实训报告之数控机床装配工艺流程.docx

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实训报告之数控机床装配工艺流程

前言..................................................................................................1

第1章实习公司简介......................................................................2

第2章数控机床的组成..................................................................4

第3章确定数控机床的装配工艺流程..........................................7

3.1装配工艺方法..............................................................................7

3.2装配规程内容................................................................................7

3.3装配注意事项................................................................................8

第4章装配流程.............................................................................10

4.1装配总流程..................................................................................10

4.2数控机床的部装....................................11第5章数控车床的安装与调试..........................15

5.1基础施工及机床就位与组装........................................................15

5.2数控系统的连接与调试................................................................16

第6章试车调整.............................................................................18第7章附件.....................................................................................20

第8章小结.....................................................................................23

第9章参考文献.............................................................................25

前言

从本质上说，数控机床和普通机床一样，也是一种经过切削将金属材料加工成各种不同形状零件的设备。

早期的数控机床，包括目前部分改造、改装的数控机床，大都是在普通机床的基础上，通过对进给系统的革新、改造而成的。

因此，在许多场合，普通机床的构成模式、零部件的设计计算方法仍然适用于数控机床。

随着数控技术（包括伺服驱动、主轴驱动）的迅速发展，为了适应现代制造业对生产效率、加工精度、安全环保等方面越来越高的要求，现代数控机床的机械结构已经从初期对普通机床的局部改造，逐步发展形成了自己独特的结构。

特别是随着电主轴、直线电动机等新技术、新产品在数控机床上的推广应用，部分机械结构日趋简化，新的结构、功能部件不断涌现，数控机床的机械机构正在发生重大的变化，虚拟轴机床的出现和实用化，使传统的机床结构面临着更严峻的挑战。

数控机床的装配从一定程度上决定了数控机床的加工精度，因此装配在数控机床的制造流程中占着很重的分量。

数控机床也正朝着高性能、高精度、高速度、高柔性化和模块化方向发展。

高性能：

随着数控系统集成度的增强，数控机床也实现多台集中控制，甚至远距离遥控。

高精度：

数控机床本身的精度和加工件的精度越来越高，而精度的保持性要好。

高速度：

数控机床各轴运行的速度将大大加快。

高柔性：

数控机床的柔性化将向自动化程度更高的方向发展，将管理、物流及各相应辅机集成柔性制造系统。

模块化：

数控机床要缩短周期和降低成本，就必然向模块化方向发展，这既有利于制造商又有利于客户。

我国近几年数控机床虽然发展较快，但与国际先进水平还存在一定的差距，主要表现在：

可靠性差，外观质量差，产品开发周期长，应变能力差。

为了缩小与世界先进水平的差距，有关专家建议机床企业应在以下6个方面着力研究：

1．加大力度实施质量工程，提高数控机床的无故障率。

2．跟踪国际水平，使数控机床向高效高精方面发展。

3．加大成套设计开发能力上求突破。

4．发挥服务优势，扩大市场占有率。

5．多品种制造，满足不同层次的用户。

6．模块化设计，缩短开发周期，快速响应市场。

数控机床使用范围越来越大，国内国际市场容量也越来越大，但竞争也会加剧，我们只有紧跟先进技术进步的大方向，并不断创新，才能赶超世界先进水平。

第1章实习公司简介

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实习时间：

2010.11.15~2011.5.15

实习内容：

数控机床组装

第2章数控机床的组成

一、程序编制及程序载体

数控程序是数控机床自动加工零件的工作指令。

在对加工零件进行工艺分析的基础上，确定零件坐标系在机床坐标系上的相对位置，即零件在机床上的安装位置；刀具与零件相对运动的尺寸参数；零件加工的工艺路线、切削加工的工艺参数以及辅助装置的动作等。

