數(shù)控車工入門知識講義

第1章數(shù)控車工入門知識本章概述

本章主要講述了數(shù)控車床的發(fā)展歷程，從產(chǎn)生到發(fā)展，還簡述了數(shù)控車床的分類;最后講解了數(shù)控車床的組成及特點和數(shù)控車床的工作過程及加工對象.教學(xué)目標(biāo)1.了解數(shù)控機床的產(chǎn)生和發(fā)展歷程。2.了解車床的分類。3.掌握數(shù)控車床的組成及特點。4.了解車床的工作原理。5.掌握數(shù)控車床的主要加工對象。下一頁第1章數(shù)控車工入門知識1.1數(shù)控機床的發(fā)展歷程1.2數(shù)控車床的分類1.3數(shù)控車床的組成及特點1.4數(shù)控車床的工作過程及加工對象1.5練習(xí)1.1數(shù)控機床的發(fā)展歷程1.1.1數(shù)控與數(shù)控機床的概念數(shù)控(NumericalControl,NC)技術(shù)是指用數(shù)字、文字和符號組成的數(shù)字指令來實現(xiàn)一臺或多臺機械設(shè)備動作控制的技術(shù)。數(shù)控一般是采用通用或?qū)Ｓ糜嬎銠C實現(xiàn)數(shù)字程序控制，因此數(shù)控也稱為計算機數(shù)控(ComputerNumericalControl,CNC)國外一般都稱為CNC，很少再用NC這個概念了。數(shù)控技術(shù)的機床，就是采用了數(shù)控技術(shù)的車床;或者說是裝備了數(shù)控系統(tǒng)的機床。從數(shù)控車床應(yīng)用來說就是將加工零件過程所需的如主軸開和停、刀具移動和切削加工、松夾工件、換刀具位、主軸變速、開停切削等各種操作和工序步驟，以及刀具與工件之間的速度、方向等相對位移量都用數(shù)字化的代碼來表示，將這些代碼輸人數(shù)控系統(tǒng)，數(shù)控系統(tǒng)對輸人的代碼進(jìn)行處理與運算后發(fā)出各種指令控制伺服系統(tǒng)或其他輔助裝置，使機床自動完成各種動作從而加工出所需的零件。返回下一頁上一頁1.1數(shù)控機床的發(fā)展歷程1.1.2數(shù)控機床的產(chǎn)生在現(xiàn)代機械制造業(yè)中，按年生產(chǎn)數(shù)量的多少，可分為單件小批生產(chǎn)、中批生產(chǎn)和大批生產(chǎn)，三種生產(chǎn)方式要相應(yīng)采用不同的設(shè)備，以求獲得良好的經(jīng)濟效益。在機械制造中，有15%一50%屬于單件小批量生產(chǎn)，一般多采用普通機床加工。這對一般工人的技術(shù)水平要求較高，且手工操作機床，生產(chǎn)效率難以提高。特別是對一些精密復(fù)雜的零件，在普通機床加工時，困難較多，有的甚至難以實現(xiàn)，為了解決對復(fù)雜零件加工的自動化問題，過去人們采用帶靠模的仿形機床進(jìn)行加工，但模具的制造、安裝、調(diào)整都要付出大量的手工勞動，而且加工零件的精度要直接受到模具自身精度的影響。上一頁返回下一頁1.1數(shù)控機床的發(fā)展歷程實際上，數(shù)控機床的產(chǎn)生與計算機的誕生密切相關(guān)。1946年，世界上第一臺電子計算機產(chǎn)生了，人們開始設(shè)想能否用電子計算機來協(xié)助人類解決復(fù)雜零件的加工問題。1952年試制成功了世界上第一臺由電子計算機控制的三坐標(biāo)立式銑床。后來，經(jīng)過改進(jìn)并發(fā)展自動編程技術(shù)研究，于1955年進(jìn)人實用階段，投產(chǎn)了100臺類似產(chǎn)品，這對于加工復(fù)雜曲線、曲面和美國飛機工業(yè)的發(fā)展起了重要的作用。人們把電子計算機以數(shù)字指令方式控制機床動作的技術(shù)稱為數(shù)字控制技術(shù)，簡稱數(shù)控，采用數(shù)控技術(shù)的機床，稱為數(shù)控機床。國際信息聯(lián)盟第五技術(shù)委員會對數(shù)控機床做了如下定義:數(shù)控機床是一個裝有程序控制系統(tǒng)的機床。該系統(tǒng)能夠邏輯地處理具有‘使用號碼或其他符號編碼指令規(guī)定的程序。定義中的控制系統(tǒng)就是數(shù)控系統(tǒng)。下一頁上一頁返回1.1數(shù)控機床的發(fā)展歷程我國自1958年由清華大學(xué)和北京機床研究所聯(lián)合研制國內(nèi)第一臺101數(shù)控機床以來，數(shù)控技術(shù)發(fā)展較快。特別是改革開放以來，由于引進(jìn)國外的數(shù)控和伺服系統(tǒng)，使我國數(shù)控機床在品種、數(shù)量和質(zhì)量方面都得到迅速發(fā)展。1986年，我國數(shù)控機床開始進(jìn)人國際市場，從20世紀(jì)90年代起，數(shù)控機床已向高檔方向發(fā)展。如圖所示為我國第一臺數(shù)控車床。