数控机床第4章教案

第一篇：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

第二篇：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。

第三篇：数控机床编程教案9doc

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：

十二.固定循环功能

数控铣床的固定循环功能主要用于孔的加工,包括钻孔、镗孔和攻螺纹等.使用一个程序段就可以完成一个孔加工的全部动作.继续加工孔时,如果孔加工动作无需变更,则程序中所有模态数据都可以不写,因此可以大大简化程序.5.4.数控铣床的操作和操作面板简介 5.4.1系统面板功能

FANUC OI-M系统数控铣床的操作面板由CRT显示器和MDI键盘组成.1.字母/数字键: 用于输入字母或数字.用上档键SHIFT可以切换输入.2.编辑键

[INSERT]插入键,把输入区的数据插入到当前光标之后的位置.[CAN]取消键,消除输入区内的数据.[DELTE]删除键,删除光标所在的数据;或者删除一个程序或者删除全部程序.[ALTER]替换键,用输入的数据替换光标所在位置的数据.3.页面切换键 [RESET]复位键 [POS]位置显示页面 [OFSET/SET]参数输入页面 [SYSTM]系统参数页面 [MESGE]信息页面

[CUSTM/GRAPM]图形参数设置页面 [HELP]帮助页面 4.翻页键 [↑]向上翻页 [↓]向下翻页

5输入键: [INSPUT],将数据输入到参数页面.6.光标移动键 5.4.2.机床面板功能

机床操作面板主要用于控制机床运行状态,由模式选择按钮、运行控制开关等多个部分组成.1.模式选择键

[REF]: 返回参考点模式

[JOG]: 手动模式,手动移动机床各进给轴 [HND]: 手轮模式,通过手轮移动机床各进给轴.[INC]: 增量进给模式,手动增量移动机床各进给轴.[MDI]: 手动数据输入模式 [EDIT]: 编辑模式,用于编辑程序

[DNC]: 通过接口协议,在PC机和机床之间传输程序并执行.[AUTO]: 自动加工模式,自动运行加工程序.2.机床各轴移动方向键,在JOG/HND/INC方式下有效.3.机床主轴控制开关

4.主轴转速倍率调节旋钮: 调节主轴所设定或编程的转速,范围50%～120%.5.手摇脉冲发生器.6.增量进给倍率选择按钮: 移动机床时,每进一步的距离,选择X1为0.001毫米;X10为0.01毫米;X100为0.1毫米;X1000为1毫米.7.进给倍率调节旋钮: 调节进给速度,范围0%～120%.8.程序控制开关

[程序运行开始]:在自动或MDI方式下有效.[程序运行停止]:在程序运行中按下此键可停止程序运行.6.单段运行开关.在.单段运行模式下,每按一次程序启动键,执行一个程序段指令.7.程序段跳读键: 按下此键,在自动方式下,可跳过程序段前带有/号的程序段.8.程序空运行键:按下此键,各进给轴以固定的速度运动.9.程序编辑锁定开关.置于1位置,可编辑或修改程序.10.机床锁定开关,按下此键,机床各轴被锁住,只是程序在运行.11.紧急停止旋钮 用于紧急情况下切断电源,机床停止所有动作.5.4.3.操作过程

数控机床的操作程序要求严格,必须按程式化、规范化的要求进行,开关机床尤其如此.1.手动操作

1).手动移动机床各进给轴 2).手动控制主轴 2.返回参考点 3.自动运行 4.零件程序编辑 5.手动数据输入 6.参数设置 5.4.5.铣削加工编程实例

加工程序: O1000;[程序名] S800 M03;[主轴正转,转速800] G90 G54 G00 X0 Y0 Z50.0;[确定工件坐标系] X-65.0 Y-95.0;[定位在起刀点上方] Z5.0;[进刀到安全高度] G01 Z-10.0 F120;[下刀] G41 D01 X-45.0 Y-75.0 [进刀并建立刀具半径

补偿] Y-40.0;[加工直线P1-P2] X-25.0;[加工直线P2-P3] G03 X-20.0 Y-15.0 R65.0;[加工圆弧R65] G02 X20.0 R-25.0;[加工圆弧25] G03 X25.0 Y-40.0 R65.0;G01 X45.0 Y-40.0;Y-75.0;X0,Y-65.0;X-65.0 Y-95.0;[G40 G00 Z100.0;[M05;M30;例5-3连杆零件的铣削加工

备注：

课后作业：教材30页2题。

退刀返回起刀点] 抬刀刀安全高度]

