数控车床的基本应用.docx

1、数控车床的基本应用数控车床的基本应用 数控车床的根本应用数控车床的根本应用 数控车床主要用来加工轴类零件的内外圆柱面，圆锥面，螺 纹外表，成形回转体外表等.对于盘类零件可进行钻孔，扩孔，较 孔，铿孔等加工。机床还可以完成车端面，切槽，倒角等加工。it.汽车轻工.医 疗等的开展起着越来越重要的作用.因为这些行业所需装备的 数字化已是现代开展的大趋势 关键词：数控，编程，加工，应用，前景 摘要 1 第一章数控技术概述 1 1.1数控技术的根本概念 1 数控技术的开展趋势 2 对我国数控技术及其产业开展的根本估计 3 第二章 数控车床加工根本知识 5 2.1数控机床的根本概念 5 2.2数控车床的加

2、工 7 2.1.1车削加工 9 数控车床加工精度检验 10 2.3数控车床编程 11 第三章刀具知识 11 刀具的种类，用途及特点 11 数控车床对刀 14 第四章 数控车床的未来前景 14 数控机床开展与未来 14 4.2 一些关于控制器最新的开展情况 17 结 论 17 致 谢 18 第一章数控技术概述 数控技术的根本概念 数控技术的开展趋势 开展和应用领域的扩 大他对国计民生的一些重要行业it.的开展开展 的大趋势从目前世界上数控技术及其装备开展的趋势来看.其主要 研究热点有以下几个方而 1.2 5轴联动加工和复合加工机床快速开展 1.3 对我国数控技术及其产业开展的根本估计 我国数控技

3、术起步于 195850年的开展历程大致可分为 3个 阶段:第一阶段从 1958年到 197950%.配国产数控系统普及型也到达了 10%.纵观我国数控技术近 504个 5 年方案 的攻关.总体来看取得了以下成绩.1.奠定了数控技术开展的根底.基木掌握了现代数控技术.我国 现在己基木掌握了从数控系统.伺服驱动.数控主机.专机及其配套件 的根底局部技术己具备进行商品化开发的根底局部技 术己商品化.产业化.2.局部假设干数控主机生产厂.这些 生产厂根本形成了我国的数控产业基地.3.根本队伍.虽然在数控技术的研究开发以及产业化方而取得了长足的进步.但我们也要清醒地认识到.我国高端数控技术的研究开发.尤

4、其是在 产业化方面的技术水平现状与我国的现实需求还有较大的差距.虽然 从纵向看我国的开展与国外比照开展速度也有差距.即一些高精尖的数控装备的 技术水平差距有扩大趋势.从国际上来看.对我国数控技术水平和产业化水平估计大致如 下.110-15 年.在高精尖技 术方而那么更大.2.缺乏，国产数控系统尚未建立自己的品牌效应.用户信心缺乏.3.可持续开展的能力上.对竞争前数控技术的研究开发.工程化 能力较弱，数控技术应用领域拓展力度不强，相关标准标准的研究.制 定滞后.分析存在上述差距的主要原因有以下几个方面.1.认识方面.对国产数控产业进程艰巨性.复杂性和长期性的特 点认识缺乏，对市场的不标准.国外的

5、封锁加扼杀.体制等困难估计不 足，对我国数控技术应用水平及能力分析不够.2).体系方面.从技术的角度关注数控产业化问题的时候多.从系 统的.产业链的角度综合考虑数控产业化问题的时候少，没有建立完 整的高质量的配套体系.完善的培训.效劳网络等支撑体系.3).机制方面.不良机制造成人才流失.又制约了技术及技术路线 创新.产品创新.且制约了规划的有效实施.往往规划理想.实施困难.4).技术方面.企业在技术方面自主创新能力不强.核心技术的工 程化能力不强.机床标准落后.水平较低数控系统新标准研究不够.2.1数控机床的根本概念 数控机床是现代加工车间最重要的装备。它的开展是信息技术(IT)与制造技术(M

