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数控机床是一种具有高精度、高柔韧性、高效率、高自动化机床设备,由于其成本投入要远远大于普通机床,因而减少机床故障发生率、延长机床使用寿命是其日常管理的重要内容。通常情况下,因为数控机床程序技术高度复杂,对于维修人员的素质和专业能力要求较高,以致其故障检测和排除相对效率较低。作为机床故障的主要类型,刀架故障的排除就显得更为重要。因此,加强有关数控机床刀架故障的分析和排除措施的探讨,对于提高数控机床检修质量、改善数控机床使用效率具有重要现实意义。
1.数控机床电动刀架工作原理
数控机床电动刀架的一般工作原理为:工作人员将指令输入到机床中,在指令传输给计算机后,计算机输出换刀指令,此时控制刀架继电器开始工作;当继电器合闸后,刀架电动机开始动作,在经过涡轮、蜗杆、螺杆过程后使刀架销盘上升到固定高度,此时离合销嵌入到离合盘槽内,两者循环带动;销盘同时引起上刀架体转动,当上刀架体旋转到恰当位置时,电动机反转,此时反靠销嵌入到反靠盘中,离合销退出离合盘,以此刀架实现粗定位;销盘的下降端齿啮合,在经过精确定位后刀架便锁紧;刀架反转完成一个周期后,继电器会自动切断,电动机继而停止运行;当延时继电器开始动作后,中断电源、电动机停止动作,向计算机输入返回指令,加工过程便开始2.数控机床刀架典型故障分析及排除
2.1.换刀指令失效
故障原因分析:刀架电动机的三相电源缺相进行输出造成转矩较小;接触线圈发生不同程度的老化或损坏;电动机不同相采用了错误的接线顺序,从而导致电动机通电后发生逆时针旋转,而其内部的离合销、弹簧、反靠销等机械结构智能进行单向运动,造成电动机非正常制动;控制刀架继电器出现故障;刀架电动机出现损坏;主触点发生短路或断路;接线端子接触不牢或滑落。
排除措施:关闭电源检查器件有无松动;检查刀架机械结构是否正常;检查机床控制和强电回路是否完整;检查电机的QF4是否出现跳闸;采用更换法检查电机是否正常运转。
2.2.刀架转位不停
故障原因:刀架体内的磁极和磁钢方向相反,发信盘与磁钢位置不一致、高度不精确;连接发信盘的电源发生断路,没有正常的电源供应,发信盘便不能开始运行;发信盘霍尔元件出现断路或短路,作为发信盘的重要元件之一,每个霍尔元件都有一个固定的刀位,如果其中的一个霍尔元件出现问题,就会造成刀架转位不停的故障;当刀架体内发信盘的接地线出现短路或断路时,刀架停止信号不能及时传输到系统中,也会造成刀架体转位不停。
排除措施:对于线路故障问题应当拆除刀架体上盖,检查发信盘的接地线路或电源是否出现断路,若是断路问题及时更换线路;对于磁钢磁极方向故障应当将刀架体的磁钢磁极方向调整一致,并仔细检查发信盘与磁钢位置是否平行,并做适当调整;对于霍尔元件的问题,因为霍尔元件与发信盘通常是固定在一个整体的密封装置内,所以先用三用表对发信盘两侧的接线柱电阻进行检测,如果两侧电阻值不一致则表示发信盘发生损坏,此时更换新的发信盘即可。
2.3.刀架电动机无法正常启动
故障原因:在刀架电动机拆卸后重新安装时经常会出现这种问题。这通常是由于安装过程中,没有准确连接刀架电动机相位和电源相位所致。
排除措施:当在电源接通时如果听到刀架电动机出现异常声响,应当立刻切断连接电源,调整电动机相位使其与电源相位相一致;如果调整完成后刀架仍不能正常动作,且向下推进,电动机出现异常声响,则应当重新进行进行接线。
2.4.刀架无法锁紧
故障原因:刀架装配时,可能存在较大的积累误差,导致反靠销、离合销拥有较长的装配尺寸;没有正确设置系统PMC刀具锁紧时间参数;刀架电动机无法接收到反转信号;丝杠螺母副出现卡死。[2]