第四篇：数控机床第6章教案

第6章 加工中心

第一讲 加工中心概述 课 题：1.项目的引出 2.加工中心概述 课堂类型：讲授

教学目的：1.了解加工中心的特点和用途

2.掌握加工中心的分类。

3.掌握加工中心的结构。

教学重点：1．加工中心的分类。

2．加工中心的结构。

教学难点：1．加工中心的分类。

2．加工中心的结构。教 具：多媒体课件 教学过程：

一、引入新课题

由加工中心加工的典型工件和与数控铣床进行比较引出本节内容。

二、教学内容

6.1.1 项目一

如图6-1（a）、图6-1（b）所示，这两个工件形状、工序较为复杂，需要多把刀具才能完 成该工件的加工。它们分别是在立式加工中心、卧式加工中心上加工的工件。加工中心在 现代制造业中应用十分广泛。本章将分别介绍立式加工中心和卧式加工中心的典型结构。

图6-1 加工中心加工的工件

6.2.1 加工中心的特点和用途

加工中心又称多工序自动换刀数控机床，是当今世界上产量最大，在现代机械制造业 最广泛使用的一种功能较全的金属切削加工设备。

加工中心集中了金属切削设备的优势，具备多种工艺手段，能实现工件一次装夹后的 铣、镗、钻、铰、锪、攻丝等综合加工，对中等加工难度的批量工件，其生产效率是普通设备 的5～10倍。加工中心对形状较复杂，精度要求高的单件加工或中小批量生产更为适用。而且还节省工装，调换工艺时能体现出相对的柔性。

加工中心控制系统功能较多，机床运动至少用三个运动坐标轴，多的达十几个。其控制功能最少要两轴联动控制，以实现刀具运动直线插补和圆弧插补，多 的可进行五轴联动，完成更复杂曲面的加工。

加工中心的突出特征是设有刀库，刀库中存放着各种刀具或检具，在加工过程中由程 序自动选用和更换，这是它与数控铣床、数控镗床的主要区别。

加工中心在机械制造领域承担精密、复杂的多任务加工，按给定的工艺指令自动加工出所需几何形状的工件，完成大量人工直接操作普通设备所不能胜任的加工工作，现代化机械制造工厂已经离不开加工中心。

加工中心既可以单机使用，也能在计算机辅助控制下多台同时使用，构成柔性生产线，还可以与工业机器人、立体仓库等组合成无人化工厂。

加工中心的造价较高，使用成本也高。在正常情况下加工中心能创造高产值，但无论设备自身原因造成的意外停机还是人为原因的事故停机，都会造成较大的浪费。

6.2.2 加工中心的分类

现代加工中心机床单台的综合功能极强，而且不同类型的机床功能相交叉，目前大致 按以下几种方式分类: 1.按主轴在加工时的空间位置分

（1）卧式加工中心。卧式加工中心的主轴轴线为水平设置。卧式加工中心又分为固 定立柱式和固定工作台式。固定立柱式卧式加工中心的立柱不动，主轴箱在立柱上做上 下移动，而装夹工件的工作台在平面上做两个坐标的移动，如图6-2（a）所示。固定工作台 式（也称动柱式）卧式加工中心，装夹工件的工作台固定不动，以立柱和主轴箱的一同移动 来实现三个坐标的运动及定位，如图6-2（b）所示。

图6-2 卧式加工中心

卧式加工中心具有3～5个运动坐标，常见的是三个直线运动坐标加一个回转运动坐 标（回转工作台），它能在工件一次装夹后完成除安装面和顶面以外的其余四个面的加工，最适合加工箱体类工件。

（2）立式加工中心。立式加工中心主轴的轴线为垂直设置。立式加工中心多为固定立柱式，工作台为十字滑台方式，一般具有三个直线运动坐标，也可以在工作台上安装一个水平轴（第四轴）的数控转台，用来加工螺旋线类工件。立式加工中心适合于加工盘类工件，配合各种附件后，可满足各种工件的加工，如图6-3所示。

（3）五面加工中心。五面加工中心具有立式和卧式加工中心的功能，通过回转工作台 的旋转或主轴头的旋转，能在工件一次装夹后，完成除安装面以外的所有五个面的加工。这种加工方式可以使工件的形位误差降到最低，省去二次装夹的时间，提高了生产效率，降低了加工成本。如图6-4所示。大型龙 门式加工中心的主轴多为垂直设置主轴头并能旋转，尤其适用于加工大型或 形状复杂的工件。

图6-3立式加工中心 图6-4 五面加工中心

2.按功能特征分

（1）镗铣加工中心。镗铣加工中心以镗、铣加工为主，适用于加工箱体、壳体以及各种 复杂零件的特殊曲线和曲面轮廓的多工序加工。“加工中心”一词一般就是特指镗铣加工中心，而其他功能的加工中心前面要加定语，如车削加工中心、电加工中心等。

（2）钻削加工中心。钻削加工中心以钻削加工为主，刀库形式以转塔头形式为主。适 用于中小零件的钻孔、扩孔、铰孔、攻丝及连续轮廓的铣削等多工序加工。

（3）复合加工中心。复合加工中心除用各种刀具进行切削外，还可使用激光头进行打 孔、清角，用磨头磨削内孔，用智能化在线测量装置检测、仿形等。

3.按运动坐标数和同时控制的坐标数分

加工中心有三轴二联动、三轴三联动、四轴三联动、五轴四联动、六轴五联动、多轴联 动直线+回转+主轴摆动等。三轴、四轴„„是指加工中心具有的运动坐标数，联动是指 控制系统可以同时控制运动的坐标数，从而实现刀具相对工件的位置和速度控制。如图6-5 所示为五轴联动加工中心。

