大工14春《數(shù)控技術(shù)》輔導(dǎo)資料一.doc

大連理工大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)院數(shù)控技術(shù)輔導(dǎo)資料一主 題：第1章 緒論 學(xué)習(xí)時(shí)間：2014年3月31日4月6日內(nèi) 容：這周我們將學(xué)習(xí)本門課程課件第1章，這部分主要介紹數(shù)控機(jī)床的組成、加工運(yùn)動(dòng)、優(yōu)缺點(diǎn)、分類、發(fā)展，讓大家學(xué)習(xí)數(shù)控系統(tǒng)的一些基本知識(shí)，下面整理出整體框架供同學(xué)們學(xué)習(xí)。一、本周學(xué)習(xí)目標(biāo)1.了解數(shù)控系統(tǒng)的加工運(yùn)動(dòng)、優(yōu)缺點(diǎn)、發(fā)展概況；2.掌握數(shù)控系統(tǒng)的組成與分類。二、本周學(xué)習(xí)內(nèi)容1. 數(shù)控機(jī)床的組成；2. 數(shù)控機(jī)床的加工運(yùn)動(dòng)；3. 數(shù)控機(jī)床的優(yōu)缺點(diǎn)4. 數(shù)控機(jī)床的分類；5. 數(shù)控機(jī)床的發(fā)展。三、具體主要內(nèi)容（一）數(shù)控機(jī)床的組成 數(shù)控系統(tǒng)由機(jī)械部分、數(shù)字控制系統(tǒng)、液壓和氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)、冷卻潤(rùn)滑及排屑裝置等組成。1.機(jī)械部分機(jī)械部分包括機(jī)床的支撐件、工作臺(tái)、滑坐、導(dǎo)軌、主軸部分、刀庫(kù)、裝刀機(jī)構(gòu)和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)等。2.數(shù)字控制系統(tǒng)數(shù)字控制系統(tǒng)包括數(shù)字計(jì)算機(jī)、伺服系統(tǒng)、檢查系統(tǒng)、PC控制部分等。3.液壓和氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)4.冷卻潤(rùn)滑及排屑裝置等（二）數(shù)控機(jī)床的加工運(yùn)動(dòng)機(jī)械加工是由切削的主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)共同完成的。1. 主運(yùn)動(dòng)主運(yùn)動(dòng)主切削運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)。如車床主軸的轉(zhuǎn)動(dòng)；鉆頭和銑刀的轉(zhuǎn)動(dòng)。2. 進(jìn)給運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)的運(yùn)動(dòng)通常是進(jìn)給運(yùn)動(dòng)；進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的聯(lián)動(dòng)可形成各種不同的加工表面。在三坐標(biāo)的數(shù)控機(jī)床中，各坐標(biāo)的運(yùn)動(dòng)方向通常是相互垂直的，在三維空間坐標(biāo)系中，空間任何一點(diǎn)都可以用X、Y、Z的坐標(biāo)值來(lái)表示。曲線加工時(shí)刀具的運(yùn)動(dòng)軌跡與理論上的曲線（包括直線）不吻合，而是一個(gè)逼近折線。由于各種插補(bǔ)的計(jì)算公式不同，使逼近的折線也不同。（三）數(shù)控機(jī)床的優(yōu)缺點(diǎn) 1.優(yōu)點(diǎn)（1）具有較高的加工精度，加工質(zhì)量穩(wěn)定（2）具較高的生產(chǎn)率（3）功能多（4）對(duì)不同零件的適應(yīng)性強(qiáng)（5）能夠完成普通機(jī)床不能完成的復(fù)雜表面加工（6）數(shù)控機(jī)床可大大減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，并有較高的經(jīng)濟(jì)效益2.