数控技术《综合实训》Word文档格式.docx
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可编程控制器的作用是对数控机床进行辅助控制,即把计算机送来的辅助控制指令,经可编程控制器处理和辅助接口电路转换成强电信号,用来控制数控机床的顺序动作、定时计数,主轴电机的启动、停止,主轴转速调整,冷却泵启停以及转位换刀等动作。
可编程控制器本身可以接受实时控制信息,与数控装置共同完成对数控机床的控制。
CNC和PLC协调配合共同完成对数控机床的控制,其中CNC主要完成与数字运算和管理有关的功能,如工件程序的编辑、插补运算、译码、位置伺服控制等,PLC主要完成与逻辑运算有关的动作,如工件的装夹,刀具的更换,冷却液的开停等辅助动作,另外它还接收机床操作面板的控制信息,一方面直接控制机床的动作,另一方面将一部分指令送往CNC用于加工过程的控制。
4、进给伺服驱动系统:
进给伺服驱动系统由伺服控制电路、功率放大电路和伺服电动机组成。
进给伺服系统的性能,是决定数控机床加工精度和生产效率的主要因素之一
伺服驱动的作用,是把来自数控装置的位置控制移动指令转变成机床工作部件的运动,使工作台按规定轨迹移动或精确定位,加工出符合图样要求的工件。
因为进给伺服驱动系统是数控装置和机床本体之间的联系环节,所以它必须把数控装置送来的微弱指令信号,放大成能驱动伺服电动机的大功率信号。
本系统采用的伺服电动机有交流伺服电动机。
伺服驱动是脉冲式驱动方式。
如果把数控装置比做人的大脑,那么进给伺服驱动系统就是人的四肢。
5、性能特点:
CK6128数控车床,使用广州、华兴、发那科数控系统,实现汉字提示全屏幕编辑,主轴采用高精度滚动轴承支承,主轴动采用变频调速器,实现无级调速功能及恒线速切削功能,床身采用超音频淬火工艺,步进(或伺服)电机驱动X轴和Z轴滚珠丝杠,实现进给运动,机床功率大,刚性好,精密储备量大,寿命长,自动化程度高。
四、主要技术参数:
项目
单位
参数值
床身上最大回转直径
mm
Φ300
滑板上最大回转直径
Φ145
最大工件长度
500
主轴转速级数
级
无级
主轴转速范围
r/min
150-3000
主电机功率
kw
4
主轴孔径
32
定位精度(X/Z)
X:
0.015Z:
0.02
重复定位精度(X/Z)
0.005Z:
0.01
刀架形式与刀具工位数
立或卧/个
立式四工位
刀架转位时间
S
1
刀架进给最小设定单位
刀架快移速度X/Z
m/min
3Z:
6
刀架转位重复定位精度
0.005
工件精度(圆度)
圆度:
0.002
工件表面粗糙度
um
1.6
尾座套筒直径
Φ60
尾座套筒行程
145
机床外形尺寸
1600×
900×
1500
机床重量
kg
1050
数控系统型号
GSK980TA、GSK928TA、WA-21S等
动力刀具转速
/
C轴分度定位精度
(角)秒
C轴重复定位精度
数控加工工艺分析
要求:
能够根据图纸的几何特征和技术要求,运用数控加工工艺知识,选择加工方法、装夹定位方式、合理地选择加工所用的刀具及几何参数,划分加工工序和工步,安排加工路线,确定切削参数。
在此基础上,能够完成中等复杂零件数控加工工艺文件的编制(至少两个零件的工艺分析)。
一、轴类零件加工工艺分析
如图为典型轴套类零件,该零件材料为45钢,无热处理和硬度要求,
试对该零件进行数控车削工艺分析(单件小批量生产)。
(1)零件图工艺分析
该零件表面由外圆柱面、外圆锥面、顺圆弧、逆圆弧及外螺纹等表面组成,其中多个直径尺寸与轴向尺寸有较高的尺寸精度和表面粗糙度要求。
零件图尺寸标注完整,符合数控加工尺寸标
注要求;
轮廓描述清楚完整;
零件材料为45钢,通过上述分析,采用以下几点工艺措施。