图6-5 五轴联动加工中心

图6-6双工作台加工中心

4.按工作台的数量和功能分

加工中心按工作台的数量和功能可分为 单工作台加工中心、双工作台加工中心和多 工作台加工中心，如图6-6所示为双工作台加工中心。5.按主轴种类分

加工中心按主轴种类可分为单轴、双轴、三轴和可换主轴箱的加工中心。6.按加工精度分

加工中心按加工精度可分为普通加工中 心和高精度加工中心。普通加工中心，分辨率为1 μm，最大进给速度为15～25 m/min，定位精度为10 μm左右。高精度加工中心，分辨率为0.1 μm，最大进给速度为15～100 m/min，定位精度为2 μm左右。定位精度介于 2～10 μm 之间的，以5 μm较多，可称精密级。

7.按自动换刀装置分

（1）转塔头加工中心。转塔头加工中心有立式和卧式两种，用转塔的转位来换主轴头，以 实现自动换刀。主轴数一般为6～12个，换刀时间短，主轴转塔头定位精度要求较高。（2）刀库+主轴换刀加工中心。这种加工中心是无机械手式主轴换刀，利用工作台运动及刀库转动，并由主轴箱上下运动进行选刀和换刀。

（3）刀库+机械手+主轴换刀加工中心。这种加工中心结构多种多样，由于机械手卡爪可同时分别抓住刀库上所选的刀和主轴上的刀，换刀时间短，并且选刀时间与机加工时间重合，因此得到广泛应用。

（4）刀库+机械手+双主轴转塔头加工中心。这种加工中心在主轴上的刀具进行切削时，通过机械手将下一步所用的刀具换在转塔头的非切削主轴上。当主轴上的刀具切削完毕后，转塔头即回转，完成换刀动作，换刀时间短。6.2.3 加工中心的结构

加工中心结构和外形各不同，但主要由以下几大部分组成:（1）基础部件

一般指床身、立柱和工作台，它们是组成加工中心的结构基础。这些大件是铸铁件或 焊接的钢结构件，在加工中心中重量和体积最大。由于它们要承受加工中心的静负荷以 及在加工时的切削负载，因此应是刚度很高的部件。

（2）主轴部件

一般由主轴箱、主轴电机、主轴和主轴轴承等零件组成，其启动、停止和速度变化等均 由数控系统控制，并通过装在主轴上的刀具参与切削运动，是切削加工的功率输出部件。主轴是加工中心的关键部件，其结构特征直接关系 到加工中心的使用性能。

（3）数控系统

单台加工中心的数控系统由数控装置、可编程序控制器、伺服驱动装置及电动机等部 分组成。它们是加工中心加工过程控制和执行顺序动作的控制中心。

（4）自动换刀系统 由刀库、机械手等部件组成，刀库是存放加工过程中所要使用的全部刀具的装置。当需要换刀时，根据数控系统的指令，由机械手或其他装置将刀具从刀库中取出装入主轴孔中。刀库有盘式、鼓式和链式等多种形式，容量从几把到几百把。机械手的结构根据刀库与主轴的相对位置及结构的不同也有多种形式，如单臂式、双臂式、回转式和轨道式等，有的加工中心不用机械手而利用主轴箱或刀库的移动来实现直接换刀。

（5）辅助系统

包括润滑、冷却、排屑、防护、液压和随机检测系统等。辅助系统虽不直接参与切削运 动，但对加工中心的加工效率、加工精度和可靠性起到保证作用，也是加工中心不可缺少的部分。

（6）自动托盘交换系统 为缩短非切削时间，有的加工中心配有两个自动交换工件的托盘，一个在工作台上加 工，另一个位于工作台外进行装卸工件。当完成一个托盘上工件的加工后，便自动交换托 盘，进行新的工件加工，以减少辅助时间，提高加工效率。