得到零件的所有运动、尺寸、工艺参数等加工信息后，用由文字、数字和符号组成的标准数控代码，按规定的方法和格式，编制零件加工的数控程序单。

编制程序的工作可由人工进行；对于形状复杂的零件，则要在专用的编程机或通用计算机上进行自动编程（APT）或CAD/CAM设计。

编好的数控程序，存放在便于输入到数控装置的一种存储载体上，它可以是穿孔纸带、磁带和磁盘等，采用哪一种存储载体，取决于数控装置的设计类型。

二、输入装置

输入装置的作用是将程序载体（信息载体）上的数控代码传递并存入数控系统内。

根据控制存储介质的不同，输入装置可以是光电阅读机、磁带机或软盘驱动器等。

数控机床加工程序也可通过键盘用手工方式直接输入数控系统；数控加工程序还可由编程计算机用RS232C或采用网络通信方式传送到数控系统中。

零件加工程序输入过程有两种不同的方式：

一种是边读入边加工（数控系统内存较小时），另一种是一次将零件加工程序全部读入数控装置内部的存储器，加工时再从内部存储器中逐段逐段调出进行加工。

三、数控装置

数控装置是数控机床的核心。

数控装置从内部存储器中取出或接受输入装置送来的一段或几段数控加工程序，经过数控装置的逻辑电路或系统软件进行编译、运算和逻辑处理后，输出各种控制信息和指令，控制机床各部分的工作，使其进行规定的有序运动和动作。

零件的轮廓图形往往由直线、圆弧或其他非圆弧曲线组成，刀具在加工过程中必须按零件形状和尺寸的要求进行运动，即按图形轨迹移动。

但输入的零件加工程序只能是各线段轨迹的起点和终点坐标值等数据，不能满足要求，因此要进行轨迹插补，也就是在线段的起点和终点坐标值之间进行“数据点的密化”，求出一系列中间点的坐标值，并向相应坐标输出脉冲信号，控制各坐标轴（即进给运动的各执行元件）的进给速度、进给方向和进给位移量等。

四、驱动装置和位置检测装置

驱动装置接受来自数控装置的指令信息，经功率放大后，严格按照指令信息的要求驱动机床移动部件，以加工出符合图样要求的零件。

因此，它的伺服精度和动态响应性能是影响数控机床加工精度、表面质量和生产率的重要因素之一。

驱动装置包括控制器（含功率放大器）和执行机构两大部分。

目前大都采用直流或交流伺服电动机作为执行机构。

位置检测装置将数控机床各坐标轴的实际位移量检测出来，经反馈系统输入到机床的数控装置之后，数控装置将反馈回来的实际位移量值与设定值进行比较，控制驱动装置按照指令设定值运动。

五、辅助控制装置

辅助控制装置的主要作用是接收数控装置输出的开关量指令信号，经过编译、逻辑判别和运动，再经功率放大后驱动相应的电器，带动机床的机械、液压、气动等辅助装置完成指令规定的开关量动作。