6、T)结合开展的结果。最近 20 年来，信息技术的急 剧开展大大激发和增加了制造系统的上层智能功能；下一个 20年，智能将延伸到工厂的车间底层，控制器将具有更高性能和更多功能；由于控制器的柔性，单台机床将变得更加灵活和精巧；可以广泛地进 行通信；方便地进行集成和重构；对过程进行测量，预示结果，诊断 故障，防止事故；并按照科学的模式进行加工，到达最正确的生产效率 2.2数控车床的加工 2.1.1车削加工 车削加工是金属切削加工中最基木的一种方式。切削时，工件作 旋转运动，刀具作纵向或横向进给运动。车削加工范围很广，可以 加工圆柱而，圆锥面和成形面及螺纹等，因此在机械加工中占有很大 比重。一车床 车

7、床的种类很多，包括卧式车床，立式车床，转塔车床，自动和 半自动车床以及数控车床等。二车削基木工艺 1.车外圆 2.车端而 3.车槽车断 4.孔加工 5.车锥而 数控车床加工精度检验 一几何精度检验 数控车床的几何精度检验也叫静态精度检验，它能综合反映 出该机床的关键零部件和其组装后的形状误差。机床检验可参照 GB/T 16462-1996?数控卧式车床精度检验?和 GB/T 17421.1-1998?机床检验通那么?进行。1.数控车床几何精度内容 1 导轨直线度 2 尾座套筒对主刀架滑板移动的平行度 3 顶尖轴线对主刀架滑板移动的平行度 4 主轴周期性轴向窜动与主轴卡盘定位断面的跳动 5 主轴

8、卡盘定位锥而的径向跳动 6 主轴锥孔轴线的径向跳动 7 主轴顶尖的跳动 8 回转刀架移动对主轴轴线的平行度 9 回转刀架横向移动对主轴轴线的垂直度 10 工具孔轴线与主轴轴线的重合度 11 工具孔轴线对回转刀架纵向移动的平行度 12 尾座移动对刀架滑板移动的平行度 二切削精度检验 数控车床单项精度检测工程有：1 外圆车削 2 端而车削 3 等距螺纹车削 4 球而车削 2数控车床综合切削精度检测 1 轴类试件车削 2 套类试件车削 2.3数控车床编程 2.3.1概述 数控车床是用计算机数字控制的车床，并将编号的加工程序 输入到数控系统中，由数控系统通过车床 X,Z坐标轴的伺服电机 去控制车床进给

9、运动部件的动作顺序，移动量和进给速度，再配 以主轴的转速和转向，便能加工出形状不同轴类或盘类回转体零 件。因此，数控车床是目前使用较为广泛的数控机床。数控车床的用途 数控车床主要用来加工轴类零件的内外圆柱而，圆锥面，螺 纹外表，成形回转体表而等，对于盘类零件可进行钻孔，扩孔，较孔，镇孔等加工。机床还可以完成车端面，切槽，倒角等加工。2.3.3数控车床的主要技术参数 1.机床的主要参数 允许最大工件回转直径 460mm 最大切削直径 292mm 最大切削长度 650mm 主轴转速范围 50-2000r/min 连续无级 床鞍定位精度 X 轴:0.015/100m;Z 轴:0.025/300mm

10、安装刀具数 12把 刀具规格 车刀 20mmX20mm 自动润滑 15min/次 卡盘最大夹紧力 42 140N 尾座套筒行程 90mm 进给伺服电机 X 轴:ACO.6kW;Z 轴：AC1.OkW 主轴电动机功率 U/15kW 变频调速 2.3.4数控编程特点 1 在一个程序段中，根据图样上标注的尺寸，可以采用绝对坐标 编程，增量坐标编程或二者混合编程。2 直径方向上的绝对坐标在编程时 X表示直径值，用增量坐标 编程时以径向实际位移量的两倍值表示，并附上方向符号。3 为提高工件的径向尺寸精度，X向的脉冲量为 Z向的一半。4 数控装置具备不同形状的循环，可进行屡次重复循环切削。5 不同 G代码

11、可以编写在同一程序段内，且均有效。3.1刀具的种类，用途及特点 刀具的种类 数控机床中有车刀，铳刀，镇刀，钻头等刀具，其中数控车床 中根据车削不同材料的工件分为；车削淬火钢的车刀，车削高镭 钢的车刀，车削不锈钢的车刀，车削钛合金的车刀。3.刀具的用途 车刀主要用于车外圆，车端面，车圆柱而等。铳刀用于铳床中铳工件表而等。镇刀用于工件加工孔，镇孔。钻头对工件进行钻孔等加工。3.刀具的特点 车削淬火钢的车刀，主要特点是硬度高，强度大，切削时单位 切削力大幅度增加，切削温度高，当切削温度超出刀具红硬性范 围时，刀刃磨损加剧，致使刀具丧失切削性能。车削高镭钢的车刀，硬度和强度属于中等，但是，在其受压或

