供满足市场需求的产品。 1、汽车工业生产的特点及数控机床的优点
随着社会的发展,人民生活水平的提高,亿万家庭要求拥有自己的汽车,汽车走进千家万户。汽车生产量非常大,而且迫切要求降低生产成本,提高生产效率。更重要的是提高汽车的品质和质量。
数控机床,精度高、生产效率高、性能稳定、故障率低无故障时间长、设备的可开动率高,重复加工方便等优点倍受汽车行业用户的青睐,在汽车制造业中应用广泛、处于主导地位。
数控车床在汽车制造业中主要用来加工轴类零件和盘类零件,如曲轴、凸轮轴、飞轮、前轮毂、后轮毂、制动盘、一轴、二轴、齿轮、齿套、差壳等。而轴
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类零件和盘类零件占汽车零部件的主体。
数控机床在汽车工业中的广泛应用不仅提高了生产效率,而且降低了生产成本。
2、数控机床在整车生产中的应用
汽车整车生产的四条线,即冲压、焊接、涂装和总装线,无一不用到数控机床。自动化生产线中应用最多的就是机械手和传输装置,使工人装配更方便快捷。随着数控技术的发展,也出现了一些完全不需要人干预的无人自动化生产线,最典型、应用最广泛的应该是自动化车身前板生产线,完全由机器完成,不需人手持板件冲压,减少了对人体的伤害。当然,还有自动化焊接机器人,在焊接车身时,焊接质量高,而且焊接速度是人工焊接的百倍以上。最值得一提的是美国通用的无人汽车生产车间,整个生产车间不需工人,完全自动运行。 3、数控机床在汽车零部件生产中的应用
一个轿车有一万多个零部件,没有几个零部件的生产和数控机床毫无关系。发动机作为汽车的心脏,制造加工精度要求相当高,而且制造工艺复杂。气缸体是发动机中的最大零件,也是其他零部件的支撑体。气缸体先铸造,再用数控机床铣“三孔四面” ,最后还要用数控机床精镗缸筒。活塞也是先铸造,再数控加工,最后精磨。连杆先用滚锻的工艺锻造,再数控加工。曲轴的动平衡要求很高,凸轮轴的凸轮型线精度要求很高,必须数控加工。发动机上最复杂的气缸盖就更要用数控机床加工了。发动机的油底壳采用薄钢板冲压而成,看似与数控机床无关,但是你可曾想过冲压用的模具也是由数控机床加工出来的呢? 变速箱最为汽车中最重要的传动机构,拥有大量的齿轮和轴类零件。现在汽车制造中,变速箱中所有的齿轮和轴都由数控机床加工。数控机床在加工齿轮时有很
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大的优势,现在常采用插齿、剃齿、滚齿等工艺加工齿轮,加工精度高,生产效率高。轴在加工成阶梯轴后,还有铣键槽,拉花键等。这些都大大提高了配合精度。变速箱的壳体在铸造完后,必须在数控加工中心中铣端面和轴孔,以保证各轴间的间距。就连凸缘的淬火也是在淬火机长完成。
驱动桥也是很重要的传动机构。驱动桥中的主减速器两个准双曲面齿轮必须由数控机床加工。差速器中的锥齿轮也要用数控机床加工。桥壳在铸造后还有铣端面及孔,端面上的几个螺栓孔由专用机床一次加工完成。
现代汽车车身的美观性越来越受到人们的重视。同时为了获得更好的空气动力学以及碰撞安全,以减少行车阻力和提高安全性,使得汽车车身形状越来越复杂,
控加工中心。
在汽车中还有许多难加工的零部件,它们用普通机床往往无法加工。只能用数控机床加工。比如大批量汽车发动机,变速箱,底盘主要零部件需要中五轴的加工中心加工。
3、数控机床在汽车工业中的应用前景
随着汽车工业和数控技术的快速发展,我深信:数控机床会更加深入地应用到汽车生产中,加速汽车工业发展,为汽车工业服务。汽车工业也会促进数控机床的发展。
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