1、第 2 章 数控车床简介,21 数控车床机械结构的组成 22 数控车床刀架结构及刀具安装 23 刀具类型和选用 24 数控机床控制系统及功能,2.1 数控车床的机械结构,数控车床可以分为经济型、普及型和高性能型等几类。 经济型通常使用四方或六方型刀架。 普及型和高性能型通常使用回轮式刀架，在高性能数控车床上通常设置有动力刀具。 高性能型数控车床通常具有旋转轴控制功能。,2.1.1 数控车床的传动系统,主传动系统,2. 进给传动系统由伺服电机、传动齿轮（同步齿形带）及丝杠螺母副组成。 对中、小型数控机床通常使用伺服电机和驱动丝杠直连的传动形式。 对于大型机床由于要求的驱动力矩较大，为减小伺服电机
2、的容量，常使用传动齿轮降速或使用同步齿形带传动的形式。,2.1.2 数控车床车身结构及布局,平床身布局 斜床身布局 斜导轨布局,车身的截面结构：,2.2 数控车床的刀架结构和刀具安装,2.2.1 四方型刀架1. 工作过程：刀架抬起刀架转位刀架反靠定位刀架夹紧,四方型刀架的机械结构：,2.2.2 回轮式刀架,回轮式刀架通常有812个刀位。 每个刀位可以安装一组刀具。 可以使用动力刀具，如：铣刀、钻头等。 刀具转位的方式可以是液压驱动，也可以是伺服电机驱动。 刀具可以沿工件轴向安装或径向安装。,回轮式刀架,刀具的安装方式,2.3 刀具类型和选用,优先选用性能优良的机夹刀具，可提高加工效率，缩短辅助
3、时间。 选择刀片的材料应和工件的材质对应。 由刀片材料和工件材料确定切削用量。 根据生产批量确定刀具的耐用度。,机夹刀具的结构：,机夹刀具的刀片形状,外圆型面加工的适用刀具：箭头为运动的方向,选择刀具应考虑的因素：,1加工材料的类别：有色金属（铜、铝等）、黑色金属（钢材、铸铁等）具有不同的切削性能，在选择刀具时应区别对待。有色金属材料软，各种刀具均可加工，但该种材质韧性大，加工时应具有较高的切削速度，否则表面粗糙度会降低。黑色金属强度高、脆性大，容易断屑，经过热处理后硬度会有较大的差别，通常应使用硬质合金刀具加工。 2材料的热处理状态：金属材料加工热处理后其硬度和强度会有较大的改变，确定刀具时
4、应区别对待。刀具制造商提供的刀片可以分为适应高速、高硬度及强力切削等类别，不同种类的刀具材料因其组分不同对有色金属和黑色金属的亲和力也不同，选用时需区别对待。,3生产批量和生产条件：生产批量将影响刀具的经济寿命。 大批量生产应保证生产节拍和生产效率，要求刀具的耐用度和生产节拍基本符合。 切削刀片应可以承受足够的切削负荷，即要求刀片有足够的强度和足够的抗热冲击的能力，大尺寸的刀片强度高、加工能力强，加工效率高，其价格也高。 4工件的几何形状：工件的不同部位使用相适应的刀具加工，可以大幅提高其加工效率。,2.4 数控机床控制系统及功能,2.4.1 FANUC-0iT 数控系统,1.操作面板通过操作
5、面板可以完成数控系统的基本输入功能和数控加工操作的各种参数设定。对机床的操作另有机床操作面板，可实现机床的开、停，换刀，超程解除等功能。,2.数控系统的工作方式：,（1）编辑（EDIT）：在该方式下可以编辑零件加工程序。 （2）自动（AUTO）：用存储在CNC中的零件程序自动运行加工零件。 （3）MDI：该方式可用于自动加工，也可用于单个指令或数据（参数、刀偏量、坐标系等）的输入。 （4）手动（JOG）：用手动操作机床向所选方向轴的一个方向连续地移动，移动速度可用倍率旋钮改变。 （5）手轮(HWL)：用手摇轮（手摇脉冲发生器）手动控制坐标轴的运动，运动的速率由手摇轮操作面板上的倍率旋钮调整。
6、（6）快速（RAPID）：用手动操作机床时坐标轴向所选方向轴以该轴设定的最高速度向一个方向连续快速移动，移动速度可用快速倍率旋钮改变。 （7）回零（REF或ZRN）：手动返回参考点方式。 （8）DNC：联机通信模式，由计算机连续传输加工程序，数控机床实现连续加工，此功能适用于大型加工程序。,3.数控系统具有的功能,（1）基本控制轴数：2个。 （2）基本联动轴数：所有轴。 （3）最多可扩展轴数：4个。 （4）编程单位：0.001mm99999.999。 （5）准备功能（G功能）：82个。 （6）可使用增量编码器或绝对值编码器构成位置测量系统。 （7）可以构成闭环或半闭环控制系统。 （8）具有刀架
7、碰撞检查功能。,（9）可设置尾架、卡盘屏障，避免刀具加工时进入。 （10）具有异常负载检测功能，超出设定数值会自动停止进给并返回。 （11）手动干预及自动返回，自动运行中用“暂停键”停止加工，并手动移动主轴至需要位置，操作完成后按“循环启动”按钮，可以自动返回原来的坐标位置，继续之前的工作。 （12）主轴的定向停止功能。 （13）刀具位置补偿功能。 （14）刀尖半径补偿功能。 （15）刀具自动测量功能。 （16）刀具寿命管理功能。 （17）具有B样条差补功能（NURBS差补）、极坐标差补、极坐标指令编程等高效、高精度加工功能。,2.4.2 SIEMENS数控系统,1. 操作面板,2.数控系统特别功能,1）自动原点补偿：自动原点补偿功能是针对大型、重型零件加工开发的功能。 2）高阶曲线插补 3）刀具磨损补偿值记忆 4）区域加工功能 5）切削异常检出功能及寿命控制,谢谢！,