缺點(diǎn)（1）價(jià)格昂貴，一次投資較大（2）維修和操作較復(fù)雜（四）數(shù)控機(jī)床的分類1.按工藝用途分類按工藝特點(diǎn)可分為普通數(shù)控機(jī)床和加工中心。普通數(shù)控機(jī)床有數(shù)控車床、數(shù)控鏜銑床、數(shù)控磨床、數(shù)控齒輪加工機(jī)床、數(shù)控壓力加工機(jī)床、數(shù)控電加工機(jī)床等等。加工中心是帶有刀庫(kù)和自動(dòng)換刀機(jī)械手的數(shù)控機(jī)床，在一臺(tái)機(jī)床上可實(shí)現(xiàn)不同工藝加工，通?？赏瓿摄@、擴(kuò)、鉸、攻螺紋、鏜、銑等多工序加工，為擴(kuò)大加工范圍和減少輔助時(shí)間，有些加工中心還能自動(dòng)更換工作臺(tái)、刀庫(kù)和主軸。2.按加工路線分類按加工路線可分為：（1） 點(diǎn)位控制數(shù)控機(jī)床該種機(jī)床只要求機(jī)床的移動(dòng)部件從一點(diǎn)到另一點(diǎn)的定位精度，對(duì)其移動(dòng)的路線不作要求。主要用在孔加工機(jī)床，如鉆床、鏜床、沖床等，因?yàn)檫@些機(jī)床只要求獲得孔隙坐標(biāo)位置的精度，不要求從一孔到另一孔的運(yùn)動(dòng)軌跡精度。（2） 輪廓加工數(shù)控機(jī)床該種機(jī)床的數(shù)控系統(tǒng)能夠同時(shí)控制多個(gè)坐標(biāo)軸聯(lián)合動(dòng)作，對(duì)不同形狀的工件輪廓表面進(jìn)行加工。如數(shù)控車床能車削各種回轉(zhuǎn)體表面，數(shù)控銑床銑削輪廓表面。這類機(jī)床不但能加工各種回轉(zhuǎn)曲面、三維曲面、有的還能加工螺旋槳表面，并且可達(dá)到很高的加工精度。3.按有無(wú)檢測(cè)裝置分類按有無(wú)檢測(cè)裝置分為：開(kāi)環(huán)、全閉環(huán)和半閉環(huán)控制系統(tǒng)的數(shù)控機(jī)床。（1）開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)的數(shù)控機(jī)床，沒(méi)有位置檢測(cè)裝置。（2）全閉環(huán)控制系統(tǒng)的數(shù)控機(jī)床裝有位置檢測(cè)裝置，且位置檢測(cè)裝置裝在床身和移動(dòng)部件上，可以把坐標(biāo)移動(dòng)的準(zhǔn)確位置檢測(cè)出來(lái)并反饋給計(jì)算機(jī)，因此裝有全閉環(huán)系統(tǒng)的數(shù)控機(jī)床的加工精度很高。（3）半閉環(huán)控制系統(tǒng)的數(shù)控機(jī)床也有位置檢測(cè)元件，與全閉環(huán)控制的數(shù)控機(jī)床的不同之處是檢測(cè)元件裝在伺服電動(dòng)機(jī)的尾部，用測(cè)量電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)角的方式檢測(cè)坐標(biāo)位置。由于電動(dòng)機(jī)到工作臺(tái)之間的傳動(dòng)部件有間隙、彈性變形和熱變形等因素，因而檢測(cè)的數(shù)據(jù)與實(shí)際的坐標(biāo)值有誤差。但由于半閉環(huán)系統(tǒng)價(jià)格較便宜，結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，按照調(diào)試方便，檢測(cè)元件不容易受到損害等優(yōu)點(diǎn)。4.按可聯(lián)動(dòng)的坐標(biāo)數(shù)分類按可聯(lián)動(dòng)的坐標(biāo)數(shù)有兩坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)、三坐標(biāo)、四坐標(biāo)、五坐標(biāo)的數(shù)控機(jī)床等等。機(jī)床所具有的坐標(biāo)軸數(shù)，不等于坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)數(shù)。具有的伺服電動(dòng)機(jī)數(shù)也不等于坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)數(shù)。