1、第七章 數控機床,目錄,第一節(jié)概述 第二節(jié) 數控機床的分類 第三節(jié) 數控機床的工作原理 第四節(jié) 數控機床的機械結構 第五節(jié) 數控機床的選用原則 第六節(jié) 典型的數控機床 第七節(jié) 數控編程,第一節(jié) 概述,數字控制（Numerical Control -NC）技術，簡稱為數控技術 數控機床是一種裝了程序控制系統(tǒng)的機床。,如何回答？,數控機床的發(fā)展趨勢,高速化、高精度化 智能化、信息化 數控系統(tǒng)開放化,第一節(jié) 概述,第二節(jié) 數控機床的分類,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 數控車、鉆、銑床、鏜、磨床和加工中心 金屬成型 數控折彎機、彎管機等 特

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

3、總體布局,框架式對稱結構,第四節(jié) 數控機床的機械結構,無懸伸工作臺結構,第四節(jié) 數控機床的機械結構,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) 數控機床的機械結構,進給傳動系統(tǒng),數控機床進給系統(tǒng)的機械傳動機構是指將電動機的旋轉運動變?yōu)楣ぷ髋_或刀架的運動的整個機械傳動鏈 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) 數控機床的機械結構,床身,機床的床身是整個機床的基礎支承件，一般用來放置導軌、主軸相等重要部件 應有足夠的靜剛度，較

4、高的剛度重量比。應有較好的動態(tài)特性。好的動態(tài)特性需要足夠的動剛度和合適的阻尼，使機床有較高的抵抗變形的能力，有較高的固有頻率，遠離激振頻率，避免發(fā)生共振及因薄壁振動而產生噪聲。應具有較好的熱穩(wěn)定性。,第四節(jié) 數控機床的機械結構,封閉的框形截面加筋板結構,控車床床身截面,第四節(jié) 數控機床的機械結構,數控機床的導軌,機床導軌的功用是支承和導向，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軌面準確地沿一定方向運動。與運動部件聯成一體的導軌叫動導軌，與支承件聯成一體的導軌稱為支承導軌,第四節(jié) 數控機床的機械結構,導軌基本類型,按運動軌跡分直線運動導軌和圓周運動導軌； 按工作性質分主運動導軌、

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

6、本節(jié)省額（元/年）；Z數控機床額外年折舊費提取額（元/年）。,二、確定典型加工零件,一種機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、一定工藝內容的工件才能達到最佳效果。 要求在保證加工質量的前提下，資金投入少，生產周期短。 選購數控機床首先必須確定用戶所要加工的典型零件。,第五節(jié) 數控機床的選用原則,數控機床規(guī)格的選擇,數控機床的規(guī)格應根據確定的典型零件來選擇。 數控機床的主要規(guī)格選擇反映在數控坐標的行程和主軸電機功率方面。 數控坐標的行程范圍反映機床能容納工件的大小和加工時間； 主軸電機功率反映機床的切削能力，即生產率。 對加工中心、數控銑床和鏜床，其三個基本直線坐標反映

7、機床允許的加工空間，一般情況下加工件的輪廓尺寸應在機床的加工空間范圍以內，機床工作臺面的大小也基本確定了加工空間。,第五節(jié) 數控機床的選用原則,機床精度的選擇,選擇機床的精度等級，應根據典型零件關鍵部位加工精度的要求來確定。 數控機床的定位精度和重復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) 數控機床的選用原則,數控系統(tǒng)的選擇,根據數控機床的性能合理地選擇數控系統(tǒng)的功能。,第五節(jié) 數控機床的選用原則,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換的，稱為立臥式加工中心或五面加工中心，也稱復

8、合加工中心。 按加工中心立柱的數量分，有單柱式和雙柱式（龍門式）。 按加工中心運動坐標數和同時控制的坐標數分為幾軸幾聯動。幾軸是指加工中心具有的運動坐標數，聯動是指控制系統(tǒng)可以同時控制運動的坐標數，從而實現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,主軸結構,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。盤式和鏈式。,第六節(jié) 加工中心,數控機床的坐標系,坐標與運動方向命名原則： 刀具移