排除措施:检查反靠销、离合销装配尺寸,如果过长要通过修磨使其长度缩短;重新设定系统PMC刀具锁紧时间参数,通常将其周期设置为1S;查看刀架反转接触器是否正常;对刀架机械结构进行全面检查,调整丝杠螺母副的固定位置。
2.5.上刀体转位不精确
故障原因:反转装置不能正常运行;由于运转周期过长,刀架在机床强烈振动状态下,霍尔元件在圆周方向与磁钢发生不同程度的偏离,造成上刀体转位过大或过小;弹簧片触点与发信盘触点出现不同程度的偏离;在发信盘安装过程中,没有恰当调整鼠牙盘和发信盘的位置,这些都会引起上刀体转位不精确的现象。
排除措施:检查弹簧有无损害或老化,反靠销是否能够进行灵活定位,螺杆连接销和反靠棘轮能否正常连接,检查完成后根据不同情况采取合理措施;调整霍尔元件在圆周方向上的位置,使其与磁钢包保持一致;检查发信盘夹紧螺母是否正常夹紧,如果出现松动现象要对弹簧片触点位置和发信盘触点位置进行调整,最后锁紧螺母。
2.6.上刀架体不能旋转到所需刀位
故障原因:部分霍尔元件与磁钢之间失去作用信号;部分霍尔元件出现短路或断路;发信盘内的霍尔元件没有对应好正确的刀位信号。[3]
排除措施:加强对发信盘的全面检查,如果发信盘出现故障则及时更换发信盘;检修发现盘内部线路连接是否正常,修整出现问题的线路;信号线未对应的情况一般会出现在安装和调整发信盘的过程中,应该根据设计刀位信号重新连接信号线。
3.结束语
数控机床刀架故障能否及时排除直接关系到数控机床的良好稳定运行。因此,相关技术和维修人员应当充分了解刀架系统结构、工作原理和动作过程,加强对故障现象的分析和诊断,在掌握数控机床监控运行状态数据和逻辑关系的基础上合理排除故障,以此不断提高刀架故障检修质量。
参考文献:
[1]袁林,付福起,李海滨.数控车床刀架典型故障分析及排除[J].制造技术与机床. 2010,13(14):74-75
[关键词]数控车床;刀架钻夹系统;设计及使用;
中图分类号:C39 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2014)27-0077-01
引言
目前在我国机械加工领域中使用的数控车床大部分都是经济型数控车床,特别是在私营企业、国有小企业、教学单位和西部落后地区使用的数控车床90%以上为经济型数控车床,并且有一部分数控车床还是用普通车床改装而成。这些数控车床都是使用四工位立式数控刀架,机床的局限性造成钻头装夹时定位精度不高,难以达到加工要求,把钻头准确定位并装夹在此类数控车床的刀架上就成为一个技术难点。
0.数控车床钻头夹具的设计要求
①可以保证工件稳定的加工精度;
②确保安装、加工工件时操作安全;
③装夹操作要省时、省力和方便。在结合经济性的情况下,尽量采用气动、高效自锁机构等自动化夹紧装置,提高装夹速度;
④应具有良好的结构工艺性。
1.设计方案比选
笔者在总结现有经验的基础上,设计了一种实用新型数控车床刀架钻夹,使用它装夹钻头既能够方便、快捷地把钻头安装在数控车床刀架上,又能够使钻头定位准确。具体技术设计方案如下:方案1(参见图1-3):
此设计方案的数控车床刀架钻夹适用于直柄钻头及中心钻,其包括钻夹体1、螺丝孔2、V形槽3、夹紧垫片4、V形块5等要素。在钻夹体1一侧开有3个螺丝孔2。
方案2(参见图4):此设计方案的数控车床刀架钻夹适用于锥柄钻头,钻夹体1设计为长方体,在钻夹体1长度方向水平设置一个莫氏锥孔2,在莫氏锥孔尾部水平设置一个扁孔3,用来配合钻头锥柄尾部的扁榫,以防止钻头打滑及拆卸钻头。
2.设计原理及说明
