數(shù)控機床結(jié)構(gòu)

1、、課程教學大綱說明、課程教學大綱說明 一、課程性質(zhì)、目的和任務(wù)一、課程性質(zhì)、目的和任務(wù) 1 1、課程性質(zhì)、課程性質(zhì) 數(shù)控機床數(shù)控機床作為數(shù)控技術(shù)專業(yè)作為數(shù)控技術(shù)專業(yè)的專業(yè)必修課，對于培養(yǎng)該專業(yè)學生的專業(yè)必修課，對于培養(yǎng)該專業(yè)學生掌握數(shù)控技術(shù)的核心技術(shù)有極其重要掌握數(shù)控技術(shù)的核心技術(shù)有極其重要的作用。的作用。 、課程教學大綱說明、課程教學大綱說明 以數(shù)控機床的機械結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)，以數(shù)控機床的機械結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)，以數(shù)控車床、數(shù)控銑床、加工中以數(shù)控車床、數(shù)控銑床、加工中心、電加工機床為典型數(shù)控機床，心、電加工機床為典型數(shù)控機床，對其結(jié)構(gòu)、使用方法等進行學習，對其結(jié)構(gòu)、使用方法等進行學習，同時對數(shù)控機床的電氣

2、部分、日同時對數(shù)控機床的電氣部分、日常維護、調(diào)試驗收等內(nèi)容也進行常維護、調(diào)試驗收等內(nèi)容也進行學習，為全面掌握數(shù)控機床打下學習，為全面掌握數(shù)控機床打下良好的基礎(chǔ)良好的基礎(chǔ) 。、課程教學大綱說明、課程教學大綱說明 2 2、目的和任務(wù)、目的和任務(wù) 培養(yǎng)學生五種基本能力和多培養(yǎng)學生五種基本能力和多種分析、思維能力和工程文化素種分析、思維能力和工程文化素質(zhì)。質(zhì)。五種基本能力：五種基本能力： 對數(shù)控機床進行結(jié)構(gòu)分析的對數(shù)控機床進行結(jié)構(gòu)分析的能力、對各種典型數(shù)控機床進行能力、對各種典型數(shù)控機床進行性能評價的能力、合理選擇數(shù)控性能評價的能力、合理選擇數(shù)控機床的能力、進行數(shù)控機床操作機床的能力、進行數(shù)控機床操作

3、的基本能力、對數(shù)控機床進行安的基本能力、對數(shù)控機床進行安裝調(diào)試和日常維護的能力。裝調(diào)試和日常維護的能力。、課程教學大綱說明、課程教學大綱說明 多種分析思維能力多種分析思維能力: 對數(shù)控機床進行分類和評價對數(shù)控機床進行分類和評價的能力、對數(shù)控機床各種結(jié)構(gòu)布的能力、對數(shù)控機床各種結(jié)構(gòu)布局進行分析和評價的能力、對機局進行分析和評價的能力、對機床進行選擇和與工件加工進行匹床進行選擇和與工件加工進行匹配的能力等。配的能力等。 、課程教學大綱說明、課程教學大綱說明、課程教學大綱說明、課程教學大綱說明 工程文化素質(zhì)：工程文化素質(zhì)： 認真負責、嚴謹細致的工作認真負責、嚴謹細致的工作態(tài)度和工作作風。態(tài)度和工作作

4、風。 、課程教學大綱說明、課程教學大綱說明 使學生達到既具有工程基礎(chǔ)使學生達到既具有工程基礎(chǔ)又有較高的工程文化素質(zhì)，既有又有較高的工程文化素質(zhì)，既有豐富的數(shù)控機床基礎(chǔ)知識、基本豐富的數(shù)控機床基礎(chǔ)知識、基本理論，又有較強的分析思維能力，理論，又有較強的分析思維能力，能夠合理地選擇、評價數(shù)控機床。能夠合理地選擇、評價數(shù)控機床。為今后在工作中進行數(shù)控機床的為今后在工作中進行數(shù)控機床的選用、調(diào)試、操作、日常維護和選用、調(diào)試、操作、日常維護和一般故障的檢修打下堅實基礎(chǔ)。一般故障的檢修打下堅實基礎(chǔ)。、課程教學大綱說明、課程教學大綱說明 二、與相關(guān)課程的銜接、配合、二、與相關(guān)課程的銜接、配合、分工分工 本課

5、程是數(shù)控技術(shù)專業(yè)的必本課程是數(shù)控技術(shù)專業(yè)的必修專業(yè)課，學生在學習本課程前修專業(yè)課，學生在學習本課程前必須掌握機械制圖、機械制造基必須掌握機械制圖、機械制造基礎(chǔ)、機械設(shè)計基礎(chǔ)等知識。礎(chǔ)、機械設(shè)計基礎(chǔ)等知識。 與本科課程緊密相關(guān)的課程與本科課程緊密相關(guān)的課程是是數(shù)控編程技術(shù)數(shù)控編程技術(shù)、數(shù)控加數(shù)控加工工藝工工藝2門核心課程。門核心課程。、課程教學大綱說明、課程教學大綱說明三、課程教學要求的層次三、課程教學要求的層次1. 了解：要求對有關(guān)教學內(nèi)容有一了解：要求對有關(guān)教學內(nèi)容有一般的了解。般的了解。2. 掌握：要求掌握有關(guān)內(nèi)容的基本掌握：要求掌握有關(guān)內(nèi)容的基本概念、基本理論、基本方法，并概念、基本理論

6、、基本方法，并能在掌握的基礎(chǔ)上對相關(guān)問題進能在掌握的基礎(chǔ)上對相關(guān)問題進行分析和判斷，得出正確結(jié)論。行分析和判斷，得出正確結(jié)論。、課程教學大綱說明、課程教學大綱說明3. 熟練掌握：對于今后實際工作中熟練掌握：對于今后實際工作中需要應(yīng)用的重要內(nèi)容，要求熟練需要應(yīng)用的重要內(nèi)容，要求熟練掌握。這些內(nèi)容，不僅要深入理掌握。這些內(nèi)容，不僅要深入理解，還能夠應(yīng)用所學的知識解決解，還能夠應(yīng)用所學的知識解決實際工程問題。實際工程問題。、課程教學大綱說明、課程教學大綱說明四、各章學時分配四、各章學時分配、各章講述要點、各章講述要點第一章第一章 數(shù)控機床簡介數(shù)控機床簡介 一、目的與要求一、目的與要求 使學生掌握數(shù)控

7、機床的基本使學生掌握數(shù)控機床的基本概念、組成、分類、發(fā)展歷程和概念、組成、分類、發(fā)展歷程和方向。初步了解數(shù)控機床的基本方向。初步了解數(shù)控機床的基本工作原理和數(shù)控機床的適用范圍工作原理和數(shù)控機床的適用范圍 。二、教學內(nèi)容二、教學內(nèi)容1數(shù)控機床的基本概念數(shù)控機床的基本概念2數(shù)控機床的基本工作原理數(shù)控機床的基本工作原理3數(shù)控機床的基本組成數(shù)控機床的基本組成4數(shù)控機床的分類數(shù)控機床的分類 5數(shù)控加工的特點數(shù)控加工的特點6數(shù)控機床的適用范圍數(shù)控機床的適用范圍7. 數(shù)控機床的發(fā)展歷程和方向數(shù)控機床的發(fā)展歷程和方向三、重點與難點三、重點與難點 重點是數(shù)控機床的基本概念、重點是數(shù)控機床的基本概念、組成、分類組

8、成、分類。 1、基本概念、基本概念數(shù)字控制（數(shù)字控制（Numerical Control，NC） 簡稱數(shù)控，是用數(shù)字化信號對機床簡稱數(shù)控，是用數(shù)字化信號對機床的運動及其加工過程進行控制的一種技的運動及其加工過程進行控制的一種技術(shù)方法。術(shù)方法。數(shù)控機床（數(shù)控機床（Numerical Control Machine） 采用數(shù)字控制技術(shù)對機床的加工過采用數(shù)字控制技術(shù)對機床的加工過程進行自動控制的一類機床。程進行自動控制的一類機床。 四、考核點四、考核點2、數(shù)控機床的基本組成、數(shù)控機床的基本組成 反饋裝置反饋裝置伺服系統(tǒng)伺服系統(tǒng)輔助裝置輔助裝置控制介質(zhì)控制介質(zhì)機機 床床數(shù)控系統(tǒng)數(shù)控系統(tǒng)位置檢測位置檢測

