機床是指制造機器的機器,亦稱工作母機或工具機,習慣上簡稱機床。機床在國民經濟現代化的建設中起著重大作用。
兩者的等級關系和分類不同。
機床是金屬切削設備的統稱,分為車床、銑床、刨床、鉆床等。而車床是進行車削加工的設備,是加工機床類的一種。在車床上還可用鉆頭、擴孔鉆、鉸刀、絲錐、板牙和滾花工具等進行相應的加工。車床主要用于加工軸、盤、套和其他具有回轉表面的工件,是機械制造和修配工廠中使用最廣的一類機床。
機床是工業用機械的總稱,沖床就是指單一沖壓的設備,對板材的沖壓以及落料沖孔拉延的。
一、按照性能程度
1、通用機床,如外圓磨床、臥式車床和搖臂鉆床等。這些車床的工藝范圍廣泛,可以在不同的工藝中加工各種類型的零件。
2、絲杠銑床、鏟齒車床等專用機床加工工藝范圍窄。一般來說,他們只能對某些零件或工藝進行專門的設計和制造。
3、特殊機床,如鉆鏜組合機床,工藝范圍窄。它通常是針對特定零件或特定過程的設計和制造,例如批量生產的車模零件和組件。
二、按照工作精度
機床可分為普通機床、精密機床以及高精度機床。
1、普通的銑床、鏜床、鉆床、鏜床等都屬于普通機床。
2、像螺紋加工機床、齒輪加工機床、磨床等其他各種緊密車床都是精密車床。
3、高精度機床:包括坐標鏜床、齒輪磨床、高精度滾齒機和其他高精度機床等。
1、車床
車床主要用于加工各種回轉表面和回轉體的端面。如車削內外圓柱面、圓錐面、環槽及成形回轉表面,車削端面及各種常用的螺紋,配有工藝裝備還可加工各種特形面。在車床上還能做鉆孔、擴孔、鉸孔、滾花等工作。
2、銑床
一種用途廣泛的機床,在銑床上可以加工平面(水平面、垂直面)、溝槽(鍵槽、T形槽、燕尾槽等)、分齒零件(齒輪、花鍵軸、鏈輪乖、螺旋形表面(螺紋、螺旋槽)及各種曲面。此外,還可用于對回轉體表面、內孔加工及進行切斷工作等。銑床在工作時,工件裝在工作臺上或分度頭等附件上,銑刀旋轉為主運動,輔以工作臺或銑頭的進給運動,工件即可獲得所需的加工表面。由于是多刀斷續切削,因而銑床的生產率較高。
3、刨床插床
主要用于加工各種平面(如水平面、垂直面和斜面及各種溝槽,如T形槽、燕尾槽、V形槽等)、直線成型表面。如果配有仿形裝置,還可加工空間曲面,如汽輪機葉輪,螺旋槽等。這類機床的刀具結構簡單,回程時不切削,故生產率較低,一般用于單件小批量生產。
4、鏜床
適用于機械加工車間對單件或小批量生產的零件進行平面銑削和孔系加工,主軸箱端部設計有平旋盤徑向刀架,能精確鏜削尺寸較大的孔和平面。此外還可進行鉆、鉸孔及螺紋加工。
5、磨床
用磨料磨具(砂輪、砂帶、油石或研磨料等)作為工具對工件表面進行切削加工的機床,統稱為磨床。磨床可加工各種表面,如內外圓柱面和圓錐面、平面、齒輪齒廊面、螺旋面及各種成型面等,還可以刃磨刀具和進行切斷等,工藝范圍十分廣泛。由于磨削加工容易得到高的加工精度和好的表面質量,所以磨床主要應用于零件精加工,尤其是淬硬鋼件和高硬度特殊材料的精加工。
6、鉆床
具有廣泛用途的通用性機床,可對零件進行鉆孔、擴孔、鉸孔、锪平面和攻螺紋等加工。在搖臂鉆床上配有工藝裝備時,還可以進行鏜孔;在臺鉆上配上萬能工作臺(MDT-180型),還可銑鍵槽。
7、齒輪加工機床
