机床的切削加工
机床的切削加工是由刀具与工件之间的相对运动来实现的,其运动可分为表面形成运动和辅助运动两类。表面形成运动是使工件获得所要求的表面形状和尺寸的运动,它包括主运动、进给运动和切入运动。主运动是从工件毛坯上剥离多余材料时起主要作用的运动,它可以是工件的旋转运动(如车削)、直线运动(如在龙门刨床上刨削),也可以是刀具的旋转运动(如铣削和钻削)或直线运动(如插削和拉削);进给运动是刀具和工件待加工部分相向移动,使切削得以继续进行的运动,如车削外圆时刀架溜板沿机床导轨的移动等;切入运动是使刀具切入工件表面一定深度的运动,其作用是在每一切削行程中从工件表面切去一定厚度的材料,如车削外圆时小刀架的横向切入运动。
关于机床轴数
这里说的机床轴,是指机床的自由度,几轴就代表几个自由度。比如通常的三轴就是指工作台的平面运动外加刀具的上下运动,四轴是指除了前面的三轴再加上工件的旋转或工作台的旋转等。从理论上来讲,轴数越多,机床加工的自由度越高,机床的功能性也就越强,但这并不意味着轴越多越好,原因有以下几点。
1、除了看轴数,还要看联动每当说到几轴机床时,后面还要跟着一个几联动。前面提到,机床的轴就是指机床加工的自由度,而机床的联动是指伺服轴(不包括主轴)可以同时进行插补。举个例子,五轴五联动就是五个运动轴在加工工件时能同时协调运动。如果五个轴中有一个或是两个轴不能和其它轴同时动作,那么这个机床就叫“五轴四联动”或是“五轴三联动”。理论上讲,轴数可以达到十几轴、几十轴甚至上百轴,但联动却不一定能达到这么高,这也是五轴五联动机床被视为国家重要装备资源的原因。所以每当有多轴的机床出来,总有要强调联动,因为联动更能立体展现机床的性能。
2、除了自由度,精度、刚性也很重要机床是指制造机器的机器,其种类多,范围广,在国民经济现代化的建设中起着重大作用。针对不同的加工,对机床种类和性能的要求也不同,所以虽然多轴可以带来较高的加工自由度和功能性,但很多时候,待加工工件并没有那么复杂,反而对机床的精度和刚性要求更高。目前来说,多轴机床在复杂工件加工以及效率上的优势较为明显,在精度上并没有相对优势,反而因为复杂的机身设计,使机床的刚性稍显弱势。总之,适合加工才是很好的,面对不同的待加工工件,机床轴并不是越多越好。
机床传动系统
传动系统是数控机床的重要“脉络”,主导机床各部分的有序进行及完成机床的工作任务,他包括传动机械和辅助动力系统。
(1)就刀部分而言,包括保护装置、刀库和换刀装置;(2)作为传动系统的第二大组成——传动机械包括滚珠丝杆、直线导轨和蜗杆副三个部分;(3)辅助动力系统则包含液压系统和启动系统两个部分,这两个部分是数控机床的动力所在。
(2)数控系统
数控系统,可以说是数控机床的所在,也是整个机床很具感性作用的部分,是机床完成各项功能和作业精髓所在。
数控系统基本分为两类,驱动装置,它包括高速主轴、力矩电机、直线电机、普通电机和步进电机;控制及检测装置,包括CNC系统、可编程序控制器、进给伺服控制模块、位置检测模块等。
机床坐标
使用数控机床加工的目的是插补加工动作从一个点到另一个点,特别是对五轴联动的机床,确定这些点的坐标尤为重要,只有确定了这些点,才能够正确的执行加工,那么数控机床加工中的这些点是怎么确定的呢?是机床坐标系来确定这些点的坐标。
根据iso841标准,数控机床坐标系以右手笛卡尔坐标系为标准确定。数控车床平行于主轴方向,即纵向为Z轴,垂直于主轴方向,即横向为X轴,并且刀具远离工件的方向为正方向。