认识数控机床教案

第一篇：认识数控机床教案

《数控机床维护常识》电子教案

本电子教案是浙江省教育厅职成教教研室组编的《数控机床维护常识》教材的配套教学资源，该教材由北京高等教育出版社2010年1月出版。

【课题编号】 — 项目一 【课题名称】

认识数控机床 【教学目标与要求】

一、知识目标

1.认识各种类型的数控机床在生产中的作用。2.读懂机床上的安全标识和安全提示。3.能够正确进行开、关机床的安全操作。

二、能力目标

1.能分清各种不同类型的数控机床及其功能、特点。2.能够进行常用数控机床的开、关机操作。

三、素质目标

1.通过识读数控机床的铭牌，了解名称、特点和主要功能。2.能识读车间安全生产标识，自觉遵守安全提示，达到安全生产要求。

3.了解数控机床正确开、关的操作规程。

四、教学要求

1.能分清各种类型的数控机床，了解该机床在生产中的作用。2.能自觉遵守车间安全生产操作规程和各种安全提示标记。3.掌握常用数控机床的开、关机操作要领。【教学重点】

1.能分清各种常用数控机床的种类，从机床铭牌中了解机床的主要参数。

2.掌握开环、闭环、二轴、二轴半、三轴等名词的含义。3.掌握数控机床开、关机的顺序和注意事项。【难点分析】

1.点位控制与点位直线控制的区别，闭环与半闭环控制的区别，二轴半联动与三轴联动的区别。

2.急停按钮在开、关机床中的作用。【分析学生】

1.学生往往对机床的维护要求不太重视，认为这是维护工人的事，自己是一名操作者，只要能开、关操作机床就可以了。通过学习，要提高学生对维护机床重要性的认识。

2.对车间安全标志重视不够，应当通过上岗要求考核掌握最常用的安全提示标志，熟悉安全操作规程，做一名具备上岗安全知识的合格工人。【教学思路设计】

1.通过视频教学分清各种不同的数控机床，到车间参观生产活 动，加深对不同类型数控机床的认识。

2.理论学习并到车间现场指认数控机床，考核学生对安全标志的认识。

3.示范开、关数控机床的操作顺序。【教学安排】

4学时 【教学过程】

一、了解数控机床的类型 1.按能否自动换刀分类

1)普通数控机床——数控车床、数控铣床、数控钻床、数控磨床、数控齿轮加工机床等，其共同特点是刀具的更换仍需靠人工完成。

2)加工中心——自动换刀数控机床，其外形与数控铣床相似，但比数控铣床多一个可以自动换刀的刀库。一般常用斗笠式圆形刀库，可存放12、18或24把不同的刀具。还有链条式刀库，可存放几十把到几百把不等刀具供加工中心选用。学校的加工中心设备常见斗笠式刀库。

2.按运动方式分类——即刀具的运动轨迹特点。

1)点位控制——只控制刀具点位坐标，与刀具运动路径无关。如图1-7所示。

2)点位直线控制——不仅控制刀具点位坐标，还要控制刀具直线运动轨迹。如图1-8所示。

3)轮廓控制——控制刀具按已知轨迹运动。如图1-9所示。3.按控制方式分类

1)开环——机床工作台的运动位置没有反馈给控制系统，一般选用步进电动机作为动力。其特点是控制系统比较简单，但精度较低。用于经济型数控机床。

2)闭环——机床的工作台装有直线位置检测装置，及时将检测到的实际位移反映到数控装置的比较器中与指令位置比较，可及时做补充位移，消除误差值。一般选用伺服电动机作为动力。其特点是精度高，但结构比较复杂，用于精度要求较高的数控机床。见图1-12.3)半闭环——将开环中的动力换成伺服电动机，在丝杆前安装角位移检测装置。位移有反馈比较，但精度没有闭环控制系统高。见图1-11。

4.按联动轴分类

几个坐标轴可以同时协调运动，称为联动。1)二轴联动——如数控车床X、Z两轴同时移动。

2)三轴联动——如数控铣床X、Y、Z三轴同时移动，可加工出球面轮廓。

3)二轴半联动——即三个坐标中，当其中任两个坐标轴固定时，另一个坐标轴可以进给运动。用于加工曲面的分层加工。联动轴数越多，机床控制系统越复杂、精度越高、价格越高。选择机床时需注意三轴控制系统与二轴半控制系统对加工过程的影响。

4)多轴联动——控制四轴以上坐标轴联动，如加工螺旋推进器叶片形状需要用多轴联动控制系统。

二、识读数控机床上的安全操作标识及注意事项 1.机床的安全操作

1)操作前认真阅读数控机床的操作资料。

2)按操作规程要求检查机床，并作好维护和开机前各项准备。3)开机前关闭工作区滑门。

4)注意急停红色按钮位置，以便出现紧急情况下使用。详细内容见教材中内容。

2.识读安全标识

见表1-18及教材P011、012、013。

三、安全开、关机操作 1.开机

1)开机前需检查电、气、油等压力是否正常。2)开机过程中，按安全操作顺序操作。

3)调试机床时要先空运行30分钟，速度由低向高逐渐提高，确定机器正常工作后，方可试切加工工件。

2.关机

1)在做好准备工作后方可切断总开关。2)按照关机顺序要求操作。3)关机后切断总电源，整理现场。4)做好机床使用记录。

四、小结

1.数控机床的类型很多，有多种分类方法，要记住联动轴数的含 义与功用。

2.熟悉加工车间常用安全标志的含义。3.熟悉数控机床的安全操作规程要求。

第二篇：认识数控机床进给传动零部件教案

项目三

机械传动装置及零部件

课题二 进给传动装置及零部件

任务一 认识数控机床进给传动零部件 【课题名称】

联轴器和离合器 【教学目标与要求】

一、知识目标

1）了解联轴器和离合器的功用及区别。2）熟悉各种联轴器和离合器的工作特点。

二、能力目标

能分清联轴器和离合器的不同工作特点及应用场合。

三、素质目标

了解联轴器和离合器的功用及应用场合。

四、教学要求

了解联轴器与离合器的区别和种类，了解各种常用的联轴器与离合器的结构。【教学重点】

联轴器与离合器的功用与区别。【难点分析】

摩擦片离合器的结构图比较复杂，学生识图可能有困难。【分析学生】

联轴器与离合器的结构装配图比较复杂，学生有困难，应先读懂装配图，才有可能讲好工作过程。【教学思路设计】

区分功能—看懂结构图—讲解工作过程—总结特点 【教学安排】

2学时（90分钟）【教学过程】

一、联轴器和离合器

联轴器和离合器都是用来连接两轴，并用来传递扭矩。在许多场合由于条件所限，轴都需要由几根短轴连接而成，不可做成一长根。

联轴器与离合器的区别是联轴器只能在停止转动之后才能连接或拆开，而离合器可在运转中随时连接或脱开。

1.联轴器

联轴器的种类很多，可分为刚性联轴器和挠性联轴器两大类。（1）刚性联轴器

凸缘联轴器是刚性联轴器的一种，用键把轴和半联轴器连接在一起，再用螺栓把半联轴器连成一体。两半联轴器连接的对中性要求很高，不允许有径向和轴向的误差或角位移，所以称之为刚性连接，只适合于对中性较好的场合。

