8第8章数控加工与特种加工.pptx

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1、中国劳动社会保障出版社机械制造工艺基础机械制造工艺基础机械制造工艺基础机械制造工艺基础（少学时（少学时（少学时（少学时 第二版）第二版）第二版）第二版）81 数控机床概述数控机床概述第第 8 8 章章 数控加工与特种加工数控加工与特种加工 82 数控加工工数控加工工艺 83 特种加工特种加工81 数控机床概述数控机床概述第第 8 8 章章 数控加工与特种加工数控加工与特种加工81 81 数控机床概述数控机床概述数控机床为高精度、高效率完成产品生产，特别是复杂型面零件的生产提供了自动加工手段81 81 数控机床概述数控机床概述1 1数控技术数控技术数控技术是指用数字量及字符发出指令并实现自动控制

2、的技术，它已经成为制造业实现自动化、柔性化、集成化生产的基础技术2 2数控机床数控机床按加工要求预先编制的程序，由控制系统发出数字信息指令对工件进行加工的机床，称为数控机床一、基本概念一、基本概念81 81 数控机床概述数控机床概述二、数控机床的组成二、数控机床的组成81 81 数控机床概述数控机床概述1 1控制介质和输入控制介质和输入/输出装置输出装置零件程序一般存放在便于与数控装置交互的一种控制介质上，现代数控机床常用磁盘或半导体存储器等控制介质PC卡 U盘 移动硬盘 网卡81 81 数控机床概述数控机床概述数控机床最主要的人机交互设备为键盘和显示器，操作人员通过键盘和显示器输入简单的加工

3、程序、编辑修改程序和发送操作命令81 81 数控机床概述数控机床概述2 2数数控装控装置置数控装置是数控机床的核心。现代数控装置通常是一台带有专门系统软件的专用计算机81 81 数控机床概述数控机床概述3 3伺服系统伺服系统伺服系统由驱动装置和执行部件（如伺服电动机）组成，它是数控系统的执行机构伺服电动机 驱动装置81 81 数控机床概述数控机床概述4 4可编程控制器可编程控制器可编程控制器对数控机床进行辅助控制，其作用是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、主轴电动机的启动和停止、主轴转速调整、冷却泵启停以及转位换刀

4、等动作81 81 数控机床概述数控机床概述5 5测量反馈装置测量反馈装置（1）通过测量元件将机床移动的实际位置、速度参数检测出来（2）转换成电信号，并反馈到CNC装置中（3）使CNC能随时判断机床的实际位置、速度是否与指令一致（4）发出相应指令，纠正所产生的误差 测量反馈装置安装在数控机床的工作台或丝杠上，相当于普通机床的刻度盘和人的眼睛81 81 数控机床概述数控机床概述6 6机床主体机床主体 包括床身、主轴、进给机构等机械部件，还有冷却、润滑、转位部件，如换刀装置、夹紧装置等辅助装置81 81 数控机床概述数控机床概述三、典型数控机床及应用三、典型数控机床及应用1 1数控车床数控车床（1

5、1）按主轴位置分类）按主轴位置分类1 1）立式数控车床）立式数控车床主轴垂直于水平面，有一个直径很大的圆形工作台，用来装夹工件。主要用于加工径向尺寸大、轴向尺寸相对较小的大型复杂零件81 81 数控机床概述数控机床概述2 2）卧式数控车床）卧式数控车床主轴与水平面平行。根据导轨形式，又可分为数控水平导轨卧式车床和数控倾斜导轨卧式车床倾斜导轨水平导轨 81 81 数控机床概述数控机床概述（2 2）按功能分类）按功能分类1 1）经济型数控车床）经济型数控车床具有针对性加工功能，但功能水平较低且价格低廉的自动控制车床81 81 数控机床概述数控机床概述2 2）普通数控车床）普通数控车床根据车削加工要