第二讲 立式加工中心（此讲也可根据学校的实际情况，以现有的典型机床为例进行现场教学）

课 题：1.FV-800型立式加工中心的用途、布局及技术参数。2.FV-800型立式加工中心的传动系统。3.FV-800型立式加工中心的主要结构。课堂类型：讲授

教学目的：1.FV-800型立式加工中心的用途、布局及技术参数。2.FV-800型立式加工中心的传动系统。3.FV-800型立式加工中心的主要结构。

教学重点：1.了解FV-800型立式加工中心的用途、布局及技术参数。

2.掌握FV-800型立式加工中心的主运动传动系统和进给传动系统。3.FV-800型立式加工中心的主轴箱和换刀装置结构。

教学难点：1.掌握FV-800型立式加工中心的主运动传动系统和进给传动系统。2.FV-800型立式加工中心的主轴箱和换刀装置结构。教 具：多媒体课件 教学过程：

一、引入新课题

由加工中心的分类及用途引入本讲内容。

二、教学内容

6.3.1 机床的用途、布局及技术参数 1.机床的用途

在FV-800型立式加工中心上，工件一次装夹后，可以自动连续地完成铣、钻、铰、扩、锪、攻螺纹等多种工序的加工。所以适合中小型板类、盘类、箱体类、模具等零件的多品种 小批量和单一产品的成批生产。使用该机床加工中小批量的复杂零件，一方面可以节省在普通机床上加工所需的大量的工艺装备，缩短了生产准备周期;另一方面能够确保工件的加工质量，提高生产率。此外，该型号数控机床突出人性化设计，操作者操作起来较为舒适，一定程度上降低了劳动者的劳动强度。

2.机床的特点（1）强力切削

主轴电动机采用FANUC αP15型交流主轴电动机，主轴电动机额定功率为9 kW。电动机 的运动经过齿轮带将扭矩传递到主轴上。主轴转速的恒功率范围宽，低转速扭矩 大，机床的基础部件及主要传动部件刚度高，可实现强力切削。此外，主轴采用无齿轮传动，主轴运转时噪音低，振动小，热变形小。

（2）高速定位

进给采用交流伺服电动机，通过联轴器与滚珠丝杠副相连，采用直线导轨，使X轴和Y 轴获得24 m/min的快速移动速度，Z 轴获得15 m/min的快速移动速度。该机床在高速运动时振动小，低速运动时无爬行现象，导轨润滑好，在高精度的切削状态下具有较好的稳定性。

（3）高速切削

该机床采用FANUC αP15型主轴电动机，并经过同步齿形带将扭矩传递给主轴。该 机床的主轴转速范围为50～8000 r/min，且X轴和Y 轴最高移动速度为24 m/min，Z轴最高移动速度为15 m/min，这样可以实现在较高的转速下和较快的进给速度下高速切削，可大大地缩短加工运行时间，提高了加工效率。

（4）随机换刀

刀库采用直流伺服电机作为动力源，经过蜗轮副使刀库旋转。机械手的回转、取刀、装刀机构均采用液压气动装置驱动。自动换刀机构结构简单，换刀可靠，换刀速度快，点对点的换刀时间达到7.5s，可大大地缩短加工辅助时间，提高了加工效率。由于刀库安装在立柱上，不会对主轴箱的移动精度造成影响，保证了加工精度。此刀库的换刀形式采用机械臂进行换刀，刀具采用随机换刀方式，虽然刀具号与刀库号不一致，但该系统具有记忆性，保证换刀的准确性。每次换刀时，刀库的正转和反转角度均不超过180°，一定程度上缩短换刀时间，提高了换刀效率。

（5）CNC控制

该数控机床采用集成度很高的FANUC 0i MA型数控系统进行控制，控制系统体积小，集成度高，故障率低，可靠性高，运算速度快;系统人机对话界面布局合理，操作简单方便，突出人性化;电器柜内布线合理，结构紧凑。机床具有自诊断功能和自我保护功能。此机床还可通过外部接口与计算机相连，可实现机床内部信号与外部信号的传输与控制，可以作为柔性生产线上的一个生产单元。

3.机床的布局

FV-800型立式数控加工中心的总体布局如图6-7所示 4.机床的主要技术参数 以友嘉FV-800型立式数控加工中心为例，介绍该机床的主要技术参数，参看表6-1。6.3.2 机床传动系统 1.主运动传动系统

主轴电动机通过一对同步带轮将运动传递给主轴，使主轴可以在50～8000 r/min转速范围内实现无级调速。该电动机的功率、扭矩特性曲线，如图6-8所示。

图6-8 功率、扭矩特性曲线

电动机转速范围为50～8000 r/min，主轴的计算转速为1000 r/min，其中在50～ 1000 r/min转速范围内为恒扭矩区域;在1000～8000 r/min转速范围内为恒功率区域。扭矩随主轴转速的升高而逐渐减小。在恒扭矩区域中，连续运转的最大扭矩为73 N·m，电动机在30 min超载时的最大输出扭矩为88 N·m;在恒功率区域里，连续运转的最大功率为7.5 kW，电动机在30 min超载时的最大输出功率为9 kW。2.进给传动系统

FV-800型立式加工中心 X轴、Y轴和Z轴三个坐标轴的进给运动分别由交流伺服电动机直接带动滚珠丝杠旋转，均采用直线导轨，如图6-9所示。为了保证各轴的进给传动系统有较高的传动精度，电机与滚珠丝杠间采用锥环无键连接和高精度十字联轴器的连接结构。以Z轴进给装置为例，分析电动机轴与滚珠丝杠之间的连接结构。图6-10为Z轴进给装置中电动机与丝杠连接的局部视图。交流伺服电动机与轴套之间采用锥环无键连接结构，该连接结构可以实现无间隙传动，使两连接件间的同心度好，传递动力平稳，而且加工工艺性好，安装与维修方便。由于主轴箱垂直运动，为防止滚珠丝杠因不 能自锁而使主轴箱下滑，Z轴电动机带有制动器。