9、速度檢測速度檢測3、數(shù)控機床的分類、數(shù)控機床的分類 （1 1）按數(shù)控機床伺服系統(tǒng)分類）按數(shù)控機床伺服系統(tǒng)分類開環(huán)數(shù)控系統(tǒng)開環(huán)數(shù)控系統(tǒng) 全閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng)全閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng)半閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng)半閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng)（2 2）按數(shù)控機床運動軌跡分類）按數(shù)控機床運動軌跡分類 點位控制數(shù)控機床點位控制數(shù)控機床直線控制數(shù)控機床直線控制數(shù)控機床輪廓控制數(shù)控機床輪廓控制數(shù)控機床 知識點：可控軸數(shù)和聯(lián)動軸數(shù)知識點：可控軸數(shù)和聯(lián)動軸數(shù) 通常一臺數(shù)控機床的聯(lián)動軸數(shù)一般通常一臺數(shù)控機床的聯(lián)動軸數(shù)一般會小于或等于可控軸數(shù)。會小于或等于可控軸數(shù)。4、數(shù)控機床特點及應(yīng)用范圍、數(shù)控機床特點及應(yīng)用范圍特點：高特點：高精度、高效率、高速度、精度、高

10、效率、高速度、高剛性、高柔性、高自動化高剛性、高柔性、高自動化數(shù)控機床是為了解決單件、小批數(shù)控機床是為了解決單件、小批量、精度高、形狀復(fù)雜的零件加量、精度高、形狀復(fù)雜的零件加工的自動化要求而產(chǎn)生的。工的自動化要求而產(chǎn)生的。5、數(shù)控機床的發(fā)展歷程和發(fā)展方向、數(shù)控機床的發(fā)展歷程和發(fā)展方向突破傳統(tǒng)機床結(jié)構(gòu)的最新一代的數(shù)突破傳統(tǒng)機床結(jié)構(gòu)的最新一代的數(shù)控機床：并聯(lián)機床（虛軸機床）?？貦C床：并聯(lián)機床（虛軸機床）。發(fā)展方向：發(fā)展方向：（1） 高速度與高精度化高速度與高精度化（2） 多功能化多功能化（3） 智能化智能化（4） 高的可靠性高的可靠性第一講第一講 數(shù)控機床簡介數(shù)控機床簡介 數(shù)字控制數(shù)字控制（Num

11、erical Control，NC） 簡稱數(shù)控，是用數(shù)字化信號對機床的簡稱數(shù)控，是用數(shù)字化信號對機床的運動及其加工過程進行控制的一種技術(shù)方運動及其加工過程進行控制的一種技術(shù)方法。法。 數(shù)控機床數(shù)控機床（Numerical Control Machine） 采用數(shù)字控制技術(shù)對機床的加工過程采用數(shù)字控制技術(shù)對機床的加工過程進行自動控制的一類機床。進行自動控制的一類機床。 1、數(shù)控機床的基本概念、數(shù)控機床的基本概念 數(shù)控系統(tǒng)數(shù)控系統(tǒng)（Numerical Control System） 一種自動輸入載體上事先給定的數(shù)字一種自動輸入載體上事先給定的數(shù)字量（零件加工程序），并將其譯碼，再進量（零件加工程序

12、），并將其譯碼，再進行必要的信息處理和運算后，控制機床動行必要的信息處理和運算后，控制機床動作和加工零件的控制系統(tǒng)。作和加工零件的控制系統(tǒng)。 最初的數(shù)控系統(tǒng)是由數(shù)字邏輯電路構(gòu)最初的數(shù)控系統(tǒng)是由數(shù)字邏輯電路構(gòu)成的專用硬件數(shù)控系統(tǒng)。隨著微型計算機成的專用硬件數(shù)控系統(tǒng)。隨著微型計算機的發(fā)展，硬件數(shù)控系統(tǒng)已逐漸被淘汰，取的發(fā)展，硬件數(shù)控系統(tǒng)已逐漸被淘汰，取而代之的是計算機數(shù)控系統(tǒng)。而代之的是計算機數(shù)控系統(tǒng)。 利用數(shù)控機床完成零件數(shù)控利用數(shù)控機床完成零件數(shù)控加工的過程：加工的過程： 程序輸送到程序輸送到NC機床機床向向MCU輸入零輸入零件的加工程序件的加工程序機床控制單元（機床控制單元（MCU）顯示刀具

13、路徑顯示刀具路徑NC機床機床加工零件加工零件編寫零件的加工程序編寫零件的加工程序零件工藝分析確零件工藝分析確定零件的加工要定零件的加工要素素換刀裝置換刀裝置 根據(jù)零件加工圖樣進行工藝分析，確定根據(jù)零件加工圖樣進行工藝分析，確定加工方案、工藝參數(shù)和位移數(shù)據(jù)；加工方案、工藝參數(shù)和位移數(shù)據(jù)；程序輸送到程序輸送到NC機床機床向向MCU輸入零輸入零件的加工程序件的加工程序機床控制單元（機床控制單元（MCU）顯示刀具路徑顯示刀具路徑NC機床機床加工零件加工零件編寫零件的加工程序編寫零件的加工程序零件工藝分析確零件工藝分析確定零件的加工要定零件的加工要素素換刀裝置換刀裝置 用規(guī)定的程序代碼和格式編寫零件加工

14、程用規(guī)定的程序代碼和格式編寫零件加工程序單；或用自動編程軟件進序單；或用自動編程軟件進CAD/CAM工工作，直接生成零件的加工程序文件；作，直接生成零件的加工程序文件；程序輸送到程序輸送到NC機床機床向向MCU輸入零輸入零件的加工程序件的加工程序機床控制單元（機床控制單元（MCU）顯示刀具路徑顯示刀具路徑NC機床機床加工零件加工零件編寫零件的加工程序編寫零件的加工程序零件工藝分析確零件工藝分析確定零件的加工要定零件的加工要素素換刀裝置換刀裝置 程序的輸入或輸出：手工編寫的程序通程序的輸入或輸出：手工編寫的程序通過數(shù)控機床的操作面板輸入：軟件生成過數(shù)控機床的操作面板輸入：軟件生成的程序通過計算機

15、的串行通信接口直接的程序通過計算機的串行通信接口直接傳輸?shù)綌?shù)控機床的數(shù)控單元；傳輸?shù)綌?shù)控機床的數(shù)控單元；程序輸送到程序輸送到NC機床機床向向MCU輸入零輸入零件的加工程序件的加工程序機床控制單元（機床控制單元（MCU）顯示刀具路徑顯示刀具路徑NC機床機床加工零件加工零件編寫零件的加工程序編寫零件的加工程序零件工藝分析確零件工藝分析確定零件的加工要定零件的加工要素素換刀裝置換刀裝置 將輸入到數(shù)控單元的加工程序，進行試將輸入到數(shù)控單元的加工程序，進行試運行、刀具路徑模擬等；運行、刀具路徑模擬等；程序輸送到程序輸送到NC機床機床向向MCU輸入零輸入零件的加工程序件的加工程序機床控制單元（機床控制單元

16、（MCU）顯示刀具路徑顯示刀具路徑NC機床機床加工零件加工零件編寫零件的加工程序編寫零件的加工程序零件工藝分析確零件工藝分析確定零件的加工要定零件的加工要素素換刀裝置換刀裝置 通過對機床的正確操作，運行程序，完通過對機床的正確操作，運行程序，完成零件的加工；成零件的加工；2、數(shù)控機床的基本組成、數(shù)控機床的基本組成 反饋裝置反饋裝置伺服系統(tǒng)伺服系統(tǒng)輔助裝置輔助裝置控制介質(zhì)控制介質(zhì)機機 床床數(shù)控系統(tǒng)數(shù)控系統(tǒng)位置檢測位置檢測速度檢測速度檢測 1 1、控制介質(zhì)、控制介質(zhì) 又稱信息載體，是人與數(shù)控機床之間又稱信息載體，是人與數(shù)控機床之間聯(lián)系的中間媒介物質(zhì)，反映了數(shù)控加工中聯(lián)系的中間媒介物質(zhì)，反映了數(shù)控加