6、求在结构上进行专门设计并配备通用数控系统而形成的自动控制车床倾斜导轨水平导轨 81 81 数控机床概述数控机床概述3 3）车削中心）车削中心车削中心是指在普通数控车床的基础上，增加了C 轴和动力头的自动控制车床81 81 数控机床概述数控机床概述2 2数控铣床数控铣床以铣削为加工方式的数控机床，通常，铣刀旋转为主运动，工件或（和）铣刀的移动为进给运动卧式数控铣床立式数控铣床 81 81 数控机床概述数控机床概述3 3加工中心加工中心加工中心是指带有刀库（带有回转刀架的数控车床除外）和刀具自动交换装置的数控机床立式加工中心 卧式加工中心82 数控加工工数控加工工艺第第 8 8 章章 数控加工与特

7、种加工数控加工与特种加工82 82 数控加工工艺数控加工工艺一、确定数控加工工艺的一般步骤一、确定数控加工工艺的一般步骤1 1确定数控加工的内容确定数控加工的内容（1）多品种、小批量生产或新产品试制（2）形状复杂、加工精度要求高、通用机床无法加工（3）在普通机床上加工需要昂贵工装设备的零件82 82 数控加工工艺数控加工工艺（4）尺寸难测量、进给难控制的壳体或盒型零件（5）必须在一次装夹中完成多工序的零件（6）价格昂贵，加工中不允许报废的关键零件（7）需要最短生产周期的急需零件82 82 数控加工工艺数控加工工艺2 2选择刀具、夹具选择刀具、夹具（1 1）刀具的选择）刀具的选择优先选用标准刀具

8、，不用或少用非标准刀具，必要时可以用复合刀具及专用刀具（2 2）夹具的选择）夹具的选择一是保证夹具的坐标方向与机床的坐标方向相对固定；二是能协调工件与机床坐标系的尺寸82 82 数控加工工艺数控加工工艺1）单件小批量生产，优先使用通用夹具、组合夹具或可调夹具2）成批生产，采用专用夹具，力求结构简单3）装卸工件应方便可靠，有条件且生产批量较大时，可采用液动、电动、气动或多工位夹具4）夹具上的各零部件应不妨碍机床对工件各表面的加工，即夹具要敞开，其定位、夹紧机构元件不能影响加工中的进给82 82 数控加工工艺数控加工工艺3 3确定加工路线确定加工路线确定加工路线就是确定刀具运动的轨迹和方向，也就是

9、程序编制的轨迹和运动方向82 82 数控加工工艺数控加工工艺1）背吃刀量的确定。在刚度允许情况下，尽可能选取较大背吃刀量。零件精度要求较高时，应考虑留出半精加工和精加工余量2）主轴转速的确定。允许切削速度100200m/min3）进给速度的确定。一般为100200mm/min。要求较高时，进给速度应选得小些（2050mm/min）4 4确定切削用量确定切削用量82 82 数控加工工艺数控加工工艺5 5填写数控加工工艺文件填写数控加工工艺文件（1 1）数控加工工艺卡）数控加工工艺卡82 82 数控加工工艺数控加工工艺（2 2）数控加工刀具明细表）数控加工刀具明细表82 82 数控加工工艺数控加工

10、工艺二、输出轴数控加工工艺二、输出轴数控加工工艺1 1图样分析图样分析输出轴包含了6个圆柱，中间有退刀槽，两端有倒角82 82 数控加工工艺数控加工工艺2 2工艺分析工艺分析（1）采用一夹一顶装夹，加工右端轮廓（2）调头，采用一夹一顶装夹，加工左端轮廓82 82 数控加工工艺数控加工工艺3 3确定刀具确定刀具82 82 数控加工工艺数控加工工艺4 4确定加工路线确定加工路线（1 1）右端粗车加工）右端粗车加工（2 2）右端精车加工）右端精车加工82 82 数控加工工艺数控加工工艺（3 3）切槽加工）切槽加工（4 4）左端粗车加工）左端粗车加工82 82 数控加工工艺数控加工工艺（5 5）左端精