这些控制包括主轴运动部件的变速、换向和启停指令，刀具的选择和交换指令，冷却、润滑装置的启动停止，工件和机床部件的松开、夹紧，分度工作台转位分度等开关辅助动作。

由于可编程逻辑控制器（PLC）具有响应快，性能可靠，易于使用、编程和修改程序并可直接启动机床开关等特点，现已广泛用作数控机床的辅助控制装置。

六、机床本体

数控机床的机床本体与传统机床相似，由主轴传动装置、进给传动装置、床身、工作台以及辅助运动装置、液压气动系统、润滑系统、冷却装置等组成。

但数控机床在整体布局、外观造型、传动系统、刀具系统的结构以及操作机构等方面都已发生了很大的变化。

这种变化的目的是为了满足数控机床的要求和充分发挥数控机床。

第3章确定数控机床的装配工艺流程

3.1装配工艺方法

在制订机器装配工艺规程时，一般应着重考虑以下原则：

1、保证产品装配质量，并力求提高装配质量，以延长产品的使用寿命；

2、合理安排装配工序，尽量减少钳工装配工作量；

3、提高装配工作效率，缩短装配周期；

4、尽可能减少车间的作业面积，力争单位面积上具有最大生产率。

制订工艺规程的步骤大致如下：

1、分析产品图样，确定装配组织形式，划分装配单元，确定装配方法；

2、拟定装配顺序，划分装配工序，编制装配工艺系统图和装配工艺规程卡片；

3、选择和设计装配过程中所需要的工具、夹具和设备；

4、规定总装配和部件装配的技术条件，检查方法和检查工具；

5、确定合理的运输方法和运输工具；

6、制定装配时间定额

3.2装配规程内容

装配工艺规程的设计步骤

一、进行产品分析

1、分析产品图样，掌握装配的技术要求和验收标准。

2、对产品的结构进行尺寸分析和工艺分析。

在此基础上，结合产品的结构特点和生产批量，确定保证达到装配精度的装配方法。

3、研究产品分解成“装配单元”的方案，以便组织平行、流水作业。

二、确定装配的组织形式

装配的组织形式分固定式和移动式两种。

移动式又分间歇移动、连续移动和变节奏移动三种方式。

单件小批生产，或尺寸大、质量大的产品多采用固定装配的组织形式，其余用移动装配的组织形式。

装配的组织形式确定以后，装配方式、工作点的布置、工序的分散与集中以及每道工序的具体内容也根据装配的组织形式而确定。

固定式装配工序集中，移动式装配工序分散。

三、拟定装配工艺过程

1、确定装配工作的具体内容。

根据产品的结构和装配精度的要求可以确定各装配工序的具体内容。

2、确定装配工艺方法及设备。

必须选择合适的装配方法及所需的设备、工具、夹具和量具等。

当车间没有现成的设备、工具、夹具、量具时，还得提出设计任务书。

所用的工艺参数可参照经验数据或计算确定。

3、确定装配顺序。

各级装配单元装配时，先要确定一个基准件先进入装配，然后安排其它零件、组件或部件进入装配的顺序。

如车床装配时，床身是一个基准件先进入总装，其他的装配单元再依次进入装配。

安排装配顺序的一般原则为：

先下后上，先内后外，先难后易、先重大后轻小，先精密后一般。

4、确定工时定额及工人的技术等级。

目前装配的工时定额大都根据实践经验估计，工人的技术等级并不作严格规定。

但必须安排有经验的技术熟练的工人在关键的装配岗位上操作，以把好质量关。

四、编写装配工艺文件

装配工艺规程中的装配工艺过程卡片和装配工序卡片的编写方法与机械加工的工艺过程卡和工序卡基本相同。

在单件小批生产中，一般只编写工艺过程卡，对关键工序才编写工序卡。

在生产批量较大时，除编写工艺过程卡外还需编写详细的工序卡及工艺守则。

3.3装配注意事项

1.清洗为了保证产品的装配质量和延长产品的使用寿命，特别是对于像轴承，密封件，精密偶件以及有特殊清洗要求的零件，装配前要进行清洗。

其目的是去除零件表面的油污及机械杂质。

清洗的方法有浸洗、擦洗、喷洗和超声波清洗等。

清洗液主要有煤油、汽油等石油溶剂、碱液和各种化学清洗液。

零部件适用的各种清洗方法，必须配用相适应的清洗液，才能充分发挥效用。