方案1:(1)如图1所示,钻夹体1为长方体,其各面及各面之间的平面度、垂直度、平行度都有适当的精度要求(主要的形位公差如图所示),以保证钻夹体1在数控刀架上的定位精度,从而保证钻头的定位精度。(2)在钻夹体内,水平设置一条V形槽3,V形槽3的中心线与钻夹体平行,V形角的角平分线与水平面平行,这样就使得尺寸大小不等的钻头安装在V形槽里夹紧之后其中心高度都是一样的,且V形槽的中心线高度相等。(3)钻夹体底面到V形槽的中心线的高度H,设计与数控刀架车刀支承面到车床主轴中心线的高度相等,这样钻头在安装使用时,在高度方向上无需再用垫片调整。(4)钻头用3个内六角螺栓夹紧,图3的垫片安放在钻头与螺栓之间,用于夹紧尺寸大的钻头,目的是在夹紧钻头时使钻头受力均匀,防止钻头弯曲变形、夹伤等;图3的V形块亦安放在钻头与螺钉之间,主要用于装夹尺寸小的钻头。
方案2:该钻夹外形为长方体设计,其各面及各面之间也都有相应的平面度、垂直度、平行度等形位公差的要求(主要的形位公差如图4所示)。在长度方向水平设有一莫氏锥孔,垂直于锥孔在锥孔后面水平设置有一扁孔,以配合钻头锥柄后端的扁榫,目的是防止钻头打滑转动及拆卸钻头。钻夹的后部在与锥孔同一轴心线上开一螺丝孔,此孔与扁孔、锥孔连通,拧进螺丝即可把钻头从锥孔推出。底面到莫氏锥孔中心线的高度H,与刀架车刀支承面到车床主轴中心高度相等,钻头在安装使用时无需再用垫片调整。
3.使用方法
(1)安装
方案1:参照图1-4所示,安装前先把刀架的刀位擦干净,把钻夹的V形槽及底面(A面)和垂直面(B面)吹洗干净,安装时,首先把钻头插入V形槽3里套入垫片5,用螺丝2夹紧,然后把钻夹安放在刀位上(注意把钻夹与刀架的各接触面压平、贴紧),再用刀架螺丝夹紧钻夹安装即完毕。
方案2的安装与方案1同理。
(2)对刀
钻头在安装完毕之后与其它刀具一样还要进行对刀才能使用,本人在实践中总结出钻头常用的对刀方法有以下三种(因Z轴方向对刀比较容易在此不作陈述):
目测对刀法。就是移动钻头用眼睛观测,当观察到钻头中心与工件旋转中心一致后,设置钻头X方向的刀补。
定点对刀法。像其它刀具一样移动钻头使钻头的棱边轻轻接触到试车过的外圆处,然后设置钻头X方向的刀补(注意要加上钻头的直径值)。
对中法。如数控铣床对刀的方法一样,启动主轴,移动刀架使钻头先后与试车过的工件前后两边轻轻接触,2个接触位置的平均值即为工件旋转中心。用G00指令把钻头移动到中心位置,再设置钻头X方向的刀补。
(3)换刀
因钻头磨损需刃磨或更换时,只需松开夹紧钻头的螺丝2(方案2拧进螺丝顶出锥钻头)即可把钻头卸下,此时钻夹仍牢牢固定在刀架上,然后把新钻头插入V形槽(方案2为锥孔,注意拧退卸刀螺丝)夹紧,对Z方向重新对刀即可使用。如果是钻通孔或孔深精度要求不高,对于方案1换刀时还有一捷径,即先进行前面程序的加工直到调出钻头并快速定位到起刀点,即G00X0Z3处,然后暂停,再把钻头从钻夹后面插入,用目测方法,当钻尖到达Z3处后夹紧即可继续进行加工。
4.局限性
(1)因受刀架装刀位置高度尺寸的影响,钻夹的V形槽(或锥孔)不能做得太大,因此在使用直径大的钻头时有一定局限性。
(2)钻头装夹时的定位精度受刀架精度影响,在钻深孔时,仍需根据试钻情况对钻头进行微调。
5.结束语
此钻头夹具在长达一年的实际加工作用过程中,已证实其所钻之孔均能达到10至12的公差等级精度,钻头的使用寿命亦不受到额外影响。实践证明此钻头夹具具有结构简单、实用方便、安全有效等优点。在批量生产中与使用尾座对比,生产效率明显提高,工人的劳动强度明显降低。
参考文献
关键词:粗定位;精定位;磁钢;反转时间;拆装
中图分类号:G712 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2014)05-0195-02
近几年随着全国职业技能大赛的开展,每年全区都要进行“数控机床维修与调试”的比赛,我们学院也参与其中,逐渐地对数控机床结构和维修有了更加深入的了解。通过对各种资料的研究和反复对数控车床四方刀架的拆装与故障调试,我发现基本找不到一份详尽的拆装说明。现就将我在数控车床四方刀架拆装与调试竞赛过程中的一些发现和体会做一阐述。