上一頁下一頁返回1.1數(shù)控機床的發(fā)展歷程1.1.3數(shù)控機床的發(fā)展數(shù)控機床自誕生已有50多年的時間了。隨著電子元器件的更新?lián)Q代，數(shù)控系統(tǒng)也不斷發(fā)展，特別是超大規(guī)模成電路技術(shù)和微處理器引人數(shù)控系統(tǒng)，以及直流伺服和交流伺服驅(qū)動技術(shù)的成熟，大大推動了數(shù)控機床的發(fā)展。今天的數(shù)控機床已發(fā)展成為一種高度機電一體化的產(chǎn)品。上一頁下一頁返回1.1數(shù)控機床的發(fā)展歷程為了滿足市場和科學(xué)技術(shù)發(fā)展的需要，為了達(dá)到現(xiàn)代制造技術(shù)對數(shù)控技術(shù)提出的更高的要求，數(shù)控機床未來仍然繼續(xù)向開放式、基于PC的第六代方向、高速化和高精度化、智能化等方向發(fā)展。1.開放式為適應(yīng)數(shù)控進(jìn)線、聯(lián)網(wǎng)、普及型個性化、多品種、小批量、柔性化及數(shù)控迅速發(fā)展的要求，最重要的發(fā)展趨勢是體系結(jié)構(gòu)的開放性，設(shè)計生產(chǎn)開放式的數(shù)控系統(tǒng)，例如美國及日本發(fā)展開放式數(shù)控的計劃等。2.基于PC的第六代方向基于PC所具有的開放性、低成本、軟硬件資源豐富等特點，更多的數(shù)控系統(tǒng)生產(chǎn)廠家會走上這條道路。至少采用PC機作為它的前端機，來處理人機界面、編程、聯(lián)網(wǎng)通信等問題，由原有的系統(tǒng)承擔(dān)數(shù)控的任務(wù)。PC機所具有的友好的人機界面，將普及到所有的數(shù)控系統(tǒng)。遠(yuǎn)程通信、遠(yuǎn)程診斷和維修將更加普遍。上一頁下一頁返回1.1數(shù)控機床的發(fā)展歷程3.高速化、高效化機床向高速化方向發(fā)展，可充分發(fā)揮現(xiàn)代刀具材料的性能，不但可大幅度提高加工效率、降低加工成本，而且還可提高零件的表面加工質(zhì)量和精度。超高速加工技術(shù)對制造業(yè)實現(xiàn)高效、優(yōu)質(zhì)、低成本生產(chǎn)有廣泛的適用性。20世紀(jì)90年代以來，隨著超高速切削機理、超硬耐磨長壽命刀具材料和磨料磨具，大功率高速電主軸、高加/減速度直線電機驅(qū)動進(jìn)給部件以及高性能控制系統(tǒng)(含監(jiān)控系統(tǒng))和防護裝置等一系列技術(shù)領(lǐng)域中關(guān)鍵技術(shù)的解決，歐、美、日各國爭相開發(fā)應(yīng)用新一代高速數(shù)控機床，加快機床高速化發(fā)展步伐。高速主軸單元(電主軸，轉(zhuǎn)速15000一100OOOr/min)、高速且高力p/減速度的進(jìn)給運動部件(快移速度60一120m/min，切削進(jìn)給速度高達(dá)60m/min)、高性能數(shù)控和伺服系統(tǒng)以及數(shù)控工具系統(tǒng)都出現(xiàn)了新的突破，達(dá)到了新的技術(shù)水平。根據(jù)高效率、大批量生產(chǎn)需求和電子驅(qū)動技術(shù)的飛速發(fā)展，高速直線電機的推廣應(yīng)用，開發(fā)出一批高速、高效的高速響應(yīng)的數(shù)控機床以滿足汽車、農(nóng)機等行業(yè)的需求。還由于新產(chǎn)品更新?lián)Q代周期加快，模具、航空、軍事等工業(yè)的加工零件不但復(fù)雜而且品種增多。下一頁上一頁返回1.1數(shù)控機床的發(fā)展歷程4.高精度化精密化是為了適應(yīng)高新技術(shù)發(fā)展的需要，也是為了提高普通機電產(chǎn)品的性能、質(zhì)量和可靠性，減少其裝配時的工作量從而提高裝配效率的需要。從精密加工發(fā)展到超精密加工(特高精度加工)，是世界各工業(yè)強國致力發(fā)展的方向。其精度從微米級到亞微米級，乃至納米級(<10nm)，其應(yīng)用范圍日趨廣泛。超精密加工主要包括超精密切削(車、銑)、超精密磨削、超精密研磨拋光以及超精密特種加工(三束加工及微細(xì)電火花加工、微細(xì)電解加工和各種復(fù)合加工等)。隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，對超精密加工技術(shù)不斷提出了新的要求。新材料及新零件的出現(xiàn)，更高精度要求的提出等都需要超精密加工工藝，發(fā)展新型超精密加工機床，完善現(xiàn)代超精密加工技術(shù)，以適應(yīng)現(xiàn)代科技的發(fā)展。上一頁下一頁返回1.1數(shù)控機床的發(fā)發(fā)展歷程隨著高新技術(shù)術(shù)的發(fā)展和對對機電產(chǎn)品性性能與質(zhì)量要要求的提高，，機床用戶對對機床加工精精度的要求也也越來越高。。