試驗一數(shù)控機床的生疏試驗試驗一數(shù)控機床的生疏試驗--1-試驗一 數(shù)控機床的生疏試驗一、試驗?zāi)康牧私鈹?shù)控機床的布局、根本構(gòu)造及其功用。了解數(shù)控機床的構(gòu)造特點及其進展。了解數(shù)控機床的根本運動。了解數(shù)控機床的根本操作。了解數(shù)控機床的加工過程。了解數(shù)控機床的加工對象及其用途。二、試驗內(nèi)容介紹數(shù)控機床的概況。介紹數(shù)控機床的布局，根本組成及其功用。觀看數(shù)控機床的根本操作及加工。三、試驗設(shè)備數(shù)控車床和數(shù)控加工中心各一臺本試驗主要以CINCINNATI21i/210is—TA型數(shù)控車床為例，著重介紹該機床的布局，構(gòu)造及其運動。該機床的主要技術(shù)規(guī)格：最大車削直徑 φ220mm標準切削直徑 φ150mm橫向最大行程〔X軸〕 20+110mm縱向最大行程〔Z軸〕 480mm前后頂尖間最大距離 600mm快速進給Z：15m/min X：12m/min〔7〕主軸轉(zhuǎn)速 60~60000r/min刀座數(shù)目 12主軸電機功率 7.46Kw四、數(shù)控機床概述隨著近代計算機技術(shù)和自動把握、周密測量等科學技術(shù)的進展，消滅了適應(yīng)生產(chǎn)進展要求的機電一體化的型自動化機床——數(shù)控機床。數(shù)控機床是用數(shù)字代碼形式的信息來把握機床按給定的動作挨次進展加工的自動化機床。數(shù)控機床的組成見圖1-1。1-1數(shù)控機床的組成數(shù)控機床的工作過程見圖1-2。1-2數(shù)控系統(tǒng)工作過程主要用來切削回轉(zhuǎn)類零件的數(shù)控機床稱為數(shù)控車床。數(shù)控車床集中了一般臥式車床、轉(zhuǎn)塔車床、多刀車床、自動和半自動車床等車削功能，是數(shù)控機床中應(yīng)用最廣的品種之一。數(shù)控機床的性能特點數(shù)控機床與一般機床相比，增加了功能，提高了效率，簡化了機械構(gòu)造。其性能比照方表1-1所示。表1-1 數(shù)控機床與一般機床的相比主要性能主要性能對異形簡潔零件的加工性對加工精度的保證性對精度補償和優(yōu)化把握對加工質(zhì)量的穩(wěn)定性數(shù)控機床一般機床適宜易保證能實現(xiàn)穩(wěn)定不適宜較困難不能實現(xiàn)不穩(wěn)定對加工對象更改的便利性便利差些加工效率高低對機床操作治理可多機看管只能一人一機經(jīng)費投資大較小對工人的文化素養(yǎng)要求高較低數(shù)控機床的構(gòu)造特點數(shù)控機床與同類的一般機床在外形構(gòu)造上雖然大體相像，但其內(nèi)部構(gòu)造卻有很大的差異。為了保證穩(wěn)定的加工質(zhì)量，提高加工力氣和切削效率等，在數(shù)控機床的構(gòu)造設(shè)計中，必需具備如下特點：構(gòu)造剛度高、抗振性好有標準規(guī)定數(shù)控機床的剛度系數(shù)應(yīng)比類似的一般機床高50%。從提高數(shù)控機床抗振性角度動身，應(yīng)削減機床內(nèi)部振源，提高靜態(tài)剛度，增加構(gòu)件或構(gòu)造的阻尼以到達抑制振動產(chǎn)生的目的。