（2）挠性联轴器

允许两轴之间有少量的装配误差，如轴向、径向和角度误差，对两轴的安装要求较低些。常用的挠性联轴器种类有以下几种：

1)十字滑块联轴器 两半联轴器之间有十字形滑块，滑块可以在半联轴器的槽中作少量的滑动，以消除两轴的径向误差。

2）齿式联轴器 两轴上分别安装带有圆弧的外齿轮，用两个与外齿轮齿数相同的内齿轮与之相啮合并连成一体，由于齿顶为圆形，允许轴作一定范围的角位移。该联轴器可以传递较大的扭矩。

3）万向联轴器 该联轴器允许两轴之间有较大的角偏位，最大可达45°角，如载重汽车的传动轴与变速箱和差速器的连接就是应用万向联轴器来配对使用。

4)弹性套柱销联轴器与弹性柱销联轴器 前者弹性好，可以起到减振的作用，保护电动机不受振动的影响，但结构略为复杂。与凸缘联轴器相比，这两种联轴器不用螺栓连接，而改用具有一定弹性的尼龙柱销或弹性套，起到弹性作用。

联轴器的种类很多，且已经标准化，使用时应根据工作中所传递扭矩的大小和极限速度的大小来选择类型和规格。

2.离合器

（1）嵌合式离合器

嵌合式离合器由两半离合器和圆套组成，右侧从动轴的半离合器可以沿轴向滑动，可随时接合或分开，端面上有齿槽，起传递扭矩的作用，以矩形或梯形为常用。

（2）摩擦片式离合器

摩擦片式离合器有单片式和多片式之分，前者仅有一个摩擦面，靠摩擦产生的摩擦力来传递扭矩；后者分为内摩擦片和外摩擦片，交替排放，分别固定在主、从动轴上，靠挤压后产生的摩擦力来传递扭矩。多片式离合器传递的摩擦力大，在机床和汽车上应用较多。

二、小结

联轴器和离合器都是用于传递两轴运动的，联轴器固定后在转动中不能随意脱开；离合器可在工作中随意接合并脱离，其种类很多，可按工作条件选择。

三、布置作业

任务二 认识螺旋传动 【课题名称】

螺旋传动 【教学目标与要求】

一、知识目标

了解螺旋传动的类型、运动计算和常用材料。

二、能力目标

能计算螺旋传动的位移。

三、素质目标 了解螺旋传动的作用。

四、教学要求

1）了解螺旋传动的类型、特点及应用场合。

2）会计算螺旋传动的位移，并正确选择螺旋副的材料与结构。【教学重点】

1）螺旋代号的含义及螺纹的特点。2）螺旋传动的应用场合。【难点分析】

双螺旋传动的位移计算和调整螺旋的应用。【分析学生】

螺旋传动是螺纹的应用实例，其牙型角越小，产生的摩擦力越小，越有利于传递运动，所以常用梯形螺纹或矩形螺纹，应根据传递运动或动力的不同而选择不同的牙型角。【分析学生】

该内容比较简单，学生接触也较多，但对于各种牙型角的作用了解不多，应着重从牙型角的不同对应用场合的影响来讲授。【教学思路设计】

以讲授法为主，在螺旋传动中增加位移计算。【教学安排】

1学时（45分钟）【教学过程】

一、螺旋传动的类型及应用

1）传力螺旋 以传递动力为主，如千斤顶。

2）传导螺旋 传递运动精度较高，如车床的丝杠进给机构。3）调整螺旋 靠螺纹微调螺旋来控制轴向位移。

4）滚珠螺纹 在滑动摩擦的螺纹中加入滚珠，使之变成滚动摩擦，其特点是起动摩擦系数极小，传动精度很高，是高精度机床传动中必不可少的重要零件。

二、螺旋传动的运动计算

螺旋传动的运动计算主要是计算螺杆或螺母的位移。1）单螺旋传动 位移lPh2π 2）双螺旋传动 分为两种情况： ① A与B螺纹旋向相同，其位移为： l(PhAPhB)2π