為了滿足用用戶的需要，，近10多年來，普通通級數(shù)控機床床的加工精度度已由正負(fù)10um提高到正負(fù)5um，精密級加工工中心的加工工精度則從正正負(fù)3-5um提高到正負(fù)1-1.5um。5.高可靠性數(shù)控系統(tǒng)的可可靠性要高于于被控設(shè)備的的可靠性在一一個數(shù)量級以以上，但也不不是可靠性越越高越好，仍仍然是適度可可靠，因為是是商品，受性性能價格比的的約束。對于于每天工作兩兩班的無人工工廠而言，如如果要求在16小時內(nèi)連續(xù)正正常工作，無無故障率P(t)=99%以上的話，則則數(shù)控機床的的平均無故障障運行時間MTBF就必須大于3000小時。MTBF大于3000小時，對于由由不同數(shù)量的的數(shù)控機床構(gòu)構(gòu)成的無人化化工廠差別就就大多了，我我們只對一臺臺數(shù)控機床而而言，如主機機與數(shù)控系統(tǒng)統(tǒng)的失效率之之比為10:1的話(數(shù)控的可靠比比主機高一個個數(shù)量級)。此時數(shù)控系系統(tǒng)的MTBF就要大于33333.3小時，而其中中的數(shù)控裝置置、主軸及驅(qū)驅(qū)動等的MTBF就必須大于10萬小時。上一頁下一頁返回1.1數(shù)控機床的發(fā)發(fā)展歷程6.智能化隨著人工智能能在計算機領(lǐng)領(lǐng)域的不斷滲滲透和發(fā)展，，數(shù)控系統(tǒng)的的智能化程度度將不斷提高高，智能化的的內(nèi)容包括在在數(shù)控系統(tǒng)中中的各個方面面。應(yīng)用自適應(yīng)控控制技術(shù)數(shù)控控系統(tǒng)能檢測測過程中一些些重要信息，，并自動調(diào)整整系統(tǒng)的有關(guān)關(guān)參數(shù)，達(dá)到到改進(jìn)系統(tǒng)運運行狀態(tài)的目目的。引入專家系統(tǒng)統(tǒng)指導(dǎo)加工將將熟練工人和和專家的經(jīng)驗驗，加工的一一般規(guī)律和特特殊規(guī)律存入入系統(tǒng)中，以以工藝參數(shù)數(shù)數(shù)據(jù)庫為支撐撐，建立具有有人工智能的的專家系統(tǒng)。。引入故障診斷斷專家系統(tǒng)智能化數(shù)字伺伺服驅(qū)動裝置置可以通過自自動識別負(fù)載載，而自動調(diào)調(diào)整參數(shù)，使使驅(qū)動系統(tǒng)獲獲得最佳的運運行。上一頁返回1.2數(shù)控車床的分分類數(shù)控車床可分分為臥式和立立式兩大類。。臥式車床又有有水平導(dǎo)軌和和傾斜導(dǎo)軌兩兩種。檔次較較高的數(shù)控臥臥車一般都采采用傾斜導(dǎo)軌軌。按刀架數(shù)數(shù)量分類，又又可分為單刀刀架數(shù)控車床床和雙刀架數(shù)數(shù)控車，前者者是兩坐標(biāo)控控制，后者是是四坐標(biāo)控制制。雙刀架臥臥車多數(shù)采用用傾斜導(dǎo)軌。。下一頁返回立式數(shù)控車車床臥式數(shù)控車床床傾斜導(dǎo)軌水平導(dǎo)軌1.2數(shù)控車床的分分類數(shù)控車床與普普通車床一樣樣，也是用來來加工零件旋旋轉(zhuǎn)表面的。。一般能夠自自動完成外圓圓柱面圓錐面面、球面以及及螺紋的加工工，還能加工工一些復(fù)雜的的回轉(zhuǎn)面，如如雙曲面等。。車床和普通通車床的工件件安裝方式基基本相同，為為了提高加工工效率，數(shù)控控車床多采用用液壓、氣動動和電動卡盤盤。數(shù)控車床的外外形與普通車車床相似，即即由床身、主主軸箱、刀架架、進(jìn)給系統(tǒng)統(tǒng)、冷卻和潤潤滑系統(tǒng)等部部分組成。數(shù)數(shù)控車床的進(jìn)進(jìn)給系統(tǒng)與普普通車床有質(zhì)質(zhì)的區(qū)別，傳傳統(tǒng)普通車床床有進(jìn)給箱和和交換齒輪架架，而數(shù)控車車床是直接用用伺服電機通通過滾珠絲杠杠驅(qū)動溜板和和刀架實現(xiàn)進(jìn)進(jìn)給運動，因因而進(jìn)給系統(tǒng)統(tǒng)的結(jié)構(gòu)大為為簡化。下一頁返回1.2數(shù)控車床的分分類數(shù)控車床品種種繁多，規(guī)格格不一，可按按如下方法進(jìn)進(jìn)行分類。1.2.1按車床主軸位位置分類(1)立式數(shù)控車床床立式數(shù)控車車床簡稱為數(shù)數(shù)控立車，其其車床主軸垂垂直于水平面面，一個直徑徑很大的圓形形工作臺，用用來裝夾工件件。這類機床床主要用于加加工徑向尺寸寸大、軸向尺尺寸相對較小小的大型復(fù)雜雜零件，如圖圖所示。(2)臥式數(shù)控車床床臥式數(shù)控車車床又分為數(shù)數(shù)控水平導(dǎo)軌軌臥式車床和和數(shù)控傾斜導(dǎo)導(dǎo)軌臥式車床床。