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1、 本人声明我声明，本论文及其设计工作是由本人在指导教师的指导下独立完成的，在完成论文时所利用的一切资料均已在参考文献中列出。毕业生签名： 年 月 日目 录摘要IV1加工中心以及车床组成与分类11.1 加工中心的组成11.1.1基础部件11.1.2主轴部件11.1.3数控系统11.1.4自动换刀系统11.1.5辅助装置11.2加工中心的特点及构造11.2.1数控机床特点11.2.2 数控机床的构造21.3 车床的分类31.3.1按车床主轴位置分类31.3.2按加工零件的基本类型分类31.3.3按刀架数量分类31.3.4按功能分类31.3.5其它分类方法42车床自动化设计加工42.1数控车床的主体
2、42.1.1主轴42.1.2导轨52.1.3.机械传动机构52.1.4自动转动刀架52.1.5检测反馈装置62.1.6对刀装置62.2数控装置和伺服系统62.2.1数控装置62.2.2伺服系统62.3数控机床控制系统73.1数控车床的编程特点83.2数控程序应注意的问题93.2.1坐标系93.2.2编制加工程序时要注意103.3 零件加工工艺103.3.4确定切削用量113.3.4程序编制11结 论13参考文献14致谢15 摘要本文主要介绍了数控加工机床的组成与分类以及实际的操作应用，并对数控机床系统应用特点、工作原理、信号通信、自动加工编程做了介绍，同时介绍了数控机床的各个系统的作用。通过数
3、控机床是自动加工的实际应用，就如何将数控机床合理、高效应用于生产制造业进行了实际分析。关键词：数控机床组成 动加工系统 动编程加工25辽宁职业学院毕业论文1加工中心以及车床组成与分类1.1 加工中心的组成1.1.1基础部件基础部件是加工中心的基础结构，它主要由床身、工作台、立柱三大部分组成。这三部分不仅要承受加工中心的静载荷，还要承受切削加工时产生的动载荷。所以要求加工中心的基础部件，必须有足够的刚度，通常这三大部件都是铸造而成。1.1.2主轴部件主轴部件由主轴箱、主轴电动机、主轴和主轴轴承等零部件组成。主轴是加工中心切削加工的功率输出部件，它的起动、停止、变速、变向等动作均由数控系统控制；主
4、轴的旋转精度和定位准确性，是影响加工中心加工精度的重要因素。 1.1.3数控系统加工中心的数控系统由CNC装置、可编程序控制器、伺服驱动系统以及面板操作系统组成，它是执行顺序控制动作和加工过程的控制中心。CNC装置是一种位置控制系统，其控制过程是根据输入的信息进行数据处理、插补运算，获得理想的运动轨迹信息，然后输出到执行部件，加工出所需要的工件。1.1.4自动换刀系统换刀系统主要由刀库、旋转台等部件组成。需要更换刀具时，数控系统发出指令后，由旋转台从刀库中取出相应的刀具进行定位，然后再把开始用的刀具旋转一个或多个角度使其不影响选用道具的加工完成整个换刀动作。1.1.5辅助装置包括润滑、冷却、排
5、屑、防护、渡压、气动和检测系统等部分。这些装置虽然不直接参与切削运动，但是加工中心不可缺少的部分。对加工中心的加工效率、加工精度和可靠性起着保障作用。加工中心是典型的集高新技术于一体的机械加工设备，它的发展代表了一个国家制造业的水平，在国内外都受到高度重视。 1.2加工中心的特点及构造1.2.1数控机床特点（1）全封闭防护。所有的加工中心都有防户门，加工时，将防护门关上，能有效防止人身伤害事故。（2）工序集中，加工连续进行。加工中心通常具有多个进给轴（三轴以上），甚至多个主轴，联动的轴数也较多，如三轴联动、五轴联动、七轴联动等，因此能够自动完成多个旋转面和多个角度位置的加工，实现复杂零件的高精