即两螺纹同向时，其位移变小。如螺距相等，其位移为0。应用两螺距差的微小位移来进行刀具的微调，也称差动螺旋。

② A与B螺纹旋向相反，其位移为：

l(PhAPhB)2π

即两螺纹反向时，其位移变大，可应用于快速移动，如修理小汽车时的提升机构。

三、滑动螺纹的结构和材料

将螺母固定在移动零件上，当螺杆的转动来控制螺母作直线移动。把左右两个螺母向外挤，减小螺纹连接的间隙，保证螺纹传动最小正、反间隙。

螺旋传动的滑动表面摩擦系数较大，所以螺母和螺杆选用两种不同的金属，如螺母选用锡青铜或铸铁材料，这是最好的配合材料。

四、小结

1）螺旋传动用于传递运动或动力，常用梯形螺纹。双螺纹传动又称差动螺旋和复式螺旋传动。

2）螺旋传动的螺母常用锡青铜或铸铁制成，以降低传动的磨损。

五、布置作业

第三篇：认识与维护数控机床的电气控制系统教案

【课题编号】 — 项目四 【课题名称】

认识与维护数控机床的电气控制系统 【教学目标与要求】

一、知识目标

1.了解数控机床电气控制系统的各组成单元，及数控系统、电气元件和伺服电动机的种类和功能。

2.熟悉常用数控机床电气控制系统的维护和保养方法。

二、能力目标

1.能认识数控电气控制系统的组成单元。

2.从铭牌上能分清不同的数控控制系统及常用元器件，了解各元器件的功能。

3.熟悉数控电气控制系统的工作环境要求。

三、素质目标

1.能分清各种不同的数控机床控制系统。2.初步了解各种电气元件在数控机床中的作用。

3.掌握数控机床的工作环境要求，熟悉电气控制系统的操作规程。

四、教学要求

1.了解数控机床电气控制系统的组成单元。

2.能够认识各种常用数控系统和常用电气元件的功能。3.熟悉电气控制系统的操作规程及工作环境。【教学重点】

1.变频器的作用。数控系统的种类。伺服电动机与步进电动机的区别。

2.数控电气控制系统的操作规程和工作环境要求。【难点分析】

1.各电气元件在数控机床中的作用。2.电气控制系统工作环境的要求。【分析学生】

1.对工作环境学生不重视，没有认识到工作条件对电气元件的影响，会缩短工作寿命或者使元件失效而导致机器无法工作。

2.对各种系统的特点不理解，因此对系统的选择没有兴趣。【教学思路设计】

以理论教学为主，配备多媒体教学手段，将各种元件通过电化设备展示给学生。此外，注意例举重视维护数控机床对延长机器使用寿命的实例。【教学安排】

4学时 【教学过程】

一、认识数控机床电气控制系统 1.数控机床电气控制系统的组成单元 1）数控单元

由系统主机和附加面板组成 2）电气控制单元

含数控系统、变频器、PMC模块、开关电源放大器。见图4—4.3）执行元件

见图4—5 4）主轴单元

由变频器、编码器、三相异步电机组成，见图4—6。

5）刀架单元

常用立式、卧式电动刀架，见图4—7。6）元器件

见表4—1。

2.控制系统

常用有FANUC、SINUMERIK、华中数控系统和凯恩帝数控系统。见表4—

4、5。

3.常用电气元件

见表4—6 4.伺服电动机

常用有FANUC和西门子系列，见表4—8。

二、熟悉数控机床电气控制系统常用元件功能

1.数控系统

是数控机床的核心。由硬件和软件两部分组成。将各种控制指令通过可编程逻辑控制器控制驱动系统。

2.常用电气元件

1）低压断路器

又称漏电开关，见图4—10。2）熔断器

断路和过载保护，见图4—11。

3）接触器

接通或断开负载电器，常用交流接触器，见图4—12。

4）继电器

按信号的变化接通或断开电路，见图4—13。5）开关电源

将交流电变成直流电，供数控系统使用。6）变压器

将380V工业电压变成数控机床电压。7）驱动器

又称伺服放大器，放大指令信息，驱动机床进给轴，见图4—15。

8）变频器

模拟控制主轴电压，见图4—16。

9）I/O模块

CNC与机床之间的信息传递和变换的中转站。3.电动机

常用有主轴电动机，进给轴电动机和冷却电动机，是动作指令的执行单元，见图4—

19、20。

三、维护保养数控机床电气控制系统 1.电气元件使用环境与要求

1）运行环境

防过热、过潮、粉尘、腐蚀气体、振动。2）电源要求

电压波动小于10%。3）操作规程。2.维护与保养要点 1）严格遵循操作规程。2）定期清理通风散热系统。

3）监护电网电压波动，保养与维护电源。4）防尘。

5）定期更换存储器电池。

四、小结

1.数控机床电气控制部分是数控机床的重要组成部分，而数控系统是核心部分。

2.要认识各电气元件的名称、功能及在数控机床中的作用。3.做好电气控制的维护和保养，保证数控机床正常工作和延长使 用寿命的重要措施，严格执行数控机床电气控制的操作规程要求。

第四篇：数控机床第4章教案

第4章 数控车床

第一讲 数控车床概述 课 题：1.项目的引出

2.数控车床的组成及布局 课堂类型：讲授

教学目的：1.了解典型的回转体零件加工方法及所需要的加工设备。

2.掌握数控车床的组成、布局及特点。

教学重点：1.典型的回转体零件加工工艺及适合选用的加工设备。

2.数控车床的组成及布局。

教学难点：数控车床刀架相对导轨的布局形式 教 具：多媒体课件 教学过程：

一、引入新课题

以典型的回转体零件工艺分析和所需要的加工设备入手引入本次课程

二、教学内容

数控车床集万能型、精密型和专用型三类普通车床的特点于一身，是理想的回转体零件的自动化加工机床，而且数控车床是目前使用较为广泛的数控机床。

本节引出的各教学项目，均为较典型的回转体零件。从了解每个零件的工艺特征入手，进而了解数控车床的分类方式；学会针对回转体零件的特点，选择适于加工该零件的数控车床。4.1 项目的引出 4.1.1 项目一

分析如图4-1所示零件——轴的工艺特征，主要加工面为圆柱面、圆弧面、端面、外螺纹面、倒角及切槽等，而且要满足工件图样上尺寸精度、形状精度、位置精度及表面粗糙度的要求。该零件适于采用卧式数控车床，需要两次安装，分别加工零件的两侧。

图4-1 轴

4.1.2 项目二

分析图4-2所示的不锈钢套筒的工艺特征，主要加工面为内外圆柱面、圆弧 面、端面、切槽等。该零件适于采用卧式数控车床加工，而且需要两次安装，分别加工零件两侧的内、外轮廓。

图4-2 不锈钢套筒 4.1.3 项目三

分析如图4-3所示的蜗轮透盖的工艺特征，主要加工面为内外圆柱面、内圆弧面、端面、切槽等。该零件适于采用卧式数控车床加工，而零件上的6×Φ9 孔和2×M8-7H螺孔适于在数控钻床或普通钻床上加工。

图4-3 蜗轮透盖

4.1.4 项目四

分析图4-4所示的齿轮毛坯的工艺特征，主要加工面为内外圆柱面、圆锥面、端面、倒角及切端面槽等，适于采用立式数控车床加工。

图4-4 齿轮毛坯

4.1.5 项目五

分析图4-5所示的连接件的工艺特征，该零件除了加工圆柱面、圆弧面、端面、倒角、切槽之外，还要加工径向孔、与工件中心不同心的轴向孔及端面圆弧 槽等。适于采用车削中心，工件一次安装完成全部加工。

图4-5 连接件

4.2 数控车床概述

项目一至项目五中形状不同的轴类、盘类和套类等回转体零件，有的在普通车床上无法完成全部加工，有的在普通车床上很难完成加工，有的在普通车床上加工效率较低。而这些零件分别适于采用数控车床、车削中心和车铣复合中心进行加工。

普通车床是靠手工操作机床来完成各种切削加工的，而数控车床是将编制好的加工程序输入到数控系统中，由数控系统通过车床 X、Z坐标轴的伺服电动机去控制车床进给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，可以加工各种轴类、盘类和套类等回转体零件，包括零件上高精度的曲面、内外螺纹面及端面螺纹等。随着数控应用技术的发展，在数控车床的基础上又先后出现了车削中心和车铣复合中心。

4.2.1 数控车床的组成及布局

1.数控车床的组成及特点

图4-6为卧式车床外观图，图4-7为数控车床外观图。结合学习机械制造基础课程和车工实习得到的感性认识，对比卧式车床和数控车床的外观图可以发现，数控车床在结构上仍然是由主轴箱、刀架、进给传动系统、床身和尾座等主要部件组成，而且两者都有冷却系统和润滑系统，只是数控车床的进给系统与卧式车床的进给系统在结构上存在着本质上的差别。

