數控車(chē)床是目前使用較為廣泛的數控車(chē)床之一。它主要用于軸類(lèi)零件或盤(pán)類(lèi)零件的內外圓柱面、任意錐角的內外圓錐面、復雜回轉內外曲面和圓柱、圓錐螺紋等切削加工,并能進(jìn)行切槽、鉆孔、擴孔、鉸孔及鏜孔等。
數控車(chē)床是按照事先編制好的加工程序,自動(dòng)地對被加工零件進(jìn)行加工。我們把零件的加工工藝路線(xiàn)、工藝參數、刀具的運動(dòng)軌跡、位移量、切削參數以及輔助功能,按照數控車(chē)床規定的指令代碼及程序格式編寫(xiě)成加工程序單,再把這程序單中的內容記錄在控制介質(zhì)上,然后輸入到數控車(chē)床的數控裝置中,從而指揮車(chē)床加工零件。
我們知道,對于大批量生產(chǎn)的零件,使用自動(dòng)化和半自動(dòng)化的車(chē)床已能實(shí)現生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)化。但是,對于單件、小批量生產(chǎn)的零件,實(shí)現自動(dòng)化一直是個(gè)難題。在過(guò)去相當長(cháng)的一段時(shí)間內,總是無(wú)法圓滿(mǎn)解決。尤其是在加工形狀復雜的、加工精度要求高的零件,一直在自動(dòng)化的道路上處于停頓狀態(tài)。雖然有些應用仿形裝置解決了一部分,但是實(shí)踐證明,仿形車(chē)床還是不能解決這一問(wèn)題。
數控車(chē)床的出現,為從根本上解決這一問(wèn)題開(kāi)辟了廣闊的道路,所以成為機械加工中的一個(gè)重要發(fā)展方向。
一、特點(diǎn)
數控車(chē)床是數字控制車(chē)床的簡(jiǎn)稱(chēng),是一種裝有程序控制系統的自動(dòng)化車(chē)床。該控制系統能夠邏輯地處理具有控制編碼或其他符號指令規定的程序,并將其譯碼,從而使車(chē)床動(dòng)作并加工零件。
數控車(chē)床與普通車(chē)床相比,數控車(chē)床有如下特點(diǎn):
●加工精度高,具有穩定的加工質(zhì)量;
●可進(jìn)行多坐標的聯(lián)動(dòng),能加工形狀復雜的零件;
●加工零件改變時(shí),一般只需要更改數控程序,可節省生產(chǎn)準備時(shí)間;
●車(chē)床本身的精度高、剛性大,可選擇有利的加工用量,生產(chǎn)率高;
●車(chē)床自動(dòng)化程度高,可以減輕勞動(dòng)強度;
●對操作人員的素質(zhì)要求較高,對維修人員的技術(shù)要求較高。
二、選用原則
確定典型零件的工藝要求、加工工件的批量,擬定數控車(chē)床應具有的功能是做好前期準備,合理選用數控車(chē)床的前提條件:滿(mǎn)足典型零件的工藝要求。
典型零件的工藝要求主要是零件的結構尺寸、加工范圍和精度要求。根據精度要求,即工件的尺寸精度、定位精度和表面粗糙度的要求來(lái)選擇數控車(chē)床的控制精度。 根據可靠性來(lái)選擇,可靠性是提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率的確保。數控車(chē)床的可靠性是指數控車(chē)床在規定條件下執行其功能時(shí),長(cháng)時(shí)間穩定運行而不出故障。即平均無(wú)故障時(shí)間長(cháng),即使出了故障,短時(shí)間內能恢復,重新投入使用。選擇結構合理、制造精良,并已批量生產(chǎn)的數控車(chē)床。一般,用戶(hù)越多,數控系統的可靠性越高。
數控車(chē)床附件及刀具
數控車(chē)床隨機附件、備件及其供應能力、刀具,對已投產(chǎn)數控車(chē)床、車(chē)削中心來(lái)說(shuō)是較重要的。選擇數控車(chē)床,需仔細考慮刀具和附件的配套性。
生產(chǎn)廠(chǎng)家一般選擇同一廠(chǎng)商的產(chǎn)品,至少應選購同一廠(chǎng)商的控制系統,這給維修工作帶來(lái)較大的便利。教學(xué)單位,由于需要學(xué)生見(jiàn)多識廣,選用不同的系統,配備各種仿真軟件是明智的選擇。
性能價(jià)格比來(lái)選擇
做到功能、精度不閑置、不浪費,不要選擇和自己需要無(wú)關(guān)的功能。
數控車(chē)床的防護
需要時(shí),數控車(chē)床可配備全封閉或半封閉的防護裝置、自動(dòng)排屑裝置。
在選擇數控車(chē)床、車(chē)削中心時(shí),應綜合考慮上述各項原則。
三、基本組成
數控車(chē)床由數控裝置、床身、主軸箱、刀架進(jìn)給系統、尾座、液壓系統、冷卻系統、潤滑系統、排屑器等部分組成。
數控車(chē)床分為立式數控車(chē)床和臥式數控車(chē)床兩種類(lèi)型。
立式數控車(chē)床用于回轉直徑較大的盤(pán)類(lèi)零件車(chē)削加工。
