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1、工程教育中心,姬宜朋 ,數控車,數控車大綱.doc,緒論,據統(tǒng)計，工業(yè)發(fā)達國家的機械制造業(yè)占整個國家制造業(yè)的60%以上,因而先進制造技術與機械制造技術的關系密不可分。一方面，先進制造技術廣泛應用于機械制造業(yè)中的各個方面，使得先進制造技術的技術理論得以具體應用和實現，并推動機械制造業(yè)的迅猛發(fā)展;另一方面，機械制造業(yè)由于本身生產的需要，出現的各種新工藝、新技術又豐富和發(fā)展了先進制造技術的理論，并可以推廣到其他制造領域。,TopSolidCamMillTurn.wmv,數控車床基礎知識,數字控制（Numerical Control）,簡稱NC，是用數字化信號對機床的運動極其加工過程進行控制的機床，稱
2、為數控機床。,數控機床的基本結構,下圖為CK0628S數控車床的基本結構,主軸箱,主軸驅 動電機,編碼器,滾珠絲杠,回轉卡盤,X軸步進電機,Z軸步進電機,數控裝置,機床運動,主運動 進給運動 切削運動,主運動,直接切除工件上的切削層，使之轉變?yōu)榍行?，以形成工件新表面的運動，稱為主運動，一般為主軸轉速。 （培訓部給的定義） 主運動的線速度為切削速度，用Vc來表示。 Vc = D n/1000 （m/min）； 主運動系統(tǒng)：以主電動機到主運動執(zhí)行部件之間的傳動系統(tǒng)（機械的或液壓的），稱為主運動系統(tǒng)。,進給運動,不斷地把切削層投入切削的運動，稱為進給運動。 進給運動，即進給速度，也稱為進給量，車床一
3、般用Vc表示，單位是mm/r。進給量是主軸每轉（r），刀具在進給運動方向上相對工件的位移量。 進給運動系統(tǒng)：從進給軸伺服電動機到該軸執(zhí)行部件之間的傳動系統(tǒng)，稱為進給運動系統(tǒng)。,切削運動,主運動和進給運動可以同時進行（如車削、銑削），也可以交替進行（如刨削、插削）。在同時進行的情況下，刀具切削刃上某一點相對于工件的運動稱為切削運動 切削運動可用合成速度向量ve來表示。 以外圓車削為例，切削運動的合成速度向量ve等于主運動速度vt與進給速度vc的矢量和 即:ve = vt + vc,數控機床的工作過程,零 件 圖,程 序,控 制 計 算 機,伺 服 機 構,機 床 本 體,工 件,數控機床的特點,
4、1、具有高度的柔性 2、加工精度高 3、加工質量穩(wěn)定、可靠 4、生產率高 5、改善勞動條件 6、利于生產管理現代化,數控機床的原理,數控系統(tǒng)的主要任務之一就是控制執(zhí)行機構按預定的軌跡運動。一般情況是已知運動軌跡的起點坐標、終點坐標和曲線方程，由數控系統(tǒng)實時地算出各個中間點的坐標。即需要“插入、補上”運動軌跡各個中間點的坐標，通常這個過程就稱為“插補”。,CAXA數控車簡介,CAXA是北京航天航空大學開發(fā)的CAE軟件，包括制圖、造型和加工幾部分。利用CAXA數控車只需繪出零件圖就可以自動生成數控加工程序，從而實現CAD/CAM一體化。該軟件的基本功能為繪制零件圖、自動生成零件表面的加工軌跡和加工
5、程序。下面分別加以講解。,繪制加工工件圖 在CAXA數控車中繪制零件圖前必須首先確定要加工的零件所需的毛坯，首先繪制毛坯圖。要加工如圖所示的零件，首先確定毛坯。,零件中最大尺寸：直徑18mm、長度35mm。所以選毛坯尺寸：直徑20mm、長度38mm。如圖中虛線部分。在CAXA數控車中首先繪制毛坯圖.,繪制毛坯圖時注意：由于圓柱形工件以中心線對稱所以只需要繪出中心線上側圖形，右下側起點為坐標原點，保證編程原點在毛坯右端面中心處。,毛坯圖繪制完成后，在毛坯圖內部繪制工件圖，同毛坯圖相同，只需要繪出中心線以上部分就足夠了。如圖為零件圖。,設計圖繪制的是最終我們需要的工件，而實際加工中需要車削掉部分正
6、好為設計圖紙和毛坯之間部分，所以在生成加工軌跡前將工件圖刪掉，留下切削部分如圖所示。,加工軌跡生成,生成加工軌跡時一定注意要按加工工藝順序生成，先粗后精然后切槽再切斷。 （1）粗加工：用鼠標點取菜單“加工” “輪廓粗車”， 系統(tǒng)彈出粗車參數表如圖,該對話框中需要修改一下內容：加工參數頁面中須將切削行距（吃刀量）小于1。,進退刀方式頁面中，將進退刀方式全部該成垂直（共四種）。進退刀量頁面中，進刀量（進給率）單位該為mm/rev進刀量在0.20.1之間。主軸轉速該為500rpm。輪廓刀具頁面中刀具號該為2，然后點擊修改刀具按鈕。所有參數修改好后再點擊確認。 注意：各種加工參數是相互影響的，在生成軌
