自動數控車床都有哪些結構部件組成?
1)車床主體除了基本保持普通車床傳統布局形式的部分經濟型數控車床外,目前大部分數控車床均已通過專門設計並定型生產。
1)主軸與主軸箱
a)主軸數控車床主軸的回轉精度,直接影響到零件的加工精度;其功率大小、回轉速度影響到加工的效率;其同步運行、自動變速及定向準停等要求,影響到車床的自動化程度。
b)主軸箱具有有級自動調速功能的數控車床,其主軸箱內的傳動機構已經大大簡化;具有無級自動調速(包括定向準停)的數控車床,起機械傳動變速和變向作用的機構已經不復存在了,其主軸箱也成了"軸承座"及"潤滑箱"的代名詞;對於改造式(具有手動操作和自動控制加工雙重功能)數控車床,則基本上保留其原有的主軸箱。
2)導軌數控車床的導軌是保證進給運動準確性的重要部件。它在很大程度上影響車床的剛度、精度及低速進給時的平穩性,是影響零件加工質量的重要因素之壹。除部分數控車床仍沿用傳統的滑動導軌(金屬型)外,定型生產的數控車床已較多地采用貼塑導軌。這種新型滑動導軌的摩擦系數小,其耐磨性、耐腐蝕性及吸震性好,潤滑條件也比較優越。
3)機械傳動機構除了部分主軸箱內的齒輪傳動等機構外,數控車床已在原普通車床傳動鏈的基礎上,作了大幅度的簡化。如取消了掛輪箱、進給箱、溜板箱及其絕大部分傳動機構,而僅保留了縱、橫進給的螺旋傳動機構,並在驅動電動機至絲杠間增設了(少數車床未增設)可消除其側隙的齒輪副。
a)螺旋傳動機構數控車床中的螺旋副,是將驅動電動機所輸出的旋轉運動轉換成刀架在縱、橫方向上直線運動的運動副。構成螺旋傳動機構的部件,壹般為滾珠絲杠副。滾珠絲杠副的摩擦阻力小,可消除軸向間隙及預緊,故傳動效率及精度高,運動穩定,動作靈敏。但結構較復雜,制造技術要求較高,所以成本也較高。另外,自行調整其間隙大小時,難度亦較大。
b)齒輪副。在較多數控車床的驅動機構中,其驅動電動機與進給絲杠間設置有壹個簡單的齒輪箱(架)。齒輪副的主要作用是,保證車床進給運動的脈沖當量符合要求,避免絲杠可能產生的軸向竄動對驅動電動機的不利影響。
4)自動轉動刀架除了車削中心采用隨機換刀(帶刀庫)的自動換刀裝置外,數控車床壹般帶有固定刀位的自動轉位刀架,有的車床還帶有各種形式的雙刀架。
5)檢測反饋裝置檢測反饋裝置是數控車床的重要組成部分,對加工精度、生產效率和自動化程度有很大影響。檢測裝置包括位移檢測裝置和工件尺寸檢測裝置兩大類,其中工件尺寸檢測裝置又分為機內尺寸檢測裝置和機外尺寸檢測裝置兩種。工件尺寸檢測裝置僅在少量的數控車床上配用。
6)對刀裝置除了極少數專用性質的數控車床外,普通數控車床幾乎都采用了各種形式的自動轉位刀架,以進行多刀車削。這樣,每把刀的刀位點在刀架上安裝的位置,或相對於車床固定原點的位置,都需要對刀、調整和測量,並以確認,以保證零件的加工質量。
(2)數控裝置和伺服系統數控車床與普通車床的主要區別就在於是否具有數控裝置和伺服系統這兩大部分。如果說,數控車床的檢測裝置相當於人的眼睛,那麽,數控裝置相當於人的大腦,伺服系統則相當於人的雙手。這樣,就不難看出這兩大部分在數控車床中所處的重要位置了。a)數控裝置數控裝置的核心是計算機及其軟件,它在數控車床中起“指揮”作用:數控裝置接收由加工程序送來的各種信息,並經處理和調配後,向驅動機構發出執行命令;在執行過程中,其驅動、檢測等機構同時將有關信息反饋給數控裝置,以便經處理後發出新的執行命令。
數控機床是壹種裝有程序控制系統(數控系統)的自動化機床。該系統能夠邏輯地處理具有使用號碼,或其他符號編碼指令(刀具移動軌跡信息)規定的程序。具體地講,把數字化了的刀具移動軌跡的信息輸入到數控裝置,經過譯碼、運算,從而實現控制刀具與工件相對運動,加工出所需要的零件的機床,即為數控機床。
1、數控機床工作原理按照零件加工的技術要求和工藝要求,編寫零件的加工程序,然後將加工程序輸入到數控裝置,通過數控裝置控制機床的主軸運動、進給運動、更換刀具,以及工件的夾緊與松開,冷卻、潤滑泵的開與關,使刀具、工件和其它輔助裝置嚴格按照加工程序規定的順序、軌跡和參數進行工作,從而加工出符合圖紙要求的零件。
2、數控機床結構數控機床主要由控制介質、數控裝置、伺服系統和機床本體四個部分組成。數控機床的加工過程:
1)控制介質
控制介質以指令的形式記載各種加工信息,如零件加工的工藝過程、工藝參數和刀具運動等,將這些信息輸入到數控裝置,控制數控機床對零件切削加工。
2)數控裝置
數控裝置是數控機床的核心,其功能是接受輸入的加工信息,經過數控裝置的系統軟件和邏輯電路進行譯碼、運算和邏輯處理,向伺服系統發出相應的脈沖,並通過伺服系統控制機床運動部件按加工程序指令運動。
3)伺服系統
伺服系統由伺服電機和伺服驅動裝置組成,通常所說數控系統是指數控裝置與伺服系統的集成,因此說伺服系統是數控系統的執行系統。數控裝置發出的速度和位移指令控制執行部件按進給速度和進給方向位移。每個進給運動的執行部件都配備壹套伺服系統,有的伺服系統還有位置測量裝置,直接或間接測量執行部件的實際位移量,並反饋給數控裝置,對加工的誤差進行補償。
4)機床本體
數控機床的本體與普通機床基本類似,不同之處是數控機床結構簡單、剛性好,傳動系統采用滾珠絲杠代替普通機床的絲杠和齒條傳動,主軸變速系統簡化了齒輪箱,普遍采用變頻調速和伺服控制。
數控車床的刀具:
(1)對刀具的要求數控車床能兼作粗、精加工。為使粗加工能以較大切削深度、較大進給速度地加工,要求粗車刀具強度高、耐用度好。精車首先是保證加工精度,所以要求刀具的精度高、耐用度好。為減少換刀時間和方便對刀,應可能多地采用機夾刀。數控車床還要求刀片耐用度的壹致性好,以便於使用刀具壽命管理功能。在使用刀具壽命管理時,刀片耐用度的設定原則是以該批刀片中耐用度zui低的刀片作為依據的。在這種情況下,刀片耐用度的壹致性甚至比其平均壽命更重要。
(2)數控車床的刀具數控車削用的車刀壹般分為三類,即尖形車刀、圓弧形車刀和成型車刀。以直線形切削刃為特征的車刀壹般稱為尖形車刀。這類車刀的刀尖(同時也為其刀位點)由直線形的主、副切削刃構成,如90?內、外圓車刀,左、右端面車刀,切槽(斷)車刀及刀尖倒棱很小的各種外圓和內孔車刀。用這類車刀加工零件時,其零件的輪廓形狀主要由壹個獨立的刀尖或壹條直線型主切削刃位移後得到,它與另兩類車刀加工時所得到零件輪廓形狀的原理是截然不同的。
圓弧形車刀是較為特殊的數控加工用車刀。其特征是,構成主切削刃的刀刃形狀為壹圓度誤差或線輪廓度誤差很小的圓弧;該圓弧刃每壹點都是圓弧形車刀的刀尖,因此,刀位點不在圓弧上,而在該圓弧的圓心上;車刀圓弧半徑理論上與被加工零件的形狀無關,並可按需要靈活確定或測定後確認。當某些尖形車刀或成型車刀(如螺紋車刀)的刀尖具有壹定的圓弧形狀時,也可作為這類車刀使用。
圓弧形車刀可以用於車削內、外表面,特別適宜於車削各種光滑連接(凹形)的成型面。成型車刀俗稱樣板車刀,其加工零件的輪廓形狀完全由車刀刀刃的形狀和尺寸決定。數控車削加工中,常見的成型車刀有小半徑圓弧車刀、非矩形車槽刀和螺紋車刀等。在數控加工中,應盡量少用或不用成型車刀,當確有必要選用時則應在工藝準備文件或加工程序單上進行詳細說明。為了適應數控機床自動化加工的需要(如刀具的對刀或預調、自動換刀或轉刀、自動檢測及管理工作等),並不斷提高產品的加工質量和生產效率,節省刀具費用,應多使用模塊化和標準化刀具。
2、數控車床的卡盤液壓卡盤是數控車削加工時夾緊工件的重要附件,對壹般回轉類零件可采用普通液壓卡盤;對零件被夾持部位不是圓柱形的零件,則需要采用專用卡盤;用棒料直接加工零件時需要采用彈簧卡盤。
3、數控車床的尾座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頂針對零件尾端進行支撐,才能保證對零件進行正確的加工。尾架有普通液壓尾架和可編程液壓尾座。
4、數控車床的刀架刀架是數控車床非常重要的部件。數控車床根據其功能,刀架上可安裝的刀具數量—般為8把、10把、12把或16把,有些數控車床可以安裝更多的刀具。刀架的結構形式壹般為回轉式,刀具沿圓周方向安裝在刀架上,可以安裝徑向車刀、軸向車刀、鉆頭、鏜刀。車削加工中心還可安裝軸向銑刀、徑向銑刀。少數數控車床的刀架為直排式,刀具沿壹條直線安裝。數控車床可以配備兩種刀架:
(1)專用刀架由車床生產廠商自己開發,所使用的刀柄也是專用的。這種刀架的優點是制造成本低,但缺乏通用性。
(2)通用刀架根據壹定的通用標準而生產的刀架,數控車床生產廠商可以根據數控車床的功能要求進行選擇配置。
5、數控車床的銑削動力頭數控車床刀架上安裝銑削動力頭可以大大擴展數控車床的加工能力。