一、经济型数控车床四方刀架的结构及动作原理
经济型数控车床四方刀架完全由电气控制,其功能虽然与普通车床四方刀架相同,但结构已有很大改变,其结构图如下:
1-上盖;2-发信盘;3-小螺母;4-磁钢座;5-大螺母;6-离合器盘;7-螺杆;8-外端齿;9-下刀体;10-蜗轮;11-中轴;12-反靠垫;13、27-反靠销;14-上刀体;15-霍尔元件;16-磁钢;23-联轴器;24-止退圈;25-离合销;26-销盘;27-销钉
1.主要部件作用:原动力件:电机;机械传动件:蜗杆、10、11、7、26;基础件:9、14;位置传感元件:2、15、16;机械定位件:25、27、12、13。
2.结构说明:(1)静止不动的原件:电机、9、11、24、5、2、3、15。(2)传动:电机轴。23蜗杆107(内螺纹,中轴11为外螺纹)。(3)机械粗定位:上刀体14底面的端面定位齿和下刀体9外端齿尚啮合。(4)机械精定位:离合销25把上刀体14与螺杆7离合完成精定位。(5)系统定位:霍儿元件15内有四个位置分别对应四个刀位,每个刀位的指令固定,刀位对准磁钢后完成系统指令。
3.动作原理:(1)松开:系统发出指令电动机启动蜗杆转动10蜗轮螺杆7转动上刀体14沿中轴11垂直上升(上刀体14底面的端面定位齿和下刀体9外端齿尚处于啮合状态,上刀体14无法转动)端面定位齿完全脱离。(2)换刀:上刀体14转动(离合销25将上刀体14与螺杆7连在一起)刀位转动。(3)定位:霍儿元件15(有四个位置分别对应四个刀位)与指令对应的刀位对准磁钢16发出信号,刀架电动机开始反转。(4)锁紧:离合销25将上刀体14与螺杆7分离离合器盘6带动螺杆7向下锁紧上刀体14换刀完成(电动机的反转时间是系统参数设定的,不能过长不能太短,太短刀架不能锁紧,太长电动机容易烧坏……)。
二、刀架的拆装过程
1.拆下上盖1,记清发信盘2上的不同颜色电线的位置,然后拆下小螺母3、发信盘2和磁钢座4。
2.拧出大螺母5内两只M4螺钉,取出大螺母5及止退圈24、平面轴承和离合盘6。
3.向上转出上刀体14,拆下外端齿8、螺杆7、螺母18、离合销25、反靠销13。
4.拆下电机电线,拆去电机与下刀体的连接螺栓,拆去电机。
5.拆去中轴11下端盖上的螺钉,取出下端盖、蜗轮10、中轴。
6.取出蜗杆及轴承。
7.装配前所有零件清洗上油,传动部位上脂。
8.按拆卸反顺序装配。
三、四方刀架常见故障分析
1.电动刀架的每个刀位都转动不停。故障原因:发信盘无+24V或COM输入;刀位上+24V电压偏低,线路上的上拉电阻开路;刀位电平信号参数未设置好;霍尔元件损坏;磁块故障,磁块无磁性或磁性不强。
2.电动刀架不转。故障原因:刀架电机三相反相或缺相;系统的正转控制信号无输出;系统的正转控制信号输出正常,但控制信号这一回路存在断路或元器件损坏;刀架电机无电源供给;机械卡死;刀架电机损坏。
3.刀架锁不紧。故障原因:发信盘位置没对正;系统反锁时间不够长;机械锁紧机构故障。
4.刀架某一位刀号转不停,其余刀位可以转动。故障原因:此位刀的霍尔元件损坏;此位刀信号线断路,造成系统无法检测到位信号;系统的刀位信号接收电路有问题。
5.刀架有时转不动。故障原因:刀架的控制信号受干扰;刀架内部机械故障,造成的偶尔卡死;系统的刀位信号接收电路有问题。
6.输入刀号能转动刀架,直接按换刀键刀架不能转动。故障原因:霍尔元件偏离磁块,置于磁块前面,手动键换刀时,刀架刚一转动就检测到刀架到位信号,然后马上反转刀架;手动换刀键失灵。
清楚认识数控车床四方刀架的拆装和常见故障对维修数控机床来说意义重大,通过上述的分析,希望能对有用者有所帮助。
参考文献:
[1]晏初宏.数控机床与机械结构[M].北京:机械工业出版社,2009.
