单元一数控机床与加工概述研讨.ppt

* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * （二）数控加工概述 数控加工工作过程 2.数控加工技术的发展历程 数控技术经过50年6代的发展： 第一代数控系统：1952年，电子管数控系统 第二代数控系统：50年代末，晶体管数控系统 第三代数控系统：1965年，集成电路数控系统 第四代数控系统：1970年，小型计算机数控系统 第五代数控系统：1974年，微型计算机数控系统 第六代数控系统： 基于PC的开放式数控系统 2.数控加工技术的发展历程 第七代数控系统：基于Web的CNC系统（远程CNC系统）、智能CNC系统、CAD/CAM集成CNC系统 3. 数控加工特点 1、工艺复合化和功能集成化 加工中心具有自动换刀功能，刀具的更换一般通过刀库、换刀机械手和主轴内的工具夹紧装置等的协调动作来实现 无机械手换刀 机械手换刀 视频：机械手换刀 加工中心－无臂式ATC刀具库 视频：机械手下刀 2、能加工复杂型面 3、具有高度的柔性，适用性强 柔性即“灵活”、“可变” ，采用数控机床，当加工对象改变后，只需改变加工程序、调整刀具参数等，生产准备周期大大缩短，故特别适合于多品种、中小批量和复杂型面的零件加工 3. 数控加工特点 4、加工精度高、质量稳定 数控机床加工零件的质量由机床保证，无人为操作误差的影响，所以同一批零件的尺寸一致性好，质量稳定。 5、加工生产效率高 工件往往只需进行一次装夹就能完成所有的加工工序 。 3. 数控加工特点 6、减轻了操作者的劳动强度 7、具有故障诊断的能力 8、监控功能强 相对于普通机床，数控机床的成本较高，调试和维修比较复杂，需要专门的技术人员。 对于复杂工件的加工，需要有高度熟练和经过适当培训的零件加工编程人员来操作。 3. 数控加工特点 4.数控加工的适应范围 1) 多品种、单件小批量生产的零件或新产品试制中的零件。 2) 几何形状复杂的零件。 3) 精度及表面粗糙度要求高的零件。 4) 加工过程中需要进行多工序加工的零件。 5) 用普通机床加工时，需要昂贵工装设备（刀具、夹具和模具）的零件。 5.数控加工的发展趋势 高速化 高精度化 多功能化 智能化 可靠性最大化 5.数控加工的发展趋势 高速化: 指数控机床的高速切削和高速插补进给，目标是在保证加工精度的前提下，提高加工速度。 高速主轴单元（电主轴，转速S 15000－100000r/min），高速且高加/减速度的进给运动部件（切削进给速度F高达60m/min）。 车削和铣削的切削速度F已达到5000m~8000m/min以上；主轴转数S在30000转/分(有的高达10万转/分)以上；小线段插补进给速度F达到12m/min 5.数控加工的发展趋势 高精度化: 从精密加工发展到超精密加工（特高精度加工 ) 精度从微米级到亚微米级，乃至纳米级（10nm） 年产30万辆的生产节拍是40秒/辆 5.数控加工的发展趋势 多功能化: 多种监控、检测及补偿功能 。 未来的数控系统将具有远程(基于网络的)硬件、软件及故障自诊断功能。 自动换刀机构(刀库容量可达100把以上) 可在一台机床上同时进行零件加工和程序编制，实现所谓的“前台加工，后台编辑”。 5.数控加工的发展趋势 智能化: 具有自诊断、自修复功能 人工智能专家诊断系统 开放式数控系统就是数控系统的开发可以在统一的运行平台上，面向机床厂家和最终用户，通过改变、增加或剪裁结构对象（数控功能），形成系列化，并可方便地将用户的特殊应用和技术诀窍集成到控制系统中，快速实现不同品种、不同档次的开放式数控系统，形成具有鲜明个性的名牌产品。 5.数控加工的发展趋势 可靠性最大化: 衡量可靠性的最重要量化指标是平均无故障工作时间MTBF（mean time between failures），当前国外数控装置的MTBF值已达6000小时以上，驱动装置达30000小时以上，表现出非常高的可靠性。 提高数控系统的硬件质量 。 模块化、标准化和通用化。 （三）数控机床的插补原理 概述 刀具怎么从起点沿运动轨迹走向终点由数控系统的插补装置或插补软件来控制。 对于复杂的曲线轮廓 ，是用一小段直线或圆弧去逼近(或称为拟合)零件轮廓曲线，即通常所说的直线和圆弧插补。 （三）数控机床的插补原理 插补：在组成轨迹的直线段或曲线段的起点和终点之间，按一定的算法进行数据点的密化工作，以确定一些中间点。 实现方式：在CNC系统中，插补运算可有硬