图4-6 卧

式车床外观

图4-7 数控车床外观图

图4-8所示的数控车床，其进给传动系统的结构较普通车床大为简化。数控车床也有加工各种螺纹的功能，一般是采取用主轴电动机经同步齿形带1驱动主轴4旋转，为了使主轴的旋转与刀架的移动保持同步关系，主轴箱内安装有脉冲编码器2，主轴的运动通过同步齿形带3，以1∶1的速比传到脉冲编码器2。当主轴旋转时，脉冲编码器便发出检测脉冲信号给数控系统，使主轴电动机的旋转与刀架的切削进给保持同步关系，即实现加工螺纹时主轴转一转，刀架Z向移动一个导程的运动关系。

图4-8 数控车床的传动结构

中高档的数控车床一般都采用全封闭式的防护装置，主要是为了防止水雾、油雾飞溅而污染环境，保证机床工作过程的安全性;导轨上安装有导轨防护罩，起防尘和减小导轨副磨损的作用。经济型的数控车床一般是采用半封闭式的防护装置，其导轨无防护罩。

2.数控车床的布局

数控车床的刀架和导轨的布局形式与卧式车床相比发生了很大的变化，而且刀架和导轨的布局形式会直接影响数控车床的使用性能、机床的结构和外观。此外，数控车床上都设有封闭的防护装置。

（1）床身导轨的布局 如图4-9所示，根据数控车床床身导轨与水平面的相对位置不同，可以有多种布局形式：

图4-9（a）为平床身平滑板，水平床身的工艺性好，便于导轨面的加工。水平床身导轨配上水平放置的刀架可提高刀架的运动精度，一般可用于大型数控车床或小型精密数控车床的布局。但是水平床身由于下部空间小，故排屑困难。从结构尺寸上看，刀架水平放置使得滑板横向尺寸较长，从而加大了机床宽度方向的结构尺寸。

图4-9（b）为斜床身斜滑板，图4-9（c）为平床身斜滑板，水平床身配上倾斜放置的滑板，并配置倾斜式的导轨防护罩，这种布局形式一方面有水平床身工艺性好的特点，另一方面机床宽度方向的尺寸较水平配置滑板的要小，且排屑方便。

图4-9（d）为前斜床身平滑板，水平床身配上倾斜放置的滑板和斜床身配置斜滑板的布局形式被中、小型数控车床所普遍采用。这是由于此两种布局形式排屑容易，热铁屑不会堆积在导轨上，也便于安装自动排屑器;操作方便，易于安装机械手，以实现单机自动化;机床占地面积小，外形简洁、美观，容易实现封闭式防护。

斜床身导轨倾斜的角度分别为30°、45°、60°、75°和90°（称为立式床身）。倾斜角度小，排屑不便;倾斜角度大，导轨的导向性差，受力情况也差。导轨倾斜角度的大小还会直接影响机床外形尺寸高度与宽度的比例。综合考虑以上诸因素，小型数控车床床身的倾斜度多采用30°和45°;中规格的数控车床床身的倾斜度以60°为宜;而大型数控车床床身的倾斜度多采用75°。

图4-9（e）为立式床身立滑板

图4-9 数控车床床身导轨的布局形式

（2）刀架的布局

刀架作为数控车床的重要部件，其布局形式对机床整体布局及工作性能影响很大。回转刀架在机床上的布局有两种形式。一种是用于加工盘类零件的回转刀架，其回转轴垂直于主轴；另一种是用于加工轴类和盘类零件的回转刀架，其回转轴平行于主轴。

目前两坐标联动数控车床多采用12工位的回转刀架，也有采用6工位、8工位、10工位回转刀架的。

床身上安装有两个独立的滑板和回转刀架的数控车床称为双刀架四坐标数控车床。其上每个刀架的切削进给是分别控制的，既扩大了加工范围，又提高了加工效率。

双刀架四坐标数控车床的结构复杂，且需要配置专门的数控系统实现对两个独立刀架的控制。这种机床适于加工曲轴、飞机零件等形状复杂、批量较大的零件。

第二讲 数控车床概述；数控车床的结构 课 题：1.数控车床的用途 2.数控车床的分类

3.MJ-50数控车床的用途、布局及技术参数 课堂类型：讲授

教学目的：1.掌握数控车床的用途。

2.掌握数控车床的分类方法。

3.掌握M J-50数控车床的布局特点及主要技术参数

教学重点：1.按机床主轴布局形式对数控车床分类；按数控系统控制的轴数对数控车床分类。

2.典型卧式数控车床的布局及主要技术参数。

教学难点：按不同的方法对数控车床进行分类 教 具：多媒体课件 教学过程：

一、引入新课题

以数控车床的用途引入本次课程

二、教学内容

4.2.2 数控车床的用途

数控车床按照加工程序能自动完成内外圆柱面、圆锥面、圆弧面、端面、螺纹等的切削加工，所以数控车床特别适于加工形状复杂的轴类或盘类零件。

数控车床加工零件的尺寸精度可以达到IT5～IT6，加工表面的粗糙度可以达到 Ra 1.6μm以下。

数控车床具有加工灵活、通用性强、能适应产品的品种和规格频繁变化的特点，被广泛应用于机械制造业，例如汽车制造厂、发动机制造厂等。

4.2.3 数控车床的分类

随着数控车床制造技术的不断发展，形成了多品种、多规格的局面。对数控车床的分类主要有两种方法。

1.按机床主轴布局形式分类

（1）卧式数控车床

主轴轴线处于水平位置的数控车床。卧式数控车床的刀架布局结构有前置和后置两种。

①刀架前置的数控车床布局如图4-10所示，其上的刀架为四方形回转刀架，结构简单，外形类似普通车床的方刀架，安装刀具的数目最多为4把，床身导轨为平导轨，刀架前置使操作者观察切削情况和测量工件不方便。

项目三中如图4-3所示的蜗轮透盖零件，形状较为简单，各工序使用的刀具均少于4把，因此适于选用刀架前置的

数控车床进行加工。

图4-10 刀架前置的数控车床

②刀架后置的数控车床布局如图4-11所示，其上刀架为后置回转刀架，一般可以安装8把或12把刀具。中高档的数控车床一般都采用后置刀架的布局结构，床身导轨为倾斜导轨（或是水平床身配上倾斜放置的滑板），刀架后置方便了操作者观察工件和测量工件。

项目一中如图4-1所示的轴零件，需要使用外圆粗车刀、外圆精车刀、粗切槽刀、精切槽刀及螺纹车刀等5把刀具；项目二中如图4-2所示的不锈钢套筒零件，加工零件的两侧都需要5把以上的刀具，因此轴零件和不锈钢套筒零件均适于选用刀架后置的数控车床进行加工。

图4-11 刀架后置的数控车床

（2）立式数控车床

主轴轴线处于垂直位置的数控车床。图4-12所示为立式数控车床，主轴垂直向上，垂直刀架的下端安装有回转刀盘。刀架沿垂直导轨的移动为 Z轴进给，刀架沿水平导轨的移动为 X轴进给。