17、工中的全部信息。穿孔紙帶、磁盤、磁帶等。的全部信息。穿孔紙帶、磁盤、磁帶等。反饋裝置反饋裝置伺服系統(tǒng)伺服系統(tǒng)輔助裝置輔助裝置控制介質(zhì)控制介質(zhì)機機 床床數(shù)控系統(tǒng)數(shù)控系統(tǒng)位置檢測位置檢測速度檢測速度檢測 2 2、數(shù)控系統(tǒng)、數(shù)控系統(tǒng) 是機床實現(xiàn)自動加工的核心，是整是機床實現(xiàn)自動加工的核心，是整個數(shù)控機床的靈魂所在。主要由輸入裝個數(shù)控機床的靈魂所在。主要由輸入裝置、監(jiān)視器、主控制系統(tǒng)、可編程控制置、監(jiān)視器、主控制系統(tǒng)、可編程控制器、各種輸入器、各種輸入/輸出接口等組成。輸出接口等組成。反饋裝置反饋裝置伺服系統(tǒng)伺服系統(tǒng)輔助裝置輔助裝置控制介質(zhì)控制介質(zhì)機機 床床數(shù)控系統(tǒng)數(shù)控系統(tǒng)位置檢測位置檢測速度檢測速度

18、檢測 3 3、伺服系統(tǒng)、伺服系統(tǒng) 是數(shù)控系統(tǒng)和機床本體之間的電傳是數(shù)控系統(tǒng)和機床本體之間的電傳動聯(lián)系環(huán)節(jié)。主要由伺服電動機、伺服動聯(lián)系環(huán)節(jié)。主要由伺服電動機、伺服驅(qū)動控制器組成。驅(qū)動控制器組成。反饋裝置反饋裝置伺服系統(tǒng)伺服系統(tǒng)輔助裝置輔助裝置控制介質(zhì)控制介質(zhì)機機 床床數(shù)控系統(tǒng)數(shù)控系統(tǒng)位置檢測位置檢測速度檢測速度檢測 4 4、反饋裝置、反饋裝置 主要包括光電脈沖編碼器、光柵位主要包括光電脈沖編碼器、光柵位移傳感器、直線感應(yīng)同步器等裝置。移傳感器、直線感應(yīng)同步器等裝置。反饋裝置反饋裝置伺服系統(tǒng)伺服系統(tǒng)輔助裝置輔助裝置控制介質(zhì)控制介質(zhì)機機 床床數(shù)控系統(tǒng)數(shù)控系統(tǒng)位置檢測位置檢測速度檢測速度檢測 5 5

19、、輔助裝置、輔助裝置 主要包括自動換刀裝置、自動交換主要包括自動換刀裝置、自動交換工作臺機構(gòu)、工件夾緊放松機構(gòu)、回轉(zhuǎn)工作臺機構(gòu)、工件夾緊放松機構(gòu)、回轉(zhuǎn)工作臺、液壓控制系統(tǒng)、潤滑裝置、切工作臺、液壓控制系統(tǒng)、潤滑裝置、切削液裝置、排屑裝置、過載和保護裝置削液裝置、排屑裝置、過載和保護裝置等。等。反饋裝置反饋裝置伺服系統(tǒng)伺服系統(tǒng)輔助裝置輔助裝置控制介質(zhì)控制介質(zhì)機機 床床數(shù)控系統(tǒng)數(shù)控系統(tǒng)位置檢測位置檢測速度檢測速度檢測 6 6、機床本體、機床本體 機械結(jié)構(gòu)實體。整體布局、外觀造機械結(jié)構(gòu)實體。整體布局、外觀造型、傳動機構(gòu)、工具系統(tǒng)及操作機構(gòu)等方型、傳動機構(gòu)、工具系統(tǒng)及操作機構(gòu)等方面都發(fā)生了很大變化。面

20、都發(fā)生了很大變化。（1）按工藝用途分類）按工藝用途分類n金屬切削類數(shù)控機床金屬切削類數(shù)控機床 3、數(shù)控機床的分類、數(shù)控機床的分類 數(shù)控車床數(shù)控車床數(shù)控銑床數(shù)控銑床加工中心加工中心數(shù)控磨床數(shù)控磨床（1）按工藝用途分類）按工藝用途分類n金屬切削類數(shù)控機床金屬切削類數(shù)控機床 n金屬成型類數(shù)控機床金屬成型類數(shù)控機床 3、數(shù)控機床的分類、數(shù)控機床的分類 數(shù)控彎管機數(shù)控彎管機 數(shù)控旋壓機數(shù)控旋壓機數(shù)控折彎機數(shù)控折彎機 數(shù)控壓力機數(shù)控壓力機（1）按工藝用途分類）按工藝用途分類n金屬切削類數(shù)控機床金屬切削類數(shù)控機床 n金屬成型類數(shù)控機床金屬成型類數(shù)控機床 n數(shù)控特種加工機床數(shù)控特種加工機床 3、數(shù)控機床的分類

21、、數(shù)控機床的分類 數(shù)控激光切割機床數(shù)控激光切割機床數(shù)控電火花成型機床數(shù)控電火花成型機床數(shù)控線切割機床數(shù)控線切割機床數(shù)控等離子數(shù)控等離子-火焰切割機床火焰切割機床 （1）按工藝用途分類）按工藝用途分類n金屬切削類數(shù)控機床金屬切削類數(shù)控機床 n金屬成型類數(shù)控機床金屬成型類數(shù)控機床 n數(shù)控特種加工機床數(shù)控特種加工機床 n其它類型的數(shù)控機床其它類型的數(shù)控機床3、數(shù)控機床的分類、數(shù)控機床的分類 三坐標測量儀三坐標測量儀數(shù)控繪圖儀數(shù)控繪圖儀數(shù)控對刀儀數(shù)控對刀儀 （2）按數(shù)控機床伺服系統(tǒng)分類按數(shù)控機床伺服系統(tǒng)分類n開環(huán)控制數(shù)控機床開環(huán)控制數(shù)控機床 n全閉環(huán)控制數(shù)控機床全閉環(huán)控制數(shù)控機床 n半閉環(huán)控制數(shù)控機床

22、半閉環(huán)控制數(shù)控機床 n混合控制數(shù)控機床混合控制數(shù)控機床 3、數(shù)控機床的分類、數(shù)控機床的分類 （3 3）按數(shù)控機床運動軌跡分類）按數(shù)控機床運動軌跡分類 n點位控制數(shù)控機床點位控制數(shù)控機床應(yīng)用：數(shù)控鉆床、數(shù)控鏜床和數(shù)控沖床等。應(yīng)用：數(shù)控鉆床、數(shù)控鏜床和數(shù)控沖床等。n直線控制數(shù)控機床直線控制數(shù)控機床應(yīng)用：簡易的數(shù)控車床、數(shù)控銑床等。應(yīng)用：簡易的數(shù)控車床、數(shù)控銑床等。n輪廓控制數(shù)控機床輪廓控制數(shù)控機床應(yīng)用：兩軸以上聯(lián)動的數(shù)控機床、加工中應(yīng)用：兩軸以上聯(lián)動的數(shù)控機床、加工中心均采用輪廓控制。心均采用輪廓控制。3、數(shù)控機床的分類、數(shù)控機床的分類 可控軸數(shù)：可控軸數(shù)： 是指機床數(shù)控裝置能夠控制的坐標數(shù)是指機

23、床數(shù)控裝置能夠控制的坐標數(shù)目，即數(shù)控機床有幾個運動方向采用了數(shù)目，即數(shù)控機床有幾個運動方向采用了數(shù)字控制。字控制。聯(lián)動軸數(shù)：聯(lián)動軸數(shù)： 是指機床數(shù)控裝置控制各坐標軸協(xié)調(diào)是指機床數(shù)控裝置控制各坐標軸協(xié)調(diào)動作的坐標軸數(shù)目。動作的坐標軸數(shù)目。 3、數(shù)控機床的分類、數(shù)控機床的分類 通常一臺數(shù)控機床的聯(lián)動軸數(shù)一般會通常一臺數(shù)控機床的聯(lián)動軸數(shù)一般會小于或等于可控軸數(shù)。小于或等于可控軸數(shù)。 根據(jù)它所控制的聯(lián)動坐標軸數(shù)不同，根據(jù)它所控制的聯(lián)動坐標軸數(shù)不同，又可以分為下面幾種形式又可以分為下面幾種形式 ：二軸聯(lián)動、二：二軸聯(lián)動、二軸半聯(lián)動、三軸聯(lián)動、軸半聯(lián)動、三軸聯(lián)動、 四軸聯(lián)動四軸聯(lián)動 、五軸聯(lián)、五軸聯(lián)動等。

