金属切削机床概论第六章.ppt

第六章第六章 自动化机床自动化机床第一节第一节 概概 述述 第二节第二节 机械式凸轮分配轴控制的自动机床机械式凸轮分配轴控制的自动机床第三节第三节 电气程序控制机床电气程序控制机床第四节第四节 数字控制机床数字控制机床第五节第五节 组合机床组合机床第一节第一节 概概 述述不论哪一种控制系统，一般都由下列三部分组成： (1) 发令器官 其作用是在出现规定的物理量(时间、速度、力、尺寸以及形状变化等)时发出信号或脉冲——控制指令 (2) 执行器官 它的作用是控制传输给机床驱动装置(电动机、液压缸、 液压马达等)的能量，以改变机床工作部件原先的工作状态 (3) 转换器官 它的作用是将发令器官发出的控制指令进行适当转换，使之成为执行器官所需的工作信号 第二节第二节 机械式凸轮分配轴控制的自动机床机械式凸轮分配轴控制的自动机床一、凸轮分配轴控制系统的类型一、凸轮分配轴控制系统的类型1．不变速的单一分配轴控制系统2．变速的单一分配轴控制系统3． 分配轴和辅助轴轮流控制的控制系统离合器 图6—3 凸轮分配轴控制系统Ⅲ—辅助轴Ⅰ—主轴Ⅱ—分配轴二、单轴转塔自动车床二、单轴转塔自动车床(一) 机床的用途、总布局与工作循环 单轴转塔自动车床是用分配轴和辅助轴轮流控制的通用全自动车床，主要用于大批大量生产中，加工形状比较复杂、需用多把刀具顺序地进行加工的工件。

单轴转塔自动车床的主参数是最大棒料直径 1 —底座 2 —床身3 —分配轴4 —主轴箱5 —前刀架6 —上刀架7 —后刀架8 —转塔刀架9 —辅助轴 图6—4 单轴转塔自动车床外形 单轴转塔自动车床在每个自动工作循环中，各部件顺序地完成下列工作：(1) 送料和夹料2) 各刀架顺序工作，按加工工艺要求依次加工工件各表面3) 切断和接料工件各表面加工完后，装在上刀架上的切断刀开始切断工件，同时装在刀架下方床身上的接料盘抬起，使切下的工件沿着接料盘落人成品盒，与切屑分开二) 传动与控制系统1．主传动主传动链的两端件是主电动机与主轴，其传动路线表达式为2．分配轴、辅助轴的传动及其控制作用 作为机床控制系统主要组成部分的分配轴和辅助轴由辅助电动机驱动，其传动路线表达式为分配轴和辅助轴在旋转过程中，实现下列控制作用：(1) 控制各刀架的运动循环(4) 控制主轴换向(变速)(2) 控制送料和加料(3) 控制转塔刀架换位(5) 控制接料(三) 典型机构1．分配轴2．定转离合器3．送料和夹料机构 一个工件加工完毕时，送料和夹料机构随即开始动作，实现送夹料工作循环，其过程如下：(1) 送料夹头向左退回，完成复位动作，为送料作好准备。

2) 压紧套左移退回，夹料夹头靠自身弹性向外张开，松开棒料3) 送料管带着送料夹头和棒料一起向右移动，进行送料4) 压紧套向右移动，压缩夹料夹头的卡爪，将棒料夹紧4．转塔刀架 转塔刀架用于纵向切削和安装限定送料长度的挡料杆，在机床加工过程中，它需完成下列运动：(1) 转塔刀架的运动循环(2) 转塔的转位与定位(3) 转塔刀架的附加快退运动为了实现上述运动，转塔刀架相应地具有下列机构：(1) 纵向进给机构(2) 转位机构(3) 定位机构(4) 快退机构(四) 机床调整卡的编订和凸轮设计1．调整设计原理(1) 工件加工工艺的拟定(2) 刀具行程长度的确定(3) 单件工时和各工步时间的确定(4) 各工步占用分配轴格数(角度)的确定(5) 凸轮半径的确定2．调整卡的编订调整卡是调整凸轮分配轴控制的自动车床时所必需的工艺文件1) 绘制零件图(2) 拟定工件加工工艺过程，绘制加工简图3) 计算刀具行程长度(4) 确定凸轮曲线终止半径和起始半径(5) 选用切削量，确定主轴转速和变速挂轮齿数6) 计算各工作行程工步时间工和工作行程时间(7) 估算单件工时，确定各空行程工步占用格数。

8) 确定单件工时以及各工作行程工步占用格数占(9) 配算分配轴挂轮，计算机床生产率10) 确定各工步起始与终止格数3．凸轮的设计(1) 凸轮的圆周等分(2) 凸轮曲线的绘制a) 确定各段曲线的滚子中心的起点和终点位置b) 确定各段工作行程曲线的起点和终点位置c) 画出滚子中心的轨迹线d) 画出凸轮工作行程轮廓曲线图6—18 凸轮工作行程曲线的画法第三节第三节 电气程序控制机床电气程序控制机床一、机床程序控制的概念一、机床程序控制的概念 一是机床加工循环中各部件动作的先后顺序，另一是机床运动部件位移量的大小或运动的轨迹则机床工作时的程序动作如下：(1)　夹紧工件(2)　主轴箱快速前进(3)　主轴箱工进(4)　主轴箱快退(5)　夹具松开(6)　夹具完全松开后，由行程开关5SQSQ发出信号，机 床恢复原始状态二、卡盘多刀半自动车床二、卡盘多刀半自动车床(一) 机床的用途和总布局它一般用作粗加工和半精加工，坯料为铸件或锻件图6—24 卡盘多刀半自动车床(C C7620)外形1—主轴箱2—电气柜3—矩阵插销板 4—后刀架5—操纵台6—前刀架7—床身(二) 机床的传动与结构特点(三) 机床工作循环的程序控制下面仅就工作循环中一些程序动作的控制原理加以说明。