项目四中如图4-4所示的齿轮毛坯零件，属于直径尺寸较大的盘类零件，且上端面及内孔都带有锥度，因此适于选用立式数控车床进行加工。

图4-12 立式数控车床

2.按数控系统控制的轴数分类（1）两轴控制的数控车床

机床上只有一个回转刀架，可实现 X、Z两坐标轴控制，图4-10和图4-11所示即是两轴控制的数控车床。

（2）双刀架四轴控制的数控车床

机床上有两个独立的回转刀架，可实现四轴控制。图4-13为双刀架卧式数控车床的刀架配置示意图，图4-13（a）所示为两个独立的回转刀架，一个为后置刀架，另一个为前置刀架，每个刀架可以分别控制 X坐标轴和Z坐标轴的进给运动。

图4-13（b）所示为两个回转刀架相对于主轴回转中心的布局位置，其中后置回转刀架有12个刀位，前置回转刀架有8个刀位。

（3）三轴控制的车削中心

图4-14所示的车削中心是在数控车床的基础上发展起来的，其主要特征是在数控车床的回转刀架上增设了多种自驱动刀具并对主轴进行伺服控制，自驱动刀具有钻削头、铣削头等。

图4-13 双刀架卧式数控车床的刀架配置示意图

图4-15为车削中心回转刀架外观图，其上安装有平行于主轴轴线的自驱动刀具1和垂直于主轴轴线的自驱动刀具2。机床工作时除了转塔刀架控制 X坐标轴和 Z坐标轴的进给运动之外，主轴的 C轴可以做分度运动或圆周进给运动，自驱动刀具可以进行钻削加工和铣削加工。

图4-14 车削中心

图4-15 车削中心回转刀架外观图

项目五中如图4-5所示的连接件，其上Ф62 mm的外圆表面上均布6个Ф6 mm孔；右端面上有均布的4段圆弧槽和4个Ф6mm孔，该零件在普通车床上无法完成全部加工。如果选用车削中心，便可利用 Z轴自驱动铣刀，铣削零件右端面上的圆弧槽及Ф6 mm轴向孔；利用 X轴自驱动铣削刀具可以加工6个Ф6 mm的径向孔。

（4）五轴联动车铣复合中心 如下图所示，机床配置双车主轴、一个铣轴、一个转塔刀架和一个盘式刀库。车铣复合中心主要用于航空、军工、汽车、船舶等行业中复杂零件的加工。

目前，我国使用最多的是中小规格两轴联动的卧式数控车床。

五轴联动车铣复合中心

4.3 数控车床的结构

4.3.1 MJ-50数控车床的用途、布局及技术参数

MJ-50型数控车床是典型的卧式数控车床。

1.MJ-50数控车床的用途

MJ-50数控车床主要用来加工轴类零件的内外圆柱面、圆锥面、螺纹表面、成形回转体表面等。对于盘类零件可进行钻孔、扩孔、铰孔、镗孔等加工。机床还可以完成车端面、切槽、倒角等加工。

2.MJ-50数控车床的布局

MJ-50数控车床为两轴联动的卧式车床，图4-16为车床的外观图。

图4-16 MJ-50数控车床外观图

3.MJ-50数控车床的主要技术参数

（1）机床的主要技术参数

允许最大工件回转直径

500 mm

最大切削直径

310 mm

最大切削长度

650 mm

主轴转速范围

35～3500 r/min（连续无级）主轴通孔直径

mm

刀架有效行程

X轴 182 mm;Z轴 675 mm

快速移动速度

X轴10 m/min;Z轴15 m/mim

安装刀具数

10把

刀具规格

车刀25 mm×25 mm;镗刀杆 12 mm～ 45 mm

分度时间

单步0.8 s;180° 2.2 s

尾座套筒行程

mm

主轴调速电动机功率

11/15 kW（连续/30 min超载）

进给伺服电动机功率

X轴0.9 kW（交流）;Z轴1.8 kW（交流）

（2）数控系统的主要技术规格

FANUC-0TE系统的主要技术规格见教材中表4-1。

第三讲 数控车床的结构

课 题：1.数控车床主传动系统及主轴箱结构

2.数控车床进给传动系统及传动装置 课堂类型：讲授

教学目的：1.掌握数控车床的主传动系统及主轴箱传动结构。

2.掌握数控车床的X、Z坐标轴进给传动系统及传动结构。

教学重点：1.数控车床的主轴箱传动结构。

2.数控车床的X、Z坐标轴进给装置传动结构。

教学难点：数控车床的X、Z坐标轴进给传动系统及传动装置结构。教 具：多媒体课件 教学过程：

一、引入新课题

以分析MJ—50数控车床传动系统图中主运动传动关系引入本次课程

二、教学内容

4.3.2 主传动系统及主轴箱结构

1.主运动传动系统 MJ-50数控车床的传动系统如图4-17所示，其中主运动传动系统见右图，由功率为11 kW的主轴调速电动机驱动，经一级1∶1的带传动带动主轴旋转，使主轴在35～3500 r/mim的转速范围内实现无级调速，主轴箱内部省去了齿轮传动变速机构，因此减少了齿轮传动对主轴精度的影响，并且维修方便

主运动传动系统图

2.主轴箱结构

（1）主轴箱结构

MJ-50数控车床主轴箱结构如图4-18所示。主轴电动机通过带轮将运动传给主轴。

主轴有前、后两个支承，前支承由一个圆锥孔双列圆柱滚子轴承和一对角接触球轴承组成，圆锥孔双列圆柱滚子承受径向载荷，两个角接触球轴承用来承受双向的轴向载荷和径向载荷。前支承轴承的间隙用螺母8来调整。

主轴的后支承为圆锥孔双列圆柱滚子轴承，轴承间隙由螺母1和6来调整。主轴的支承形式为前端定位，主轴受热膨胀向后伸长。主轴所采用的支承结构适应高速大载荷的需要。主轴的运动经过同步带轮16和3以及同步带2带动脉冲编码器4，使其与主轴同速运转。

图4-18 MF-50数控车床主轴箱结构简图

（2）液压卡盘结构

如图4-19（a）所示，液压卡盘固定安装在主轴前端。

图4-19 液压卡盘结构简图

图4-19（b）为卡盘内楔形机构示意图，当液压缸内的压力油推动活塞和拉杆向卡盘方向移动时，滑套4向右移动，由于滑套上楔形槽的作用，使得卡爪座11带着卡爪12沿径向向外移动，则卡盘松开。反之液压缸内的压力油推动活塞 和拉杆向主轴后端移动时，通过楔形机构，使卡盘夹紧工件。卡盘体9用螺钉固定安装在主轴前端。