高精度十字联轴器由三件组成，其中和电动机轴连接的轴套端面有与中心对称的凸键，和丝杠连接的轴套上开有与中心对称的且相互垂直的凹键和键槽，它们之间相互配合，用来传递运动和扭矩。为了保证十字联轴器的传动精度，在装配时，凸键与凹键的径向配合面经过研磨配合，以便消除正反向间隙和使传递动力平稳。

6.3.3 机床的主要结构 1.主轴箱（1）主轴结构

图6-11为FV-800型立式数控加工中心主轴箱结构简图。主轴的前支承配了两个高精度的角接触球轴承，用以承受径向载荷和轴向载荷，前端轴承大口向下，后面一个轴承大口朝上。主轴后支承为一对球轴承，它只能承受径向载荷，因此轴承外圈不需要定位。该主轴选择的轴承类型和配置形式，能够满足主轴高速转动和承受较大轴向载荷的要求。主轴中可以通冷却液，在钻孔过程中，采用 可通冷却液的钻头，可以达到较好的冷却效果，保证孔的加工精度，这对于深孔钻削尤为重要。

（2）主轴准停装置

机床的切削扭矩由主轴上的端面键来传递，每次机械手自动装取刀具时，必须保证刀 柄上的键槽对准主轴的端面键，这就要求主轴具有准确的定位功能。为了满足主轴这一功能而设计的装置称为主轴准停装置或称为主轴定向装置。本机采用的是电气式主轴准停装置，即采用磁力传感器检测定向。如图6-12所示。在主轴上安装一个发磁体，使之与主轴一起旋转，在距离发磁体外1～2 mm 处固定一个磁力传感器。磁力传感器经过放大器与主轴控制单元连接，当主轴需要定向准停时，便控制主轴停止到预定的位置。

2.换刀装置

加工中心自动换刀，是连接两工步间的重要环节。当上一道工序完成以后，主轴在“准停”位置上，由自动换刀装置进行换刀，其动作过程如下:（1）刀套向下翻转90°

FV-800型立式数控加工中心的刀库共有24把刀，刀库位于立柱左侧，刀具在刀库中 的安装方向与主轴垂直，如图6-13所示。换刀之前，刀库将待换刀具送到换刀位置上，一般旋转的角度应小于180°，之后把带有刀具的刀套向下翻转90°，使得刀具轴线与主轴轴 线平行。

（2）机械手转75°

在机床切削时，机械手的手臂与主轴中心到换刀位置的刀具中心的连线成75°，该位 置为机械手的原位置，机械手换刀的第一个动作是顺时针转75°（从主轴前端观察），两手爪分别抓住刀库上 和主轴上的刀柄。

（3）刀具松开

机械手抓住主轴刀具的刀柄后，刀具自动夹紧机构松开刀具。（4）机械手拔刀

机械手下降，同时拔出两把刀具。（5）交换两刀具位置

机械手带着两把刀具顺时针转180°，使主轴刀具与刀库刀具交换位置。（6）机械手插刀

机械手上升，分别把刀具插入主轴锥孔和刀套中。（7）刀具夹紧

刀具插入主轴锥孔后，刀具的自动夹紧机构夹紧刀具。（8）驱动机械手转180°的液压缸复位

驱动机械手旋转180°的液压缸复位，为下次换刀做准备。（9）机械手反转75°

机械手反转75°，回到原始位置。（10）刀套向上翻转90°

刀套带着刀具向上翻转90°，为下一次选刀做准备。

第三讲 卧式加工中心（此讲也可根据学校的实际情况，以现有的典型机床为例进行现场教学）

课 题：1.MH-630型卧式加工中心的用途、布局及技术参数。2.MH-630型卧式加工中心的传动系统。3.MH-630型卧式加工中心的主要结构。课堂类型：讲授

教学目的：1.MH-630型卧式加工中心的用途、布局及技术参数。2.MH-630型卧式加工中心的传动系统。3.MH-630型卧式加工中心的主要结构。

教学重点：1.了解MH-630型卧式加工中心的用途、布局及技术参数。

2.掌握MH-630型卧式加工中心的主运动传动系统和进给传动系统。3.MH-630型卧式加工中心的主轴箱和换刀装置结构。

教学难点：1.掌握MH-630型卧式加工中心的主运动传动系统和进给传动系统。2.MH-630型卧式加工中心的主轴箱和换刀装置结构。教 具：多媒体课件 教学过程：

一、引入新课题

由加工中心的分类及用途引入本讲内容。

二、教学内容

6.4.1 机床的用途、布局及技术参数 1.机床的用途

卧式加工中心适用于箱体类零件、大型零件的加工。卧式加工中心工艺性能好，工件安装方便，利用分度工作台和回转工作台可以加工四个面或多个面。在卧式加工中心上可以进行铣削、钻削、镗削等加工，卧式加工中心一般都具有较大的刀库，刀具数量多，能够完成较复杂的加工过程。