2.联接装配工作的完成要依靠大量的联接，联接方式一般有以下两种：

（1）可拆卸联接可拆卸联接是指相互联接的零件拆卸时不受任何损坏，而且拆卸后还能重新装在一起，如螺纹联接、键联接和销钉联接等，其中以螺纹联接的应用最为广泛。

（2）不可拆卸联接不可拆卸联接是指相互联接的零件在使用过程中不拆卸，若拆卸将损坏某些零件，如焊接、铆接及过盈联接等。

过盈联接大多应用于轴、孔的配合，可使用压入配合法、热胀配合法和冷缩配合法实现过盈联接。

3.校正、调整与配作为了保证部装和总装的精度，在批量不大的情况下，常需进行校正、调整与配作工作。

4.平衡为了防止运转平稳性要求较高的机器在使用中出现振动，在其装配过程中需对有关旋转零部件（有时包括整机）进行平衡作业。

部件和整机的平衡均以旋转体零件的平衡为基础。

在生产中常用静平衡法和动平衡法来消除由于质量分布不均匀所造成的旋转体的不平衡。

对于直径较大且长度较小的零件（如飞轮和带轮等）一般采用静平衡法消除静力不平衡。

而对于长度较大的零件（如电动机转子和机床主轴等），为消除质量分布不匀所引起的力偶不平衡和可能共存的静力不平衡，则需采用动平衡法。

对旋转体内的不平衡可以采用以下方法进行校正：

（1）用补焊、铆接、胶接或螺纹联接等方法加配质量；

（2）用钻、铣、磨或锉等方法去除质量；（3）在预制的平衡槽内改变平衡块的位置和数量（如砂轮静平衡即常用此方法）。

5．验收试验机械产品装配完成后，应根据有关技术标准的规定，对产品进行较全面的验收和试验工作，合格后才能出厂。

各类产品检验和试验工作的内容、项目是不相同的，其验收试验工作的方法也不相同。

此外，装配工作的基本内容还包括涂装、包装等工作。

第4章装配流程

4.1装配总流程

装配流程如图：

图3装配流程图

直线滚动导轨安装：

修饰、清除导轨安装面和各螺纹孔的污物、毛刺和碰伤痕迹。

利用水平仪检查安装面水平精度。

利用高精度平尺和千分表检查导轨侧基准面的直线度。

将直线滚动导轨轻轻放入安装面，安装导轨螺钉用手拧入，以检查螺钉与螺纹孔位置有无干涉现象，确任侧基准面与导轨紧密接触，装入楔块并紧固。

用测力扳手按顺序逐渐预紧压块螺钉，实现导轨定位，再预紧直线滚动导轨安装螺钉，保证各结合面紧密接触。

用测力扳手按上述顺序紧固各螺钉至工艺扭矩要求。

用滑块固定专用检具和千分表座，指示器触头指在相邻的上基准面和侧基准面上，检查两滑块同步移动时的两个方向的平行度。

工艺图如下：

图4装配工艺图

4.2数控机床的部装：

床鞍安装：

床鞍清洗干净后，轻轻放在导轨的两个滑块上，用塞尺检验两个滑块安装面接触率，0.02塞尺不得插入。

刮研鞍子的主平面和次平面使其与对应接触面有80%的接触率。

滑板安装：

滑板清洗干净后，轻轻放在鞍子上，使其与对应接触面有80%的接触率。

丝杠安装：

丝杠安装要求保证“三孔同轴”（指前、后轴承安装孔及螺母安装孔同轴）且丝杠与导轨平行。

丝杠安装后，手摇时在全程范围内灵活自如、手感均匀一致。

用测力计检测全行程最大扭矩不大于2.5Nm,最大偏差0.5Nm。

电机安装：

主电机先安装皮带轮，用胀套固定皮带轮与电机轴，之后将其固定在电机座上。

Z轴电机亦先安装皮带轮，用胀套固定皮带轮与电机轴，然后用过渡盘将电机与电机座连接在一起。

X轴电机用联轴节将其与丝杠连接，之后固定在电机座上。

电机与联轴器的装配：

数控机床上常用的联轴器有套筒联轴器、挠性联轴器及凸缘式联轴器。

挠性联轴器又称膜片弹性联轴器，由于具有消隙作用，它在数控机床中用的最为广泛。

其联结原理为：

联轴套与轴之间用锥环联结，锥环分为内锥环和外锥环，是一对经相互配研接触良好的弹性锥形胀套。

当通过拧紧压圈上螺钉将锥环压紧时，内锥环的内孔缩小，外锥环的外圈胀大，产生了弹性变形，消除了配合间隙；并在被联接的轴与内锥环、内锥环与外锥环、外锥环与联轴器间的接合面上产生很大的接触压力，依靠这个接触压力所产生的摩擦力可以传递转矩。

