《机械加工工艺基础》电子教案.ppt

数控加工 5.1 数控技术简介 5.2 数控机床的特点及应用 5.3 加工中心 下一页 5.1 数控技术简介 20世纪中期，电子技术的发展、自动信息处理、数据处理以及电子计算机的出现给自动化技术带来了新的推动力。 采用数字技术进行机械加工最早是在20世纪40年代初由美国的一家小型飞机工业承包商派尔逊斯公司（Parsons Corporation）实现。 1952年，美国麻省理工学院在一台立式铣床上，装上了一套试验性数控系统，成功地实现了同时控制三轴的运动。 到了1960年以后，点位控制的数控机床得到了迅速发展。因为点位控制数控系统比起轮廓控制的数控系统要简单得多。 下一页 5.1 数控技术简介 1974年，微处理器直接用于数控机床，进一步促进了数控机床的普及应用和大力发展。 80年代初，又出现了以一台或者多台加工中心或车削中心为主体，再配上工件自动装 卸和监控检验装置的FMC（Flexible Manufacturing Cell，柔性制造单元）。 当前，FMS正从切削加工向板材成型、焊接、装配等领域扩展，从中小批量向大批量加工发展。 FMC和FMS被认为是实现CIMS（Computer Integrated Manufacturing System，计算机集成制造系统；又称为Contemporary Integrated Manufacturing System，现代集成制造系统）的基础。 返回 上一页 5.2 数控机床的特点及应用 一、 早期的数控机床 1952年世界上诞生的第一台数控机床就是数控铣床，其工作原理如图5-1所示。 （1） 根据零件图样按国际标准代码编写加工程序。 （2） 利用纸带穿孔机将编好的加工程序制作成穿孔纸带。 （3） 利用光电输入机将穿孔纸带上的数据以脉冲形式输入数控装置。 （4） 数控装置将数据处理后，转换成驱动伺服（或步进）电机运动的控制信号。 （5） 由伺服（或步进）电机带动滚珠丝杠控制机床的加工运动。 下一页 图5-1 最早的数控铣床原理 返回 5.2 数控机床的特点及应用 目前的数控装置一般不用纸带输入，而是可以直接用键盘手动输入，可以随时进行修改或者编辑，也可以通过自动编程机通过RS232C、RS232C是计算机上的一种串行通讯接口，经常用于与低速外围设备通信。 接口或者通过网络接口输入，用空运行方式检查无误后即可按预定程序加工。目前的数控机床由于采用大扭矩的直流伺服电机驱动，因而在结构上省去了液压扭矩放大器和齿轮箱。 当数控装置分别向三个坐标方向的伺服（或步进）电机发出不同的脉冲信号时，采用球头铣刀（图5-2）即可完成三维空间曲面加工。 下一页 上一页 图5-2 球头铣刀 返回 5.2 数控机床的特点及应用 二、 数控加工的特点 1 加工的零件精度高 数控机床在整机设计中考虑了整机刚度和零件的制造精度，又采用高精度的滚珠丝杠副传动，机床的定位精度和重复定位精度都很高，特别是有的数控机床具有加工过程自动检测和误差补偿等功能，因而能可靠地保证加工精度和尺寸的稳定性。 2 生产效率高 数控机床在加工中零件的装夹次数少，一次装夹可加工出很多表面，可省去划线找正和检测等许多中间工序。 下一页 上一页 5.2 数控机床的特点及应用 3 特别适合加工形状复杂的轮廓表面 利用数控车床可以加工复杂形状的回转表面，利用数控铣能够加工复杂的空间曲面。 4 利于实现计算机集成制造 随着机械制造业的发展，CAD/CAM CAD/CAM全称为Computer Aided Design/Computer Aided Manufacture，即计算机辅助设计/计算机辅助制造。 5 初始投资大，加工成本高 数控加工的生产设备价格一般是同规格普通机床的若干倍，设备备件的价格也很高，最初的加工编程、调整和试加工等准备时间较长，因而使零件加工成本大大高于普通机床。 下一页 上一页 5.2 数控机床的特点及应用 三、 数控机床的应用 1 数控铣床 数控铣床有立式、卧式和立卧两用型。主要用于铣削加工，也可用于钻、扩、铰、锪、攻螺纹与镗孔加工等。 2 数控车床 数控车床的加工功能与普通车床基本一样，主要用于加工各种回转表面，但在车削特殊螺纹和复杂回转成形面时有突出的优势。 3 数控插齿机 我国于20世纪的70年代初先后研制成功了数控非圆齿轮插齿机和铣齿机，加工精度可以达到7级。 下一页 上一页 5.2 数控机床的特点及应用 到80年代中期，采用计算机控制的插齿机和滚齿机研制成功，精度可达6级。 其控制系统采用FANUC 3M、FANUC 3M是日本FUNAC公司开发的一种早期的数控机床