齒輪是最常用的傳動件,有直齒、斜齒和人字齒的圓柱齒輪,直齒和弧齒的圓錐齒輪,蝸輪以及非圓形齒輪等。加工齒輪輪齒表面的機床稱為齒輪加工機床。
一、機床主體
機床主體是機床的主要組成部分,也是機床的硬件,是機床的重要機械附件部分,也是最容易通過肉眼直觀看到的部分,包括床身及底座鑄件、主軸及變速箱、導軌及滑臺、潤滑、排屑及冷卻等部分。
二、傳動系統
傳動系統是數控機床的重要“脈絡”,主導機床各部分的有序進行及完成機床的工作使命,包括刀具、傳動機械和輔助動力系統。
1、就刀具部分而言,包括保護裝置、刀庫和換刀裝置。
2、作為傳動系統的第二大組成——傳動機械包括滾珠絲桿、直線導軌和蝸桿副三個部分。
3、輔助動力系統則包含液壓系統和啟動系統兩個部分,這兩個部分是數控機床的動力所在。
三、數控系統
數控系統,可以說是數控機床的靈魂所在,也是整個機床最具感性左右的部分,是機床完成各項功能和作業精髓所在。數控系統基本分為兩類:
1、驅動裝置,它包括高速主軸、力矩電機、直線電機、普通電機和步進電機。
2、控制及檢測裝置,包括CNC系統、可編程序控制器、進給伺服控制模塊、位置檢測模塊等。
1、主軸箱
又稱床頭箱,它的主要任務是將主電機傳來的旋轉運動經過一系列的變速機構使主軸得到所需的正反兩種轉向的不同轉速,同時主軸箱分出部分動力將運動傳給進給箱。主軸箱中等主軸是車床的關鍵零件。主軸在軸承上運轉的平穩性直接影響工件的加工質量,一旦主軸的旋轉精度降低,則機床的使用價值就會降低。
2、進給箱
又稱走刀箱,進給箱中裝有進給運動的變速機構,調整其變速機構,可得到所需的進給量或螺距,通過光杠或絲杠將運動傳至刀架以進行切削。
3、活頂尖絲杠與光杠
用以聯接進給箱與溜板箱,并把進給箱的運動和動力傳給溜板箱,使溜板箱獲得縱向直線運動。絲杠是專門用來車削各種螺紋而設置的,在進工件的其他表面車削時,只用光杠,不用絲杠。
4、溜板箱
是車床進給運動的操縱箱,內裝有將光杠和絲杠的旋轉運動變成刀架直線運動的機構,通過光杠傳動實現刀架的縱向進給運動、橫向進給運動和快速移動,通過絲杠帶動刀架作縱向直線運動,以便車削螺紋。
5、刀架
刀架部件由幾層刀架組成,它的功能是裝夾刀具,使刀具作縱向、橫向或斜向進給運動。
6、尾座
安裝作定位支撐用的后頂尖、也可以安裝鉆頭、鉸刀等孔加工刀具來進行孔加工。
7、床身
在床身上安裝著車床各個主要部件,使他們在工作時保持準確的相對位置。
一、表面形成運動
表面形成運動是機床最基本的運動,亦稱工作運動。
1、主運動
機床主運動是形成切削速度并從工件上切除多余材料起主要作用的工作運動,機床功率主要消耗于主運動。
2、進給運動
進給運動是使工件上的多余材料不斷被去除的工作運動,是維持切削得以繼續的運動。
二、輔助運動
機床在加工過程中,加工工具與工件除工作運動以外的其他運動稱為輔助運動。
1、切入運動用于保證工件被加工表面獲得所需要的尺寸,使工具切入工件表面一定深度。
2、各種空行程運動空行程運動主要是指進給前后的快速運動。
3、其它輔助運動包括分度運動、操縱和控制運動等,例如刀架或工作臺的分度轉位運動,刀庫和機械手的自動換刀運動,變速、換向,部件與工件的夾緊與松開,自動測量、自動補償等。
1、 幾何精度
