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1、普通高等教育“十一五”国家级规划教材,数控加工技术 吴明友 编 第一讲 （90 Min、2节课）,2019/5/19,1,第一章 数控机床概述 第一节 数控机床及其分类（15 Min） 1数控机床的基本概念 数控机床（Numerical Control Machine Tool）是通过数字信号对机床的运动及加工过程进行控制的机床。 2数控机床的构成及基本工作原理 数控机床主要由控制介质、数控装置、伺服系统、辅助装置和机床本体组成（图1-1）。 图1-1 数控机床的基本构成,2019/5/19,2,3数控机床的分类 按工艺用途分。数控机床可分为数控车床、数控铣床、数控钻床、数控磨床、数控镗铣床、
2、数控齿轮加工机床、数控电火花加工机床、数控线切割机床、数控冲床、数控剪床、数控激光加工机、数控液压机等各种工艺用途的数控机床。 按机床运动控制方式分。数控机床可分为点位控制、直线控制和轮廓控制三种。如图1-2所示。 图1-2 数控机床运动控制方式 （a）点位控制 （b）直线控制 （c）轮廓控制,2019/5/19,3,2019/5/19,4,按有五位置检测和反馈装置分。数控机床可分为开环控制系统、闭环控制系统和半闭环控制系统三种，如图1-3所示。,a）开环控制系统,2019/5/19,5,b）闭环控制系统,2019/5/19,6,C）半闭环控制系统,图1-3 控制系统分类,按数控装置的构成方式
3、分。数控机床可分为硬件数控（简称NC：Numerical Control）系统和计算机数控（简称CNC：Computer Numerical Control）系统两种。,第二节 数控车床（45 Min）,一、数控车床的分类 1按数控车床的档次分 简易数控车床。经济型数控车床。全功能数控车床。 高精度数控车床。高效率数控车床。车削中心。 FMC车床。 2按加工零件的基本类型分类 卡盘式数控车床。顶尖式数控车床。 3按数控车床主轴位置分类 立式数控车床。卧式数控车床。 4按刀架数量分类 单刀架数控车床。双刀架数控车床。,2019/5/19,7,2019/5/19,8,数控车床,2019/5/19,
4、9,平床身数控车床,2019/5/19,10,斜床身数控车床,2019/5/19,11,双主轴双刀架车削中心,二、数控车床的功能及结构特点 1功能 数控车床（CNC车床）能自动地完成对轴类与盘类零件内外圆柱面、圆锥面、圆弧面、螺纹等切削加工，并能进行切槽、钻孔、扩孔和铰孔等工作。 2结构特点 数控车床是由主轴箱、刀架、进给系统、床身以及液压、冷却、润滑系统等部分组成，数控车床的进给系统与普通卧式车床的进给系统在结构上有本质的区别；卧式车床的进给运动是经过交换齿轮架、进给箱、溜板箱传到刀架实现纵向和横向进给运动的，而数控车床是采用伺服电动机经滚珠丝杠传到滑板和刀架，实现Z向（纵向）和X向（横向）
5、进给运动，其结构较卧式车床大为简化。 图1-4为数控车床的结构示意图。,2019/5/19,12,2019/5/19,13,图1-4 数控车床结构示意图,在数控车床上增加刀库和C轴控制，可使它除了能车削、镗削外，还能进行端面和圆周面上任意部位的钻、铣、攻螺纹，而且在具有插补功能的情况下，还能铣削曲面，这样就构成了车削中心，如图1-5所示。,2019/5/19,14,图1-5 车削中心结构示意图,综上所述，数控车床机械结构特点为： 采用高性能的主轴部件，具有传递功率大、刚度高、抗振性好及热变形小等优点。 进给伺服传动一般采用滚珠丝杠副、直线滚动导轨副等高性能传动件，具有传动链短、结构简单、传动精
6、度高等特点。 高档数控车床，具有较完善的刀具自动交换和管理系统。工件在车床上一次安装后，能自动地完成工件多道加工工序。 三、数控车床的选择配置与机械结构组成 图1-6为典型数控车床的选择配置与机械结构组成。包括主轴传动机构、进给传动机构、刀架、床身、辅助装置（刀具自动交换机构、润滑与切削液装置、排屑、过载限位）等部分。,2019/5/19,15,2019/5/19,16,图1-6 数控车床的选择配置与机械结构组成,第三节 数控铣床（30 Min）,一、数控铣床的分类 1立式数控铣床 数控立式铣床在数量上一直占据数控铣床的大多数，应用范围也最广。小型数控立铣一般都采用工作台移动、升降及主轴不动方
7、式，与普通立式升降台铣床差不多；如图1-7所示。 2卧式数控铣床 与通用卧式铣床相同，其主轴轴线平行于水平面。为了扩大加工范围和扩充功能，卧式数控铣床通常采用增加数控转盘或万能数控转盘来实现4、5坐标加工。,2019/5/19,17,2019/5/19,18,图1-7 立式数控铣床,立式数控铣的坐标系,2019/5/19,19,工作台,主轴,卧式数控铣床,3立卧两用数控铣床 图1-8表示一台立卧两用数控铣床的两种使用状态，图1-8a是机床处于卧式加工状态，图1-8b是机床处于立式加工状态。,2019/5/19,20,图1-8 立卧两用数控铣床,2019/5/19,21,二、数控铣床的主要功能 1数控铣床的一般功能 点位控制功能。 连续轮廓控制功能。 刀具半径自动补偿功能。 镜象加工功能。 固定循环功能。 2数控铣床的特殊功能 刀具长度补偿功能。 靠模加工功能。 自动变换工作台功能。 自适应功能。 数据采集功能。,