6、度加工。在加工中心上一次装夹可以完成车削、镗、钻、扩、铰、车螺丝等加工，工序高度集中。 （3）使用多把刀具，刀具自动交换加工中心带有刀库和自动换刀装置，在加工前将需要的刀具先装入刀库，在加工时能够通过程序控制自动更换刀具。 （4）使用园工作台加工中心可实现一个工作台在加工的同时，另一个工作台完成工件的装夹，从而大大缩短辅助时间，提高加工效率。 （5）功能强大，趋向复合加工加工中心可复合车削功能、磨削功能等，如圆工作台可驱动工件高速旋转，刀具做主运动不断进给，完成车削加工，这使加工中心有更广泛的加工范围。（6）高自动化、高精度、高效率加工中心的主轴转速、进给速度和快速定位精度高，可以通过切削参数
7、的合理选择，充分发挥刀具的切削性能，减少切削时间，且整个加工过程连续，各种辅助动作快，自动化程度高，减少了辅助动作时间和停机时间，因此，加工中心的生产效率很高。 （7）高投入由于加工中心智能化程度高、结构复杂、功能强大，因此加工中心的一次投资及日常维护保养费用较普通机床高出很多。 （8）在适当的条件下才能发挥最佳效益即在使用过程中要发挥加工中心之所长，才能充分体现效益，这一点对加工中心的合理使用至关重要。1.2.2 数控机床的构造（1）主机它是数控机床的主体，包括机床身，立柱，主轴，进给机构等机械部件。它是用于完成各种切削加工的机械部件。 （2）数控装置是数控机床的核心，包括硬件（印刷电路板、
8、CRT显示器、键盒、纸带阅读机等）以及相应的软件，用于输入数字化的零件程序，并完成输入信息的存储、数据的变换、插补运算以及实现各种控制功能。 （3）驱动装置它是数控机床执行机构的驱动部件，包括主轴驱动单元、进给单元、主轴电机及进给电机等。他在数控装置的控制下通过电气或电液伺服系统实现主轴和进给驱动。当几个进给联动时，可以完成定位、直线、平面曲线和空间曲线的加工。 （4）辅助装置指数控机床的一些必要的配套部件，用以保证数控机床的运行，如冷却、排屑、润滑、照明、监测等。它包括液压和气动装置、排屑装置、交换工作台、数控转台和数控分度头，还包括刀具及监控检测装置等。编程及其他附属设备：可用来在机外进行
9、零件的程序编制、存储等。1.3 车床的分类 1.3.1按车床主轴位置分类（1）立式数控车床 立式数控车床简称为数控立车，其车床主轴垂直于水平面，一个直径很大的圆形工作台，用来装夹工件。这类机床主要用于加工径向尺寸大、轴向尺寸相对较小的大型复杂零件。 （2）卧式数控车床 卧式数控车床又分为数控水平导轨卧式车床和数控倾斜导轨卧式车床。其倾斜导轨结构可以使车床具有更大的刚性，并易于排除切屑。 1.3.2按加工零件的基本类型分类（1）卡盘式数控车床 这类车床没有尾座，适合车削盘类(含短轴类)零件。夹紧方式多为电动或液动控制，卡盘结构多具有可调卡爪或不淬火卡爪(即软卡爪)。 （2）顶尖式数控车床 这类车
10、床配有普通尾座或数控尾座，适合车削较长的零件及直径不太大的盘类零件。1.3.3按刀架数量分类（1）单刀架数控车床 数控车床一般都配置有各种形式的单刀架，如四工位卧动转位刀架或多工位转塔式自动转位刀架。 （2）双刀架数控车床 这类车床的双刀架配置平行分布，也可以是相互垂直分布。 1.3.4按功能分类（1）经济型数控车床 采用步进电动机和单片机对普通车床的进给系统进行改造后形成的简易型数控车床，成本较低，但自动化程度和功能都比较差，车削加工精度也不高，适用于要求不高的回转类零件的车削加工。 （2）普通数控车床 根据车削加工要求在结构上进行专门设计并配备通用数控系统而形成的数控车床，数控系统功能强，