實行消退傳動齒輪側(cè)隙的措施數(shù)控機床進給系統(tǒng)的傳動齒輪副中假設(shè)存在側(cè)隙，在開環(huán)系統(tǒng)中則會造成進給運動的位移值滯后于指令值；反向運動時，則會消滅反向死區(qū)，影響加工精度。在閉環(huán)系統(tǒng)中，雖然側(cè)隙帶來的滯后量可以得到反響信號的補償，但反向時會使伺服系統(tǒng)產(chǎn)生振蕩而不穩(wěn)定。為了提高數(shù)控機床1-3所示為圓柱齒輪傳動側(cè)隙消退方法。〔a〕 〔b〕〔c〕圖1-3 圓柱齒輪傳動側(cè)隙消退方法偏心軸套調(diào)整法〔圖1-〔〕利用偏心環(huán)2齒輪正反轉(zhuǎn)時的齒側(cè)隙。軸向墊片調(diào)整法〔圖1-〔〕3使齒輪軸向移位來消退其齒側(cè)隙。雙片薄齒輪調(diào)整法〔圖1-〔〕片能相對轉(zhuǎn)位的薄齒輪組成，再附加某些措施使寬齒輪的齒面兩側(cè)分別與兩薄片齒輪的不同齒側(cè)貼緊。這樣利用錯齒消退齒側(cè)隙，反向時就不會消滅死區(qū)。承受傳動效率很高的周密滾珠絲杠螺母副圖1-4所示為滾珠絲杠螺母副。它是回轉(zhuǎn)運動與直線運動相互轉(zhuǎn)換的傳動機構(gòu)，由絲杠a、螺bcab上都有圓弧形的螺旋槽，這兩個圓弧形的螺旋槽對起來就形成螺旋滾道，在滾道內(nèi)裝有很多滾珠c。當絲杠a回轉(zhuǎn)時，滾珠c相對于螺母b上的滾道dab之間根本上是滾動摩擦。為了防止?jié)L珠從螺母中掉出來，在螺母b的螺旋槽兩端應(yīng)有擋珠器擋住，并有回路管道使它的兩端連接起來，使?jié)L珠c從螺旋槽的一端滾出螺母體后，沿著回路管道重返回到滾道另一端，以進展循環(huán)不斷的流淌。滾珠絲杠螺母副的摩擦損失小，傳動效率高，可達0.90~0.96；可通過預(yù)緊來消退間隙，從而提高傳動剛度；這種傳動副的摩擦阻力小，動靜摩擦力微小，能保證運動平穩(wěn)，不易產(chǎn)生低速爬行現(xiàn)象；傳動副的損失小，壽命長，精度保持性好。圖圖1-4 滾珠絲杠螺母副承受了摩擦系數(shù)很小的滾動導軌副如圖1-51-6滾動導軌副是在導軌工作面之間放置滾珠、滾柱或滾針等滾動體，形成滾動摩擦。其摩擦系數(shù)小〔0.0025~0.00，動靜摩擦力相差很小。運動輕松靈敏，所需功率小，摩擦發(fā)熱少，磨損小，精度保持性好，移動精度和定位精度都較高。圖1-5 滾珠導軌副圖1-6 滾柱導軌副1-7為滾動導軌支撐塊構(gòu)造。其構(gòu)造特點是剛度高，承載力氣大，便于拆裝，可直接裝在任意行程長度的運動部件上。圖1-7 滾動導軌支撐塊承受了性能優(yōu)良的主軸調(diào)速電機如直流或溝通主軸電動機，見圖1-8。這類電機有以下特點：輸出功率大，恒功率輸出的速度范圍寬、在大的調(diào)速范圍內(nèi)速度穩(wěn)定，在斷續(xù)負載下電動機轉(zhuǎn)速波動小，升降速時間短，電機溫升低，振動、噪聲小，過載力氣強，牢靠性高，壽命長，安裝維護便利等?，F(xiàn)代數(shù)控機床更是向高速、高精度方向進展，為此，其主軸和電機常承受一體化設(shè)計——電1-9。承受了增大功率的伺服進給電動機和先進刀具，以滿足高速，強力切削的要求。