7、跡前必須先確認各需要修改的參數是否正確.,確認后，左下角會有操作提示：拾取被加工工件表面輪廓。拾取被加工工件輪廓時必須用單個拾取，拾取方式選擇方法：點一下空格鍵，在鼠標處彈出拾取方式如圖1-7所示。被加工工件表面輪廓結束后點一下鼠標右鍵，左下角提示拾取定義的毛坯輪廓。拾取毛坯輪廓時必須用鏈拾取方式。所有拾取過程必須從原點開始依次拾取。拾取結束后點右鍵輸入進退刀點，進退刀點必須在毛坯右上方，和毛坯有一定距離。,輸入進退刀點后，系統(tǒng)自動生產粗車加工軌跡，如圖所示。粗車結束.,（2）精加工：用鼠標點取菜單“加工” “輪廓精車”， 系統(tǒng)彈出精車參數表。該對話框中只需將進退刀量頁面中進刀量（進給率）修改
8、為0.050.01之間即可。其它操作同粗車基本相同，只是不需要拾取定義的毛坯輪廓。,（3）切槽：用鼠標點取菜單“加工” “切槽”， 系統(tǒng)彈出粗車參數表如圖。該對話框中需要修改以下內容：加工參數頁面中須將加工工藝類型改為粗加工精加工，選上刀具只能下切選項，粗加工參數中延遲時間改為0，平移步距改為2.52.9。 進退刀量頁面中，進刀量（進給率）單位該為mm/rev進刀量在0.050.01之間。,主軸轉速該為300rpm。輪廓刀具頁面中刀具號該為3，刀具寬度為2.5，刀刃寬度為3，刀尖半徑為0.1，然后點擊修改刀具按鈕。所有參數修改好后再點擊確認。其它操作同精車基本相同，注意拾取被加工工件表面輪廓時
9、必須拾取組成槽的所有線條。,生成G代碼,生產G代碼前，必須將后置設置中選取x表示直徑。選取方法：菜單“加工” “后置設置”彈出后置設置對話框，在對話框最后一行選取x表示直徑。 在“加工”菜單中選取“生成G代碼”功能項，則彈出一個需要用戶輸入文件名的對話框，要求用戶填寫或選擇程序文件名。,輸入并確認文件名后，系統(tǒng)提示拾取刀具軌跡。拾取軌跡時如果軌跡按加工順序生成一次拾取即可，如果幾個軌跡沒有按順序生成，必須按照加工順序拾取加工軌跡.,由于軌跡拾取時很難辨認粗車和精車軌跡，建議生成軌跡時按順序完成，拾取的軌跡變?yōu)榧t色的虛線。點鼠標右鍵結束拾取，系統(tǒng)即生成數控程序。要求存到計算機中，以便調用。,數控
10、車床零件加工工藝制定方法,在數控車床上加工零件時，應遵循如下工藝原則： (1) 分析被加工零件圖樣，明確加工內容和技術要求。 (2) 確定工件坐標系原點位置。,原點位置一般選擇原則，以方便程序編寫和方便加工為準，一般情況X坐標軸在工件旋轉中心，Z坐標軸在工件右端面上 ,如圖,數控車床工件坐標系示意圖,(3) 制定加工工藝路線。 首先應確定刀具加工起始點位置，起始點一般也作為加工結束的終點，起始點應便于檢查和裝夾工件；,其次確定粗車、精車路線，在保證零件加工精度和表面粗糙度的前提下，盡可能以最短的加工路線完成零件的加工，以縮短工件的加工時間；,最后確定換刀點位置，換刀點是加工過程中刀架進行自動換
11、刀的位置，換刀點位置的選擇應考慮在換刀過程中不發(fā)生干涉現象，且換刀路線盡可能短，它可以和加工起始點重合，亦可不重合。,(4) 選擇合理的切削用量。 在加工過程中，應根據零件精度要求選擇合理的主軸轉速、進給速度和背吃刀量。進給率用指令F給出,單位mm/r，進給率給定要根據加工零件、刀具的材質和機床的性能來確定.,對我們實習用的兩臺小經濟型數控車床來說其范圍在01mm/r以內，具體選擇原則如下： 精加工：F0.050.1mm/r， 半精加工：F0.10.2mm/r, 粗加工：F0.20.5mm/r， 本機床精加工時的背吃刀量一般可選擇0.050.2mm，粗加工時的背吃刀量應小于1mm。,(5) 選擇合適的刀具。 根據加工的零件形狀和表面精度要求，選擇合適的刀具進行加工。 (6) 采用宇龍仿真軟件進行模擬：軟件啟動后，機床必須回原點然后才能進行模擬操作；在模擬軟件中輸入程序，然后對刀并進行模擬加工。,(7) 模擬成功后經指導老師允許方可上機加工，首先將模擬軟件中程序輸入到機床中，并進行必要修改（如刀號要和機床上刀架上刀號相對應）。 (8) 裝夾毛坯，按照仿真軟件的操作過程進行操作機床。,(9) 在機床機械鎖定的情況下，再進行一次程序檢測。 (10) 運行程序，開始加工。,有問題嗎？,
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