其傾斜導(dǎo)導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)可以以使車床具有有更大的剛性性，并易于排排除切屑，如如圖所示。1.2.2按加工零件的的基本類型分分類(1)卡盤式數(shù)控車車床這類車床床沒有尾座，，適合車削盤盤類(含短軸類)零件。夾緊方方式多為電動動或液動控制制，卡盤結(jié)構(gòu)構(gòu)多具有可調(diào)調(diào)卡爪或不淬淬火卡爪(即軟卡爪)。(2)頂尖式數(shù)控車車床這類車床床配有普通尾尾座或數(shù)控尾尾座，適合車車削較長的零零件及直徑不不太大的盤類類零件。上一頁下一頁返回1.2數(shù)控車床的分分類1.2.3按刀架數(shù)量分分類(1)單刀架數(shù)控車車床數(shù)控車床床一般都配置置有各種形式式的單刀架，，如四工位臥臥動轉(zhuǎn)位刀架架或多工位轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)塔式自動轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)位刀架。(2)雙刀架數(shù)控車車床這類車床床的雙刀架配配置平行分布布，也可以是是相互垂直分分布。1.2.4按功能分類(1)經(jīng)濟型數(shù)控車車床采用步進(jìn)進(jìn)電動機和單單片機對普通通車床的進(jìn)給給系統(tǒng)進(jìn)行改改造后形成的的簡易型數(shù)控控車床，成本本較低，但自自動化程度和和功能都比較較差，車削加加工精度也不不高，適用于于要求不高的的回轉(zhuǎn)類零件件的車削加工工。(2)普通數(shù)控車床床根據(jù)車削加加工要求在結(jié)結(jié)構(gòu)上進(jìn)行專專門設(shè)計并配配備通用數(shù)控控系統(tǒng)而形成成的數(shù)控車床床，數(shù)控系統(tǒng)統(tǒng)功能強，自自動化程度和和加工精度也也比較高，適適用于一般回回轉(zhuǎn)類零件的的車削加工。。這種數(shù)控車車床可同時控控制兩個坐標(biāo)標(biāo)軸，即X軸和z軸。上一頁下一頁返回1.2數(shù)控車床的分分類1.2.3按刀架數(shù)量分分類(1)單刀架數(shù)控車車床數(shù)控車床床一般都配置置有各種形式式的單刀架，，如四工位臥臥動轉(zhuǎn)位刀架架或多工位轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)塔式自動轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)位刀架。(2)雙刀架數(shù)控車車床這類車床床的雙刀架配配置平行分布布，也可以是是相互垂直分分布。上一頁下一頁返回1.2數(shù)控車床的分分類(3)車削加工中心心在普通數(shù)控控車床的基礎(chǔ)礎(chǔ)上，增加了了C軸和動力頭，，更高級的數(shù)數(shù)控車床帶有有刀庫，可控控制X,Z和C三個坐標(biāo)軸，，聯(lián)動控制軸軸可以是(X,Z),(X,C)或(Z,C)。由于增加了了C軸和銑削動力力頭，這種數(shù)數(shù)控車床的加加工功能大大大增強，除可可以進(jìn)行一般般車削外，可可以進(jìn)行徑向向和軸向銑削削、曲面銑削削、中心線不不在零件回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)中心的孔和和徑向孔的鉆鉆削等加工，，其他分類方方法:上一頁返回數(shù)控車削中心心1.2數(shù)控車床的分分類按數(shù)控系統(tǒng)的的不同控制方方式等指標(biāo)，，數(shù)控車床可可以分很多種種類，如直線線控制數(shù)控車車床，兩主軸軸控制數(shù)控車車床等;按特殊或?qū)ｉT門工藝性能可可分為螺紋數(shù)數(shù)控車床、活活塞數(shù)控車床床、曲軸數(shù)控控車床等多種種。上一頁返回1.3數(shù)控車床的組組成及特點1.3.1數(shù)控車床的組組成雖然數(shù)控車床床種類較多，，但一般均由由車床主體、、數(shù)控裝置和和伺服系統(tǒng)三三大部分組成成。如圖所示示，是數(shù)控車車床的基本組組成方框圖。。下一頁返回1.3數(shù)控車床的組組成及特點1.車床主體除了基本保持持普通車床傳傳統(tǒng)布局形式式的部分經(jīng)濟濟型數(shù)控車床床外，目前大大部分?jǐn)?shù)控車車床均已通過過專門設(shè)計并并定型生產(chǎn)。。(1)主軸數(shù)控車床床主軸的回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)精度，直接接影響到零件件的加工精度度;其功率大小、、回轉(zhuǎn)速度影影響到加工的的效率;其同步運行、、自動變速及及定向準(zhǔn)停等等要求，影響響到車床的自自動化程度。。