圖圖1-8溝通伺服電動機數(shù)控機床的進展趨勢具有周密、柔性、高效的數(shù)控機床，隨著社會需求的多樣化和其相關(guān)技術(shù)的進步，將會向更廣的領(lǐng)域和更深的層次進展。向高精度進展80年月初期的±0.012mm/300mm，提高到90年月初期的±0.002~0.005mm/全程，加工精度已由原來的±10μm提高到±5μm；周密級從±5μm提高到±1.5μm。向高速度進展主軸轉(zhuǎn)速已從1000~2023r/min提高到5000~7000r/min，數(shù)控車床刀架的轉(zhuǎn)位時間已從過去的1~3s0.4~0.6s。向高柔性進展柔性是指機床適應(yīng)加工對象變化的力氣。在提高單機柔性的同時，正努力向單元柔性和系統(tǒng)柔性進展。向高度自動化進展數(shù)控機床已從自動編程、自動換刀、自動上下料、自動加工向自動檢測、自動診斷、自動監(jiān)控、自動對刀、自動傳輸、自動調(diào)度等方面進展。向復合化進展一臺具有自動換刀裝置、自動交換工作臺和自動轉(zhuǎn)換主軸頭的鏜銑加工中心，不僅一次裝卡便可以完成鏜銑鉆鉸攻絲和檢驗等工序，而且還可以完成箱體件五個面粗精加工的全部工序。五數(shù)控車床構(gòu)造剖析CINCINNATI21i/210is—TA為具有先進的斜床身式數(shù)控車床。其構(gòu)造圖如圖1-101-11。圖圖1-10斜床身式數(shù)控車床1-11CINCINNATI21i/210is—TA布局床身構(gòu)造CINCINNATI21i/210is—TA承受了特別設(shè)計的45主軸箱、刀架、尾架、數(shù)控裝置等安裝在床身上。主軸箱和主軸CINCINNATI21i/210is—TA主軸箱內(nèi)僅有一根主軸，通過皮帶與伺服電機直接連接，無齒輪傳動，可避開傳動件發(fā)熱和振動對加工精度的影響。主軸設(shè)計上對各裝配過程的技術(shù)要求都一一量化，如重要緊固螺釘?shù)木o固力矩、重要軸承所加潤滑油的體積和裝配前的預(yù)熱度、皮帶的張力等等。〔〕2〕3〕氣動的便利、靈敏、構(gòu)造簡潔。CINCINNATI21i/210is—TA承受液動夾緊裝置。刀架CINCINNATI21i/210is—TA12個刀位的轉(zhuǎn)塔式刀架，為內(nèi)外徑共用刀架，每個刀具位置均可安裝內(nèi)徑刀或外徑刀。轉(zhuǎn)塔刀架各刀座之間方向、位置經(jīng)嚴格計算，保證在加工與轉(zhuǎn)位中不發(fā)生刀具之間的碰撞與1-12為轉(zhuǎn)塔刀架圖。1-121-12轉(zhuǎn)塔刀架CINCINNATI21i/210is—TAX、Z軸進給都承受伺服電機與滾珠絲杠直接相連、無帶傳動或齒輪傳動，避開了側(cè)隙及振動，使精度大為提高。滾珠絲杠螺母副精度高，而且耐用性好，摩擦系數(shù)小，無爬行現(xiàn)象，定位精度高、壽命長。伺服系統(tǒng)1-13數(shù)控機床伺服傳動系統(tǒng)1-13數(shù)控機床伺服傳動系統(tǒng)把握系統(tǒng)CINCINNATI21i/210is—TA承受日本FANUC報警系統(tǒng)。潤滑系統(tǒng)導軌副及滾珠絲杠，在運動中必需要適量的潤滑油來潤滑，以減小摩擦，帶走熱量。六典型零件的切削加工典型零件可由教師