24、動等。3、數(shù)控機床的分類、數(shù)控機床的分類 兩軸聯(lián)動加工兩軸聯(lián)動加工 兩軸半聯(lián)動兩軸半聯(lián)動的曲面加工的曲面加工 三軸聯(lián)動的曲面加工三軸聯(lián)動的曲面加工 四軸聯(lián)動的數(shù)控機床四軸聯(lián)動的數(shù)控機床五軸聯(lián)動的五軸聯(lián)動的加工中心加工中心 （4 4）按數(shù)控機床功能水平分類）按數(shù)控機床功能水平分類 分為高級型、普通型和經(jīng)濟型數(shù)分為高級型、普通型和經(jīng)濟型數(shù)控機床?？貦C床。 3、數(shù)控機床的分類、數(shù)控機床的分類 4、數(shù)控機床的特點及應(yīng)用范圍、數(shù)控機床的特點及應(yīng)用范圍數(shù)控機床的特點：數(shù)控機床的特點：高高精度、高效率、高精度、高效率、高速度、高剛性、高柔性、高自動化。速度、高剛性、高柔性、高自動化。n 對零件的適應(yīng)性強、靈

25、活性好；對零件的適應(yīng)性強、靈活性好；n 加工精度高、質(zhì)量穩(wěn)定；加工精度高、質(zhì)量穩(wěn)定；n 生產(chǎn)效率高，經(jīng)濟效益明顯；生產(chǎn)效率高，經(jīng)濟效益明顯；n 有利于生產(chǎn)管理的現(xiàn)代化；有利于生產(chǎn)管理的現(xiàn)代化；n 改善工人的勞動條件，減輕工人勞動改善工人的勞動條件，減輕工人勞動強度。強度。 數(shù)控機床是為了解決單件、小批數(shù)控機床是為了解決單件、小批量、精度高、形狀復(fù)雜的零件加工的量、精度高、形狀復(fù)雜的零件加工的自動化要求而產(chǎn)生的。自動化要求而產(chǎn)生的。 數(shù)控機床的應(yīng)用范圍：數(shù)控機床的應(yīng)用范圍： 4、數(shù)控機床的特點及應(yīng)用范圍、數(shù)控機床的特點及應(yīng)用范圍n 單件、多品種、小批量的生產(chǎn)零件單件、多品種、小批量的生產(chǎn)零件n

26、形狀復(fù)雜，加工精度較高的零件形狀復(fù)雜，加工精度較高的零件n 需進行多種工序集中加工的零件需進行多種工序集中加工的零件n 價格昂貴、不允許報廢的零件價格昂貴、不允許報廢的零件n 需要頻繁改型的零件需要頻繁改型的零件n 新產(chǎn)品的試制零件新產(chǎn)品的試制零件n 需要最少生產(chǎn)周期的急需件需要最少生產(chǎn)周期的急需件4、數(shù)控機床的特點及應(yīng)用范圍、數(shù)控機床的特點及應(yīng)用范圍5、數(shù)控機床的發(fā)展歷程、數(shù)控機床的發(fā)展歷程第一臺數(shù)控機床（第一臺數(shù)控機床（19521952年年 ） 第一臺數(shù)控機床是由美國麻省理工學院和第一臺數(shù)控機床是由美國麻省理工學院和Parsons公司合作于公司合作于1952年研制成功的。年研制成功的。 我

27、國從我國從1958年由北京機床研究所和清華等單年由北京機床研究所和清華等單位首先研制數(shù)控機床。位首先研制數(shù)控機床。我國第一臺數(shù)控機床（我國第一臺數(shù)控機床（19581958）5、數(shù)控機床的發(fā)展歷程、數(shù)控機床的發(fā)展歷程世代世代誕生年代誕生年代數(shù)控系統(tǒng)的構(gòu)成方式數(shù)控系統(tǒng)的構(gòu)成方式第一代第一代1952年年采用電子管元件采用電子管元件第二代第二代1959年年采用晶體管電路采用晶體管電路第三代第三代1965年年采用小、中規(guī)模集成電路采用小、中規(guī)模集成電路第四代第四代1970年年內(nèi)裝小型計算機內(nèi)裝小型計算機第五代第五代1974年年微型電子計算機微型電子計算機第六代第六代90年代年代開放式體系結(jié)構(gòu)開放式體系結(jié)

28、構(gòu)5、數(shù)控機床的發(fā)展歷程、數(shù)控機床的發(fā)展歷程 突破傳統(tǒng)機床結(jié)構(gòu)的最新一代的數(shù)控機床：突破傳統(tǒng)機床結(jié)構(gòu)的最新一代的數(shù)控機床：并聯(lián)機床（虛軸機床）。并聯(lián)機床（虛軸機床）。并聯(lián)機床并聯(lián)機床 5、數(shù)控機床的發(fā)展歷程、數(shù)控機床的發(fā)展歷程（1 1） 高速度與高精度化高速度與高精度化6、數(shù)控機床的發(fā)展方向、數(shù)控機床的發(fā)展方向（1 1） 高速度與高精度化高速度與高精度化n 數(shù)控系統(tǒng)采用位數(shù)、頻率更高的微處數(shù)控系統(tǒng)采用位數(shù)、頻率更高的微處理器，或者多個理器，或者多個CPU，以提高系統(tǒng)的，以提高系統(tǒng)的基本運算速度；基本運算速度；6、數(shù)控機床的發(fā)展方向、數(shù)控機床的發(fā)展方向（1 1） 高速度與高精度化高速度與高精度化

29、n 全數(shù)字交流伺服系統(tǒng)全數(shù)字交流伺服系統(tǒng)直線電機直線電機 6、數(shù)控機床的發(fā)展方向、數(shù)控機床的發(fā)展方向（1 1） 高速度與高精度化高速度與高精度化n 機床靜、動摩擦的非線性補償控制技術(shù)；機床靜、動摩擦的非線性補償控制技術(shù)；n 高速大功率電主軸的應(yīng)用；高速大功率電主軸的應(yīng)用；電主軸電主軸 6、數(shù)控機床的發(fā)展方向、數(shù)控機床的發(fā)展方向（1 1） 高速度與高精度化高速度與高精度化n 采用高性能和可靠的新型功能部件電采用高性能和可靠的新型功能部件電滾珠絲桿；滾珠絲桿；電滾珠絲桿電滾珠絲桿 6、數(shù)控機床的發(fā)展方向、數(shù)控機床的發(fā)展方向（2 2） 多功能化多功能化n一機多能一機多能第一主軸第二主軸銑削動力頭多軸

30、復(fù)合加工數(shù)控機床多軸復(fù)合加工數(shù)控機床6、數(shù)控機床的發(fā)展方向、數(shù)控機床的發(fā)展方向（2 2） 多功能化多功能化n前后臺功能前后臺功能 n通訊功能通訊功能6、數(shù)控機床的發(fā)展方向、數(shù)控機床的發(fā)展方向（2 2） 多功能化多功能化n前后臺功能前后臺功能 n通訊功能通訊功能6、數(shù)控機床的發(fā)展方向、數(shù)控機床的發(fā)展方向（3 3） 智能化智能化n引進自適應(yīng)控制技術(shù)引進自適應(yīng)控制技術(shù) n采用故障自診斷、自修復(fù)功能采用故障自診斷、自修復(fù)功能 n刀具壽命自動檢測和自動換刀功能刀具壽命自動檢測和自動換刀功能 n引進模式識別技術(shù)引進模式識別技術(shù) 6、數(shù)控機床的發(fā)展方向、數(shù)控機床的發(fā)展方向（4 4） 高的可靠性高的可靠性n提