下一頁返回1.3數(shù)控車床的組組成及特點(2)主軸箱具有有有級自動調(diào)速速功能的數(shù)控控車床，其主主軸箱內(nèi)的傳傳動機構(gòu)已經(jīng)經(jīng)大大簡化;具有無級自動動調(diào)速(包括定向準(zhǔn)停停)的數(shù)控車床，，起機械傳動動變速和變向向作用的機構(gòu)構(gòu)已經(jīng)不復(fù)存存在了，其主主軸箱也成了了“軸承座””及“潤滑箱箱”的代名詞詞;對于改造式(具有‘手動操操作和自動控控制加工雙重重功能)數(shù)控車床，則則基本上保留留其原有的主主軸箱。(3)導(dǎo)軌數(shù)控車床床的導(dǎo)軌是保保證進(jìn)給運動動準(zhǔn)確性的重重要部件。它它在很大程度度上影響車床床的剛度、精精度及低速進(jìn)進(jìn)給時的平穩(wěn)穩(wěn)性，是影響響零件加工質(zhì)質(zhì)量的重要因因素之一。除除部分?jǐn)?shù)控車車床仍沿用傳傳統(tǒng)的滑動導(dǎo)導(dǎo)軌(金屬型)外，定型生產(chǎn)產(chǎn)的數(shù)控車床床已較多地采采用貼塑導(dǎo)軌軌。這種新型型滑動導(dǎo)軌的的摩擦系數(shù)小小，其耐磨性性、耐腐蝕性性及吸震性好好，潤滑條件件也比較優(yōu)越越。上一頁下一頁返回1.3數(shù)控車床的組組成及特點(4)機械傳動機構(gòu)構(gòu)除了部分主主軸箱內(nèi)的齒齒輪傳動等機機構(gòu)外，數(shù)控控車床已在原原普通車床傳傳動鏈的基礎(chǔ)礎(chǔ)上，作了大大幅度的簡化化。如取消了了掛輪箱、進(jìn)進(jìn)給箱、溜板板箱及其絕大大部分傳動機機構(gòu)，而僅保保留了縱、橫橫進(jìn)給的螺旋旋傳動機構(gòu)，，并在驅(qū)動電電動機至絲杠杠間增設(shè)了(少數(shù)車床未增增設(shè))可消除其側(cè)隙隙的齒輪副。。螺旋傳動機構(gòu)構(gòu)數(shù)控車床中中的螺旋副，，是將驅(qū)動電電動機所輸出出的旋轉(zhuǎn)運動動轉(zhuǎn)換成刀架架在縱、橫方方向上直線運運動的運動副副。構(gòu)成螺旋旋傳動機構(gòu)的的部件，一般般為滾珠絲杠杠副，如圖所所示。上一頁下一頁返回1.3數(shù)控車床的組組成及特點滾珠絲杠副的的摩擦隊力小小，可消除軸軸向間隙及預(yù)預(yù)緊，故傳動動效率及精度度高，運動穩(wěn)穩(wěn)定，動作靈靈敏。但結(jié)構(gòu)構(gòu)較復(fù)雜，制制造技術(shù)要求求較高，所以以成本也較高高。另外，自自行調(diào)整其間間隙大小時，，難度亦較大大。上一頁下一頁返回1.3數(shù)控車床的組組成及特點齒輪副在較多多數(shù)控車床的的驅(qū)動機構(gòu)中中，其驅(qū)動電電動機與進(jìn)給給絲杠間設(shè)置置有一個簡單單的齒輪箱(架)。齒輪副的主主要作用是，，保證車床進(jìn)進(jìn)給運動的脈脈沖當(dāng)量符合合要求，避免免絲杠可能產(chǎn)產(chǎn)生的軸向竄竄動對驅(qū)動電電動機的不利利影響。(5)自動轉(zhuǎn)動刀架架除了車削中中心采用隨機機換刀(帶刀庫)的自動換刀裝裝置外，數(shù)控控車床一般帶帶有固定刀位位的自動轉(zhuǎn)位位刀架，有的的車床還帶有有各種形式的的雙刀架。(6)檢測反饋裝置置檢測反饋裝裝置是數(shù)控車車床的重要組組成部分，對對加工精度、、生產(chǎn)效率和和自動化程度度有很大影響響。檢測裝置置包括位移檢檢測裝置和工工件尺寸檢測測裝置兩大類類，其中工件件尺寸檢測裝裝置又分為機機內(nèi)尺寸檢測測裝置和機外外尺寸檢測裝裝置兩種。工工件尺寸檢測測裝置僅在少少量的高檔數(shù)數(shù)控車床上配配用。上一頁下一頁返回1.3數(shù)控車床的組組成及特點(1)對刀裝置除了了極少數(shù)專用用性質(zhì)的數(shù)控控車床外，普普通數(shù)控車床床幾乎都采用用了各種形式式的自動轉(zhuǎn)位位刀架，以進(jìn)進(jìn)行多刀車削削。這樣，每每把刀的刀位位點在刀架上上安裝的位置置，或相對于于車床固定原原點的位置，，都需要對刀刀、調(diào)整和測測量，并以確確認(rèn)，以保證證零件的加工工質(zhì)量。2.數(shù)控裝置和伺伺服系統(tǒng)數(shù)控車床與普普通車床的主主要區(qū)別就在在于是否具有有數(shù)控裝置和和伺服系統(tǒng)這這兩大部分。。如果說，數(shù)數(shù)控車床的檢檢測裝置相當(dāng)當(dāng)于人的眼睛睛，那么，數(shù)數(shù)控裝置相當(dāng)當(dāng)于人的大腦腦，伺服系統(tǒng)統(tǒng)則相當(dāng)于人人的雙手。這這樣，就不難難看出這兩大大部分在數(shù)控控車床中所處處的重要位置置了。