臥式數控車(chē)床用于軸向尺寸較長(cháng)或小型盤(pán)類(lèi)零件的車(chē)削加工。
臥式數控車(chē)床按功能可進(jìn)一步分為經(jīng)濟型數控車(chē)床、普通數控車(chē)床和車(chē)削加工中心。
經(jīng)濟型數控車(chē)床:采用步進(jìn)電動(dòng)機和單片機對普通車(chē)床的車(chē)削進(jìn)給系統進(jìn)行改造后形成的簡(jiǎn)易型數控車(chē)床。成本較低,自動(dòng)化程度和功能都比較差,車(chē)削加工精度也不高,適用于要求不高的回轉類(lèi)零件的車(chē)削加工。
普通數控車(chē)床:根據車(chē)削加工要求在結構上進(jìn)行專(zhuān)門(mén)設計,配備通用數控系統而形成的數控車(chē)床。數控系統功能強,自動(dòng)化程度和加工精度也比較高,適用于一般回轉類(lèi)零件的車(chē)削加工。這種數控車(chē)床可同時(shí)控制兩個(gè)坐標軸,即x軸和z軸。
車(chē)削加工中心:在普通數控車(chē)床的基礎上,增加了C軸和動(dòng)力頭,較高的數控車(chē)床還帶有刀庫,可控制X、Z和C三個(gè)坐標軸,聯(lián)動(dòng)控制軸可以是(X,Z)、(X,C)或(Z,C)。由于增加了C軸和銑削動(dòng)力頭,這種數控車(chē)床的加工功能大大增強,除可以進(jìn)行一般車(chē)削外,還可以進(jìn)行徑向和軸向銑削、曲面銑削、中心線(xiàn)不在零件回轉中心的孔和徑向孔的鉆削等加工。
液壓卡盤(pán)和液壓尾架
液壓卡盤(pán)是數控車(chē)削加工時(shí)夾緊工件的重要附件,對一般回轉類(lèi)零件可采用普通液壓卡盤(pán);對零件被夾持部位不是圓柱形的零件,則需要采用_卡盤(pán);用棒料直接加工零件時(shí)需要采用彈簧卡盤(pán)。對軸向尺寸和徑向尺寸的比值較大的零件,需要采用安裝在液壓尾架上的活對零件尾端進(jìn)行支撐,才能確保對零件進(jìn)行正確的加工。尾架有普通液壓尾架和可編程液壓尾架。
數控車(chē)床可以配備兩種刀架:
①_刀架:由車(chē)床生產(chǎn)廠(chǎng)商自己開(kāi)發(fā),所使用的刀柄也是_的。這種刀架的優(yōu)點(diǎn)是制造成本低,但缺乏通用性。
②通用刀架:根據通用標準而生產(chǎn)的刀架,數控車(chē)床生產(chǎn)廠(chǎng)商可以根據數控車(chē)床的功能要求進(jìn)行選擇配置。
銑削動(dòng)力頭
數控車(chē)床刀架上安裝銑削動(dòng)力頭后可以大大擴展數控車(chē)床的加工能力。如:利用銑削動(dòng)力頭進(jìn)行軸向鉆孔和銑削軸向槽。
數控車(chē)床的刀具
在數控車(chē)床或車(chē)削加工中心上車(chē)削零件時(shí),應根據車(chē)床的刀架結構和可以安裝刀具的數量,合理、科學(xué)地安排刀具在刀架上的位置,并注意避免刀具在靜止和工作時(shí),刀具與數控車(chē)床、刀具與工件以及刀具相互之間的干涉現象。
輔助裝置,指數控車(chē)床的一些必要的配套部件,用以確保數控車(chē)床的運行,如冷卻、排屑、潤滑、照明、監測等。它包括液壓和氣動(dòng)裝置、排屑裝置、交換工作臺、數控轉臺和數控分度頭,還包括刀具及監控檢測裝置等。
編程及其他附屬設備,可用來(lái)在機外進(jìn)行零件的程序編制、存儲等。
自從1952年美國麻省理工學(xué)院研制出世界上數控車(chē)床以來(lái),數控車(chē)床在制造工業(yè),特別是在汽車(chē)、航空航天、以及軍事工業(yè)中被廣泛地應用,數控技術(shù)無(wú)論在硬件和軟件方面,都有飛速發(fā)展。
五、安裝方法
起吊和運輸
數控車(chē)床的起吊,應使用制造廠(chǎng)提供的_起吊工具,不允許采用其他方法進(jìn)行。不需要_起吊工具,應采用鋼絲繩按照說(shuō)明書(shū)規定部位起吊。
基礎及位置
數控車(chē)床應安裝在牢固的基礎上,位置應遠離振源;避免陽(yáng)光照射和熱輻射;放置在干燥的地方,避免潮濕和氣流的影響。數控車(chē)床附近若有振源,在基礎四周要設置防振溝。
數控車(chē)床的安裝
數控車(chē)床放置于基礎上,應在自由狀態(tài)下找平,然后將地腳螺栓均勻地鎖緊。對于普通數控車(chē)床,水平儀讀數不高于0.04/1000mm,對于高精度的數控車(chē)床,水平儀不高于0.02/1000mm。在測量安裝精度時(shí),應在恒定溫度下進(jìn)行,測量工具需經(jīng)一段定溫時(shí)間后再使用。數控車(chē)床安裝時(shí)應竭力避免使數控車(chē)床產(chǎn)生強迫變形的安裝方法。數控車(chē)床安裝時(shí)不應隨便拆下數控車(chē)床的某些部件,部件的拆卸可能導致數控車(chē)床內應力的重新分配,從而影響數控車(chē)床精度。