31、高系統(tǒng)硬件質(zhì)量。提高系統(tǒng)硬件質(zhì)量。n采用硬件結(jié)構(gòu)模塊化、標準化、通用采用硬件結(jié)構(gòu)模塊化、標準化、通用化方式?；绞?。n增強故障自診斷、自恢復(fù)和保護功能。增強故障自診斷、自恢復(fù)和保護功能。6、數(shù)控機床的發(fā)展方向、數(shù)控機床的發(fā)展方向第二章第二章 數(shù)控機床的機械結(jié)構(gòu)數(shù)控機床的機械結(jié)構(gòu) 一、目的與要求一、目的與要求 對數(shù)控機床的主要部件及其功對數(shù)控機床的主要部件及其功能加以闡述，使學習者進一步了解能加以闡述，使學習者進一步了解數(shù)控機床的機械結(jié)構(gòu)，為后續(xù)學習數(shù)控機床的機械結(jié)構(gòu)，為后續(xù)學習各種典型數(shù)控機床打好基礎(chǔ)。使學各種典型數(shù)控機床打好基礎(chǔ)。使學生掌握數(shù)控機床機械結(jié)構(gòu)的組成和生掌握數(shù)控機床機械結(jié)構(gòu)的組成

32、和 特點。對數(shù)控機床的主傳動系統(tǒng)、特點。對數(shù)控機床的主傳動系統(tǒng)、進給傳動系統(tǒng)、導(dǎo)軌、工作臺、進給傳動系統(tǒng)、導(dǎo)軌、工作臺、位置檢測裝置、自動換刀裝置、位置檢測裝置、自動換刀裝置、輔助裝置等重要組成部分有一定輔助裝置等重要組成部分有一定的認識。的認識。二、教學內(nèi)容二、教學內(nèi)容1數(shù)控機床機械結(jié)構(gòu)組成及特點數(shù)控機床機械結(jié)構(gòu)組成及特點2數(shù)控機床的主傳動系統(tǒng)數(shù)控機床的主傳動系統(tǒng)3數(shù)控機床進給傳動系統(tǒng)數(shù)控機床進給傳動系統(tǒng)4數(shù)控機床的導(dǎo)軌數(shù)控機床的導(dǎo)軌5數(shù)控機床的工作臺數(shù)控機床的工作臺6數(shù)控機床的位置檢測裝置數(shù)控機床的位置檢測裝置7數(shù)控機床的自動換刀裝置數(shù)控機床的自動換刀裝置8數(shù)控機床的輔助裝置數(shù)控機床的輔助

33、裝置三、重點與難點三、重點與難點 重點是數(shù)控機床機械結(jié)構(gòu)組重點是數(shù)控機床機械結(jié)構(gòu)組成及特點，主傳動系統(tǒng)、進給傳成及特點，主傳動系統(tǒng)、進給傳動系統(tǒng)的組成、特點、作用。難動系統(tǒng)的組成、特點、作用。難點是主要部件的工作原理。點是主要部件的工作原理。四、考核點四、考核點1 1、數(shù)控機床機械結(jié)構(gòu)的主要組成和特點、數(shù)控機床機械結(jié)構(gòu)的主要組成和特點u組要組成：組要組成：1）主傳動系統(tǒng)）主傳動系統(tǒng)2）進給傳動系統(tǒng)）進給傳動系統(tǒng)3）基礎(chǔ)支承件）基礎(chǔ)支承件4）輔助裝置）輔助裝置u主要特點主要特點1）高的靜、動剛度）高的靜、動剛度2）良好的抗振性能）良好的抗振性能3）良好的熱穩(wěn)定性）良好的熱穩(wěn)定性4）高的靈敏度）高

34、的靈敏度5）高效化裝置、高人性化操作）高效化裝置、高人性化操作2 2、數(shù)控機床的主傳動系統(tǒng)、數(shù)控機床的主傳動系統(tǒng) u作用作用：產(chǎn)生不同的主軸切削速度：產(chǎn)生不同的主軸切削速度以滿足不同的加工條件要求。以滿足不同的加工條件要求。u組成組成：主要包括電動機、傳動系：主要包括電動機、傳動系統(tǒng)和主軸部件。統(tǒng)和主軸部件。u特點：特點：（1）轉(zhuǎn)速高、功率大）轉(zhuǎn)速高、功率大（2）變速范圍寬）變速范圍寬 （3）主軸變換迅速可靠）主軸變換迅速可靠 （4）主軸組件的耐磨性高）主軸組件的耐磨性高u變速方式：變速方式：(1) 帶有變速齒輪的主傳動帶有變速齒輪的主傳動(2) 通過帶傳動的主傳動通過帶傳動的主傳動(3) 用

35、兩個電動機分別驅(qū)動主軸用兩個電動機分別驅(qū)動主軸 (4) 由調(diào)速電動機直接驅(qū)動的主傳動由調(diào)速電動機直接驅(qū)動的主傳動(5) 內(nèi)裝式電主軸內(nèi)裝式電主軸 u主軸部件主軸部件 ： （1）主軸軸承配置形式）主軸軸承配置形式 （2）主軸的潤滑與冷卻）主軸的潤滑與冷卻 作用：是控制主軸發(fā)熱，保證主軸正常作用：是控制主軸發(fā)熱，保證主軸正常工作的必要手段。工作的必要手段。 （3）主軸準停裝置）主軸準停裝置 作用：又稱主軸定位功能。即當主軸停作用：又稱主軸定位功能。即當主軸停止時，控制其停于固定的位置，這是自止時，控制其停于固定的位置，這是自動換刀所必須的功能。動換刀所必須的功能。u 高速主軸單元高速主軸單元 高速

36、主軸單元的類型主要有高速主軸單元的類型主要有電主軸和氣動主軸。電主軸和氣動主軸。 3 3、數(shù)控機床進給傳動系統(tǒng)、數(shù)控機床進給傳動系統(tǒng) u作用：作用： 負責接受數(shù)控系統(tǒng)發(fā)出的負責接受數(shù)控系統(tǒng)發(fā)出的脈沖指令，并經(jīng)放大和轉(zhuǎn)換后脈沖指令，并經(jīng)放大和轉(zhuǎn)換后驅(qū)動機床運動執(zhí)行件實現(xiàn)預(yù)期驅(qū)動機床運動執(zhí)行件實現(xiàn)預(yù)期的運動。的運動。 圖示 進給傳動系統(tǒng)示意圖1-滾珠絲杠 2-滾珠螺母 3-滾動直線導(dǎo)軌 4-工作臺 5-支承軸承 6-連軸器 7-伺服電動機 8-床身u數(shù)控機床對進給系統(tǒng)的要求：數(shù)控機床對進給系統(tǒng)的要求：1）運動件間的摩擦阻力?。┻\動件間的摩擦阻力小2）消除傳動系統(tǒng)中的間隙）消除傳動系統(tǒng)中的間隙3）傳

37、動系統(tǒng)的精度和剛度高）傳動系統(tǒng)的精度和剛度高4）減少運動慣性，具有適當?shù)淖枘幔p少運動慣性，具有適當?shù)淖枘醬 傳動齒輪副傳動齒輪副 消除齒輪傳動間隙的措施：消除齒輪傳動間隙的措施：（1）剛性調(diào)整法）剛性調(diào)整法 1）偏心軸套調(diào)整法；）偏心軸套調(diào)整法； 2）錐度齒輪調(diào)整法。）錐度齒輪調(diào)整法。（2）柔性調(diào)整法）柔性調(diào)整法 1）軸向壓簧調(diào)整法；）軸向壓簧調(diào)整法； 2）周向彈簧調(diào)整法。）周向彈簧調(diào)整法。u滾珠絲杠螺母副滾珠絲杠螺母副作用：作用： 是將旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)換為直線運動。是將旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)換為直線運動。特點特點： 傳動效率高、摩擦損失??；通過預(yù)傳動效率高、摩擦損失??；通過預(yù)緊可消除間隙，提高傳動剛度；但緊

38、可消除間隙，提高傳動剛度；但制造成本高，不能自鎖。制造成本高，不能自鎖。u軸向間隙的調(diào)整：軸向間隙的調(diào)整： 為了保證滾珠絲杠反向傳動精為了保證滾珠絲杠反向傳動精度和軸向剛度，必須消除滾珠絲杠度和軸向剛度，必須消除滾珠絲杠螺母副的傳動間隙。螺母副的傳動間隙。 u滾珠絲杠的支承與制動：滾珠絲杠的支承與制動： 滾珠絲杠螺母副運動具有可逆滾珠絲杠螺母副運動具有可逆性，不能自鎖，立式使用時應(yīng)增加性，不能自鎖，立式使用時應(yīng)增加制動裝置。制動裝置。 4、數(shù)控機床導(dǎo)軌、數(shù)控機床導(dǎo)軌 u作用作用：對運動部件起支承和導(dǎo)向作用對運動部件起支承和導(dǎo)向作用。u數(shù)控機床對導(dǎo)軌的基本要求：數(shù)控機床對導(dǎo)軌的基本要求： 1 1