上一頁下一頁返回1.3數(shù)控車床的組組成及特點(1)數(shù)控裝置數(shù)控控裝置的核心心是劉算機及及其軟件，它它在數(shù)控車床床中起“指揮揮”作用:數(shù)控裝置接收收由加工程序序送來的各種種信息，并經(jīng)經(jīng)處理和調(diào)配配后，向驅(qū)動動機構(gòu)發(fā)出執(zhí)執(zhí)行命令;在執(zhí)行行過程程中，，其驅(qū)驅(qū)動、、檢測測等機機構(gòu)同同時將將有‘‘劃言言息反反饋給給數(shù)控控裝置置，以以便經(jīng)經(jīng)處理理后發(fā)發(fā)出新新的執(zhí)執(zhí)行命命令。。(2)伺服系系統(tǒng)伺伺服系系統(tǒng)準(zhǔn)準(zhǔn)確地地執(zhí)行行數(shù)控控裝置置發(fā)出出的命命令，，通過過驅(qū)動動電路路和執(zhí)執(zhí)行元元件(如步進(jìn)進(jìn)電機機等)，完成成數(shù)控控裝置置所要要求的的各種種位移移。1.3.2數(shù)控車車床的的特點點1.數(shù)控車車床的的結(jié)構(gòu)構(gòu)特點點與普通通車床床相比比，數(shù)數(shù)控車車床除除具有有數(shù)控控系統(tǒng)統(tǒng)和伺伺服系系統(tǒng)外外，數(shù)數(shù)控車車床的的結(jié)構(gòu)構(gòu)還具具有以以下特特點。。(1)運動傳傳動鏈鏈，數(shù)數(shù)控車車床上上有沿沿縱、、橫兩兩個坐坐標(biāo)軸軸方向向的運運動是是通過過伺服服系統(tǒng)統(tǒng)完成成，即即由驅(qū)驅(qū)動電電機、、進(jìn)給給絲杠杠、床床鞍及及中滑滑板，，免去去了普普通車車床的的主軸軸電機機、主主軸箱箱一掛掛輪箱箱、進(jìn)進(jìn)給箱箱、溜溜板箱箱、床床鞍及及中滑滑板的的冗長長的傳傳動鏈鏈，用用伺服服電機機直接接與絲絲杠連連接帶帶動上一頁頁下一頁頁返回1.3數(shù)控車車床的的組成成及特特點刀架運運動，，伺服服電機機與絲絲杠間間也可可以用用同步步皮帶帶副或或齒輪輪副連連接。。另外外，對對于無無級自自動調(diào)調(diào)速的的數(shù)控控車床床.其卞軸軸箱中中較復(fù)復(fù)雜的的傳動動鋅也也變得得極為為簡單單了。。(2)數(shù)控車車床的的刀架架移動動一般般采用用滾珠珠絲杠杠副，，輕拖拖動滾滾珠絲絲杠副副是數(shù)數(shù)控車車床的的關(guān)鍵鍵機械械部件件之一一，滾滾珠絲絲杠兩兩端安安裝的的滾動動軸承承是專專用軸軸承，，它的的壓力力角比比常用用的向向心推推力球球軸承承要大大得多多。這這種專專用軸軸承配配對安安裝，，是選選配的的，最最好在在軸承承出廠廠時就就是成成對的的。(3)運動副副的耐耐磨性性好，，摩擦擦損失失小，，潤滑滑充分分，拖拖動輕輕便要要實現(xiàn)現(xiàn)高精精度的的加工工，各各運動動部件件在頻頻繁的的運行行過程程中，，必須須動作作靈敏敏，低低速運運行時時無爬爬行。。因此此，對對其移移動副副和螺螺旋副副的結(jié)結(jié)構(gòu)、、材料料等各各方面面均有有較高高要求求，并并多采采用油油霧自自動潤潤滑形形式。。上一頁頁下一頁頁返回1.3數(shù)控車車床的的組成成及特特點(4)總體結(jié)結(jié)構(gòu)剛剛性好好，抗抗振性性好數(shù)數(shù)控車車床的的總體體結(jié)構(gòu)構(gòu)主要要指機機械結(jié)結(jié)構(gòu)，，如床床身、、拖板板、刀刀架等等部件件。只只有剛剛性好好，才才能與與數(shù)控控系統(tǒng)統(tǒng)的高高精度度控制制功能能相匹匹配，，否則則數(shù)控控系統(tǒng)統(tǒng)的優(yōu)優(yōu)勢將將難以以發(fā)揮揮。(5)數(shù)控車車床的的冷卻卻效果果好于于普通通車床床，具具有加加工冷冷卻充充分、、防護護較嚴(yán)嚴(yán)密等等特點點，運運轉(zhuǎn)時時一般般都處處于全全封閉閉或半半封閉閉狀態(tài)態(tài)。(6)數(shù)控車車床一一般還還配有有自動動排屑屑裝置置。2.數(shù)控車車床的的加工工特點點數(shù)控車車床加加工和和普通通車床床加工工有很很多相相似的的地方方，但但是數(shù)數(shù)控加加工有有其獨獨特的的特點點。上一頁頁下一頁頁返回1.3數(shù)控車車床的的組成成及特特點(1)加工精精度高高，加加工質(zhì)質(zhì)量穩(wěn)穩(wěn)定數(shù)數(shù)控機機床的的加工工過程程是由由計算算機根根據(jù)預(yù)預(yù)先輸輸人的的程序序進(jìn)行行控制制的，，只要要信息息指令令正確確，又又能保保證數(shù)數(shù)控車車床精精度，，就能能避免免因操操作者者技術(shù)術(shù)水平平的差差異而而引起起的產(chǎn)產(chǎn)品質(zhì)質(zhì)量的的不同同。