11、车加工）左端精车加工82 82 数控加工工艺数控加工工艺5 5确定切削用量确定切削用量（1 1）背吃刀量的选择）背吃刀量的选择轮廓粗车时选ap=1.5mm，精车ap=0.5mm，切槽ap=1mm 82 82 数控加工工艺数控加工工艺（2 2）主轴转速的选择）主轴转速的选择轮廓粗车切削速度vc=80m/min、精车切削速度vc=110m/min 主轴转速n：粗车800r/min、精车1000 r/min、切槽300r/min（3 3）进给速度的选择）进给速度的选择粗车150 mm/min、精车100mm/min、切槽50mm/min 82 82 数控加工工艺数控加工工艺83 特种加工特种加工第第

12、 8 8 章章 数控加工与特种加工数控加工与特种加工83 83 特种加工特种加工一、电火花加工一、电火花加工在一定的介质中，通过工件和工具电极间脉冲火花放电，使工件材料熔化、气化而被去除或在工件表面进行材料沉积83 83 特种加工特种加工1 1电火花成形加工电火花成形加工电火花成形加工机床：用电火花成形加工方法加工型腔、型体、型孔、型面的电火花加工机床83 83 特种加工特种加工（1 1）加工原理）加工原理工件成型电火花成型加工原理 蚀除材料的过程 83 83 特种加工特种加工（2 2）应用范围）应用范围1）适用于难切削材料的成形加工2）可加工特殊的、形状复杂的零件3）有利于加工热敏感材料，可

13、获得镜面加工效果4）在同一台机床上可完成粗、中、精加工5）有助于改进和简化产品的结构设计与制造工艺83 83 特种加工特种加工化纤喷丝板型孔 b）弯曲轴线孔 c）薄壁环结构83 83 特种加工特种加工2 2电火花线切割加工电火花线切割加工用沿着自身轴线方向运行的电极丝作工具电极，对工件进行切割的电火花加工83 83 特种加工特种加工（1 1）加工原理）加工原理在电极丝和工件上加脉冲电源，使电极丝与工件之间发生脉冲放电，产生高温使金属熔化或汽化83 83 特种加工特种加工（2 2）加工特点）加工特点1）可加工形状复杂工件，对不同形状工件容易实现自动化加工2）工件变形小，电极丝、夹具不需要太高强度

14、3）可加工任何导电的固体材料83 83 特种加工特种加工4）可方便调整影响加工精度的加工参数，有利于加工精度的提高，便于实现加工过程自动化5）电火花线切割不能加工非导电材料6）金属去除率低，加工成本高，不适合加工形状简单的大批工件83 83 特种加工特种加工（3 3）应用范围）应用范围1）模具加工2）新产品试制3）精密零件加工4）贵重金属下料83 83 特种加工特种加工二二、激光加工、激光加工利用密度极高的激光束照射工件被加工部位，使材料瞬间熔化或蒸发，并在冲击波作用下将熔融物质喷射出去，从而实现对工件进行穿孔、蚀刻和切割 采用较小的能量密度，使加工区域材料熔融粘合，对工件进行焊接加工83 8

15、3 特种加工特种加工1 1激光加工的基本原理激光加工的基本原理激光器反射镜聚焦镜工件工作台电源激光发生器将电能转化为光能，产生激光束，经光学系统聚焦后照射在工件表面上进行加工；工件固定在可移动的工作台上，工作台由数控系统控制和驱动83 83 特种加工特种加工2 2工艺特点及应用范围工艺特点及应用范围（1）激光加工是利用高能激光束进行加工的，不存在工具的磨损问题，工件也无受力变形（2）激光束能量密度高，可加工各种金属材料和非金属材料，例如硬质合金、陶瓷、石英、金刚石等（3）激光适于在硬质材料上打小孔，常用于打金刚石拉丝模、宝石轴承、发动机喷油嘴、航空发动机叶片上的小孔（4）除打孔外，激光还广泛用于切割、焊接和热处理83 83 特种加工特种加工