39、）導(dǎo)向精度高）導(dǎo)向精度高 2 2）耐磨性能好）耐磨性能好 3 3）足夠的剛度）足夠的剛度 4 4）良好的摩擦特性）良好的摩擦特性 5 5）工藝性好）工藝性好 u類型與特點類型與特點 ： 滑動導(dǎo)軌滑動導(dǎo)軌 ；滾動導(dǎo)軌；滾動導(dǎo)軌 ；靜壓導(dǎo)軌。；靜壓導(dǎo)軌。5、數(shù)控機床的工作臺、數(shù)控機床的工作臺 u類型類型直線工作臺直線工作臺回轉(zhuǎn)工作臺回轉(zhuǎn)工作臺擺動工作臺擺動工作臺6、數(shù)控機床的位置檢測裝置、數(shù)控機床的位置檢測裝置 u作用：作用：構(gòu)成閉環(huán)系統(tǒng)。精度直接影響數(shù)控機床構(gòu)成閉環(huán)系統(tǒng)。精度直接影響數(shù)控機床的定位精度和加工精度。的定位精度和加工精度。 u分類分類 ： 根據(jù)運動型式分為回轉(zhuǎn)型和直線型檢測裝置。根據(jù)

40、運動型式分為回轉(zhuǎn)型和直線型檢測裝置。直線型位置直線型位置檢測裝置用來檢測運動部件的直線位移量。檢測裝置用來檢測運動部件的直線位移量。旋轉(zhuǎn)型位置旋轉(zhuǎn)型位置檢測裝置用來檢測回轉(zhuǎn)部件的轉(zhuǎn)動位移量。檢測裝置用來檢測回轉(zhuǎn)部件的轉(zhuǎn)動位移量。u光柵光柵 分類：分類：長光柵（光柵尺）和圓光柵。長光柵（光柵尺）和圓光柵。特點：特點：響應(yīng)速度快，精度高。響應(yīng)速度快，精度高。應(yīng)用：應(yīng)用：高精度數(shù)控機床。高精度數(shù)控機床。u旋轉(zhuǎn)變壓器旋轉(zhuǎn)變壓器 作用：作用：一種常用的轉(zhuǎn)角檢測元件。一種常用的轉(zhuǎn)角檢測元件。 7、數(shù)控機床的自動換刀裝置數(shù)控機床的自動換刀裝置 8 8、數(shù)控機床的輔助裝置數(shù)控機床的輔助裝置u數(shù)控機床液壓和氣壓

41、裝置數(shù)控機床液壓和氣壓裝置u自動排屑裝置自動排屑裝置u工件自動交換系統(tǒng)工件自動交換系統(tǒng)第三章第三章 數(shù)控機床電氣數(shù)控機床電氣控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)一、目的與要求一、目的與要求 使學生掌握數(shù)控機床電氣控制使學生掌握數(shù)控機床電氣控制系統(tǒng)的組成及其各部分的作用、特系統(tǒng)的組成及其各部分的作用、特點、選型。點、選型。 二、教學內(nèi)容二、教學內(nèi)容1數(shù)控機床電氣控制系統(tǒng)概述數(shù)控機床電氣控制系統(tǒng)概述 2數(shù)控系統(tǒng)的功能和特點數(shù)控系統(tǒng)的功能和特點3數(shù)控系統(tǒng)的插補原理數(shù)控系統(tǒng)的插補原理4典型數(shù)控系統(tǒng)及其應(yīng)用典型數(shù)控系統(tǒng)及其應(yīng)用5數(shù)控機床上的可編程控制器數(shù)控機床上的可編程控制器6伺服系統(tǒng)伺服系統(tǒng)三、重點與難點三、重點與難點

42、重點是數(shù)控系統(tǒng)的基本組成，重點是數(shù)控系統(tǒng)的基本組成，PLC在數(shù)控機床上的作用；難點在數(shù)控機床上的作用；難點是數(shù)控系統(tǒng)的插補原理和伺服驅(qū)是數(shù)控系統(tǒng)的插補原理和伺服驅(qū)動電動機的選型方法。動電動機的選型方法。1、數(shù)控機床電氣控制系統(tǒng)的概述、數(shù)控機床電氣控制系統(tǒng)的概述u組成組成 ：人機界面、數(shù)字控制以及機床邏人機界面、數(shù)字控制以及機床邏輯控制（順序控制）輯控制（順序控制） 。u數(shù)控系統(tǒng)是數(shù)控機床的核心。數(shù)控系統(tǒng)是數(shù)控機床的核心。u數(shù)控機床的控制可分為兩大部分：數(shù)控機床的控制可分為兩大部分： 一部分是坐標軸運動的位置一部分是坐標軸運動的位置 控制，另一部控制，另一部分是數(shù)控機床加工過程的順序控制。分是數(shù)

43、控機床加工過程的順序控制。四、考核點四、考核點2、數(shù)控系統(tǒng)的功能和特點、數(shù)控系統(tǒng)的功能和特點u主要特點：主要特點：1）具有靈活性）具有靈活性2）具有通用性）具有通用性3）較強的環(huán)境適應(yīng)性）較強的環(huán)境適應(yīng)性4）復(fù)雜、高效的數(shù)控功能）復(fù)雜、高效的數(shù)控功能5）高可靠性）高可靠性6）完善的輸入）完善的輸入/輸出通道輸出通道7）易于實現(xiàn)機電一體化）易于實現(xiàn)機電一體化u主要功能主要功能 ：1）控制功能）控制功能 2）準備功能和輔助功能）準備功能和輔助功能3）點位與連續(xù)移動功能）點位與連續(xù)移動功能4）插補功能）插補功能5）固定循環(huán)加工功能）固定循環(huán)加工功能6）進給功能）進給功能7）主軸速度控制功能）主軸速度

44、控制功能8）刀具管理功能）刀具管理功能9）補償功能）補償功能10）人機對話功能）人機對話功能11）程序編制功能）程序編制功能12）輸入、輸出和通信功能）輸入、輸出和通信功能13）自診斷功能）自診斷功能u 數(shù)控系統(tǒng)的插補原理數(shù)控系統(tǒng)的插補原理分類：分類：基準脈沖插補和數(shù)據(jù)采樣插補兩大類。基準脈沖插補和數(shù)據(jù)采樣插補兩大類。逐點比較插補法：逐點比較插補法：是以折線來逼近直線或圓弧曲線，它與是以折線來逼近直線或圓弧曲線，它與給定的直線或圓弧之間的最大誤差不給定的直線或圓弧之間的最大誤差不超過一個脈沖當量。超過一個脈沖當量。 3、數(shù)控機床上的可編程控制器、數(shù)控機床上的可編程控制器（PLC ）u作用：作用

45、：代替數(shù)控機床上的繼電器邏輯，代替數(shù)控機床上的繼電器邏輯，完成邏輯控制。完成邏輯控制。u數(shù)控機床用數(shù)控機床用PLCPLC可分為兩類：可分為兩類：內(nèi)裝型和獨立型。內(nèi)裝型和獨立型。 PLC處于處于CNC和和MT之間，對之間，對NC側(cè)和側(cè)和MT側(cè)的輸入、輸出信號進行處理。側(cè)的輸入、輸出信號進行處理。 4、關(guān)于數(shù)控伺服系統(tǒng)、關(guān)于數(shù)控伺服系統(tǒng) u作用：作用： 伺服系統(tǒng)是把數(shù)控信息轉(zhuǎn)化為機伺服系統(tǒng)是把數(shù)控信息轉(zhuǎn)化為機床進給運動的執(zhí)行機構(gòu)。床進給運動的執(zhí)行機構(gòu)。u常用伺服電機：常用伺服電機： 步進電機、直流伺服電機、交流步進電機、直流伺服電機、交流伺服電機。伺服電機。u伺服電機選型伺服電機選型 伺服電機選型