图4-19 液压卡盘结构简图

4.3.3 进给传动系统及传动装置

1.进给传动系统的特点

数控车床的进给传动系统是控制 X、Z坐标轴的伺服系统的主要组成部分，它将伺服电动机的旋转运动转化为刀架的直线运动，而且对移动精度要求很高，X轴最小移动量为0.0005mm（直径编程），Z轴最小移动量为0.001 mm。采用滚珠丝杠螺母传动副，可以有效地提高进给系统的灵敏度、定位精度和防止爬行。

2.进给传动系统

数控车床的进给系统采用伺服电动机驱动，通过滚珠丝杠螺母带动刀架移动，所以刀架的快速移动和进给运动均为同一传动路线。

如图4-17所示，MJ-50数控车床的进给传动系统分为 X轴进给传动和Z轴进给传动。X轴进给由功率为0.9 kW的交流伺服电动机驱动，经20/24的同步带轮传动到滚珠丝杠上，螺母带动回转刀架移动，滚珠丝杠螺距为6 mm。

Z轴进给也是由交流伺服电动机驱动，经24/30的同步带轮传动到滚珠丝杠，其上螺母带动滑板移动。该滚珠丝杠螺距为10 mm，电动机功率为1.8 kW。3.进给系统传动装置（1）X轴进给传动装置

图4-20是MJ-50数控车床 X轴进给传动装置的结构简图。如图4-20（a）所示，AC伺服电动机15经同步带传动带动滚珠丝杠6回转，其上螺母7带动刀架21沿滑板1的导轨移动（如图4-20（b）所示），实现 X轴的进给运动。图中5和8是缓冲块，在出现意外碰撞时起保护作用。

图4-20 MJ-50数控车床 X轴进给传动装置的结构简图

图4-20中，A—A剖面图表示滚珠丝杠前支承的轴承座4用螺钉20固定在滑板上。滑板导轨如 B—B剖面图所示为矩形导轨，镶条17、18、19用来调整刀架与滑板导轨的间隙。

图4-20（b）中22为导轨护板，26、27为机床参考点限位开关和撞块。镶条23、24、25用于调整滑板与床身导轨的间隙。

因为滑板顶面导轨与水平面倾斜30°，回转刀架的自身重力使其下滑，滚珠丝杠和螺母不能以自锁阻止其下滑，故机床依靠AC伺服电动机的电磁制动来实现自锁。

（2）Z轴进给传动装置

图4-21是MJ-50数控车床 Z轴进给传动装置简图。

如图4-21（a）所示AC伺服电动机14经同步带传动到滚珠丝杠5，由螺母4带动滑板连同刀架沿床身13的矩形导轨移动（见图4-21（b）），实现Z轴的进给运动。

图4-21 MJ-50数控车床 Z轴进给传动装置简图

如图4-21（b）所示电动机轴与同步带轮12之间用锥环无键连接，局部放大视图中19和20是锥面相互配合的内、外锥环，当拧紧螺钉17时，法兰18的端面压迫外锥环20，使其向外膨胀，内锥环19受力后向电动机轴收缩，从而使电动机轴与同步带轮连接在一起。这种连接方式无须在被连接件上开键槽，而且两锥环的内、外圆锥面压紧后，连接配合面无间隙，对中性较好。

滚珠丝杠的左支承由三个角接触球轴承组成，由调整螺母16进行预紧。如图4-21（a）所示，滚珠丝杠的右支承为一个圆柱滚子轴承，只用于承受径向载荷，轴承间隙用调整螺母8来调整。滚珠丝杠的支承形式为左端固定，右端浮动。3和6为缓冲挡块，起超程保护作用。

如图4-21（b）所示，Z轴进给装置的脉冲编码器1与滚珠丝杠5相连接，可直接检测丝杠的回转角度，从而提高系统对Z向进给的精度控制。

局部放大视图

图4-21 MJ-50数控车床 Z轴进给传动装置简图

第四讲 数控车床的结构；车削中心 课 题：1.数控车床自动回转刀架

2.数控车床尾座

3.车削中心 课堂类型：讲授

教学目的：1.掌握数控车床自动回转刀架传动结构及换刀过程。

2.掌握数控车床尾座的功用及结构。3.了解车削中心的工艺范围。

4.掌握车削中心C轴的控制功能。

教学重点：1.数控车床自动回转刀架传动结构。

2.车削中心C轴的控制功能。

教学难点：车削中心C轴的功能与伺服控制。教 具：多媒体课件 教学过程：

一、引入新课题

以数控车床自动回转刀架的功能引入本次课程

二、教学内容

4.3.4 自动回转刀架

自动回转刀架是数控车床上的重要功能部件，在机床加工过程中完成自动换刀的任务。

数控车床的自动回转刀架转位换刀过程为：当接收到数控系统的换刀指令 后，刀盘松开→刀盘旋转到指令要求的刀位→刀盘夹紧并发出转位结束信号。

图4-22为MJ-50数控车床回转刀架结构简图，该回转刀架的夹紧与松开、刀盘的转位均由液压系统驱动、PLC顺序控制来实现。

在机床自动工作状态下，当指定换刀的刀号后，数控系统可以通过内部的运算判断，实现刀盘就近转位换刀，即刀盘可正转也可反转。但当手动操作机床时，从刀盘方向观察，只允许刀盘顺时针转动换刀。

图4-22 MJ-50数控车床回转刀架结构简图

4.3.5 机床尾座

MJ-50数控车床出厂时一般配置标准尾座，图4-23为尾座结构简图。尾座体的移动由滑板带动移动。尾座体移动后，由手动控制的液压缸将其锁紧在床身上。

在调整机床时，可以手动控制尾座套筒移动。顶尖1与尾座套筒2用锥孔连接，尾座套筒可带动顶尖一起移动。在机床自动工作循环中，可通过加工程序由数控系统控制尾座套筒的移动。

尾座套筒移动的行程，靠调整套筒外部连接的行程杆10上面的移动挡块6来完成。如图4-23所示，移动挡块6处于右端极限位置时，套筒的行程最长。当套筒伸出到位时，行程杆上的移动挡块6压下确认开关9，向数控系统发出尾座套筒到位信号。当套筒退回时，行程杆上的固定挡块7压下确认开关8，向数 控系统发出套筒退回的确认信号。

图4-23 MJ-50数控车床尾座结构简图

4.4 车削中心

在数控车床上限于回转体表面的加工，实际上有许多回转体工件，除了加工内、外回转表面之外，还有铣平面、铣键槽、钻轴向孔、钻径向孔及加工轴向或径向螺纹孔等工序内容。如项目五涉及的连接件，其加工过程既有车削加工又有铣削加工和钻削加工。另有些情况下，由于零件的加工精度要求很高，不允许多次定位装夹，同时需要车、铣、钻等多工序加工，所以为了满足这些零件的加工要求，在数控车床的基础上又发展了车削中心。