①对图样上带公差的尺寸,因公差值较小,故编程时不必取平均值,而取基本尺寸即可。
②左右端面均为多个尺寸的设计基准,相应工序加工前,应该先将左右端面车出来。
③内孔尺寸较小,镗1:
20锥孔与镗φ32孔及150锥面时需掉头装夹。
(2)选择设备
根据被加工零件的外形和材料等条件,选用CJK6240数控车床。
(3)确定零件的定位基准和装夹方式
①外轮廓加工
定位基准:
确定零件轴线为定位基准;
装夹方式:
加工外轮廓时,为保证一次安装加工出全部外轮廓,需要设一圆锥心轴装置(见图2-1双点划线部分),用三爪卡盘夹持心轴左端,心轴右端留有中心孔并用尾座顶尖顶紧以提高工艺系统的刚性。
(4)确定加工顺序及进给路线
加工顺序的确定按由内到外、由粗到精、由近到远的原则确定,在一次装夹中尽可能加工出较多的工件表面。
结合本零件的结构特征,可先加工内孔各表面,然后加工外轮廓表面。
由于该零件为单件小批量生产,走刀路线设计不必考虑最短进给路线或最短空行程路线,外轮廓表面车削走刀路线可沿零件轮廓顺序进行(见图2-2)。
(5)刀具选择
将所选定的刀具参数填入表2-3轴承套数控加工刀具卡片中,以便于编程和操作管理。
注意:
车削外轮廓时,为防止副后刀面与工件表面发生干涉,应选择较大的副偏角,必要时可作图检验。
本例中选κ=55。
表2-3
轴承数控加工刀具卡片
产品名称或代号
零件名称
轴承套
零件图号
序号
刀具号
刀具规格名称
数量
加工表面
T01
450硬质合金端面车刀
车端面
2
T02
φ5㎜中心钻
钻φ5㎜中心孔
3
T03
φ26㎜钻头
钻底孔
T04
镗刀
镗内孔各表面
5
T05
930右手偏刀
从右至左车外表面
T06
930左手偏刀
从左至右车外表面
7
T07
600外螺纹车刀
车M45螺纹
2-3
(6)切削用量选择
根据被加工表面质量要求、刀具材料和工件材料,参考切削用量手册或有关资料选取切削速度与每转进给量,然后利用公式vc=πdn/1000和vf=nf,计算主轴转速与进给速度(计算过程略),计算结果填入表2-4工序卡中。
背吃刀量的选择因粗、精加工而有所不同。
粗加工时,在工艺系统刚性和机床功率允许的情况下,尽可能取较大的背吃刀量,以减少进给次数;
精加工时,为保证零件表面粗糙度要求,背吃刀量一般取0.1~0.4㎜较为合适。
(7)数控加工工艺卡片拟订
将前面分析的各项内容综合成表2-4所示的数控加工工艺卡片。
表2-4
轴承套数控加工工艺卡片
单位名称
工序号
程序编号
夹具名称
使用设备
车间
001
三爪卡盘和自制心轴
CJK6240数控车床
数控中心
工步号
工步内容
(尺寸单位㎜)
刀具、刀柄规格
/㎜
主轴转速
/r.min
进给速度
/㎜.min
背吃刀量
/㎜
备注
编制数控加工程序
能够根据图纸的技术要求和数控机床规定的指令格式与编程方法,正确地编制中等复杂典型零件的加工程序,或应用CAD/CAM自动编程软件编制较复杂零件的加工程序。
(至少两个零件)。
一、编制轴类零件数控加工程序
编制图所示零件加工程序,材料为45钢,棒料直径为Φ40mm。
选择93o正偏刀为1号刀,2号刀为宽4mm的割槽刀,3号刀为60o硬质合金螺纹刀。
(l)工艺路线
①工件伸出卡盘外85mrn,找正后夹紧:
②用93o外圆车刀车工件右端面,粗车外圆至Φ38.5×
80;
③先切出Φ30.5×
40圆柱,再车出Φ22.5×
20圆柱;
④车右端圆弧,车圆锥,分别留0.5mm精车余量;
⑤精车外形轮廓至尺寸;
⑤切退刀槽,并用割槽刀右刀尖倒出M38×
3螺纹左端2×
45o倒角;
⑦换螺纹刀车双头螺纹;
⑧切断工件。
(2)相关计算
①计算双头螺纹M38×
3P1.5)的底径:
d’=d-2×
0.62P=(38-2×
0.62×
1.5)=36.14mm
②确定背吃刀量分配:
lmm、0.5mm、0.3mm、0.06mm。
