s任務五數(shù)控車床的認知能力目標與講解思路掌握數(shù)控機床的分類.掌握數(shù)控機床的的組成各部分的功用.特點分類組成數(shù)控車床數(shù)控車床的特點進給運動由滾珠絲杠驅(qū)動溜板與刀架實現(xiàn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡化與普通車床比較隨著數(shù)控車床制造技術(shù)的不斷發(fā)展，形成了產(chǎn)品繁多、規(guī)格不一的局面。因而也出現(xiàn)了幾種不同的分類方法。數(shù)控系統(tǒng)按其功能不同，可分為以下幾種：（1）經(jīng)濟型數(shù)控車床。經(jīng)濟型數(shù)控車床如圖4－1所示，它們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)動的開環(huán)伺服系統(tǒng)。其控制部分采用單板機或單片機來實現(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恒線速度切削等功能。

數(shù)控車床的分類（2）全功能型數(shù)控車床。全功能型數(shù)控車床就是通常所說的“數(shù)控車床”，又稱標準型數(shù)控車床，即它的控制系統(tǒng)是標準型的，帶有高分辨率的CRT顯示器以及各種顯示、圖形仿真、刀具補償?shù)裙δ埽規(guī)в型ㄐ呕蚓W(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。圖4－2所示為某全功能型數(shù)控車床。

圖4－1經(jīng)濟型數(shù)控車床

圖4－2全功能型數(shù)控車床

（3）車削中心。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、分度裝置、銑削動力頭和機械手等，以實現(xiàn)多工序復合加工的機床。在工件一次裝夾后，它可完成回轉(zhuǎn)類零件的車、銑、鉆、鉸、攻螺紋等多種加工工序。其功能全面，但價格較高。（4）FMC車床。FMC車床如圖4－3所示，它實際上是一個由數(shù)控車床、機器人等構(gòu)成的柔性加工單元。它能實現(xiàn)工件搬運、裝卸的自動化和加工調(diào)整準備的自動化。

圖4－3

FMC車床

2．按主軸的配置形式分類⑴臥式數(shù)控車床。其主軸軸線處于水平位置，其床身和導軌有多種布局形式，是應用最廣泛的數(shù)控車床。⑵立式數(shù)控車床。其主軸軸線處于垂直位置，并有一個直徑很大的圓形工作臺供裝夾工件用。這類機床主要用于加工徑向尺寸大、軸向尺寸小的大型復雜零件。3．按刀架數(shù)量分類（1）單刀架數(shù)控車床（2）雙刀架數(shù)控車床

單刀架數(shù)控車床雙刀架數(shù)控車床臥式數(shù)控車床立式數(shù)控車床二、數(shù)控車床的結(jié)構(gòu)特點與傳統(tǒng)車床相比，數(shù)控車床的結(jié)構(gòu)有以下特點：1)由于數(shù)控車床刀架的兩個方向運動分別由兩臺伺服電動機驅(qū)動，所以它的傳動鏈短。不必使用掛輪、光杠等傳動部件，用伺服電動機直接與絲杠聯(lián)結(jié)帶動刀架運動。伺服電動機絲杠間也可以用同步皮帶副或齒輪副聯(lián)結(jié)。2)多功能數(shù)控車床是采用直流或交流主軸控制單元來驅(qū)動主軸，按控制指令作無級變速，主軸之間不必用多級齒輪副來進行變速。為擴大變速范圍，現(xiàn)在一般還要通過一級齒輪副，以實現(xiàn)分段無級調(diào)速，即使這樣，床頭箱內(nèi)的結(jié)構(gòu)已比傳統(tǒng)車床簡單得多。數(shù)控車床的另一個結(jié)構(gòu)特點是剛度大，這是為了與控制系統(tǒng)的高精度控制相匹配，以便適應高精度的加工。3)數(shù)控車床的第三個結(jié)構(gòu)特點是輕拖動。刀架移動一般采用滾珠絲杠副。滾珠絲杠副是數(shù)控車床的關(guān)鍵機械部件之一，滾珠絲杠兩端安裝的滾動軸承是專用鈾承，它的壓力角比常用的向心推力球輛承要大得多。這種專用軸承配對安裝，是選配的，最好在軸承出廠時就是成對的。4)為了拖動輕便，數(shù)控車床的潤滑都比較充分，大部分采用油霧自動潤滑。5)由于數(shù)控機床的價格較高、控制系統(tǒng)的壽命較長，所以數(shù)控車床的滑動導軌也要求耐磨性好。數(shù)控車床一般采用鑲鋼導軌，這樣機床精度保持的時間就比較長，其使用壽命也可延長許多。6)數(shù)控車床還具有加工冷卻充分、防護較嚴密等特點，自動運轉(zhuǎn)時一般都處于全封閉或半封閉狀態(tài)。7)數(shù)控車床一般還配有自動排屑裝置。數(shù)控車床的布局三、數(shù)控車床的布局典型數(shù)控車床的機械結(jié)構(gòu)系統(tǒng)組成，包括主軸傳動機構(gòu)、進給傳動機構(gòu)、刀架、床身、輔助裝置(刀具自動交換機構(gòu)、潤滑與切削液裝置、排屑、過載限位)等部分。數(shù)控車床床身導軌與水平面的相對位置如圖1-2所示，它有4種布局形式：圖1-2(a)平床身，圖1-2(b)斜床身，圖1-2(c)平床身斜滑板，圖1-2(d)為立床身。數(shù)控車床床身導軌與水平面的相對位置圖水平床身的工藝性好，便于導軌面的加工。水平床身配上水平放置的刀架可提高刀架的運動精度，一般可用于大型數(shù)控車床或小型精密數(shù)控車床的布局。但是水平床身由于下部空間小，故排屑困難。從結(jié)構(gòu)尺寸上看，刀架水平放置使得滑板橫向尺寸較長，從而加大了機床寬度方向的結(jié)構(gòu)尺寸。如下圖所示，臥式數(shù)控車床數(shù)控車床的加工對象和工藝裝備1、數(shù)控車床的加工對象精度要求高的零件表面粗糙度好的回轉(zhuǎn)體零件輪廓形狀復雜的零件帶一些特殊類型螺紋的零件超精密、超低表面粗糙度的零件2.數(shù)控車床的工藝裝備1）卡盤