12、冲击载荷时会产生严重的冷作硬化，硬度提高一倍以上，达 450-550HB.车削不锈钢的刀，不锈钢材料韧性大，塑性好，高温强度大，导热性差化学亲和能力强，加工硬化现象严重。切削时切屑强韧 不易折断，切削温度高而容易粘刀和产生切屑瘤，因而刀具耐用 度不高。车削钛合金的刀，钛合金相对一般合金钢的特点。钛合金以其 比强度高，力学性能及抗腐蚀性良好而成为飞机及发动机理想的 制造材料，但由于其切削加工性差，长期以来在很大程度上制约 了它的应用。随着加工技艺的开展，近年来，钛合金己广泛应用 于航天航空领域。3.2数控车床对刀 1.直接用刀具试切对刀 1.XXoffset 界面的几何形状 X 值里.2.Zof

13、fset 界而的几何形状 Z值里.2.用 G50设置工件零点 1.用外园车刀先试车一外园.测量外园直径后把刀沿 Z轴正方向 X 轴坐标减去直径值.2.选择 MDIG50 XO Z0.启动 START 键.把当前点设为 零点.3.选择 MDIGO X150 Z150.使刀具离开工件进刀加工.4.这时程序开头：G50 X150 Z150.5.注意：用 G50 X150 Z150.你起点和终点必须一致即 X150 Z150.这样才能保证重复加工不乱刀.6.如用第二参考点 G30 G30 UO WO G50 X150 Z150 7.在 FAXUCYhcnc软 件里.按鼠标右键岀现对话框.按鼠标左键确认

14、即可.3.用工件移设置工件零点 1.在 FANUCO-TD 系统的 Offset 里.有一工件移界面.可输入零点 偏移值.2.Z坐标的位置如：Z200 直接 输入到偏移值里.3.选择Ref X.Z轴回参考点.这时工件零点 坐标系即建立.4.Z0.才去除.4.用 G54-G59设置工件零点 1.Z轴正方向 退点.切端面到中心.2.把当前的 X和 Z轴坐标直接输入到 G54-G59 里程序直 接调用如:G54X50Z50.3.注意：可用 G53 指令去除 G54 G59工件坐标系.如果其它系统：1.试切法对刀 试切法对刀是实际中应用的最多的一种对刀方法.下面以采用 MITSUBISHI 50L数控

15、系统的 RFCZ12 车床为例.来介绍具体操作方 法.X坐标不变移动 Z轴刀具离开工件.测量出该段外 圆的直径.将其输入到相应的刀具参数中的刀长中.系统会自动用刀 具当前 XX 原 点的位置.再移动刀具试切工件一端端面.在相应刀具参数中的刀宽 中输入 Z0.系统会自动将此时刀具的 Z坐标减去刚刚输入的数值.即得工件坐标系 Z原点的位置.例如.2#刀刀架在 X 为车出的外圆直径为 25.0.那么使 用该把刀具切削时的程序原点 X值为 150.0-25.0 二 125.0，刀架在 Z为时切的端面为 0.那么使用该把刀具切削时的程序原点 Z值为 180.0-0=180.0.分别将(125.0.180

16、.0)存入到 2#刀具 参数刀长中的X与 ZT0202 就可以成功建立出 工件坐标系.事实上.找工件原点在机械坐标系中的位置并不是求该点的实际位置.而是找刀尖点到达(0.0)使用标准刀.在加工之前需要将所要用刀的刀具全部都对好.第四章数控车床的未来前景 4.1数控机床开展与未来 数控机床是现代加工车间最重要的装备。它的开展是信息技术(IT)与制造技术(MT)结合开展的结果。最近 20 年来，信息技术的急 剧开展大大激发和增加了制造系统的上层智能功能；下一个 20年，智能将延伸到工厂的车间底层，控制器将具有更高性能和更多功能；由于控制器的柔性，单台机床将变得更加灵活和精巧；可以广泛地进 行通信；