车削中心的主要特征是主轴可以分度（称为 C轴）和做圆周进给;在回转刀架上除了安装车削刀具外，同时可以安装钻削和铣削等自驱动刀具。

4.4.1 车削中心的工艺范围

在车削中心上，工件一次安装，能自动完成车削、铣平面、铣键槽、铣螺旋槽及钻轴向孔、径向孔、攻螺纹等工艺内容，有效地提高了生产效率，进而提高了数控车削的柔性化和自动化水平。图4-24所示为车削中心除了对工件进行车削工序的加工外，还可以进行铣削、轴向或径向钻削和攻螺纹等加工。

图4-24（a）为铣端面槽，加工中主轴不转，装在回转刀架上的铣刀轴带着铣刀旋转。当端面槽为直线槽时，刀架带铣刀做 X向进给或 Z向进给；当端面槽为圆弧槽时，则铣刀旋转，主轴带动工件做圆周进给；当端面圆周上分布多个槽时，则铣刀旋转，主轴带动工件做圆周进给和分度，逐个槽铣削。

图4-24（b）为端面钻孔、攻螺纹，且孔的中心与主轴中心重合，主轴或刀具旋转，刀架做Z向进给。

图4-24（c）为铣扁方，机床主轴不转，回转刀架上的铣刀轴旋转，同时做 Z向进给或 X向进给，如果用单刀铣削多个面，需要主轴带动工件分度。

图4-24（d）为端面分度钻孔及攻螺纹，装有钻头或丝锥的刀轴旋转并随刀架做 Z向进给，每加工完一个孔，主轴带工件分度。

图4-24（e）、图4-24（f）、图4-24（g）所示为径向或在斜面上钻孔、铣槽、攻螺纹等。

图4-24 车削中心可以完成的铣削、钻削等加工

如图4-25所示的连接套、活塞及医用器件都适于在车削中心上加工。

图4-25 车削中心加工的典型零件

4.4.2 C轴功能与伺服控制

与数控车床相比，车削中心的加工工艺范围更宽，一是由于车削中心的回转刀架上安装有自驱动刀具，能对工件进行铣削、钻削和攻螺纹等工步的加工，二是主轴具备 C轴坐标功能，即机床主轴的旋转除实现车削的主运动外，还可做分度运动或圆周进给运动，而且在数控装置伺服系统的控制下，可以实现C轴和X轴的联动，或C轴和Z轴的联动。图4-26所示为 C轴功能与伺服控制。如图4-26（a）所示，当 C轴定向时，刀具沿X轴进给铣削端面上的槽，刀具沿Z轴进给铣削圆柱面上的槽。

如图4-26（b）所示，当主轴做圆周进给时，C轴与Z轴联动，可以铣削零件上的螺旋槽。

如图4-26（c）所示，C轴与X轴联动，可以铣削零件端面上的圆弧槽。如图4-26（d）所示，C轴与X轴联动，可以在圆柱体表面上铣削平面。

图4-26 C轴功能与伺服控制

车削中心在加工过程中，自驱动刀具的伺服电动机与驱动主轴旋转的主轴电动机是互锁的。也就是说，当 C轴进行分度或圆周进给时，脱开主轴电动机，接合自驱动刀具的伺服电动机;当进行普通车削时，脱开自驱动刀具的伺服电动机，接合主轴电动机。

车削中心的主传动系统包括了主轴的旋转运动和C轴的传动控制，目前C轴的传动控制多采用带C轴功能的主轴电动机直接进行分度和定位。

第五讲 车削中心；其他车削类数控机床介绍 课 题：1.自驱动刀具的

2.数控立式轮毂车床

3.倒置式数控车床 课堂类型：讲授

教学目的：1.了解车削中心自驱动刀具的变速传动装置结构。

2.掌握车削中心自驱动刀具附件的传动结构。3.了解数控立式轮毂车床的布局及特点。4.了解倒置式数控车床的布局、特点和应用。

教学重点：1.车削中心自驱动刀具的典型结构。

2.倒置式数控车床布局及特点。

教学难点：1.车削中心自驱动刀具附件的传动结构。

2.倒置式数控车床布局及特点。教 具：多媒体课件 教学过程：

一、引入新课题

以车削中心自驱动刀具的组成引入本次课程

二、教学内容

4.4.3 自驱动刀具的典型结构 自驱动刀具是指那些具备独立驱动源的刀具。车削中心的自驱动刀具一般是由动力源、变速传动装置和刀具附件组成的，刀具附件包括钻削附件和铣削附件等。

自驱动刀具的主轴伺服电动机，通过变速传动机构驱动刀具主轴旋转，并自动控制主轴无级变速。

1.变速传动装置

车削中心自驱动刀具的传动装置如图4-27所示。

图4-27 自驱动刀具的传动装置

2.自驱动刀具附件

自驱动刀具附件有分别用于铣削、钻削和攻螺纹等许多种，图4-28所示为高速钻孔附件，轴套的A部装入回转刀架的刀具孔中。刀具主轴3的右端装有锥齿轮1，它与图4-27中的中央锥齿轮1啮合。

图4-28 高速钻孔附件 图4-29所示为铣削附件，图4-29（a）是中间传动装置，锥齿轮1与图4-27中的中央锥齿轮1啮合，运动经轴2左端的锥齿轮副

3、横轴4和圆柱齿轮5传至图4-29（b）中的齿轮6，铣主轴7上装铣刀8，使铣刀旋转。

在4-29（a）中 A—A处可以安装铣主轴或其他钻孔或攻螺纹刀具主轴。可以分别进行平行于 Z轴的加工和平行于X轴的加工。

图4-29 铣削附件

4.5 其他车削类数控机床介绍 4.5.1 数控立式轮毂车床

1.机床的布局及结构特点

如图4-30所示的车床为数控立式轮毂车床。该车床采用单主轴、双刀架结构，工件安装在工作台上随主轴一起旋转，适于加工径向尺寸较大的汽车轮毂零件。

图4-30 数控立式轮毂车床图

图4-31 转塔刀架及工作台的布局结构 如图4-31所示，该车床左侧和右侧的转塔刀架，各有6个刀位，可安装12把外圆车削刀、镗孔刀、切槽刀等，工件安装在工作台上用卡爪夹紧，工作台为双工位旋转交换工作台，使装卸工件的时间与切削时间重合，具有较高的生产效率和加工精度。