联轴套间采用柔性片传递扭矩。

柔性片分别用螺钉和球面垫圈，与两边联轴套联结，两端联轴套的位置误差（同轴度和垂直度误差）由柔性片的变形抵消。

压板安装：

在固定之前，用锉将压板的飞边毛刺收拾干净，之后用均匀等长螺钉将其固定在鞍子上

镶条安装：

配刮镶条，至每25mm*25mm的面积上有8个点。

床头箱安装：

将床头箱底面和与其接触的床身结合面清理干净，然后将床头置于床身上，用螺丝固定，然后用360长检棒，检验其平行度，然后用平尺检验鞍子与其之间的角度是否能达到工艺要求。

台尾体安装：

先安装台尾底板，此工件应与导轨有一定的接触率，再安装台尾体，调整台尾体使其到平行度要求，再调整台尾体使其与床头之间达到一定的同轴度要求。

转塔刀架安装：

先安装刀架底座，然后安装刀架，配磨刀架垫。

刀盘安装：

在刀盘内装入胶圈，然后将其安装在刀架上，打入定位销。

镗刀夹的安装，粗镗内孔与精度检验，如图：

图5粗镗内孔与精度检验

卡盘安装：

卡盘装入主轴上应保证定心短锥可靠接触，螺钉紧固前，卡盘与主轴接触定位面保证有0.04—0.06间隙，螺钉紧固后，结合面0.03塞尺不得插入。

液压站安装：

将液压站固定在托板上。

系统压力、卡盘压力、台尾系统压力、中心架系统压力等在调试时由小到大逐级进行调整，避免压力过大产生冲击，损坏液压元件。

液压管路连接：

安装管接头不应有蹩劲现象，应达到可用手直接拧入，进入根部方可用扳手紧固。

润滑箱安装：

将固定于外防护固定位置。

润滑管路连接：

管口应平齐，并无飞边、毛刺。

管线排列应整齐、美观，转弯R尺寸应一致。

防护安装：

不符合图纸要求的零件不得装配，严格执行一次涂装工艺要求。

防护件在摆放或吊运时不得重叠，避免磕碰、划伤零件表面。

机床装配过程中，零件、工拉罩安装：

将拉罩固定在床身副导轨上，之后将两块拉罩固定起来。

外具等物品不得直接放在加工表面或涂漆表面上，不可穿鞋蹬踏加工表面或涂漆表面。

机床防护安装结合面应平整清洁，螺钉受力均匀，安装孔位置不正确时，不应强行翘曲加力，应查找原因或配做安装。

机床零、部件外露结合面的边缘应整齐、均匀，不得有明显得错位。

排屑器安装：

将排屑器插入床身下固定位置，加水运转。

第5章数控车床的安装与调试

数控机床的安装与调试是使机床恢复和达到出厂时的各项性能指标的重要环节。

数控机床的安劣直接影响到机床装与调试的优的性能。

数控机床的安装数控机床的安装一般包括基础施工、机床柴箱、吊装就位、连接组装以及试车调试等工作。

数控机床安装时应严格按产品说明书的要求进行。

小型机床的安装可以整体进行，所以比较简单。

大、中型机床由于运输时分解为几个部分，安装时需要重新组装和调整，因而工作复杂得多。

现将机床的安装过程分别予以介绍。

5.1基础施工及机床就位与组装

机床安装之前就应先按机床厂提供的机床基础图打好机床地基。

机床的位置和地基对于机床精度的保持和安全稳定地运行具有重要意义。

机床的位置应远离振源，避免阳光照射，放置在干燥的地方。

若机床附近有振源，在地基四周必须设置防振沟。

安装地脚螺栓的位置做出预留孔。

机床拆箱后先取出随机技术文件和装箱单，按装箱单清点各包装箱内的零部件、附件等资料是否齐全，然后仔细阅读机床说明书，并按说明书的要求进行安装，在地基上放多块用于调整机床水平的垫铁，再把机床的基础件（或小型整机）吊装就位在地基上。