液壓卡盤是數(shù)控車削加工時夾緊工件的重要附件，對一般回轉(zhuǎn)類零件可采用普通液壓卡盤；對零件被夾持部位不是圓柱形的零件，則需要采用專用卡盤；用棒料直接加工零件時需要采用彈簧卡盤。2）尾座

對軸向尺寸和徑向尺寸的比值較大的零件，需要采用安裝在液壓尾架上的活頂尖對零件尾端進行支撐，才能保證對零件進行正確的加工。尾架有普通液壓尾架和可編程液壓尾座。3）刀架

刀架是數(shù)控車床非常重要的部件。數(shù)控車床根據(jù)其功能，刀架上可安裝的刀具數(shù)量—般為8把、10把、12把或16把，有些數(shù)控車床可以安裝更多的刀具。

刀架的結(jié)構(gòu)形式一般為回轉(zhuǎn)式，刀具沿圓周方向安裝在刀架上，可以安裝徑向車刀、軸向車刀、鉆頭、鏜刀。車削加工中心還可安裝軸向銑刀、徑向銑刀。少數(shù)數(shù)控車床的刀架為直排式，刀具沿一條直線安裝。（三）工藝范圍與分類車床主要用于加工各種軸類、套筒類和盤類零件上的會轉(zhuǎn)變面。數(shù)控車床加工零件的尺寸精度可達IT5~IT6，表面粗糙度可達1.6um以下。數(shù)控車床主要可以分為數(shù)控臥式車床、數(shù)控立式車床和數(shù)控專用車床（如數(shù)控凸輪車床、數(shù)控曲軸車床、數(shù)控絲杠車床等），或分為普通數(shù)控車床和車削加工中心。數(shù)控車床的特點與發(fā)展（1）高精度（2）高效率（3）高柔性（4）高可靠性（5）工藝能力強（6）模塊化設(shè)計除此之外，數(shù)控車床還向進一步提高主軸轉(zhuǎn)速、到家快速移動以及轉(zhuǎn)位換刀速度，工藝和工序?qū)⒏訌秃匣图谢l(fā)展；數(shù)控車床向多主軸、多刀架加工方向發(fā)展；為實現(xiàn)長時間無人化全自動操作，數(shù)控車床向自動化方向發(fā)展；機床的加工精度向更高方向發(fā)展。同時，數(shù)控車床也向簡易型發(fā)展。數(shù)控車床的布局形式數(shù)控車床的布局形式受到工件尺寸、質(zhì)量和形狀，機床生產(chǎn)率，機床精度，操縱方便、運行安全與環(huán)境保護的要求的影響。隨著工件尺寸、質(zhì)量和形狀的變化，數(shù)控車床的布局可有臥式車床、落地式車床、單立柱式車床、雙立柱式車床和龍門移動式車床的變化，如圖所示圖4－4工件的尺寸、質(zhì)量對車床布局的影響

數(shù)控臥式車床落地式車床數(shù)控立式車床數(shù)控車削加工中心數(shù)控臥式車床的結(jié)構(gòu)組成數(shù)控臥式車床主要加工軸類零件和直徑不太大的盤類零件。它是應用數(shù)量最大的數(shù)控車床種類。數(shù)控車床加工零件如圖所示為某數(shù)控車床外形與組成部件圖4－6