幾何精度是指機床空載條件下,在不運動(機床主軸不轉或工作臺不移動等情況下) 或運動速度較低時各主要部件的形狀、相互位置和相對運動的精確程度。如導軌的直線度,主軸徑向跳動及軸向竄動,主軸中心線對滑臺移動方向的平行度或垂直度等。幾何精度直接影響加工工件的精度,是評價機床質量的基本指標。它主要決定于結構設計、制造和裝配質量。
2、運動精度
運動精度是指機床的主要零部件以工作狀態的速度運動時的精度。如高速回轉主軸的回轉精度。對于高速精密的機床,運動精度是評價機床質量的一個重要指標。運動精度和幾何精度是不同的。它還受到運動速度(轉速)、運動件的重力、傳動力和摩擦力的影響。它與結構設計及制造等因素有關。
3、傳動精度
傳動精度是指機床傳動系統各末端執行件之間相對運動的協調性和準確度。這方面的誤差就成為該傳動鏈的傳動誤差,如車床在車削螺紋時,主軸每轉一轉,刀架的移動量應等于螺紋的導程。但實際上,由于主軸與刀架之間的傳動鏈存在著誤差,使得刀架的實際移距與該誤差就是車床螺紋傳動鏈的傳動誤差。傳動精度由傳動系統的設計、理想移距存在誤差,傳動件的制造和裝配精度等決定。
1、機床誤差
機床誤差是指機床的制造誤差、安裝誤差和磨損。主要包括機床導軌導向誤差、機床主軸回轉誤差、機床傳動鏈的傳動誤差。
2、加工原理誤差
加工原理誤差是指采用了近似的刀刃輪廓或近似的傳動關系進行加工而產生的誤差。加工原理誤差多出現于螺紋、齒輪、復雜曲面加工中。
3、調整誤差
機床的調整誤差是指由于調整不準確而產生的誤差。
4、工件內部的殘余應力
殘余應力的產生:毛胚制造和熱處理過程中產生的殘余應力;冷校直帶來的殘余應力;切削加工帶來的殘余應力。
5、加工現場環境影響
加工現場往往有許多細小金屬屑,這些金屬屑如果存在與零件定位面或定位孔位置就會影響零件加工精度,對于高精度加工,一些細小到目視不到的金屬屑都會影響到精度。這個影響因素會被識別出來但并無十分到位的方法來杜絕,往往對操作員的作業手法依賴很高。
6、夾具的制造誤差和磨損
夾具的誤差主要指:定位元件、刀具導向元件、分度機構、夾具體等的制造誤差;夾具裝配后,以上各種元件工作面間的相對尺寸誤差;夾具在使用過程中工作表面的磨損。
7、刀具的制造誤差和磨損
刀具誤差對加工精度的影響根據刀具的種類不同而異。
8、工藝系統受力變形
工藝系統在切削力、夾緊力、重力和慣性力等作用下會產生變形,從而破壞了已調整好的工藝系統各組成部分的相互位置關系,導致加工誤差的產生,并影響加工過程的穩定性。主要考慮機床變形、工件變形以及工藝系統的總變形。
9、工藝系統的熱變形
在加工過程中,由于內部熱源(切削熱、摩擦熱)或外部熱源(環境溫度、熱輻射)產熱使工藝系統受熱而發生變形,從而影響加工精度。在大型工件加工和精密加工中,工藝系統熱變形引起的加工誤差占加工總誤差的40%-70%。
1、確定工件“族”
選購數控機床前,首先要明確機床的加工對象,要加工哪些零件,加工零件需要經過哪些程序,將要加工的對象歸類。典型的工件族可以分為箱體類、回轉體類、異形類、板類等,分清工件族才能確定加工設備。
2、規劃設計工藝流程
確定工件族后,需要對工藝流程進行梳理與設計,在設計流程時需要遵循一個原則,就是最大限度地提升生產效率,此外還要探索數控機床與其他設備的合理配置,以此設計出最合理的工藝流程。
