第七章 數(shù)控機(jī)床.ppt

1、第七章 數(shù)控機(jī)床,目錄,第一節(jié)概述 第二節(jié) 數(shù)控機(jī)床的分類 第三節(jié) 數(shù)控機(jī)床的工作原理 第四節(jié) 數(shù)控機(jī)床的機(jī)械結(jié)構(gòu) 第五節(jié) 數(shù)控機(jī)床的選用原則 第六節(jié) 典型的數(shù)控機(jī)床 第七節(jié) 數(shù)控編程,第一節(jié) 概述,數(shù)字控制（Numerical Control -NC）技術(shù)，簡稱為數(shù)控技術(shù) 數(shù)控機(jī)床是一種裝了程序控制系統(tǒng)的機(jī)床。,如何回答？,數(shù)控機(jī)床的發(fā)展趨勢,高速化、高精度化 智能化、信息化 數(shù)控系統(tǒng)開放化,第一節(jié) 概述,第二節(jié) 數(shù)控機(jī)床的分類,按照能控制刀具與工件間相對運動的軌跡分類 點位控制 輪廓控制,按照加工方式分類,金屬切削類 數(shù)控車、鉆、銑床、鏜、磨床和加工中心 金屬成型 數(shù)控折彎機(jī)、彎管機(jī)等 特

2、種加工 數(shù)控線切割、電火花加工和激光切割機(jī) 其他 數(shù)控火焰切割機(jī)床、三坐標(biāo)測量機(jī),第二節(jié) 數(shù)控機(jī)床的分類,按驅(qū)動系統(tǒng)的控制方式,開環(huán)控制（open loop control） 閉環(huán)控制（closed loop control）,驅(qū)動器,步進(jìn)電機(jī),機(jī)床工作臺,半閉環(huán)控制（semi-closed loop control）,按驅(qū)動系統(tǒng)的控制方式,第三節(jié) 數(shù)控機(jī)床的工作原理,數(shù)控機(jī)床的組成 數(shù)控機(jī)床一般由控制介質(zhì)、數(shù)控裝置、伺服系統(tǒng)、測量反饋裝置和機(jī)床主機(jī)組成。,第四節(jié) 數(shù)控機(jī)床的機(jī)械結(jié)構(gòu),對數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)提出的要求 高剛度 高抗振性 減少機(jī)床的熱變形 提高進(jìn)給運動的動態(tài)性能和定位精度,數(shù)控機(jī)床的

3、總體布局,框架式對稱結(jié)構(gòu),第四節(jié) 數(shù)控機(jī)床的機(jī)械結(jié)構(gòu),無懸伸工作臺結(jié)構(gòu),第四節(jié) 數(shù)控機(jī)床的機(jī)械結(jié)構(gòu),主傳動系統(tǒng)及主軸部件,帶有變速齒輪的主傳動 通過帶傳動的主傳動 主軸直接驅(qū)動 電主軸單元 主軸軸承 滾動軸承, 滾珠軸承、空氣靜壓軸承、液體動靜壓軸承和磁懸浮軸承,第四節(jié) 數(shù)控機(jī)床的機(jī)械結(jié)構(gòu),進(jìn)給傳動系統(tǒng),數(shù)控機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)的機(jī)械傳動機(jī)構(gòu)是指將電動機(jī)的旋轉(zhuǎn)運動變?yōu)楣ぷ髋_或刀架的運動的整個機(jī)械傳動鏈 包括齒輪傳動副、絲杠螺母副（或蝸桿蝸輪副）等以及它們的支承部件（軸承座等）。,第四節(jié) 數(shù)控機(jī)床的機(jī)械結(jié)構(gòu),床身,機(jī)床的床身是整個機(jī)床的基礎(chǔ)支承件，一般用來放置導(dǎo)軌、主軸相等重要部件 應(yīng)有足夠的靜剛度，較

4、高的剛度重量比。應(yīng)有較好的動態(tài)特性。好的動態(tài)特性需要足夠的動剛度和合適的阻尼，使機(jī)床有較高的抵抗變形的能力，有較高的固有頻率，遠(yuǎn)離激振頻率，避免發(fā)生共振及因薄壁振動而產(chǎn)生噪聲。應(yīng)具有較好的熱穩(wěn)定性。,第四節(jié) 數(shù)控機(jī)床的機(jī)械結(jié)構(gòu),封閉的框形截面加筋板結(jié)構(gòu),控車床床身截面,第四節(jié) 數(shù)控機(jī)床的機(jī)械結(jié)構(gòu),數(shù)控機(jī)床的導(dǎo)軌,機(jī)床導(dǎo)軌的功用是支承和導(dǎo)向，運動部件在外力作用下沿著床身、立柱、橫梁等支承件上的導(dǎo)軌面準(zhǔn)確地沿一定方向運動。與運動部件聯(lián)成一體的導(dǎo)軌叫動導(dǎo)軌，與支承件聯(lián)成一體的導(dǎo)軌稱為支承導(dǎo)軌,第四節(jié) 數(shù)控機(jī)床的機(jī)械結(jié)構(gòu),導(dǎo)軌基本類型,按運動軌跡分直線運動導(dǎo)軌和圓周運動導(dǎo)軌； 按工作性質(zhì)分主運動導(dǎo)軌、