[2]邓三鹏.数控机床故障诊断与维修[M].北京:机械工业出版社,2009.
[3]廖兆荣,杨旭丽.数控机床电气控制[M].北京:高等教育出版社,2008.
[4]GSK980TD车床CNC使用手册[Z].
[5]广州数控维修手册[Z].
关键词:数控车床;加工刀具;优化改进
中图分类号:TG51 文献标识码:A
数控车床不仅能够提高产品的生产质量,而且能够控制生产成本,确保经济效益。但在实际数控车床生产过程中,其生产效率、产品质量在一定程度上受到加工刀具的影响。相对来讲,数控车床的加工刀具切削原理跟普通的车床并无差别,然而,结合数控车床的实际加工零件、车床性能,来对刀具进行有效选择,并科学地调整相关参数,是确保加工精度,提升生产效率的前提保障。本文以GSK980T经济型数控车床加工刀具为例,对其加工刀具存在的问题进行分析,并提出相应的优化改进措施,以提升刀具使用性能,确保加工精度与加工效率。
1.数控车床加工刀具应用现状
当前大部分数控车床所使用的刀具均为焊接式的合金车刀,在使用该种刀具进行产品生产加工时,由于轮轴盖零件材质为铸铁,其表面较为坚硬,因此容易导致刀尖磨损,使得被加工的轮轴盖零件表面精度受到较大影响。同时,在生产过程中,若是使用两把车刀进行,就会因反复换刀而大大延长了程序使用时间,并容易出现崩刀状况,使得刀具的使用成本增加。
2.数控车床加工刀具的优化与改进
2.1 加工刀具的有效安装
在数控车床的加工刀具安装中,若是安装位置不恰当,或是安装不牢固,会导致切削时发生振动,或致使工件表面存在振纹,容易导致刀具破损,严重影响到工作效率。因此,在安装过程中,要注意刀具的刀尖要与刀工件轴线保持等高水平。其中,精加工时,刀尖可以略低于工件轴线,而在粗加工以及车削大直径工件时,刀尖可以略高于工件轴线。同时,还要注意对车刀探出长度进行控制,以免过长而出现刚度差,使得加工件表面粗糙,或存在扎刀、打刀等问题。而刀杆底部要保持平整,且垫片前端要对齐,并用两个螺钉交替拧固的方式来确保车刀安装的稳固性。在使用机夹可转位的刀具时,要擦拭干净刀片、垫片,并用螺钉固定刀片。
2.2 加工刀具的正确选择
数控车床在加工中所使用的刀具种类较多,而为了确保刀具与车床的适应性,要选择通用化、标准化的刀具。在刀具的选择中,要保证其安装与调整的便捷性,且刃磨方便,刚度、精度较高,排屑性能好。其中,刀具的规格化与通用化能够便于刀具的高效管理,而可转位刀具能够有效增加刀具互换性。在整体式的车刀选择中,通常使用小型车刀与螺纹车刀,以及多功能车刀,且刃磨方便,抗弯与冲击韧性良好,刀口较锋利。针对焊接式车刀,该种刀具主要是将硬质的合金刀片采用焊接紧固形式,固定于刀体上,经刃磨而车刀。因此,在选用该种车刀时,要尽量选择结构简单,刚性良好,制造方便的刀具。