3、確定數控機床的規格特征
數控機床的規格特征由工藝流程決定,在確定數控機床的規格型號時,要保證結構功能的最大化利用,滿足生產功能的前提下結構越簡單越好,無需追求功能的豐富性與多樣性,避免功能的浪費。
4、確定數控機床的精度
數控機床按照用途分為簡易、全功能、超精密,按照精度分為普通型與精密型,選擇哪種精度由加工對象決定,對于一些高精度加工工件,機床的加工精度尤其重要,保持高精度還需具備較高的穩定性,因此選擇高精度機床時也要關注機床的運行穩定性。
5、選擇數控機床的數控系統
數控機床的數控系統作為數控機床的重要組成部分,會直接影響數控機床的價格。因此在選擇數控系統時,不該片面追求高水平、新系統,要以滿足功能需求為核心,提升機床的性價比。此外還要關注到售后服務、系統的使用壽命等。
6、ATC的選擇
ATC為數控機床的自動換刀設備,ATC的質量將直接影響機床的生產質量,在選擇ATC時盡量選擇可靠性高的ATC,關注刀柄型號、換刀時間、最大換刀重量、刀庫容量等相關重要指標,確保ATC選擇的可靠性。
7、自動交換工作臺與刀柄刀具
自動交換工作臺主要用于柔性制造單元,是否需要增加該功能要根據加工需要。在刀柄和刀具方面,選擇哪種取決于加工工藝,選擇時依然要根據加工需求,合理選擇刀柄刀具。
機床的價格多少錢一臺
一般的機床價格在10-20萬元之間,一般規格越大價格價格越貴,加工越精密也會越貴。不同品牌和尺寸的機床價格不同。進口的車床比國產的貴很多,價格在30-100之間,再貴的也有。
1、尺寸參數
指機床主要結構尺寸參數,通常包括與被加工零件有關的尺寸;標準化工具或夾具安裝面尺寸。
2、運動參數
機床執行件如主軸、工件安裝部件(工作臺)的運動速度。
3、動力參數
包括機床驅動的各種電動機的功率或轉矩。
1、傳統專用型數控系統
這類數控系統的硬件由數控系統生產廠家自行開發,具有很強的專用性,經過了長時間的使用,質量和性能穩定可靠,目前還占領著制造業的大部分市場。
2、PC嵌入NC結構的開放式數控系統
這類數控系統與傳統專用型數控系統相比,結構上具備一些開放性,功能十分強大,但系統軟硬件結構十分復雜,系統價格也十分昂貴。
3、NC嵌入PC結構的開放式數控系統
這種數控系統的硬件部分由開放式體系結構的運動控制卡與PC機構成。運動控制卡通常選用高速DSP作為CPU,具有很強的運動控制和PLC 控制能力。
4、全軟件型的開放式數控系統
這是一種最新型的開放式體系結構的數控系統,所有的數控功能包括插補、位置控制等全部都是由計算機軟件來實現的。
1、熟悉機床
任何一款型號的機床正式使用前,都應該先對于機床進行熟悉和了解,接觸的構造和各個部件,性能和特點,特別是數控機床的操作面板,要清楚各個按鈕的具體位置以及功能。這樣才能在后續的使用中更加得心應手,也會避免一些因操作不當而造成的事故。
2、準備工作
接下來就是將數控機床開機,這里要注意,開機后的第一步應該是按下控制面板上的回原點按鍵,讓數控機床回到原點以后,再按啟動鍵。接著就可以將我們需要進行加工的工件放置在工作臺上了,如果是體積比較大的工件則需要額外使用壓板進行固定。
3、數據設置