所謂坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)數(shù)是指同一個(gè)插補(bǔ)程序控制的移動(dòng)坐標(biāo)數(shù)。這些坐標(biāo)的移動(dòng)規(guī)律是由所加工的輪廓表面來(lái)規(guī)定的。（五）數(shù)控機(jī)床的發(fā)展第一代數(shù)控系統(tǒng)采用電子管控制的（1952年）第二代數(shù)控系統(tǒng)采用晶體管控制的（上世紀(jì)50-60年代）第三代數(shù)控系統(tǒng)采用小規(guī)模集成電路控制的（上世紀(jì)60年代中期）第四代數(shù)控系統(tǒng)采用小型計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)，叫CNC階段（20世紀(jì)70年代）第五代數(shù)控系統(tǒng)采用微處理器的數(shù)控系統(tǒng)（1974年開(kāi)始）第六代數(shù)控系統(tǒng)采用個(gè)人計(jì)算機(jī)的控制系統(tǒng)（PC機(jī)）（20世紀(jì)90年代）數(shù)控機(jī)床的發(fā)展體現(xiàn)在以下三個(gè)方面：高生產(chǎn)率、高精度和網(wǎng)絡(luò)化。（1）高生產(chǎn)率高生產(chǎn)率體現(xiàn)在高速加工和機(jī)床的復(fù)合化兩個(gè)方面。 高速加工通過(guò)提高主軸轉(zhuǎn)速和進(jìn)給速度來(lái)實(shí)現(xiàn)高速加工。提高主軸轉(zhuǎn)速體現(xiàn)在：采用小球軸承、陶瓷球軸承、磁懸浮和流體動(dòng)靜壓軸承等。提高進(jìn)給速度體現(xiàn)在：采用高速精密滾珠絲杠、直線電機(jī)和快速數(shù)據(jù)處理等幾個(gè)方面。 機(jī)床復(fù)合化復(fù)合化就是將加工工件的所有工序盡可能的集中在一臺(tái)機(jī)床上加工。（2）高精度在機(jī)床上裝有多種監(jiān)控和檢測(cè)裝置對(duì)加工精度、刀具的磨損與破壞和工件的裝夾等進(jìn)行監(jiān)控，提高了機(jī)床的綜合性能，使之能夠更為精確可靠的自動(dòng)工作。（3）網(wǎng)絡(luò)化在第六代開(kāi)放系統(tǒng)中，安裝網(wǎng)絡(luò)通信以及配套的軟件可實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化制造。四、練習(xí)題（一）問(wèn)答題1. 數(shù)控機(jī)床由哪幾部分組成？答案：數(shù)控系統(tǒng)由機(jī)械部分、數(shù)字控制系統(tǒng)、液壓和氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)、冷卻潤(rùn)滑及排屑裝置等組成。2. 簡(jiǎn)述數(shù)控機(jī)床的優(yōu)缺點(diǎn)。答案：優(yōu)點(diǎn)（1）具有較高的加工精度，加工質(zhì)量穩(wěn)定（2）具較高的生產(chǎn)率（3）功能多（4）對(duì)不同零件的適應(yīng)性強(qiáng)（5）能夠完成普通機(jī)床不能完成的復(fù)雜表面加工（6）數(shù)控機(jī)床可大大減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，并有較高的經(jīng)濟(jì)效益缺點(diǎn)（1）價(jià)格昂貴，一次投資較大（2）維修和操作較復(fù)雜（二）填空題1.機(jī)械加工由切削的主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)共同完成。2.數(shù)控機(jī)床按加工路線可分為點(diǎn)位控制數(shù)控機(jī)床和輪廓加工數(shù)控機(jī)床。3.數(shù)控機(jī)床按有無(wú)檢測(cè)裝置可分為開(kāi)環(huán)、全閉環(huán)和半閉環(huán)控制系統(tǒng)的數(shù)控機(jī)床。（三）選擇題 1.開(kāi)環(huán)伺服系統(tǒng)的主要特征是系統(tǒng)內(nèi)( B )位置檢測(cè)反