5、進(jìn)給運動導(dǎo)軌、調(diào)整位置用導(dǎo)軌； 按摩擦性質(zhì)分為滑動導(dǎo)軌和滾動導(dǎo)軌?；瑒訉?dǎo)軌中有普通滑動導(dǎo)軌、貼塑導(dǎo)軌、液體動靜壓導(dǎo)軌、氣體靜壓導(dǎo)軌。 數(shù)控機(jī)床常用貼塑導(dǎo)軌、液體靜壓導(dǎo)軌和滾動導(dǎo)軌。,第四節(jié) 數(shù)控機(jī)床的機(jī)械結(jié)構(gòu),第五節(jié) 數(shù)控機(jī)床的選用原則,數(shù)控機(jī)床選用前方案比較與效益分析 數(shù)控機(jī)床額外投資回收期T按下式計算：T數(shù)控機(jī)床額外投資回收期（年）； Ya數(shù)控機(jī)床投資費（元）；Yb普通機(jī)床投資費（元）；Ka 數(shù)控機(jī)床加工的年工藝成本（元/年）； Kb普通機(jī)床加工的年工藝成本（元/年）； Za數(shù)控機(jī)床的年折舊費（元/年）；Zb普通機(jī)床的年折舊費（元/年）； Y數(shù)控機(jī)床額外投資額（元）；k數(shù)控機(jī)床加工年工藝成

6、本節(jié)省額（元/年）；Z數(shù)控機(jī)床額外年折舊費提取額（元/年）。,二、確定典型加工零件,一種機(jī)床的性能與使用范圍是有限的，只有在一定的條件下，加工一定種類、一定工藝內(nèi)容的工件才能達(dá)到最佳效果。 要求在保證加工質(zhì)量的前提下，資金投入少，生產(chǎn)周期短。 選購數(shù)控機(jī)床首先必須確定用戶所要加工的典型零件。,第五節(jié) 數(shù)控機(jī)床的選用原則,數(shù)控機(jī)床規(guī)格的選擇,數(shù)控機(jī)床的規(guī)格應(yīng)根據(jù)確定的典型零件來選擇。 數(shù)控機(jī)床的主要規(guī)格選擇反映在數(shù)控坐標(biāo)的行程和主軸電機(jī)功率方面。 數(shù)控坐標(biāo)的行程范圍反映機(jī)床能容納工件的大小和加工時間； 主軸電機(jī)功率反映機(jī)床的切削能力，即生產(chǎn)率。 對加工中心、數(shù)控銑床和鏜床，其三個基本直線坐標(biāo)反映

7、機(jī)床允許的加工空間，一般情況下加工件的輪廓尺寸應(yīng)在機(jī)床的加工空間范圍以內(nèi)，機(jī)床工作臺面的大小也基本確定了加工空間。,第五節(jié) 數(shù)控機(jī)床的選用原則,機(jī)床精度的選擇,選擇機(jī)床的精度等級，應(yīng)根據(jù)典型零件關(guān)鍵部位加工精度的要求來確定。 數(shù)控機(jī)床的定位精度和重復(fù)定位精度綜合反映了該軸各運動部件的綜合精度,第五節(jié) 數(shù)控機(jī)床的選用原則,數(shù)控系統(tǒng)的選擇,根據(jù)數(shù)控機(jī)床的性能合理地選擇數(shù)控系統(tǒng)的功能。,第五節(jié) 數(shù)控機(jī)床的選用原則,第六節(jié) 加工中心,立式加工中心和臥式加工中心。 立式加工中心的主軸在空間處于垂直位置，臥式加工中心主軸在空間處于水平位置。主軸可作垂直和水平轉(zhuǎn)換的，稱為立臥式加工中心或五面加工中心，也稱復(fù)

8、合加工中心。 按加工中心立柱的數(shù)量分，有單柱式和雙柱式（龍門式）。 按加工中心運動坐標(biāo)數(shù)和同時控制的坐標(biāo)數(shù)分為幾軸幾聯(lián)動。幾軸是指加工中心具有的運動坐標(biāo)數(shù)，聯(lián)動是指控制系統(tǒng)可以同時控制運動的坐標(biāo)數(shù)，從而實現(xiàn)刀具相對工件的位置和速度控制。,一加工中心分類及功能,二、加工中心的主要部件,主軸結(jié)構(gòu),第六節(jié) 加工中心,三、自動換刀裝置,自動換刀裝置具有根據(jù)工藝要求自動更換所需刀具的功能，它是加工中心的重要組成部分。,第六節(jié) 加工中心,四、加工中心自動換刀裝置的主要類型,轉(zhuǎn)塔頭方式 多主軸方式 刀庫式自動換刀裝置 加工中心多采用這種換刀裝置。 刀庫 刀庫的功能是存儲加工工序所需的各種刀具。盤式和鏈?zhǔn)健?第六節(jié) 加工中心,數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)系,坐標(biāo)與運動方向命名原則： 刀具移