11、自动化程度和加工精度也比较高，适用于一般回转类零件的车削加工。这种数控车床可同时控制两个坐标轴，即X轴和Z轴。 （3）车削加工中心 在普通数控车床的基础上，增加了C轴和动力头，更高级的数控车床带有刀库，可控制X、Z和C三个坐标轴，联动控制轴可以是(X、Z)、(X、C)或(Z、C)。由于增加了C轴和铣削动力头，这种数控车床的加工功能大大增强，除可以进行一般车削外可以进行径向和轴向铣削、曲面铣削、中心线不在零件回转中心的孔和径向孔的钻削等加工， 1.3.5其它分类方法按数控系统的不同控制方式等指标，数控车床可以分很多种类，如直线控制数控车床，两主轴控制数控车床等；按特殊或专门工艺性能可分为螺纹数控
12、车床、活塞数控车床、曲轴数控车床等多种。 2车床自动化设计加工要想使车床按照我们的意愿自动加工出我们所需的零件，就必须要对车床进行自动化设计，使它按照人的指令完成自动化加工。要想车床完成自动化加工就必须由车床主体、数控装置和伺服系统三大部分组成，使这三大部分相结合起来完成自动化加工。2.1数控车床的主体车床主体除了基本保持普通车床传统布局形式的部分经济型数控车床外，目前大部分数控车床均已通过专门设计并定型生产。2.1.1主轴（1）主轴与主轴箱（2）主轴数控车床主轴的回转精度，直接影响到零件的加工精度；其功率大小、回转速度影响到加工的效率；其同步运行、自动变速及定向准停等要求，影响到车床的自动化
13、程度。（3）主轴箱具有有级自动调速功能的数控车床，其主轴箱内的传动机构已经大大简化；具有无级自动调速(包括定向准停)的数控车床，起机械传动变速和变向作用的机构已经不复存在了，其主轴箱也成了轴承座及润滑箱的代名词；对于改造式(具有手动操作和自动控制加工双重功能)数控车床，则基本上保留其原有的主轴箱。2.1.2导轨数控车床的导轨是保证进给运动准确性的重要部件。它在很大程度上影响车床的刚度、精度及低速进给时的平稳性，是影响零件加工质量的重要因素之一。除部分数控车床仍沿用传统的滑动导轨(金属型)外，定型生产的数控车床已较多地采用贴塑导轨。这种新型滑动导轨的摩擦系数小，其耐磨性、耐腐蚀性及吸震性好，润滑
14、条件也比较优越。2.1.3.机械传动机构 除了部分主轴箱内的齿轮传动等机构外，数控车床已在原普通车床传动链的基础上，作了大幅度的简化。如取消了挂轮箱、进给箱、溜板箱及其绝大部分传动机构，而仅保留了纵、横进给的螺旋传动机构，并在驱动电动机至丝杠间增设了(少数车床未增设)可消除其侧隙的齿轮副。 （1）螺旋传动机构数控车床中的螺旋副，是将驱动电动机所输出的旋转运动转换成刀架在纵、横方向上直线运动的运动副。构成螺旋传动机构的部件，一般为滚珠丝杠副。在滚珠丝杠与螺母之间装有连续排列的滚珠，形成点接触滚动摩擦副，其摩擦力很小,另外，自行调整其间隙大小时，难度亦较大。因此，滚珠丝杠的驱动力矩很小。普通车床通
15、过调整螺母或着用NC装置补偿，能够将间隙等因素引起的误差降到最低。可消除轴向间隙及预紧，故传动效率及精度高，运动稳定，动作灵敏,但结构较复杂，制造技术要求较高，所以成本也较高。（2）齿轮副在较多数控车床的驱动机构中，其驱动电动机与进给丝杠间设置有一个简单的齿轮箱（架）。齿轮副的主要作用是，保证车床进给运动的脉冲当量符合要求，避免丝杠可能产生的轴向窜动对驱动电动机的不利影响。2.1.4自动转动刀架 除了车削中心采用随机换刀(带刀库)的自动换刀装置外，数控车床一般带有固定刀位的自动转位刀架，有的车床还带有各种形式的双刀架。（1）松开：刀架电动机与刀架内一蜗杆相连，刀架电动机转动时与蜗杆配套的涡轮转动，此涡轮与一条丝杠为一体的（称为“涡轮丝杠”）当丝杠转动时会上升（与丝杠旋合的螺母与刀架是一体的，当松开时刀架不动作，所以丝杠会上升），丝杠上升后使位于丝杠上端的压板上升即松开刀架；（2）换刀：刀架松开后，丝杠继续转动刀架在摩擦力的作用下与丝杠一起转