46、要根據(jù)機床的伺服電機選型要根據(jù)機床的設(shè)計性能指標，以及機床實際應(yīng)設(shè)計性能指標，以及機床實際應(yīng)用條件，來選擇合適的伺服電機。用條件，來選擇合適的伺服電機。同時需要考慮該電機的過載能力同時需要考慮該電機的過載能力和過載的條件，并且要考慮機床和過載的條件，并且要考慮機床傳動系統(tǒng)的絲杠與伺服電機轉(zhuǎn)子傳動系統(tǒng)的絲杠與伺服電機轉(zhuǎn)子的慣量匹配。的慣量匹配。第四章第四章 典型數(shù)控機床典型數(shù)控機床一、目的與要求一、目的與要求 掌握典型數(shù)控機床的特點、分掌握典型數(shù)控機床的特點、分類和工藝使用范圍，掌握典型數(shù)控類和工藝使用范圍，掌握典型數(shù)控機床的基本構(gòu)成及布局形式，了解機床的基本構(gòu)成及布局形式，了解典型數(shù)控機床的主

47、要技術(shù)參數(shù)和精典型數(shù)控機床的主要技術(shù)參數(shù)和精度指標。度指標。二、教學內(nèi)容二、教學內(nèi)容1數(shù)控車床數(shù)控車床2數(shù)控銑床數(shù)控銑床3數(shù)控加工中心數(shù)控加工中心4并聯(lián)機床并聯(lián)機床5數(shù)控電加工機床數(shù)控電加工機床三、重點與難點三、重點與難點 重點是數(shù)控車床、數(shù)控銑床、重點是數(shù)控車床、數(shù)控銑床、加工中心的特點、分類、工藝使加工中心的特點、分類、工藝使用范圍，基本構(gòu)成及典型布局形用范圍，基本構(gòu)成及典型布局形式；難點是數(shù)控機床的結(jié)構(gòu)布局式；難點是數(shù)控機床的結(jié)構(gòu)布局原理，電加工機床主要部件的工原理，電加工機床主要部件的工作原理。作原理。1 1、數(shù)控車床、數(shù)控車床特點：特點： 發(fā)展趨勢：發(fā)展趨勢：數(shù)控車床的分類數(shù)控車床的

48、分類 ：（1）經(jīng)濟型數(shù)控車床）經(jīng)濟型數(shù)控車床（2）全功能型數(shù)控車床）全功能型數(shù)控車床（3）車削中心）車削中心 四、考核點四、考核點（1 1）經(jīng)濟型數(shù)控車床）經(jīng)濟型數(shù)控車床特點：它一般是在普通車床的基礎(chǔ)上進特點：它一般是在普通車床的基礎(chǔ)上進行改進設(shè)計，并采用步進電動機驅(qū)動行改進設(shè)計，并采用步進電動機驅(qū)動的開環(huán)伺服系統(tǒng)。其控制部分采用單的開環(huán)伺服系統(tǒng)。其控制部分采用單板機、單片機或檔次比較低的數(shù)控系板機、單片機或檔次比較低的數(shù)控系統(tǒng)來實現(xiàn)。此類車床結(jié)構(gòu)簡單，價格統(tǒng)來實現(xiàn)。此類車床結(jié)構(gòu)簡單，價格低廉。但無刀尖圓弧半徑自動補償和低廉。但無刀尖圓弧半徑自動補償和恒線速度切削等功能。恒線速度切削等功能。（

49、2 2）全功能型數(shù)控車床）全功能型數(shù)控車床特點：全功能型數(shù)控車床就是通常所說特點：全功能型數(shù)控車床就是通常所說的的“數(shù)控車床數(shù)控車床”，又稱標準型數(shù)控車，又稱標準型數(shù)控車床，即它的控制系統(tǒng)是標準型的，帶床，即它的控制系統(tǒng)是標準型的，帶有高分辨率的有高分辨率的CRT顯示器以及各種顯顯示器以及各種顯示、圖形仿零點、刀具補償?shù)裙δ?，示、圖形仿零點、刀具補償?shù)裙δ埽疫€有通信或網(wǎng)絡(luò)接口。全功能型而且還有通信或網(wǎng)絡(luò)接口。全功能型數(shù)控車床采用閉環(huán)或半閉環(huán)控制的伺數(shù)控車床采用閉環(huán)或半閉環(huán)控制的伺服系統(tǒng)，可以進行多個坐標軸的控制，服系統(tǒng)，可以進行多個坐標軸的控制，具有高剛度、高精度和高效率等特點。具有高剛度

50、、高精度和高效率等特點。（3 3）車削中心）車削中心特點：車削中心是以全功能型數(shù)控車床特點：車削中心是以全功能型數(shù)控車床為主體，并配置有刀庫、換刀裝置、為主體，并配置有刀庫、換刀裝置、分度裝置、銑削動力頭和機械手等，分度裝置、銑削動力頭和機械手等，以實現(xiàn)多工序復(fù)合加工的機床。在工以實現(xiàn)多工序復(fù)合加工的機床。在工件一次裝夾后，它可完成回轉(zhuǎn)類零件件一次裝夾后，它可完成回轉(zhuǎn)類零件的車、銑、鉆、鉸、攻螺紋等多種加的車、銑、鉆、鉸、攻螺紋等多種加工工序。其功能全面，但價格較高。工工序。其功能全面，但價格較高。u數(shù)控車床的組成及布局數(shù)控車床的組成及布局床身結(jié)構(gòu)形式：床身結(jié)構(gòu)形式： 水平床身、傾斜床身以及水

51、平床水平床身、傾斜床身以及水平床身斜滑板、立式床身。身斜滑板、立式床身。 中小型數(shù)控車床多采用傾斜床身或水中小型數(shù)控車床多采用傾斜床身或水平床身斜滑板結(jié)構(gòu)。平床身斜滑板結(jié)構(gòu)。 優(yōu)點：優(yōu)點： 1）機床外形美觀，占地面積?。海C床外形美觀，占地面積?。?2）易于排屑和冷卻液的排流；）易于排屑和冷卻液的排流； 3）便于操作者操作和觀察；）便于操作者操作和觀察； 4）易于安裝上下料機械手，實現(xiàn)全面自）易于安裝上下料機械手，實現(xiàn)全面自動化。動化。 5）可采用封閉截面整體結(jié)構(gòu)，以提高床）可采用封閉截面整體結(jié)構(gòu)，以提高床身的剛度。身的剛度。u數(shù)控銑床的分類數(shù)控銑床的分類（1）按機床主軸的布置形式及機床）按機

52、床主軸的布置形式及機床的布局特點分為：的布局特點分為： 立式、臥式和立臥兩用式三種。立式、臥式和立臥兩用式三種。2、數(shù)控銑床、數(shù)控銑床1 1）立式數(shù)控銑床）立式數(shù)控銑床特點：主軸軸線垂直于水平面。是數(shù)控特點：主軸軸線垂直于水平面。是數(shù)控銑床中最常見的一種布局形式，應(yīng)用銑床中最常見的一種布局形式，應(yīng)用范圍最廣泛，其中以三軸聯(lián)動銑床居范圍最廣泛，其中以三軸聯(lián)動銑床居多。多。應(yīng)用：主要用于水平面內(nèi)的型面加工，應(yīng)用：主要用于水平面內(nèi)的型面加工，增加數(shù)控分度頭后，可在圓柱表面上增加數(shù)控分度頭后，可在圓柱表面上加工曲線溝槽。加工曲線溝槽。2 2）臥式數(shù)控銑床）臥式數(shù)控銑床特點：主軸線平行于水平面。特點：主

53、軸線平行于水平面。應(yīng)用：主要用于垂直平面內(nèi)的各種上型應(yīng)用：主要用于垂直平面內(nèi)的各種上型面加工，配置萬能數(shù)控轉(zhuǎn)盤后，還可面加工，配置萬能數(shù)控轉(zhuǎn)盤后，還可以對工件側(cè)面上的連續(xù)回轉(zhuǎn)輪廓進行以對工件側(cè)面上的連續(xù)回轉(zhuǎn)輪廓進行加工，并能在一次安裝后加工箱體零加工，并能在一次安裝后加工箱體零件的四個表面。通常采用增加數(shù)控轉(zhuǎn)件的四個表面。通常采用增加數(shù)控轉(zhuǎn)盤來實現(xiàn)四軸或五軸加工。盤來實現(xiàn)四軸或五軸加工。3 3）立臥兩用式數(shù)控銑床）立臥兩用式數(shù)控銑床特點：立臥兩用式數(shù)控銑床的主軸軸特點：立臥兩用式數(shù)控銑床的主軸軸線方向可以變換，既可以進行立式線方向可以變換，既可以進行立式加工，又可以進行臥式加工，使用加工，又可