準備工作完成以后就是對于數控機床的數據設置了。首先設置坐標系,根據工件的實際情況來確定坐標值,將對應數值輸入面板之中。然后設置Z軸數值,選擇合適的刀具,同樣也是將數值輸入面板。在數據設置的時候一定要注意精準,這樣才能在加工的時候發揮更好的效果。
4、正式加工
將所有準備工序都完成以后,就可以調入加工程序了,根據我們實際的需求再將速度進行設置,然后就可以開始正式的加工工作了。
打開機床電氣箱主電源,開啟機床操作面板電源按鈕,等系統加載完畢,旋開機床急停開關,再執行回零操作。
1、首先在編輯方式選擇程序畫面,程序開關為開。才能編程。
2、在編輯方式下選擇程序畫面(顯示兩個,一個是程序號,一個是程序內容。)在程序內容那個畫面,用鍵輸入地址O,用鍵輸入程序號,按插入鍵,按EOB鍵,(輸入;”號)。通過這個操作把程序號存儲起來,之后把程序中每個地址字,數據字用鍵輸入。然后按插入鍵把程序存儲起來。
3、注:每次只能輸入一個地址和數字如(X10),一個程序段結束必須按EOB鍵輸入;”號,程序才能換行,才專能輸入第二段。
4、程序結束用M30。
一、安全操作基本注意事項
1、工作時穿好工作服、不允許戴手套操作機床。
2、未經允許不得打開機床電器防護門,不要對機內系統文件進行更改或刪除。
3、工作空間應足夠大。
4、某一項工作如需要兩人或多人共同完成時,應注意相互間的協調一致。
5、不允許采用壓縮空氣清洗機床、電氣柜及NC單元。
6、未經指導老師同意不得私自開機。
7、請勿更改CNC系統參數或進行任何參數設定。
二、工作前的準備工作
1、認真檢查潤滑系統工作是否正常,如機床長時間未開動,可先采用手動方式向各部分供油潤滑。
2、使用的刀具應與機床允許的規格相符,有嚴重破損的刀具要及時更換。
3、調整刀具所用工具不要遺忘在機床內。
4、刀具安裝好后應進行一、二次試切削。
5、加工前要認真檢查機床是否符合要求,認真檢查刀具是否鎖緊及工件固定是否牢靠。要空運行核對程序并檢查刀具設定是否正確。
6、機床開動前,必須關好機床防護門。
三、工作過程中的安全注意事項
1、不能接觸旋轉中的主軸或刀具;測量工件、清理機器或設備時,請先將機器停止運轉。
2、機床運轉中,操作者不得離開崗位,機床發現異常現象立即停車。
3、加工中發生問題時,請按重置鍵“RESET”使系統復位。緊急時可按緊急停止按鈕來停止機床,但在恢復正常后,務必使各軸再復歸機械原點。
4、手動換刀時應注意刀具不要撞到工件、夾具。加工中心刀塔裝設刀具時應注意刀具是否互相干涉。
四、工作完成后的注意事項
1、清除切屑、擦拭機床,使機床與環境保持清潔狀態。
2、檢查潤滑油、冷卻液的狀態,及時添加或更換。
3、依次關掉機床操作面板上的電源和總電源。
1、主軸電機過載故障
其維修方法是檢查電動機是否受損,重新調整電機電流,更換電機。
2、伺服系統故障
其維修方法是檢查伺服系統的控制電路,檢查伺服電機是否正常,重新調整伺服電機的電流,更換伺服電機。
3、控制系統故障
其維修方法是檢查控制系統電路,檢查控制系統是否受損,重新安裝控制系統。
4、導軌故障
其維修方法是檢查導軌是否受損,更換或修復導軌。
5、潤滑故障
其維修方法是檢查潤滑油的質量,更換潤滑油,檢查潤滑系統是否正常。