17、方便地进行集成和重构；对过程进行测量，预示结果，诊断 故障，防止事故；并按照科学的模式进行加工，到达最正确的生产效率。4.2 一些关于控制器最新的开展情况。1.CNC 控制器的性能进一步提高、具有更多功能(1)多坐标、多系统控制 比方 FANUC 最新的高档控制器 llS30iMODEL A 系统,最大控制 系统数为 10个系统(通道)，最多轴数和最大主轴配置数为 40轴，其 中进给轴 32轴，主轴为 8 轴，最大同时控制轴数为 24轴/系统。最 大 PMC 系统为 3个系统。最大 I/0 点数为 4096点/4096 点，PMC 基 木命令速度为 25nso 最大可预读程序段：1000段。这

18、是当前世界配 置最高的数控系统。由于具有多轴多系统配置，因此特别适合大型自 动机床，复合机床，多头机床等的需要。(2)高精、高速加工功能 这是 CNC 系统最重要的功能，由于有了这个功能，使制造技术(MT)大大地向前开展了。(3)轴加工和复杂加工功能 由于 5轴加工工艺合理，相对于 3维曲面加工，它可以充分利用 刀具的最正确几何形状进行切削，在复杂形状的高速高精加工中可以提 高效率，提高光洁度。因此得到越来越广泛的应用。5轴加工的机械 其配置主要有刀具旋转方式、工作台旋转方式和这两种的混合方式。因此 5轴加工功能要能满足各种配置的要求。根据 5轴加工的特点，把它们，比方 TCP(刀具中心控制)

19、，刀具半径补偿等功能，应用到不 同机械配置的 5轴加工机床。(4)数控复台功能 为了提高生产率，数控复合加工机床的开发和制造己变成数控机 床的一种开展趋势。(5)进网通信功能 为了通过 PC 或数控系统木身对多台机床进行集中监控和管理，系统需要通过网络进行通信。以便传递程序，监控加工状态。(6)高可靠性和平安性功能 CNC 系统与数控机床一起，工作在底层车间，经受恶劣的环境，如：温度，湿度，振动，油雾，粉尘的影响，同时又要求连续工作；因此对可靠性要求特别高，除了可靠性设计、制造工艺等措施外，现 代数控系统的可靠性主要采取以下措施:采用光纤，减少电缆连接,比方 FANUC 的数控系统通过光纤连接

20、 CNC 和伺服放大器，以串行高速 的方式从 CNC 到多个伺服放大器传递大量的数据。采用纠错码(ECC：EnorCorrecting Code)传送数据，随着软件高速处理大量数据,也要求对微处理器、存储器和 LSI的处理速度大大提高。2.控制器的开放 当出现 NC 机床以后，制造厂家就希望能翻开 NC 系统这个黑盒子,局部或全部地代替机床设计师和操作者的大脑，具有一定的智能，能 把特殊的加工工艺、管理经验和操作技能放进 NC 系统，同时也希望 它具有图形交互、诊断等功能。3.STEP-NC 它基于 STEP,并把 STEP 扩展到 NC,形成“STEPNC。开发和 推广这个标准的首要目的是实

21、现不同的 CAx 系统通过标准的个性文 件来进行数据交换。结论 通过我这三年的数控专业的学习，了解了我国的机械工业开展取 得的辉煌的成就，以及数控行业在今后开展的辉煌前景。我国数控行 业的开展程度和应用范围和兴旺国家相比还有一段距离，经过在学校 系统学习了机械制造、机械制图、电子电工、机械 CAD、数控原理与 结构，数控编程等专业课程。我希望自己在以后的工作中锻炼自己，增长经验，检验自己的掌握程度。这次设计使自己更了解数控机床，对它的结构系统等有了更进一步的掌握，使自己的理论水平和实际操 作水平更上一层楼。致谢 感谢老师对我的论文不厌其烦的细心指点。老师首先细致地为我 解题；为我提纲挈领，梳理脉络，使我确立了本文的框架。论文写作 中，经过老师的指点。文章从框架的完善，到内容的扩充；从行文的 用语，到格式的标准。我再次为老师的付出表示感谢。在此，我还要感谢机电系所有老师，正是由于他们的鼓励和支持,促使我迎难而上，克服困难。此次毕业论文不单单是我对本身所学的常识进行了强化，更重要 的是我在此根底上又回忆了学过的知识和稳固了根底，更深入的进行 了专业知识的了解。