(3)加工程序如下。
程序一:
%KG101;
程序名
N10G90G94G54;
采用G54工件坐标系,每分进给,绝对值编程
N20S600M03;
主轴正转,转速600r/pm
N30T1D1M08;
换1号外圆刀,切削液开
N40G00X45Z0;
快速进刀
N50G01X0F80;
车端面
N60G00X38.5Z2;
快速退刀
N70G01Z-80F150;
粗车外圆
N80G00X42Z2;
N90G00X34;
N100G01G-40;
Nll0G00X42Z2;
N120G00X30.5;
N130G01Z-40;
N140G00X42Z2;
快速返刀
N150G00X26;
N160G01Z-20:
N170G00X30Z2;
N180G00X22.5;
N190G01Z-20;
N200G00X30Z2;
N210G00XO;
N220G03X26Z-11CR=13F100;
车R13圆弧
N230G00Z0.5;
N240G00X0;
N250G03X23Z-11CR=11.5;
车Rll.5圆弧
N260G00X25.5Z-18;
N270G01X25.5Z-20;
N280X30.5Z-40;
车圆锥
N290G00X100Z100;
快退至起刀点
N295S1000M03;
主轴变速,转速1000rpm
N300G00X2Z2;
N310G01X0Z0F60;
进刀至(0,0)点
N320G03X22Z-11CR=11;
精车Rll圆弧
N330G01Z-20;
精车Φ22外圆
N340X25;
精车台阶
N350X30Z-40;
精车圆锥
N360X34;
N370X37.8Z-42;
倒角
N380Z-60;
精车M38螺纹外圆至Φ37.8
N390X37.975;
N400Z-80;
精车Φ38外圆
N410G00X100Z100;
N420T2D1;
换2号割槽刀
N430S420M03;
主轴变速,转速420rpm
N440G00X40Z-64;
快速进刀至(X40,Z-64)
N450G01X30.2F30;
割槽至Φ30.2
N460G00X40;
N470G00Z-68;
向左移动4mm
N480G01X30F30;
割槽至一30
N490Z-64;
向右横拖4mm,消除割刀接缝线
N500G00X40;
N510G00Z-61;
N520G01X34Z-64F30;
用割槽刀右刀尖倒*38螺纹左端ZX*5”倒角
N530G00X100;
N540Z100;
N550T3D1;
换3号螺纹刀
N560S600M03;
主轴变速,转速600rpm
N570G00X37Z34;
N580LWJG;
调子程序车第一条螺纹
N590G00X36.5;
N600LWJG;
N610G00X36.2;
N620LWJG;
N630G00X36.14;
N640LWJG;
调于程序车第一条螺纹
N650G00X37Z-35.5;
N660LWJG;
调子程序车第二条螺纹
N670G00X36.5;
N680LWJG;
N690G00X36.2;
N700LWJG;
N710G00X36.14;
N720LWJG;
N730G00X100Z100;
N740T2D1S420M03;
换2号割槽刀,主轴变速,转速420rpm。
N750G00X42Z-79;
N760G01X0F30;
割断
N770G00X100;
N780Z100M09;
退回起刀点,切削液关
N790M05;
主轴停转
N800M02;
主程序结束
%LWJG;
车螺纹子程序
N100G91G33Z-28K3;
车削螺纹
Nll0G00X10;
N120G00Z28返回
N130G90;
回到绝对坐标编程
N140RET;
子程序结束
加工后的零件如上图