1．主轴高低转速档转换的控制2．无进给切削的控制3．前后刀架依次使用的控制4．工作循环终止的控制第四节第四节 数字控制机床数字控制机床一、数控机床的工作原理一、数控机床的工作原理1．数字控制(数控)系统的组成数字控制系统一般由信息载体、数控装置和伺服机构三个部分组成现将数控系统各组成部分的基本工作原理作一简(1) 信息载体与信息输入装置 指令信息输入数控系统有两种方式：一种是由穿孔带等信息载体通过信息输入装置输入，另一种是手动数据输入(2) 数控装置 数控装置是数控系统的核心部分3) 伺服机构 伺服机构是数控系统的执行器官，也就是数控机床的进给驱动系统，由伺服驱动装置和进给传动装置组成；对于闭环控制系统，则还包括工作台等机床运动部件的位移检测装置2．工件轮廓表面的成形3．编程实例 图6—37 程序编制的一般过程(1) 根据工件形状、尺寸和加工要求，确定加工过程(2) 进行坐标计算，选取主轴转速和刀架进给速度程序编制的基本方法图6—38 在数控车床上车削阶梯轴 a) 数控车床的坐标系统 b) 车阶梯轴时刀具运动路线(3) 编制加工程序单二、数控机床的分类与特点二、数控机床的分类与特点1．数控机床的分类(1) 按工艺用途分类a) 一般数控机床b) 自动换刀数控机床(2) 按加工方式分类a) 点位控制数控机床b) 直线控制数控机床c) 轮廓控制(连续控制)数控机床(3) 按数控系统能同时控制的坐标轴数分类 图6—43 轮廓控制数控机床的加工方式 a) 两坐标加工 b) 三坐标加工c) 坐标加工(4) 按伺服机构类型分类a) 开环控制数控机床b) 闭环控制数控机床c) 半闭环控制数控机床UN320A-SC伺服控制伺服控制闭环闭环注塑机注塑机(5) 按数控装置功能的多寡分类a) 全功能数控机床b) 简易数控机床c) 经济型数控机床2．数控机床的特点与应用范围(1) 具有较大柔性，能非常灵活地适应加工任务的改变。

2) 能获得较高的加工精度3) 加工复杂形状的工件比较方便4) 使用、维修技术要求高，机床价格比较贵，设备首次投资大三、数控机床的典型结构三、数控机床的典型结构(一) 进给传动装置1．滚珠丝杠螺母机构2．齿隙补偿机构3．键联接间隙补偿机构(二) 主传动装置和主轴部件(三) 自动换刀装置1．直接在刀库与主轴(或刀架)之间换刀的自动换刀装置2．用机械手在刀库与主轴之间换刀的自动换刀装置3．用机械手和转塔头配合刀库进行换刀的自动换刀装置第五节第五节 组合机床组合机床一、组合机床的特点与应用范围1．组合机床的组成与特点(1) 设计和制造组合机床，只需设计少量专用部件，不仅设计、制造周期短，而且也便于使用和维修2) 通用部件经过了长期生产实践考验，且由专业厂集中成批制造，质量易于保证，因而机床工作稳定可靠，制造成本也较低2．组合机床的应用范围(3) 当加工对象改变时，通用零、部件可以重复使用，组成新的机床，有利于产品更新 主要用于平面加工和孔加工；平面加工包括铣平面、车端面和锪(刮)端面等，孔加工包括钻、扩、铰、镗孔以及孔口倒角、攻丝和锪沉头孔等二、组合机床的通用部件二、组合机床的通用部件1．通用部件的分类大型通用部件的类型(1) 动力部件(2) 支承部件(3) 输送部件(4) 控制部件(5) 辅助部件2．单轴头　　单轴头包括钻削头、攻丝头、铣削头、镗削头及车端面头。

3．动力箱4．动力滑台5．通用部件的型号、规格及其配套三、多轴箱三、多轴箱 多轴箱是组合机床的专用部件，它的功用是按照被加工工件上孔的数量和分布位置布置刀具主轴，并通过传动件将动力箱的动力传给各主轴，使其按所需转速和转向旋转四、组合机床的类型四、组合机床的类型(一) 大批大量生产使用的组合机床1．单工位组合机床复合式倾斜式图6—68 单工位组合机床的配置形式2．多工位组合机床(1) 移动工作台式组合机床(2) 回转工作台式组合机床(3) 中央立柱式组合机床(4) 鼓轮式组合机床(二) 中小批生产使用的组合机床 已经发展的品种有：可调式组合机床、转塔多轴箱式组合机床、自动换刀式数控组合机床和自动更换多轴箱式数控组合机床等第六章第六章 完完。