同时把地脚螺栓按要求安放在预留孔内。

机床连接组装是指将各分散的机床部件重新组装成整机的过程。

如主床身与加长床身的连接，立柱、数控柜和电气柜安装在床身上，刀库机械手安装在立柱上等等。

机床连接组装前，先清除连接面和导轨运动面上的防锈涂料，清洗各部件的外表面，再把清洗后的部件连接组装成整机。

部件连接定位要使用随机所带的定位销、定位块，使各部件恢复到拆卸前的位置状态，以利于进一步的精度调整。

具体组装过程如下：

1．机床基础及起吊运输

按照机床生产厂对机床基础的具体要求，做好机床安装基础，留出地脚螺栓孔。

机床安装位置应远离震动源，否则设置防震沟，避免阳光照射和热辐射，放置在干燥的地方以避免潮湿和气流的影响。

机床的起吊和就位，合适的专用工具，如无专用起吊工具，应采用钢丝绳按照说明书规定进行起吊和就位。

2．组织有关技术人员阅读和消化有关机床安装方面的资料，然后进行机床安装

机床组装前要把导轨和各滑动面、接触面上的防锈涂料清洗干净，把机床各部件，如数控系统柜、电气柜、立柱、刀库、机械手等组装成整机。

组装时必须使用原来的定位销、定位块等定位元件，以保证下一步精度调整的顺利进行。

机床放置在基础上，应在自由状态下找平，然后将地脚螺栓均匀地锁紧。

参照相关精度验收标准，使水平仪读数在精度验收标准允许的范围内。

机床安装时应避免使机床产生强迫变形，不应随便拆下机床的某些部件，部件的拆卸可能导致机床内应力的重新分配，从而影响机床精度。

3．电缆、油管和气管的连接

按机床说明书中的电气连接图和气压、液压管路图，将有关电缆和管道按标记一一对应接好。

连接时特别要注意清洁工作以及可靠的接触和密封，接头一定要拧紧，否则试车时会漏水、漏油，会给试机带来麻烦。

油管、气管连接时要特别注意防止异物从接口中进人管路，造成整个气压、液压系统故障。

电缆和管路连接完毕后，要做好各管线的就位固定，安装好防护罩壳，保证整齐的外观。

仔细检查机床各部位是否按要求加了油，冷却箱中是否加足冷却液，机床液压站、自动润滑装置中的油位是否到达油位指示器规定的位置。

5.2数控系统的连接与调试

1．信号电缆的连接

数控系统信号电缆的连接包括数控装置与MDI/CRT单元、电气柜、机床操作面板、进给伺服单元、主轴伺服单元、检测装置反馈信号线的连接等，这些连接必须符合随机提供的连接手册的规定。

数控机床地线的连接、通电前还应进行电气检查

2．电源线的连接

数控系统电源线的连接是指数控系统电源变压器输人电缆的连接和伺服变压器绕组抽头的连接。

输人电源电压的确认、输人电源频率的确认、电源电压波动范围的确认、输人电源相序的确认、内部直流电压波动范围的确认

3．系统参数的设定

（1）有关轴和设定单位的参数，如设定数控机床的坐标轴数、坐标轴名及规定运动的方向。

（2）各轴的限位参数。

（3）进给运动误差补偿参数，如直线运动反向间隙误差补偿参数、螺距误差补偿参数等。

（4）有关伺服的参数，如设定检测元件的种类、回路增益及各种报警的参数。

（5）有关进给速度的参数，如回参考点速度、切削过程中的速度控制参数。

（6）有关机床坐标系、工件坐标系设定的参数。

（7）有关编程的参数。

4．确认数控系统与机床间的接口

现代的数控系统一般都具有自诊断功能，在CRT画面上可以显示出数控系统与机床接口以及数控系统内部的状态，可反映出NC到PLC,PLC到MT以及MT到PLC,PLC到NC的各种信号状态。

用户可根据机床生产厂提供的梯形图说明书、信号地址表，通过自诊断画面确认数控系统与机床之间的接口信号状态是否正确。

第6章试车调整

机床试车调整包括机床通电试运转的粗调机床的主要几