TND360數(shù)控臥式車床的傳動系統(tǒng)圖

數(shù)控車床的傳動系統(tǒng)數(shù)控車床的運動時通過傳動系統(tǒng)實現(xiàn)的。圖4－6

TND360數(shù)控臥式車床的傳動系統(tǒng)圖

主運動傳動數(shù)控車床主運動傳動鏈的兩端部件是主電動機與主軸，它的功用是把動力源（電動機）的運動及動力傳遞給主軸，使主軸帶動卡盤加持工件旋轉(zhuǎn)實現(xiàn)主運動，并滿足數(shù)控臥式車床主軸變速和換向的要求。進給運動傳動進給運動傳動是指機床上驅(qū)動刀架實現(xiàn)縱向（Z向）和橫向（X向）運動的進給運動。（1）縱向進給運動傳動縱向進給運動傳動由縱向直流伺服電動機經(jīng)過安全聯(lián)軸器直接驅(qū)動滾珠絲杠螺母副驅(qū)動機床上的縱向滑板實現(xiàn)縱向運動。（2）橫向進給運動傳動橫向進給運動傳動是由橫向直流伺服電動機通過齒數(shù)均為24的齒形帶輪，經(jīng)安全聯(lián)軸器驅(qū)動滾珠絲杠螺母副，使橫向滑板實現(xiàn)橫向進給運動。7.刀盤傳動刀盤運動是指實現(xiàn)刀架上刀盤的轉(zhuǎn)動和刀盤的開定位、定位與夾緊的運動，以實現(xiàn)刀具的自動轉(zhuǎn)換。8.尾座套筒的驅(qū)動尾座套筒的驅(qū)動由液壓來實現(xiàn)。

9.數(shù)控車床傳動系統(tǒng)的主要結(jié)構(gòu)數(shù)控車床有三種運動傳動機構(gòu)系統(tǒng)。這就是數(shù)控車床的主運動傳動系統(tǒng)、進給運動傳動系統(tǒng)和輔助運動傳動系統(tǒng)。（1）主軸箱數(shù)控機床主軸箱是一個比較復雜的傳動部件。表達主軸箱中各傳動元件的結(jié)構(gòu)和裝配關(guān)系時常用展開圖。展開圖基本上是按傳動鏈傳遞運動的先后順序，沿軸心線剖開，并展開在一個平面上的裝配圖。如圖4-7（2）主軸電機主軸電動機是采用直流主軸伺服電動機，無級調(diào)速，由安裝在主電動機尾部的測速發(fā)電機實現(xiàn)速度反饋的。（3）變速軸變速軸(軸Ⅰ)是花鍵軸。(4)主軸組件數(shù)控機床的主軸是一個空心的階梯軸。主軸的內(nèi)孔是用于通過長的棒料及卸下頂尖時穿過鋼棒，也可用于通過氣動、電動及液壓夾緊裝置的機構(gòu)。主軸前端采用短圓錐法蘭盤式結(jié)構(gòu)，用于定位安裝卡盤和撥盤。如圖4-8主軸安裝在兩個支撐上，這種主軸轉(zhuǎn)速較高，要求的剛性也較高。后支撐為兩個角接觸球軸承，小口相對，接觸角皆為14。主軸軸承都屬超輕型。主軸軸承間隙必須在適當?shù)臓顟B(tài)下，這就要進行間隙和過盈量調(diào)整。最后旋緊調(diào)整螺母的鎖緊螺釘。主軸軸承采用油脂潤滑，迷宮式密封。主軸上裝有兩個圓柱齒輪，齒數(shù)為86(模數(shù)m=2.5mm)和60(模數(shù)m=2mm)。(5)檢測軸檢測軸是階梯軸，通過兩個球軸承支撐在軸承套中。(6)主軸箱主軸箱的作用是支撐主軸和支撐主軸運動的傳動系統(tǒng)，主軸箱材料為密烘鑄鐵。主軸箱使用底部定位面在床身左端定位，并用螺釘緊固。

（四）進給傳動系統(tǒng)縱向滑板安裝在床身的導軌上，它可以沿床身導軌作縱向移動。導軌的截面形狀是三角形導軌和平面導軌的組合。在滑動導軌表面上涂有一層特殊的塑料層，動靜摩擦系數(shù)相接近，摩擦系數(shù)小。為了防止由于切削力作用而使滑板顛覆，縱向滑板的前后裝有壓板，壓板與床身接觸部分的表面上也涂有塑料層。在滑板導軌1.縱向滑板進給傳動機構(gòu)橫向滑板通過導軌安裝在縱向滑板的上面，做橫向進給運動。橫向滑板的傳動系統(tǒng)與縱向滑板傳動系統(tǒng)相類似，