2.机床的主要技术参数

最大回转直径

750 mm 最大工件高度

295 mm

主轴转速范围

50～2500 r/min

主轴最大扭矩

570 N·m

主电机功率

37/45 kW

轮毂卡盘规格

16～22 in

X/Z轴快移速度

15/15 m/min

X/Z轴行程

575/525 mm

X/Z轴定位精度

0.012/0.016 mm

X/Z轴重复定位精度

0.006/0.008 mm

加工精度

IT6～IT7

加工工件表面粗糙度

Ra 1.6μm

控制系统

FANUC 18i-T

4.5.2 倒置式数控车床

1.倒置式数控车床的布局

图4-32为VL3倒置式数控车床的外观图，倒置式车床的布局既不同于卧式车床也不同于立式车床，主要特征是采用倒立式主轴，即主轴的安装位置垂直向下，由主轴移动完成工件的装卸。

图4-32 倒置式数控车床的外观图

如图4-33所示，为提高加工效率，VL3倒置式数控车床带有环形数控输送带，毛坯放置在V形架内，通过环形数控输送带送至上下料工位。主轴2移动，由主轴前端的卡盘抓取并夹紧工件，主轴将工件运至图示的加工区。

机床工作时，主轴随高架拖板移动实现 X轴和Z轴的进给运动。上下料工位在加工区后方，在环形数控输送带的前端，可以安全地取出成品件，并放入毛坯件。加工结束时，再由主轴将工件放回上下料工位，并更换下一个毛坯。图 4-34所示为主轴移动到上下料工位装卸工件。

图4-33 倒置式车床工件自动装卸

图4-34 主轴在上下料工位装卸工件

2.倒置式数控车床的特点及应用

（1）生产效率高、占地面积小

（2）操作方便、排屑理想

（3）适用范围广，既可用在小批量、品种多的生产中，又适合用于大批量生产。

（4）应用举例

某生产传动机构的公司，选用两台VL3倒置式数控车床配上一个机械手和一个给工件打标记的工位，组成如图4-35所示的小型生产系统，自动加工齿轮的前、后两个面。图中VL3倒置式数控车床的中间是机械手。

图4-35 两台倒置式数控车床组成的小型生产系统

第五篇：数控机床编程教案5

教师姓名：孙震

授课形式：讲授

授课时数：2

授课日期及班级：06模具班

授课章节名称及教学内容：

4.选择刀具及切削用量

铣刀材料和几何参数主要根据零件材料切削加工性、工件表面几何形状和尺寸大小选择;

课后作业：教材17页1-3题。切削用量是依据零件材料特点、刀具性能及加工精度要求确定.通常为提高切削效率要尽量选用大直径的铣刀;侧吃刀量取刀具直径的1/3-1/2,背吃刀量应大于冷硬层的厚度;

3.3.3盖板零件加工中心的加工工艺

盖板是机械加工中常见的零件,加工表面有平面和孔,通常经过铣平面、钻孔、扩孔、镗孔、铰孔以及攻螺纹等工步才能完成1.分析图样,选择加工内容

盖板材料为铸铁,故毛坯为铸件.4个侧面为不加工表面,全部加工表面都集中在A、B面.最高精度为IT7级.从工序集中和便于定位考虑,选择B面及位于B面上的全部孔在加工中心上加工,将A面作为定

位基准,并在前道工序中先加工好.2.选择加工中心

3.设计工艺

1).选择加工方法,B面表面粗糙度为Ra0.63um,采用粗铣+精铣;D60H7的孔为已铸出毛坯孔,为达到IT7级精度和Ra0.8um的表面粗糙度,分三次镗削,采用粗镗+半精镗+精镗方案;对D12H8的孔,为防止钻偏和达到要求的IT8级精度,按钻中心孔+钻孔+扩孔+铰孔方案进行;D16的孔在D12的孔基础上惚至尺寸即可;M16螺纹加工采用先钻底孔后攻螺纹的加工方法,即按钻中心孔+钻底孔+倒角+攻螺纹方案加工.2).确定加工顺序

按照先面后孔,先粗后精确定.3).确定装夹方案和选择夹具

该零件形状简单,4个侧面较光整,加工面与非加工面之间的位置精度要求不高,可选用通用台钳,以底面和2个侧面定位.4).选择刀具

所需刀具有中心钻、镗刀、面铣刀、麻花钻、绞刀、立铣刀及丝锥等,其规格根据加工尺寸选择.粗铣刀直径应小一些,以减小切削力矩.精铣刀直径应选大一些,以减少接刀痕迹.5).确定加工路线

6).选择切削用量.第四章数控车床编程

4.1概述

以FANUC-OT数控系统为例,介绍数控车床编程.4.1.1数控车床的布局和用途.1.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面、圆锥面、螺纹表面、成型回转体表面等.对于盘类零件可进行钻孔、扩孔、铰孔等加工.还可以进行车端面、切槽、倒角等加工.2.数控车床的布局(图4-1)

4.1.2.数控车床的主要技术参数

1.机床的主要参数

允许最大工件的回转直径460㎜最大切削直径292㎜最大切削长度650㎜主轴转速范围50∽2000

床鞍定位精度X轴0.015/100㎜;Z轴0.025/100㎜.床鞍重复定位精度X轴±0.003㎜;Z轴±0.005㎜.刀架有效行程X轴215㎜;Z轴375㎜.快速移动速度X轴12米/分;Z轴16米/分.安装刀具数12把

刀具规格车刀20X20自动润滑15分/次卡盘最大夹紧力42140N尾座套筒行程90㎜

主轴电机功率11/15KW(变频调速)

进给伺服电机X轴AC0.6KW;Z轴AC1.0KW.2.数控系统主要技术规格

控制轴数2轴

联动轴数2轴

4.2数控车削加工程序的编制

4.2.1.数控车床的编程特点

1).在一个程序段中,可以采用绝对坐标编程、增量坐标编程或二者混合编程.2).X方向坐标值表示工件直径.3).为提高工件的径向尺寸精度,X方向的脉冲当量为Z

向的一半.4).由于车削加工常用棒料或锻件作为毛坯,加工余量较大,所以为简化编程,数控装置常具备不同形式的固定循环,可进行多次循环切削.5).编程时一般认为车刀刀尖是一个点,而实际为了提高刀具寿命,车刀刀尖常磨成一个不大的圆弧..因此为提高工件的加工精度,编程时需要对刀具半径进行补偿.6).不同组的G代码可以编写在同一程序段内，且均有效;相同组的G代码若编写在同一程序段内,后面的G代码有效.4.2.2.编程坐标系的设定

1.机床坐标系的建立

机床要对工件的车削进行程序控制,必须首先建立机床坐标系.对于数控机床,应该了解以下概念:

机床原点: 机床原点为机床上的一个固定点,数控车床一般将其定义在卡盘后端面的的中心.机床坐标系:是以机床原点为坐标原点建立的X、Z轴的二维坐标系.Z轴与主轴中心线重合,为纵向进刀方向;X轴与主轴垂直,为横向进刀方向.机床参考点: 是指刀架中心退离距机床原点最远的一个固定点.该点在机床出厂时已调试好.2.工件坐标系的设定