數(shù)數(shù)控車車床本本身的的重復(fù)復(fù)精度度較高高，在在加工工同一一批零零件時時，能能保證證加工工的一一致性性并有有穩(wěn)定定的質(zhì)質(zhì)量。。另外外，數(shù)數(shù)控車車床的的加工工過程程不受受人的的體力力、情情緒變變化的的影響響。(2)加工能能力強強，柔柔性程程度高高在數(shù)數(shù)控機機床上上加工工零件件，主主要取取決于于加工工程序序。加加工不不同的的零件件時，，只要要重新新編制制或修修改加加工程程序就就可以以迅速速達(dá)到到加工工要求求，而而不需需調(diào)整整機床床或機機床附附件適適應(yīng)加加工零零件的的要求求，大大大縮縮短了了更換換機床床硬件件的技技術(shù)準(zhǔn)準(zhǔn)備時時間，，因此此，適適合多多品種種、單單件或或小批批量生生產(chǎn)。。對于于形狀狀復(fù)雜雜的工工件，，普通通機床床幾乎乎不可可能完完成，，數(shù)控控機床床通過過編制制較復(fù)復(fù)雜的的程序序就可可以達(dá)達(dá)到目目的，，還可可用計計算機機輔助助編程程或計計算機機輔助助加工工，完完成一一些普普通機機床很很難加加工或或根本本無法法加工工的精精密復(fù)復(fù)雜零零件的的加工工。上一頁頁下一頁頁返回1.3數(shù)控車車床的的組成成及特特點(3)降低勞勞動強強度，，改善善勞動動條件件數(shù)控控車床床加工工過程程是按按事先先編制制的程程序自自動完完成的的，一一般情情況下下，操操作者者通常常進(jìn)行行面板板操作作、工工件的的裝卸卸、刀刀具的的準(zhǔn)備備、關(guān)關(guān)鍵工工序的的中間間測量量以及及觀察察機床床的運運行，，不需需要進(jìn)進(jìn)行繁繁重的的重復(fù)復(fù)性的的手工工操作作，體體力勞勞動和和緊張張程度度大為為減輕輕，相相應(yīng)地地改善善了勞勞動條條件。。(4)加工生生產(chǎn)率率高，，加工工成本本低數(shù)數(shù)控車車床的的主軸軸轉(zhuǎn)速速和進(jìn)進(jìn)給速速度變變化范范圍較較大，，全功功能數(shù)數(shù)控車車床還還可無無級調(diào)調(diào)速，，具有有恒轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速和和恒線線速度度等功功能，，加工工時每每道工工序、、工步步、走走刀都都可選選擇最最佳切切削用用量，，使切切削參參數(shù)最最優(yōu)化化，充充分發(fā)發(fā)揮工工藝系系統(tǒng)的的潛能能。數(shù)數(shù)控車車床移移動部部件空空行程程運動動速度度快，，更換換工件件幾乎乎不需需重新新調(diào)整整機床床，且且加工工精度度比較較穩(wěn)定定，一一般只只做首首件檢檢驗和和工序序間關(guān)關(guān)鍵尺尺寸的的抽樣樣檢驗驗，使使安裝裝時間間減少少，這這樣大大大減減少了了安裝裝、停停機檢檢驗等等輔助助生產(chǎn)產(chǎn)時間間，提提高了了加工工生產(chǎn)產(chǎn)率，，降低低了加加工成成本，，且生生產(chǎn)批批量越越大，，加工工成本本越低低。上一頁頁下一頁頁返回1.3數(shù)控車車床的的組成成及特特點(5)良好的的經(jīng)濟濟效益益改變變數(shù)控控車床床加工工對象象時，，只需需重新新編寫寫加工工程序序，不不需要要制造造、更更換新新機床床;對于形形狀復(fù)復(fù)雜和和精度度較高高的零零件，，應(yīng)用用數(shù)控控車床床，可可相應(yīng)應(yīng)地減減少普普通車車床的的類型型和臺臺數(shù)，，有效效地節(jié)節(jié)省了了設(shè)備備投資資，有有利于于企業(yè)業(yè)更好好地發(fā)發(fā)展再再生產(chǎn)產(chǎn)。在在單件件、小小批量量生產(chǎn)產(chǎn)情況況下，，使用用數(shù)控控車床床加工工可以以減少少調(diào)整整、加加工、、檢驗驗時間間，直直接節(jié)節(jié)省生生產(chǎn)費費用。。數(shù)控控加工工質(zhì)量量穩(wěn)定定，可可以減減少甚甚至避避免廢廢品的的產(chǎn)生生，使使生產(chǎn)產(chǎn)成本本進(jìn)一一步下下降。。此外外，數(shù)數(shù)控車車床加加工便便于實實現(xiàn)工工序集集中管管理，，簡化化物流流，降降低管管理成成本，，實現(xiàn)現(xiàn)高效效生產(chǎn)產(chǎn)，能能夠獲獲得良良好的的經(jīng)濟濟效益益。上一頁頁下一頁頁返回1.3數(shù)控車車床的的組成成及特特點3.數(shù)控車車床的的應(yīng)用用特點點數(shù)控車車床的的應(yīng)用用特點點如下下。