機(jī)械制造裝備機(jī)床417

機(jī)械制造裝備航空制造工程學(xué)院焦益群10八月2026第一頁(yè)，編輯于星期日：十三點(diǎn)四十五分。航空制造工程學(xué)院焦益群郵箱：272882059@qq.com電話：1397914761910八月2026第二頁(yè)，編輯于星期日：十三點(diǎn)四十五分。第一章金屬切削機(jī)床

第四節(jié)數(shù)控機(jī)床

第三頁(yè)，編輯于星期日：十三點(diǎn)四十五分。主要內(nèi)容：數(shù)控工作原理、分類(lèi);

數(shù)控機(jī)床的性能、選用;

加工中心、數(shù)控車(chē)床和車(chē)削中心、柔性自動(dòng)化。要求：對(duì)數(shù)控機(jī)床有基本的了解。第四頁(yè)，編輯于星期日：十三點(diǎn)四十五分。一、概述數(shù)控機(jī)床：（NumericalControlMachineTools）：也稱數(shù)字程序控制機(jī)床，它是一種以數(shù)字量作為指令信息形式，通過(guò)電子計(jì)算機(jī)或?qū)Ｓ秒娮佑?jì)算裝置，對(duì)這種信息進(jìn)行處理而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制的機(jī)床。它綜合了：微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制、精密測(cè)量、伺服驅(qū)動(dòng)、先進(jìn)機(jī)械結(jié)構(gòu)等多方面的新技術(shù)成果，是集高效率、高精度、高柔性于一身的自動(dòng)化機(jī)床，是一種典型的機(jī)電一體化的加工設(shè)備。第五頁(yè)，編輯于星期日：十三點(diǎn)四十五分。CA6140傳動(dòng)系統(tǒng)圖第六頁(yè)，編輯于星期日：十三點(diǎn)四十五分。第七頁(yè)，編輯于星期日：十三點(diǎn)四十五分。（一）數(shù)控機(jī)床的工作原理1、數(shù)控機(jī)床加工零件的過(guò)程第八頁(yè)，編輯于星期日：十三點(diǎn)四十五分。2、插補(bǔ)原理脈沖當(dāng)量：每一脈沖使機(jī)床移動(dòng)部件產(chǎn)生的位移量。（0.01～0．001mm／脈沖）插補(bǔ)：根據(jù)被加工零件的要求，準(zhