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1、数控设备功能部件安装调试,学习项目1走进数控机床功能部件教学车间任务1认识功能部件,一、认识数控机床,引导问题,1.普通机床有哪些种类？常见数控机床有哪些种类？2.数控车床可以加工什么形状的零件？如何判断平床身、斜床身的数控机床？3.数控铣床可以加工什么形状的零件？4.加工中心和数控铣床相比，有什么特殊部件？5.数控车间中的机床是如何布局的？,数控机床分类,数控机床是由数控系统控制完成机械加工过程，由于控制系统的不同、控制对象的差异，使得数控机床的种类繁多、用途广泛。常用的数控机床几乎涵盖了所有的传统机床，有数控车床、车削中心、数控钻床、数控镗床、数控坐标镗床、数控铣床、数控仿形铣床、加工中心
2、、数控组合机床、数控磨床、磨削中心、数控插床、数控齿轮加工机床、数控电加工机床、数控激光加工机床、数控冲床、数控剪板机、数控折弯机、数控弯管机和数控坐标测量机。,表1-1 按数控车床主轴位置分类,表1-2 按数控车床刀架数量分类,表1-3 按数控车床功能分类,2）数控铣床是完成镗铣加工工艺为主要功能的数控机床，基本控制类型为3轴联动型，如数控系统许可，也可扩展至5轴联动型。数控铣床主要加工非回转类零件。数控铣床的分类可按构造上分类，也可以按通用铣床的分类方法分类，见表1-4和表1-5。,表1-4 按数控铣床构造上分类,表1-5 按通用铣床的分类方法分类,3）数控磨床属于精加工类数控机床4）其他
3、数控机床有数控电加工机床、数控激光加工机床、数控冲床、数控剪板机、数控折弯机、数控弯管机和数控坐标测量机,（2）根据机床可以实现的工艺范围分类 有普通数控机床和加工中心。1）普通数控机床一般只能完成工序较为单一的加工内容，构成数控机床的坐标轴数较少，如2轴联动的数控车床、3轴联动的数控铣床和单轴进给控制的数控磨床。2）加工中心按换刀形式分类有带刀库机械手的加工中心、无机械手的加工中心和转塔刀库式加工中心，见表1-6。加工中心按布局方式分类有卧式加工中心、立式加工中心、龙门加工中心和万能加工中心，见表1-7。,表1-6 加工中心按换刀形式分类,表1-7 加工中心按布局方式分类,表1-7 加工中心
4、按布局方式分类（续）,（3）根据数控机床使用数控系统的控制能力分类 按照数控机床数控装置控制的坐标轴同时到达空间某一点的坐标数目分为3种，见表1-8。,表1-8 根据数控机床使用数控系统的控制能力分类,数控机床是由控制介质、数控系统、伺服系统、强电控制柜、辅助装置和机床本体组成。（1）控制介质 又称信息载体，是人与数控机床之间联系的中间媒介物质，反映了数控加工中全部信息。（2）数控系统 由硬件和软件两大部分组成。（3）伺服系统 他是数控系统和机床本体之间的电传动联系环节，主要由伺服电动机、驱动控制系统和位置检测与反馈装置等组成。（4）强电控制柜 强电控制柜主要用来安装数控机床强电控制的各种电气
5、元器件。,数控机床的组成,（5）辅助装置 主要包括自动换刀装置、自动交换工作台机构、工件夹紧松开机构、回转工作台、液压控制系统、润滑装置、切削液装置、排屑装置、过载和保护装置等。（6）机床本体 数控机床的本体指其机械结构实体，与传统的普通机床相似，是由主传动系统、进给传动机构、工作台、床身以及立柱等部分组成，但数控机床的整体布局、外观造型、传动机构、工具系统及操作机构等方面都发生了很大的变化。数控机床的性能指标一般有精度指标、坐标轴数、运动性能指标和加工能力指标。数控加工技术正向高速化、精密化、复合化和绿色环保方向发展。,实训任务（1）,1.现场记录数控机床信息，填写表格。2.数控车床组成部件
6、有哪些？说明其加工特点。3.数控铣床组成部件有哪些？说明其加工特点。4.加工中心组成部件有哪些？说明其加工特点。5.观察数控机床的布置形式（主轴水平、垂直，导轨水平、倾斜等）。6.现场记录与数控机床配套的数控系统信息，填表。,二、认识功能部件,引导问题,1数控机床的功能部件包括哪些？2数控机床主要性能指标有哪些？（机床规格及运动性能指标、精度指标和可靠性指标）。3数控机床的铭牌与规格有什么关系？4数控机床坐标和运动方向的命名为什么要标准化？是如何规定的？5每一种数控机床的运动有哪些？这些运动是如何实现的？,数控机床功能部件的概念和特点,数控机床功能部件是指主要应用于数控机床的具有完整结构与接口
7、，具有相对通用性并可实现数控机床独立功能的关键部件,功能部件特点,与数控机床部件或附件相比，其功能部件具有以下特点：1）功能部件自成体系，功能可靠、性能优良，选用简单，更换快捷。为数控机床的制造与维修提供了方便。如滚动直线导轨可以按照标准产品选择，从而满足数控设备设计要求的独立产品2）功能部件的集合决定了数控机床的功能、精度与性能，不是可有可无的选配附件3）功能部件具有广泛的通用性，如滚珠丝杠、直线导轨、主轴及电主轴，不仅在数控机床领域得到了广泛的应用，而且在传统机床、工程机械、物流系统、航空航天、医疗器械和电梯等领域也得到了广泛的应用4）功能部件的经济价值一般占数控机床的40%以上，在中高档
8、机床方面，例如龙门加工中心、数控龙门铣床，则达到了70%以上5）功能部件领域在专业化发展过程中形成了大型的专利技术与制造诀窍,功能部件主轴,具有提供切削功率、在高档数控机床中还具有C轴功能及定向功能,其作用是在伺服电机的驱动下完成直线运动的定位、进给。滚珠丝杠副、联轴节、齿形带和齿形带轮,功能部件进给部件,能够使工件一次装夹后不用再拆卸工件就可完成多工序的加工,数控车床的转塔刀架,加工中心的刀库,功能部件自动换刀装置,完成位置信号的反馈，反馈精度决定了机床的加工精度。直线光栅尺、圆光栅等位置检测元件,功能部件位置检测装置,功能部件床身导轨,导轨的作用是支承和引导运动部件沿一定轨道运动,数控车床
9、,主轴、刀架、尾座,加工中心,数控机床坐标系的作用,为了确定机床的运动方向和运动距离，必须在机床上建立坐标系，以描述刀具和工件的相对位置及其变化关系。,大拇指为x轴，食指为Y轴，中指为z轴。,1）伸出右手的大拇指、食指和中指，并互为90，指向为正方向。则大拇指代表X坐标，食指代表Y坐标，中指代表Z坐标。,2)围绕X、Y、Z坐标旋转的旋转坐标分别用A、B、C表示，根据右手螺旋定则，大拇指的指向为X、Y、Z坐标中任意轴的正向，则其余四指的旋转方向即为旋转坐标A、B、C的正向。,机床坐标系（标准坐标系）的规定,标准坐标系采用右手直角笛卡儿定则,数控机床坐标系确定原则,1、刀具相对静止工件而运动的原则
10、,假设：工件固定，刀具相对工件运动。这一原则使编程人员能在不知道是刀具移近工件还是工件移近刀具的情况下，就能根据零件图样确定机床的加工过程。,2、刀具远离工件的方向为坐标轴正方向。,坐标轴运动方向的确定,1、X、Y、Z坐标轴与正方向的确定,判定顺序先Z轴，再X轴，最后按右手定则判定Y轴,（1）Z坐标轴,1）Z坐标轴的运动由传递切削力的主轴决定，与主轴平行的标准坐标轴为Z坐标轴，其正方向为增加刀具和工件之间距离的方向。,（2）X坐标轴,1）X坐标轴的运动是水平的，它平行于工件装夹面。,2）对于工件旋转的机床（车床、磨床），X坐标的方向在工件的径向上，并且平行与横滑座，刀具离开工件回转中心的方向为
11、X坐标的正方向。,3）对于刀具旋转的机床（铣床），若Z坐标轴是垂直的（立式铣床），X坐标轴的正方向指向右方。,（3）Y坐标轴,根据X、Z坐标轴，按照右手直角笛卡儿坐标系确定。注：如在X、Y、Z主要直线运动之外还有第二组平行于它们的运动，可分别将它们坐标定为U、V、W。,数控车床的坐标方向,机床坐标系与工件坐标系(难点),(1)机床坐标系与机床原点,机床坐标系是机床上固有的坐标系，是用来确定工件坐标系的基本坐标系，是确定刀具(刀架)或工件(工作台)位置的参考系，并建立在机床原点上。而机床原点一般设定在各轴正方向上的极限位置。,工件坐标系与工件坐标系原点,(1)工件坐标系,编程人员在编程时设定的坐
12、标系，也称为编程坐标系。,(2)工件坐标系原点,也称为工件原点或编程原点，由编程人员根据编程计算方便性、机床调整方便性、对刀方便性、在毛坯上位置确定的方便性等具体情况定义在工件上的几何基准点，一般为零件图上最重要的设计基准点。,工件坐标系与机床坐标系坐标轴方向一致，原点不同。,(a)数控车床(b)数控铣床,工件原点选择：1.与设计基准一致2.尽量选在尺寸精度高，粗糙度低的工件表面3.最好在工件的对称中心上4.要便于测量和检测,小 结（1）,机床坐标系是机床上固有的坐标系，是用来确定工件坐标系的基本坐标系，是确定刀具(刀架)或工件(工作台)位置的参考系。,确定数控机床坐标系时总是假设工件固定，刀
13、具相对工件运动。标准坐标系采用右手直角笛卡儿定则判断，直线坐标轴X、Y、Z的判定顺序是：先Z轴，再X轴，最后按右手定则判定Y轴。Z坐标轴的运动由传递切削力的主轴决定，与主轴平行的标准坐标轴为Z坐标轴；X坐标轴的运动是水平的，它平行于工件装夹面；Y坐标轴根据X、Z坐标轴，按照右手直角笛卡儿坐标系确定；各坐标轴的正方向为增加刀具和工件之间距离的方向。,机床坐标系原点是指在机床上设置的一个固定点，是数控机床进行加工运动的基准参考点；机床参考点对机床原点的坐标是已知值，既可根据机床参考点在机床坐标系中的坐标值间接确定机床原点的位置；编程人员在编程时设定的坐标系称工件坐标系，工件坐标系坐标轴的确定与机床
14、坐标系坐标轴方向一致。,小 结（2）,实训任务,1.阐述数控机床坐标和运动方向的标准规定。2.数控车床功能部件有哪些？说明其特点。3.数控铣床功能部件有哪些？说明其特点。4.加工中心功能部件有哪些？说明其特点。5指出数控车床、数控铣床和加工中心三种设备的机床运动及其传动机构，画出示意图。（1）指出数控车床的机床运动。（2）指出数控铣床的机床运动（3）指出加工中心的机床运动6.指出并画图记录限制数控机床坐标轴运动行程的元件名称和位置。7.说明主轴种类/形式。8.滚动部件有哪些？9.数控转台的作用是什么？10.加工中心刀库有哪些类型？,数控设备功能部件安装调试,学习项目1走进数控机床功能部件教学车
15、间任务2 认识工量具,引入,1.一字螺丝起子(平头)和十字螺丝起子是任何工具箱里必不可少的工具 通常起子有单卖和整套出售，而且各厂家的设计都有所不同，刀头经过特殊涂层处理，有普通的胶柄，也有金属柄2.拳头、直角等,一、起子,二、扳手,1.活扳手是一种旋紧或拧松有角螺丝钉或螺母的工具,使用注意事项,使用时，右手握手柄。手越靠后，扳动起来越省力。扳动小螺母时，因需要不断地转动蜗轮，调节扳口的大小，所以手应握在靠近呆扳唇，并用大拇指调制蜗轮，以适应螺母的大小。活络扳手的扳口夹持螺母时，呆扳唇在上，活扳唇在下。活扳手切不可反过来使用。,2.开口扳手(亦叫呆扳手),它有单头和双头两种，其开口是和螺钉头、
16、螺母尺寸相适应的，并根据标准尺寸做成一套,3.整体扳手,整体扳手有正方形、六角形、十二角形(俗称梅花扳手)。梅花扳手（图2.28）只要转过30，就可改变扳动方向，所以在狭窄的地方工作较为方便。,4.套筒扳手,套筒扳手是由一套尺寸不等的梅花筒组成，使用时用弓形的手柄连续转动，工作效率较高。,5.棘轮扳手,当螺钉或螺母的尺寸较大或扳手的工作位置很狭窄，就可用棘轮扳手。,6.定力扳手,测力扳手定扭矩扳手,7.勾形扳手,三、钳子,1.弹性挡圈钳 孔用、轴用(直头、弯头)2.钢丝钳3.尖嘴钳,四、拉马,两爪拉马-液压两爪、手动两爪三爪拉马-液压三爪、手动三爪,五、量具,千分表百分表杠杆表水平仪卡尺千分尺
17、内径表塞尺,1.千分表,分度值为0.001mm1）千分表实物图和结构图见图。,图 千分表实物图和结构图1主指针 2转数指示盘 3转数指针 4度盘 5防尘帽 6主体 7外圈 8测头 9量杆 10后盖（钢）11下轴套,2）使用前的准备工作 检验千分表的灵敏程度 检验千分表的稳定性 3）使用中的测量方法和读数方法。装夹 校对零位 测量禁止出现的现象，见图。,1.千分表,图 千分表测量时禁止出现的现象,分度值为0.01mm1）百分表的结构、工作原理和用途。百分表见图，其工作原理是将测杆的直线位移，经过齿条齿轮传动，转变为指针的角位移。,图 百分表,2）百分表的测量范围一般为03mm、05mm和010m
18、m。主要用于直接或比较测量工件的长度尺寸、几何形状偏差，也可用于检验机床几何精度或调整加工工件装夹位置偏差。,2.百分表,百分表应固定在可靠的表架上。百分表应牢固地装夹在表架上，夹紧力不宜过大，以免使装夹套筒变形，卡住测杆，应检查测杆移动是否灵活。夹紧后，不可再转动百分表。百分表测杆与被测工件表面必须垂直，否则将产生较大的测量误差。测量圆柱形工件时，测杆轴线应与圆柱形工件直径方向一致。测量前须检查百分表是否夹牢又不影响其灵敏度，为此可检查其重复性，在重复性较好的情况下，才可以进行测量。在测量时，应轻轻提起测杆，把工件移至测头下面，缓慢下降测头，使之与工件接触，不准把工件强迫推入至测头，也不准过
19、急下降测头，以免产生瞬时冲击测力，给测量带来误差。在测头与工件表面接触时，测杆应有0.31mm的压缩量，以保持一定的起始测量力。根据工件的不同形状，可自制各种形状测头进行测量。测量杆上不要加油，免得油污进入表内，影响表的传动件和测杆移动的灵活性。,3）使用百分表的注意事项,分度值为0.01mm1）杠杆百分表结构、工作原理和用途。杠杆百分表是一种借助于杠杆-齿轮或杠杆-螺旋传动机构，将测杆摆动变为指针回转运动的指示式量具，见图,2）杠杆百分表测量范围一般为00.8mm。由于杠杆百分表的测杆可以转动，而且可按测量位置调整测量端的方向，因此适用于测量百分表难以测量的小孔、凹槽、孔距、坐标尺寸等,图
20、杠杆百分表,3.杠杆百分表,根据杠杆百分表的工作原理，可以清楚看出，测杆（杠杆短臂）的有效长度直接影响测量误差，因此在测量工作中必须尽可能使测杆的轴线垂直于工件尺寸线。如果由于特殊工件的测量需要，无法调整测杆轴线使工件尺寸线与测量线重合，将会使测杆的有效长度减小，指示读数增大。测量结果应进行修正。,3）使用杠杆百分表的注意事项,1）WCZ-6B万向微调磁性表座是用于支承指示类量具(千分表、百分表和杠杆表)或其他（激光干涉仪镜组），见图,图 磁性表座实物图和结构图1旋转开关 2铜垫片 3固定螺丝 4旋钮 5支撑杆 6微调件 7微调旋钮 8锁紧螺杆,4.磁性表座,2）使用方法将磁性表座座体工作面和
21、被吸附面擦拭干净。把件5的固定螺丝3旋入座体上的螺孔并垫好铜垫片2。将指示类量具表颈插入微调件6的夹表孔，并旋紧件8。旋转开关1至“ON”处，座体即于被吸附表面吸牢。旋松件4，件5关节全部松动，调整到需要的位置后再旋紧件4。当要对量具的位置微调时，旋动件6上的微调旋钮7即可。使用结束后应将件1旋至“OFF”处，座体即可从被吸附面上方便取下。3）维护保养磁性表座在非使用状态，应将开关旋至“0FF”处。长期不用时，应将座体工作面清洁并涂防锈油，贮存于干燥处。座体部分的零件不可随意拆卸，以免影响工作磁力。,水平仪是一种测量小角度的常用量具1）类型按水平仪的外形不同可分为框式水平仪和尺式水平仪两种，见
22、图，有液体的部分通常叫作水准气泡,图 测量垂直位置的水平仪,图 框式水平仪和尺式水平仪,5.水平仪,气泡水平仪是检验机床安装面或平板是否水平及测知倾斜方向与角度大小的测量仪器，玻璃管内充满粘性系数较小的液体，并留有一小气泡，气泡在管中永远处于最高点。通常，企业安装机床时，常用气泡水平仪的灵敏度有0.01mm/m、0.02mm/m、0.04mm/m、0.05mm/m等规格。气泡水平仪的原理是利用气泡在玻璃管内，气泡保持在最高位置，见图表明该平面左端高于右端。,图 精密水平仪气泡,2）水平仪工作原理,水平仪刻度示值。0.02mm/m刻度示值是以1米为基长的倾斜值为0.02/1000，见图。,图 水
23、平仪刻度示值为0.02/1000,测量时使水平仪工作面紧贴在被测表面，待气泡完全静止后方可进行读数。如需测量长度为L的实际倾斜值，则可通过下式进行计算：实际倾斜值刻度示值 L 偏差格数 例如：刻度示值为0.02mm/m，L200mm，偏差格数为2格 则：实际倾斜值0.02/1000 200 20.008mm,2）水平仪工作原理,使用前，必须先将被测量面和水平仪的工作面擦试干净，并进行零位检查。使用调整工具小扳手，见图，插入调整孔，拧动螺钉进行调整。气泡对中间位置的偏移，不应超过刻度示值的1/4即可。测量时必须待气泡完全静止后方可读数。读数时，应垂直观察，以免产生视差。使用完毕，应进行防锈处理，放置时，注意防震、防潮。,图 调整工具和调整孔,3）水平仪使用方法,实训任务,记录实训室中的工量具的名称、规格，会正确使用,
