1、第七章 数控机床,目录,第一节概述 第二节 数控机床的分类 第三节 数控机床的工作原理 第四节 数控机床的机械结构 第五节 数控机床的选用原则 第六节 典型的数控机床 第七节 数控编程,第一节 概述,数字控制（Numerical Control -NC）技术，简称为数控技术 数控机床是一种装了程序控制系统的机床。,如何回答？,数控机床的发展趋势,高速化、高精度化 智能化、信息化 数控系统开放化,第一节 概述,第二节 数控机床的分类,按照能控制刀具与工件间相对运动的轨迹分类点位控制 轮廓控制,按照加工方式分类,金属切削类 数控车、钻、铣床、镗、磨床和加工中心 金属成型 数控折弯机、弯管机等 特种
2、加工 数控线切割、电火花加工和激光切割机 其他 数控火焰切割机床、三坐标测量机,第二节 数控机床的分类,按驱动系统的控制方式,开环控制（open loop control）闭环控制（closed loop control）,驱动器,步进电机,机床工作台,半闭环控制（semi-closed loop control）,按驱动系统的控制方式,第三节 数控机床的工作原理,数控机床的组成 数控机床一般由控制介质、数控装置、伺服系统、测量反馈装置和机床主机组成。,第四节 数控机床的机械结构,对数控机床机械结构提出的要求 高刚度 高抗振性 减少机床的热变形 提高进给运动的动态性能和定位精度,数控机床的总体
3、布局,框架式对称结构,第四节 数控机床的机械结构,无悬伸工作台结构,第四节 数控机床的机械结构,主传动系统及主轴部件,带有变速齿轮的主传动 通过带传动的主传动 主轴直接驱动 电主轴单元 主轴轴承 滚动轴承, 滚珠轴承、空气静压轴承、液体动静压轴承和磁悬浮轴承,第四节 数控机床的机械结构,进给传动系统,数控机床进给系统的机械传动机构是指将电动机的旋转运动变为工作台或刀架的运动的整个机械传动链 包括齿轮传动副、丝杠螺母副（或蜗杆蜗轮副）等以及它们的支承部件（轴承座等）。,第四节 数控机床的机械结构,床身,机床的床身是整个机床的基础支承件，一般用来放置导轨、主轴相等重要部件 应有足够的静刚度，较高的
4、刚度重量比。应有较好的动态特性。好的动态特性需要足够的动刚度和合适的阻尼，使机床有较高的抵抗变形的能力，有较高的固有频率，远离激振频率，避免发生共振及因薄壁振动而产生噪声。应具有较好的热稳定性。,第四节 数控机床的机械结构,封闭的框形截面加筋板结构,控车床床身截面,第四节 数控机床的机械结构,数控机床的导轨,机床导轨的功用是支承和导向，运动部件在外力作用下沿着床身、立柱、横梁等支承件上的导轨面准确地沿一定方向运动。与运动部件联成一体的导轨叫动导轨，与支承件联成一体的导轨称为支承导轨,第四节 数控机床的机械结构,导轨基本类型,按运动轨迹分直线运动导轨和圆周运动导轨； 按工作性质分主运动导轨、进给
5、运动导轨、调整位置用导轨； 按摩擦性质分为滑动导轨和滚动导轨。滑动导轨中有普通滑动导轨、贴塑导轨、液体动静压导轨、气体静压导轨。 数控机床常用贴塑导轨、液体静压导轨和滚动导轨。,第四节 数控机床的机械结构,第五节 数控机床的选用原则,数控机床选用前方案比较与效益分析 数控机床额外投资回收期T按下式计算：T数控机床额外投资回收期（年）；Ya数控机床投资费（元）；Yb普通机床投资费（元）；Ka 数控机床加工的年工艺成本（元/年）；Kb普通机床加工的年工艺成本（元/年）； Za数控机床的年折旧费（元/年）；Zb普通机床的年折旧费（元/年）；Y数控机床额外投资额（元）；k数控机床加工年工艺成本节省额（
6、元/年）；Z数控机床额外年折旧费提取额（元/年）。,二、确定典型加工零件,一种机床的性能与使用范围是有限的，只有在一定的条件下，加工一定种类、一定工艺内容的工件才能达到最佳效果。 要求在保证加工质量的前提下，资金投入少，生产周期短。 选购数控机床首先必须确定用户所要加工的典型零件。,第五节 数控机床的选用原则,数控机床规格的选择,数控机床的规格应根据确定的典型零件来选择。 数控机床的主要规格选择反映在数控坐标的行程和主轴电机功率方面。 数控坐标的行程范围反映机床能容纳工件的大小和加工时间； 主轴电机功率反映机床的切削能力，即生产率。 对加工中心、数控铣床和镗床，其三个基本直线坐标反映机床允许的
7、加工空间，一般情况下加工件的轮廓尺寸应在机床的加工空间范围以内，机床工作台面的大小也基本确定了加工空间。,第五节 数控机床的选用原则,机床精度的选择,选择机床的精度等级，应根据典型零件关键部位加工精度的要求来确定。 数控机床的定位精度和重复定位精度综合反映了该轴各运动部件的综合精度,第五节 数控机床的选用原则,数控系统的选择,根据数控机床的性能合理地选择数控系统的功能。,第五节 数控机床的选用原则,第六节 加工中心,立式加工中心和卧式加工中心。 立式加工中心的主轴在空间处于垂直位置，卧式加工中心主轴在空间处于水平位置。主轴可作垂直和水平转换的，称为立卧式加工中心或五面加工中心，也称复合加工中心
8、。 按加工中心立柱的数量分，有单柱式和双柱式（龙门式）。 按加工中心运动坐标数和同时控制的坐标数分为几轴几联动。几轴是指加工中心具有的运动坐标数，联动是指控制系统可以同时控制运动的坐标数，从而实现刀具相对工件的位置和速度控制。,一加工中心分类及功能,二、加工中心的主要部件,主轴结构,第六节 加工中心,三、自动换刀装置,自动换刀装置具有根据工艺要求自动更换所需刀具的功能，它是加工中心的重要组成部分。,第六节 加工中心,四、加工中心自动换刀装置的主要类型,转塔头方式 多主轴方式 刀库式自动换刀装置 加工中心多采用这种换刀装置。 刀库 刀库的功能是存储加工工序所需的各种刀具。盘式和链式。,第六节 加工中心,数控机床的坐标系,坐标与运动方向命名原则：刀具移动，工件静止 。刀具总是相对静止的，工件作移动。 标准坐标系,第七节 数控编程,运动方向的确定,A、B、C 坐标轴以三个直线运动坐标轴或与它们相互平行的坐标轴为中心旋转的坐标轴分别称为ABC坐标轴，它们的旋转方向根据右手定则来确定 。,第七节 数控编程,