2.卧式加工中心规格

以MH-630型卧式数控加工中心为例介绍，其规格见表6-4。3.外观及行程范围示意图

如图6-14所示为外观及行程范围示意图。6.4.2 机床传动系统 1.主运动传动系统

主轴电动机通过齿轮传动将运动传递给主轴，使主轴可以在46～4500 r/min转速范 围内实现无级调速。

主轴电机采用FANUC AC#12S 11 kW/15 kW型交流电机，该电动机30 min 超载时的最大输出功率为15 kW，连续运转时的最大输出功率为11 kW，主轴计算转速为171r/min。其中在46～171r/min转速范围内为恒扭矩区域;在46～171 r/min转速范围内为恒功率区域。该电动机的功率、扭矩特性曲线，如图6-15所示。

2.进给传动系统（1）X轴传动机构

X轴传动机构示意图，如图6-16所示。X 轴采用FANUC AC#20S 3.5 kW交流伺服电动机作为动力源，其转速为2000 r/min。电动机通过联轴器直接带动滚珠丝杠从而带动工作台在导轨上进行左、右往复运动。交流伺服电动机与滚珠丝杠采用联轴器直接连接，具有误差小和噪音低的优点。X 轴采用光学尺检测方式，减小系统误差，提高系统精度。X 轴行程为1000 mm，为了避免工作台 超出最大行程并确保安全，此机床设有零位置检测机构，利用微动开关和定位块控制避免过行程。当工作台到达最大行程时，定位块触及微动开关，微动开关将信号传至NC控制器，使机床停止，确保机床安全。开机时，应将 X轴返回参考点。

图6-15功率、扭矩特性曲线

图6-16 X 轴传动机构示意图

（2）Y轴传动机构

Y轴传动机构与X 轴传动机构近似，也采用FANUC AC#20S 3.5 kW交流伺服电动机，如图6-17所示，电动机通过联轴器直接带动滚珠丝杠从而带动主轴箱在立柱上进行上、下往复运动。Y 轴行程为800 mm，机械部件与 X 轴相似。换刀时，主轴箱应该上升到换刀原点。

（3）Z轴传动机构

Z轴传动机构与X轴传动机构近似。Z 轴采用FANUC AC#30S 4.0 kW 交流伺服电动机作为动力源，其转速为2000 r/min。电动机通过联轴器直接带动滚珠丝杠从而带动立柱在底座滑道上进行前、后往复运动。交流伺服电动机与滚珠丝杠采用联轴器直接连接，开机时，应将 Z 轴返回参考点。

6.4.3 机床的主要结构 1.主轴箱

（1）主轴箱传动机构

图6-18为MH-630型卧式加工中心主轴箱结构简图。主轴的前支承配了两个高精度的角接触球轴承和一个双列圆柱轴承，前端轴承可以承受较大的轴向载荷和径向载荷，双列圆柱轴承只能承受径向载荷。该主轴选择的轴承类型和配置形式，能够满足主轴高 速转动和承受大的轴向载荷和径向载荷的要求。主轴中可以通冷却液，采用可通冷却液的钻头进行深孔钻削时，可以达到较好的冷却效 果，保证孔的加工精度。

图6-17 Y轴传动机构示意图

图6-18 MH-630型卧式加工中心主轴箱结构简图

主轴采用FANUC AC#12S型交流电动机作为动力源，经过三级变速齿轮带动主轴 旋转，分为高挡、中挡和低挡三个挡位，高挡对应转速为1536～4500 r/min，用指令M43指定,传递路线为Z1-Z2-Z3-Z6-Z9;中挡对应转速为516～1546 r/min，用指令M42指定, 传递路线为Z1-Z2-Z3-Z4-Z5-Z6-Z9;低挡对应转速为46～512 r/min，用指令M41指定,传递路线为Z1-Z2-Z3-Z4-Z5-Z6-Z7-Z8。在每一挡位中主轴转速可实现无级变速，由指令S控制。

（2）主轴锁退刀机构 主轴刀具放松时，由主轴后端的锁退刀液压缸带动推拉杆，使顶端锁刀爪放松刀柄，刀具脱离主轴鼻端;并由主轴吹气以清洁刀套推拔孔及刀柄。主轴刀具锁紧由蝶形弹簧将拉杆向上拉，并带动锁刀爪抓紧刀具柄端，使刀具固定在主轴 鼻端。

2.液压配重机构 如图6-19所示。该机床配重装置采用液压缸与链条组合方式，具有惯性小、系统稳定性 良好的特点。使得配重机构的动作过程平稳。液压缸驱动滑轮，滑轮组与链条带动主轴箱，使 主轴箱平衡，防止在运动过程中滚珠丝杠副承受主轴箱重量，从而增加了滚珠丝杠副的寿命。