54、以進行臥式加工，使用范圍更大，功能更強。范圍更大，功能更強。（2 2）按控數(shù)系統(tǒng)的功能分類：）按控數(shù)系統(tǒng)的功能分類： 簡易型數(shù)控銑床簡易型數(shù)控銑床 普通數(shù)控銑床普通數(shù)控銑床 數(shù)控仿形銑床數(shù)控仿形銑床 數(shù)控工具銑床數(shù)控工具銑床1 1）簡易型數(shù)控銑床）簡易型數(shù)控銑床特點：特點：簡易型數(shù)控銑床是在普通銑床的基簡易型數(shù)控銑床是在普通銑床的基礎(chǔ)上，對機床的機械傳動結(jié)構(gòu)進行簡單礎(chǔ)上，對機床的機械傳動結(jié)構(gòu)進行簡單的改造，并增加簡易數(shù)控系統(tǒng)后形成的。的改造，并增加簡易數(shù)控系統(tǒng)后形成的。這種數(shù)控銑床成本較低，自動化程度和這種數(shù)控銑床成本較低，自動化程度和功能都較差，一般只有功能都較差，一般只有X、Y兩坐標聯(lián)動兩

55、坐標聯(lián)動功能，加工精度也不高。功能，加工精度也不高。應(yīng)用：應(yīng)用：可以加工平面曲線類和平面型腔類可以加工平面曲線類和平面型腔類零件。零件。2 2）普通數(shù)控銑床）普通數(shù)控銑床特點：特點：普通數(shù)控銑床可以三坐標聯(lián)動。普通數(shù)控銑床可以三坐標聯(lián)動。應(yīng)用：應(yīng)用：用于各類復(fù)雜的平面、曲面和殼體類用于各類復(fù)雜的平面、曲面和殼體類零件的加工，如各種模具、樣板、凸輪和零件的加工，如各種模具、樣板、凸輪和連桿等。連桿等。3 3）數(shù)控仿形銑床）數(shù)控仿形銑床應(yīng)用：應(yīng)用：主要用于各種復(fù)雜型腔模具或工件的主要用于各種復(fù)雜型腔模具或工件的銑削加工，特別對不規(guī)則的三維曲面和復(fù)銑削加工，特別對不規(guī)則的三維曲面和復(fù)雜邊界構(gòu)成的工件

56、更顯示出其優(yōu)越性。雜邊界構(gòu)成的工件更顯示出其優(yōu)越性。u數(shù)控銑床的組成及布局數(shù)控銑床的組成及布局 1 1）運動的分配與部件的布局）運動的分配與部件的布局一般需要對工件的頂面進加工，則一般需要對工件的頂面進加工，則銑床主軸應(yīng)布局成立式的。銑床主軸應(yīng)布局成立式的。一般需要對工件的多個側(cè)面進行加一般需要對工件的多個側(cè)面進行加工，則主軸應(yīng)布局成臥式的。工，則主軸應(yīng)布局成臥式的。2）銑床的布局與結(jié)構(gòu)性能）銑床的布局與結(jié)構(gòu)性能 數(shù)控銑床的布局應(yīng)能兼顧銑數(shù)控銑床的布局應(yīng)能兼顧銑床有良好的精度、剛度、抗振性床有良好的精度、剛度、抗振性和熱穩(wěn)定性等結(jié)構(gòu)性能。和熱穩(wěn)定性等結(jié)構(gòu)性能。 T形床身布局的優(yōu)點：剛性好。形床

57、身布局的優(yōu)點：剛性好。 框式立柱布局的優(yōu)點：熱變形對框式立柱布局的優(yōu)點：熱變形對加工精度的影響小。加工精度的影響小。T形床身形床身封閉整體箱形結(jié)構(gòu)封閉整體箱形結(jié)構(gòu) 組成：組成：（1）基礎(chǔ)部件）基礎(chǔ)部件（2）主軸部件）主軸部件（3）數(shù)控系統(tǒng)）數(shù)控系統(tǒng)（4）自動換刀系統(tǒng)（）自動換刀系統(tǒng)（ATC）（5）輔助系統(tǒng)）輔助系統(tǒng)（6）自動托盤交換系統(tǒng)（）自動托盤交換系統(tǒng)（APC）3、加工中心、加工中心最突出特點：最突出特點： 加工中心設(shè)置有刀庫并能換刀具。加工中心設(shè)置有刀庫并能換刀具。這是它與數(shù)控銑床、數(shù)控鏜床等這是它與數(shù)控銑床、數(shù)控鏜床等機床的主要區(qū)別。機床的主要區(qū)別。 （1 1）臥式加工中心）臥式加工中

58、心 應(yīng)用：最適合加工箱體類工件。應(yīng)用：最適合加工箱體類工件。（2 2）立式加工中心）立式加工中心 應(yīng)用：適合于加工盤類工件，配合應(yīng)用：適合于加工盤類工件，配合各種附件后，可滿足各種工件的各種附件后，可滿足各種工件的加工。加工。（3 3）五面加工中心）五面加工中心 特點：五面加工中心具有立式和臥特點：五面加工中心具有立式和臥式加工中心的功能，通過回轉(zhuǎn)工式加工中心的功能，通過回轉(zhuǎn)工作臺的旋轉(zhuǎn)和主軸頭的旋轉(zhuǎn)，能作臺的旋轉(zhuǎn)和主軸頭的旋轉(zhuǎn)，能在工件一次裝夾后，完成除安裝在工件一次裝夾后，完成除安裝面以外的所有五個面的加工。面以外的所有五個面的加工。4、并聯(lián)機床、并聯(lián)機床傳統(tǒng)機床：串聯(lián)機構(gòu)傳統(tǒng)機床：串聯(lián)機

59、構(gòu)并聯(lián)機床：并聯(lián)機構(gòu)并聯(lián)機床：并聯(lián)機構(gòu) 是一種空間并聯(lián)連桿機構(gòu)。人們將這是一種空間并聯(lián)連桿機構(gòu)。人們將這種機構(gòu)稱為種機構(gòu)稱為Stewart平臺。平臺?；窘Y(jié)構(gòu)基本結(jié)構(gòu)：是一個動平臺、一個定平臺是一個動平臺、一個定平臺和六根長度可變的連桿動。和六根長度可變的連桿動?；驹恚夯驹恚?基于工具和工件基于工具和工件(正、負電極正、負電極)之之間脈沖性火花放電時的電蝕現(xiàn)象間脈沖性火花放電時的電蝕現(xiàn)象來蝕除多余的金屬，以達到對零來蝕除多余的金屬，以達到對零件的尺寸、形狀及表面質(zhì)量預(yù)定件的尺寸、形狀及表面質(zhì)量預(yù)定的加工要求。的加工要求。 5、電加工機床、電加工機床電火花加工的特點：電火花加工的特點：（

60、1）電火花加工屬不接觸加工；）電火花加工屬不接觸加工；（2）加工過程中沒有宏觀切削力；）加工過程中沒有宏觀切削力；（3）易于實現(xiàn)加工過程自動化。）易于實現(xiàn)加工過程自動化。電火花加工的適用范圍電火花加工的適用范圍：（1）適合于難切削材料的加工；）適合于難切削材料的加工； （2）可以加工特殊的零件；）可以加工特殊的零件；（3）可以加工復(fù)雜形狀的零件；）可以加工復(fù)雜形狀的零件； （4）可以改進結(jié)構(gòu)設(shè)計，改善結(jié)構(gòu)）可以改進結(jié)構(gòu)設(shè)計，改善結(jié)構(gòu)的工藝性的工藝性 。電火花加工的局限性電火花加工的局限性（1）只能用于加工金屬等導(dǎo)電材料；）只能用于加工金屬等導(dǎo)電材料； （2）加工速度一般較慢；）加工速度一般較慢