前面我們介紹了關于數控機床維修方面的知識,下面我們來簡單介紹一下關于數控車床車削加工的基礎知識。
一、車削原理概述
1、車削加工原理
金屬切削加工,從其本質上來說,就是使用各種類型的金屬切削刀具,把各種金屬原材料(稱為工件毛坯)上多余的金屬材料(稱為加工余量)從工件毛坯上剝離,得到圖紙所要求的零件。金屬切削加工的工藝過程大致可以分為三類:
①工件毛坯進行回轉運動,切削刀具進行平動。主要為車削和鏜削等。
②切削刀具進行回轉運動,工件毛坯進行平動。主要為銑削、磨削、鉆削等。
③切削刀具和工件毛坯做相對運動(平動或轉動)。主要為拉削、刨削等。
2、車床的加工要素
在車床(這里指的是普通車床和一般的數控車床)上,可以進行工件的外表面、端面、內表面(內孔)以及內外螺紋的加工。對于高等級的數控車床(稱為車削加工中心),除了上述各種加工以外,還可以進行銑削、鉆削等加工。從以上介紹的對加工工藝過程的分析中,我們可以知道:在切削過程中,刀具和工件之間必須有相對運動,這種相對運動就稱為切削運動。
根據切削運動在切削加工中的作用不同分為主運動和進給運動。
主運動主運動是指機床提供的主要運動。主運動使刀具和工件之間產生相對運動,從而使刀具的前刀面接近工件并對加工余量進行剝離。
在車床上,主運動是機床主軸的回轉運動,即車削加工時工件的旋轉運動。這一點,對于普通車床和數控車床都是一樣的。
進給運動進給運動是指由機床所提供的使刀具與工件之間產生附加的相對運動。進給運動與主運動相配合,就可以形成完整的切削加工。在普通車床上,進給運動是機床刀架(溜板)的直線移動。它可以是縱向的移動(沿機床主軸方向),也可以是橫向的移動(與機床主軸方向相垂直),但只能是一個方向的移動。比如車削外圓時,車刀沿平行于工件軸線(也就是主軸軸線的方向)做縱向運動;而車削端面時,車刀就要沿垂直與機床主軸的方向做橫向移動。在數控車床上,雖然進給運動的形式可能有所不同,但基本原理是一致的。與普通車床不同的是:數控車床可以同時進行兩個方向的進給,從而加工出各種具有復雜母線的回轉體工件。
各種機床的主運動和進給運動
機床類型主運動進給運動:
(數控)車床主軸(工件)刀架;
(數控)銑床主軸(刀具)工作臺;
(數控)磨床主軸(砂輪)工作臺(或砂輪軸,視磨床種類而定);
(數控)鏜床主軸(刀具)工作臺。
從以上的分析中,我們可以知道:在車削加工中,主運動要消耗比較大的能量,才能完成切削。與之相比,進給運動所要消耗的能量要小一些。在普通車床中,主運動和進給運動的動力都來源于同一臺電機。通過一系列的機械傳動,把能量分配給主運動和進給運動,進而實現車削加工。在數控車床中,主運動和進給運動是分別由不同的電機來驅動的,分別稱為主軸電機和坐標軸伺服電機。它們由機床的控制系統進行控制,完成加工任務。
二、切削用量
切削用量是說明機床在進行切削加工時的狀態參數。不同類型的機床對切削用量參數的表述也略有不同,但其基本的含義都是一致的。
1、切削速度(Vc)切削刃上的切削點相對于工件主運動的瞬時速度稱為切削速度。切削速度的單位為米/分(m/min)。在各種金屬切削機床中,大多數切削加工的主運動都是機床主軸的運動形成的,即都是回轉運動。
這樣就需要在切削速度與機床主軸轉速之間進行轉換,兩者的關系為:
Vc=式中:Vc切削速度(m/min)
d工件直徑(mm)
n主軸轉速(rpm)
2、進給量(f)對于不同種類的機床,進給量的單位是不同的。對于普通車床,進給量為工件(主軸)每轉過一轉,刀具沿進給方向與工件的相對移動量,單位為mm/r;對于數控車床,由于其控制原理與普通車床不同,進給量也可以定義為刀具在單位時間內沿著進給方向上相對于工件的位移量(mm/min)。其他類型的機床則根據其結構不同,進給量的單位分別為刀具或工件每轉的位移量(mm/min,車床等大部分機床;或mm/r,使用多齒刀具的機床)或每行程的位移量(mm/一個行程,刨床等機床)。
3、切深(ap)已加工表面和待加工表面之間的垂直距離。對于車床而言,切深(ap)的計算公式為:
ap=式中:ap切深(mm)
dw待加工表面直徑(mm)
dm已加工表面直徑(mm)
在切削加工中,切削速度(Vc)、進給量(f)和切深(ap)這三個參數是相互關聯的。在粗加工中,為了提高效率,一般采用較大的切深(ap)。此時切削速度(Vc)和進給量(f)相對較小;而在半精加工和精加工階段,一般采用較大的切削速度(Vc)、較小的進給量(f)和切深(ap),以獲得較好的加工質量(包括表面粗糙度、尺寸精度和形狀精度)。
三、切削刀具(車刀)
切削加工離不開刀具。刀具是整個機械加工工藝系統中的一個重要環節。在各種刀具中,車刀的結構相對比較簡單,具有代表性,下面以車刀為例予以介紹。
車刀由夾持部分和切削部分組成:
夾持部分稱為刀柄,用來把刀具裝夾在車床的刀架上,一般采用普通鋼材料鍛造而得;切削部分俗稱為刀頭,在車刀上一般為單個刀片。刀片材料一般有高速鋼(俗稱白鋼刀條)和硬質合金兩種,用于剝離金屬材料。根據刀具切削部分與夾持部分(即刀片與刀柄)連接方式的不同,車刀可以分為焊接刀具和機夾刀具兩大類。
以上就是小編對于數控車床車削加工的簡單介紹,希望對你有所幫助,更多數控機床維修方面的知識請到卓達數控:http://www.zihangu.com/technology/59.html 了解。