3.工作台

（1）工作台的动作分为交换、旋转、移动三种。其结构如图6-20所示。①交换

工件加工完毕，与将要加工的工件进行交换时，要确定以下三点: 第一，X 轴回到交换工作台原点;第二，Y轴和Z 轴回到原点位置;第三，工作台在角度旋转的零位置上。满足上述三点后，才能进行工作台的交换。交换动作为:控制工作台交换的升降活塞 上升使两个离合销分开，换完工作台后再下降，两离合销啮合。

②旋转

如图6-20所示。控制旋转的液压油缸上升，从离合齿处分开。如图6-20所示,伺服电动机驱动蜗轮、蜗杆减速后，带动工作台旋转。旋转至所需角度时，液压油缸下降，上下离合齿啮合，修正 旋转角度后定位。

③移动

工作台的左右移动，由交流伺服电动机带动滚珠丝杠副，滚珠丝杠副与工作台相连，从而带动工作台运动。

4.换刀装置（1）主换刀臂

主换刀臂作用是将预备刀套内的刀具与主轴锥孔内的刀具进行交换。主换刀臂的主要动作分为刀具推出、刀具拉回、75°旋转、180°旋转四大部分。

①刀具推出拉回机构

刀具的推出与拉回由活塞杆带动换刀臂做前后往复移动，并由换刀臂上的爪塞顶紧活动爪而夹持刀具，脱离和进入主轴锥孔。主换刀臂的进出均由后端的行程开关负责。

此机床采用液压辅助夹持刀具，可确保刀具夹持稳定、安全，如图6-22所示。

②主换刀臂旋转机构

主换刀臂的旋转由75°旋转液压油缸和180°旋转液压油缸分别驱动齿条，与主换刀 臂心轴后端齿轮啮合带动换刀臂旋转。行程开关检测液压油缸行程，从而确保动作的安全执行，如图6-23所示。

（2）副换刀臂

副换刀臂的动作是将交换后的刀具从预备刀套移动回储刀仓中，再将新的预备刀具从储刀仓移动到预备刀套中。其主要动作可以分为移动、旋转和刀具的推出与拉回。

①副换刀臂的移动与旋转

副换刀臂的移动由液压缸推动摇臂以固定轴为轴心进行旋转，从而带动副刀臂在储刀仓与预备刀套之间做往复运动。在摇臂移动的同时，由于轨道的引导作用，使摇臂内的心轴旋转，带动副换刀臂做正反180°旋转，如图6-24所示。

②刀具推出拉回机构 刀具的推出与拉回由活塞杆带动副换刀臂做前后往复运动，并由副换刀臂上的爪塞顶紧活动爪而夹持刀具，使刀具脱离和进入刀套内。副换刀臂的推出、拉回由行程开关进行检测，副换刀臂采用液压辅助夹持刀具，可确保刀具夹持稳定、安全，如图6-25所示。

（3）链式刀库机构链式刀库外形，如图6-26所示。①储刀库传动机构

储刀库传动机构由伺服电动机带动减速齿轮，经过齿轮组、蜗轮及蜗杆减速后带动链 轮旋转，驱动刀套及链条做正反往复运动。此机构采用随机、就近选刀控制方式，以缩短换刀时间，链轮的位置由行程开关检测。经过长时间使用后，因为链条与链轮磨损，使链条变得松弛，为消除此误差，该机构设有张力轮以供调整。在储刀库运转过程中，人员不得进入储刀库范围内，以免发生危险。

②储刀库定位机构

为避免储刀库因链轮左右两侧刀具重量不平衡而产生自走现象，此机床设有定位机构来加以预防。定位机构主要由液压缸、定位块等组成，如图6-27所示。其动作如下:当选刀指令下达后，储刀库以任意及最近方式选刀，选定刀具后液压缸驱动定位块向下插入两刀套之间，从而修正刀套位置并定位。储刀库的定位取消由行程开关控制。

第五篇：数控机床编程教案4doc

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：

3.1.8 数控加工路线的确定

在数控加工中,刀具的刀位点相对工件运动的轨迹称为加工路线.编程时,加工路线确定的原则有以下几点:

1).加工路线应保证被加工零件的精度和表面粗糙度,且效率较高.2).使数值计算简单,减少编程工作量.3).应使加工路线最短,这样既可以减少程序段,又可减少空刀时间.1.车削加工路线的确定

1)最短的切削加工路线.(图3-25)

2).大余量毛坯的阶梯加工路线.(图3-26)

3).完整轮廓的连续切削进给路线在安排可以一次进给或多次进给的精加工工序时,零件的完整轮廓应由最后一次进给连续加工而成,这时,加工刀具的进退刀位置要考虑妥当,尽量不要在连续轮廓中安排切入和切出或换刀停顿,以免因切削力的突然变化而造成弹性变形,致使光滑连接轮廓上产生