適用于于分期期進(jìn)行行的輪輪番生生產(chǎn);適用于于多品品種、、中、、小批批量的的生產(chǎn)產(chǎn);應(yīng)用于于大批批量生生產(chǎn)的的趨勢勢已逐逐步形形成;適于新新工人人的培培養(yǎng)，，普通通車床床加工工復(fù)雜雜和精精密零零件時時，需需要老老工人人豐富富的實實踐經(jīng)經(jīng)驗和和熟練練操作作技巧巧，應(yīng)應(yīng)用數(shù)數(shù)控車車床進(jìn)進(jìn)行加加工，，可以以使新新工人人擺脫脫技術(shù)術(shù)上的的很多多束縛縛，利利于人人才培培養(yǎng)，，適應(yīng)應(yīng)高速速發(fā)展展的需需要;有利于于生產(chǎn)產(chǎn)和技技術(shù)管管理水水平的的提高高，數(shù)數(shù)控車車削加加工有有賴于于各種種數(shù)字字化信信息指指令，，數(shù)控控車床床為提提高生生產(chǎn)管管理水水平提提供了了科學(xué)學(xué)和準(zhǔn)準(zhǔn)確的的依據(jù)據(jù);同時，加加工程序序的標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)化和生生產(chǎn)過程程自動化化，使管管理工作作特別適適合采用用計算機機的先進(jìn)進(jìn)管理。。上一頁返回1.4數(shù)控車床床的工作作過程及及加工對對象1.4.1數(shù)控車床床的工作作過程下一頁返回1.4數(shù)控車床床的工作作過程及及加工對對象首先根據(jù)據(jù)零件加加工圖樣樣進(jìn)行工工藝分析析，確定定加工方方案、工工藝參數(shù)數(shù)和位移移數(shù)據(jù);用規(guī)定的程程序代碼和和格式規(guī)則則編寫零件件加工程序序單，或用用自動編程程軟件進(jìn)行行CAD/CAM工作，直接接生成零件件的加工程程序文件;將加工程序序的內(nèi)容以以代碼形式式完整記錄錄在信息介介質(zhì)(如穿孔帶或或磁帶)上;通過閱讀機機把信息介介質(zhì)上的代代碼轉(zhuǎn)變?yōu)闉殡娦盘?，，并輸送給給數(shù)控裝置置。由手工工編寫的程程序，可以以通過數(shù)控控機床的操操作面板輸輸入程序，，由編程軟軟件生成的的程序，通通過計算機機的串行通通信接口直直接傳輸?shù)降綌?shù)控機床床的數(shù)控單單元(MCU);下一頁返回1.4數(shù)控車床的的工作過程程及加工對對象數(shù)控裝置將將所接收的的信號進(jìn)行行一系列處處理后，再再將處理結(jié)結(jié)果以脈沖沖信號形式式向伺服系系統(tǒng)發(fā)出執(zhí)執(zhí)行的命令令;伺服系統(tǒng)接接到執(zhí)行的的信息指令令后，立即即驅(qū)動車床床進(jìn)給機構(gòu)構(gòu)嚴(yán)格按照照指令的要要求進(jìn)行位位移，使車車床自動完完成相應(yīng)零零件的加工工。1.4.2數(shù)控車床加加工的主要要對象數(shù)控車床的的功能與普普通車床相相近，主要要用來加工工軸、盤套套等回轉(zhuǎn)體體零件表面面。通過數(shù)數(shù)控加工程程序的運行行，數(shù)控車車床可自動動完成內(nèi)外外圓柱面、、圓錐面、、成形表面面、螺紋和和端面等工工序的切削削加工，并并能進(jìn)行車車槽、鉆孔孔、擴孔、、鉸孔等工工作。特別別是在車削削復(fù)雜回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)表面和特特殊螺紋時時有其突出出的優(yōu)點。。其加工對對象主要有有以下幾類類。上一頁下一頁返回1.4數(shù)控車床的的工作過程程及加工對對象1.精度要求高高的回轉(zhuǎn)體體零件由于數(shù)控車車床的剛性性好，制造造和對刀精精度高，以以及能精確確地進(jìn)行刀刀具位置的的人工補償償和自動補補償，所以以，能夠加加工尺寸精精度高的零零件。在有有些場合可可以以車代代磨。此外外，由于數(shù)數(shù)控車削時時刀具運動動是通過高高精度插補補運算和伺伺服驅(qū)動來來實現(xiàn)的，，且機床的的剛性好，，制造精度度高，所以以，它能加加工對母線線直線度、、圓度、圓圓柱度等要要求高的零零件。對圓圓弧以及其其他曲線輪輪廓的形狀狀，加工出出的形狀與與圖紙上目目標(biāo)幾何形形狀的接近近程度比用用仿形車削削高得多。。上一頁下一頁返回1.4數(shù)控車床的的工作過程程及加工對對象2.表面粗糙度度要求高的的回轉(zhuǎn)體零零件數(shù)控車床剛剛性好、制制造精度高高，具有恒恒線速度切切削功能，，能加工出出表面粗糙糙度值小而而均勻的零零件。在材材質(zhì)、精度度、余量和和刀具已定定的情況下下，表面粗粗糙度取決決于進(jìn)給量量和切削速速度。在普普通車床上上車削錐面面和端面時時，由于轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速恒定不不變，在切切削加工中中，隨切削削直徑的不不斷變化，，加工中線線速度也不不斷變化，，致使車削削后的表面面粗糙度不不一致，只只有某一直直徑處粗糙糙度值最小小。使用數(shù)數(shù)控車床的的恒線速度度切削功能