由于本次研究加工的产品为轮轴盖(具体如图1所示),其外形A与B已经加工完成,但内孔粗加工中产品精度较低,形状简单,需要批量生产,且使用的是GSK980T经济型数控车床,因此,数控车刀具可选择机夹可转位车刀。该种刀具的精确度较高,能够确保刀片重复定位时的精度,且定位相对方便,能够保障刀尖的位置,避免刀尖磨损时更换整个刀具。另外,在刀具优化中,可适当使用复合式夹紧结构,以便更好地适应刀架的快速移动与换位,并快速更换不同的切削部件,进行多种切削的高效加工,并确保刀具在自动切削过程中不会出现松动现象。
2.3 加工刀具的有效补偿
数控车床在更换加工ο笫保需要注意刀具的有效补偿,以免对加工零件质量产生影响,并降低机床功效。在编制加工程序过程中,进行刀具的补偿调整,是提升加工质量与加工效率的基础前提。通常来讲,刀具补偿是用于补偿刀具在实际安装位置上,与理论编程位置之间的差距,在刀具有效补偿之后,更换刀具时,仅需要改变刀具的位置补偿值即可,无须再变更零件的加工程序。刀具的位置补偿,主要分为相对补偿与绝对补偿两种。一般来说刀具的位置补偿功能,主要是由程序段内的T代码来加以实现。而T代码后4位数中,前两位表示刀具号,后两位表示刀具的补偿号。实际上,刀具补偿号为刀具补偿寄存器地址号,此寄存器内包括刀具几何偏置量、磨损偏置量。在设定过程中,要结合实际生产需要及刀具性能、精度等进行调整。
2.4 加工刀具的结构优化
在数控车床的加工刀具结构优化上,要尽量少用复杂结构的刀具,以减少装夹产生的误差,进而大大提升加工表面精度及相互位置的精度。而在刀的结构上,若是将加工轮轴盖两把刀,通过合并变为一把刀,则不再需要旋转刀架。在这种过程中,刀架就能够有效减少由于刀具的磨损而降低加工精度,同时也能够避免生产中断现象的发生,避免机器故障,并降低维修难度。同时,一把刀在定位过程中,仅需要一组定位销钉,若是使用了标准刀具,在换刀时,只需要在刀尖松、紧定位螺丝上调至,而无须松紧刀架定位销钉装,及拆刀杆,避免刀架定位销钉受到损坏。
优化改进之后的刀具,主要是将两把机夹可转位车刀,合并为一把机夹刀。而刀杆在通过热处理后,用螺丝固定刀尖的A、B位置,这样一来,刀具便可以完成之前两把刀的同样工作,且方便刀具的装、卸,大大提升了生产效率。另外,该种刀具改进,能够避免加工时频繁的转换刀架,并减少了因频繁旋转刀架、换刀所导致的故障。而刀具在磨损之后,仅需要松开螺丝,通过位移或更换不重磨刀片,进行简单刀补,便可以投入生产。
结语
在数控车床加工生产中,刀具的优化改进能够有效解决批量生产时刀具存在的问题,并提升了生产效率、产品质量,缩短了停产待修时间、调试时间、刀具换刀时间,让操作者的工作强度大大降低,经济效益良好。
参考文献
[1]周光辉,苗发祥,李彦广.数控加工中心任务与刀具集成调度模型与改进自适应遗传算法[J].西安交通大学学报,2014,48(12):.