表面划伤、形状突变或滞留刀痕等缺陷.4).特殊的加工路线:在数控车削加工中,一般情况下,Z轴进给方向运动都是沿负方向进行,但有时按常规的负方向安排进给路线并不合理,甚至可能车坏工件(图3-27和图3-28)

5).车螺纹时的加工路线

2.铣削加工路线的确定

1)顺铣和逆铣当工件表面无硬皮、机床的进给机构无间隙时,应选用顺铣,因为顺铣加工后,零件的表面质量好,刀齿磨损小,精铣时,特别是零件材料为AL合金,应尽量采用顺铣.当工件表面有硬皮、机床的进给机构有间隙时, 应选用逆铣,按照逆铣安排加工路线.因为逆铣时,刀齿是从已加工表面切入,不会崩刃;铣床进给机构间隙不会引起振动和爬行.2).铣削外轮廓的加工路线铣削平面零件的外轮廓时,一般是采用立铣刀侧刃切削.刀具切入零件时,应避免沿零件的外轮廓的法向切入,以免在刀具切入处产生刻痕.3)铣削内轮廓的加工路线铣削封闭的内轮廓表面时,同铣削外轮廓一样,刀具不能沿零件的外轮廓的法向切入.此时刀具可以沿一过渡圆弧切入和切除工件轮廓.4).铣削内槽的加工路线.(图3-330

5).铣削曲面的加工路线.(图3-34)

3.孔加工路线的确定

1).确定XY平面内的加工路线.2)确定Z向的加工路线.3.1.9 工艺文件的制订

1.数控加工工序卡

2.数控加工刀具卡

3.2图形的数学处理

3.2.1 基点计算

3.2.2 节点计算(略)

3.2.3刀位点轨迹的计算(略)

3.2.4 零件轮廓为列表曲线的数学处理(略).3.2.5略

3.2.6辅助计算

螺纹大径与小径的计算.3.3 典型零件的数控加工工艺分析

3.3.1轴类零件的数控加工工艺

1.零件图分析

该零件表面有圆柱、圆锥、顺圆弧、逆圆弧及螺纹等表面组成.其中多个直径尺寸有严格的尺寸精度和表面粗糙度要求;球面Ø50的尺寸公差还兼有控制该球面形状误差的作用.零件材料为45钢,无热处理和硬度要求.通过以上分析,采取以下几点工艺措施:

1).对图样上给定的几个精度高的尺寸,编程时采取其基本尺寸即可.2).在工件的轮廓曲线上,有三处为过象限圆弧,因此在加工时应进行机械间隙补偿,以保证轮廓曲线的准确性.3).为便于装夹,毛坯件左端应预先车出夹持部分,右端面也应先车出并钻好中心孔.毛坯选择D60棒料.2.确定装夹方案

确定毛坯件轴线和左端大端面(设计基准)为定位基准.左端采用三爪自定心卡盘夹紧、右端采用活动顶尖支撑的装夹方式.3.确定加工顺序

加工顺序按由粗到精的原则确定,即先从右到左进行粗车(留0.20精车余量),然后从右到左进行精车,最后车螺纹

4.数值计算

5.选择刀具

1).粗车、精车均选用35°涂层硬质合金外圆车刀,副偏角48°,刀尖半径0.4.2).车螺纹用硬质合金外圆刀.6.选择切削用量

1).粗车时,背吃刀量2㎜;精车背吃刀量0.2㎜.2).主轴转速

车直线和圆弧轮廓时的主轴转速,查表取粗车时的切削速

度90米/分,精车时的切削速度120米/分;计算出粗车时主轴转速500转/分,精车时1200转/分.车螺纹时主轴转速,按公式NP≦1200,取主轴转速320转/分.3).进给速度粗车时,选0.3㎜/r;精车时选0.05㎜/r;.7.数控加工工艺文件制订.3.3.2平面凸轮零件的数控铣工艺

1.零件图样工艺分析

图样分析主要分析凸轮轮廓形状、尺寸和技术要求、定位基准及毛坯等.本例零件是一种平面槽形凸轮,其轮廓由直线和圆弧组成.零件毛坯材料为铸铁,切削加工性能好.该零件在数控铣加工前,是一个经过加工,含有两个直径为Ø35和Ø12的基准孔,厚度为18的圆盘.圆盘底面及两孔可作为定位基准,无须另做工艺孔定位.凸轮槽内外轮廓面对底面有垂直度要求,只要提高装夹精度,使底面与铣刀轴线垂直,即可保证.2.确定装夹方案

采用 一面两孔 定位,设计 一面两销 专用夹具.用一块320X320X40的垫块,在垫块上分别精镗35和12的两个定位销的安装孔.孔距为80,垫块平面度为0.05,加工前先固定垫块,使两定位销孔的中心连线与机床的X轴平行,垫快的平面要保证与工作台平行,并用百分表检查.3.确定加工路线

加工路线包括平面内进给路线和深度进给两部分路线.备注：

课后作业：教材

17页1-3题。