关键词 数控车床 梯形螺纹 换刀精车
中图分类号:TG659 文献标识码:A
目前数控机床从业人员普遍认为数控车床只能加工三角螺纹和小螺距螺纹,对于较大螺距的梯形螺纹也只能进行粗加工和半精加工。因为数控加工梯形螺纹过程中,刀具磨损或者强度不够而损坏时无法保证零件的尺寸精度和图纸要求需更换刀具,而数控车床在螺纹加工过程中刀具位置发生变化螺纹起点也发生变化,所以不能用来精加工。
1梯形螺纹加工时换刀具螺纹不乱纹的必要条件
无论是应用普通车床还是数控车床进行螺纹梯形螺纹车削,都要满足以下两个条件进行切削加工:
(1)螺纹的车削加工时,螺纹的螺旋线按照车床主轴旋转一周,刀具纵向移动一个螺距或者导程的规律进行螺纹加工。
(2)更换螺纹刀具后,在刀具刀位点统一的前提下,每次车削与粗车时起点一致就不会产生乱纹现象。
2数控车床车削螺纹的加工原理
数控车床进给系统和普通车床进给最大的区别是,主、进给传动分离。数控车床的主传动与进给采用了各自独立的伺服电机,使传动链变得简单,可靠,同时各电机即可单独运动也可实现多轴联动。所以,数控车床车削螺纹时,溜板箱上的纵向丝杠和螺母是由该轴的伺服电机直接进行驱动的。传动过程如下:主轴主轴脉冲发生器数控系统;电机(或带有机械接口――纵向长丝杆、螺母)滑板箱刀架。
通过其传动途径可以看出,数控车床车削螺纹时,不是像普车那样通过主轴到溜板箱一系列传动链所控制,而是由数控系统驱动电机进行控制的。设计者为了保证数控车床在车削螺纹时有固定的起刀点和退刀点在主轴上安装了光电脉冲编码器,从而保证数控车削螺纹时通过与数控系统协调工作,使其能够准确实现刀具运动要求。原因是,光电编码器的电压是由数控系统提供的,当与数控车床主轴同步转动的中心旋转一周时,光电编码器可发出两路或者多路脉冲信号:一路是一个脉冲数所表示的定位脉冲,用来控制螺纹车削时的起刀点,保证了螺纹加工过程不会乱纹;另一路是与定位脉冲信号相同的螺纹加工时的纵向进给脉冲信号,即主轴每旋转一周时发出数控所要求的脉冲信号,用来控制所加工螺纹的螺距或者导程的大小。正因为如此,数控车床车加工螺纹是根据机床主轴每旋转一周,刀具纵向移动一个螺距或者导程的规律而加工出来的。所以每一把成型的螺纹刀具只要刀位点一致就不会出现乱纹现象。
3数控车床的换刀原理
首先根据加工工艺我们为了便于控制每一把数控车刀在加工时的先后顺序、位移、起始位置及规定路线,须在加工前进行对刀,从而建立工件坐标系,使每一把刀具刀位点通过系统补偿都能重合在工件坐标系的原点。进而可以得出,每一把成型的梯形螺纹刀具在刀具刀位点统一的前提下,每次车削螺纹的起刀点一致,所以精加工梯形螺纹而不会出现乱纹。
4梯形螺纹车削时主轴转速的选择
在数控车床上车削梯形螺纹零件时、采用高速车削不能很好的控制和保证零件的表面粗糙度,不能够满足零件图纸要求,低速车削生产效率较低,提高加工成本,而加工过程中从高速直接变为低速时则会使梯形螺纹产生乱纹现象。为避免这一现象发生,变速车削时的乱纹问题可以通过简单方法解决,粗车梯形螺纹时首先采用高转速进行车削,在用转速来精车修光。从而,既保证了梯形螺纹的尺寸精度和表面粗糙度又提高了生产效率。
5梯形螺纹车削时常用进刀方法分析
直进法:螺纹车刀X轴方向间歇车削至螺纹底径。此方法切削梯形螺纹时,螺纹车刀的三面切削刃都进行车削,加工中容易导致排屑困难,切削热和切削力增加,刀尖磨损严重。当进给量过大时容易产生“扎刀”现象。该方法可以使用螺纹车削固定循环指令G92实现,显然这种方法是不可取的。
斜进法:螺纹车刀沿牙型角方向斜向间歇车削至螺纹底径。应用此方法车削梯形螺纹时。螺纹车刀的三面切削刃只有一个侧切削刃进行车削,排屑较为顺畅,刀尖的受热和受力情况得到改善,车削时不易产生扎刀现象。该方法可以使用螺纹车削复合循环指令G76来实现。相对于直接进刀法,此方法是可取的。
综上所述:梯形螺纹等大螺距、导程的零件加工根据加工工艺应采用斜进法的G76指令进行车削加工。
6加工梯形螺纹时存在问题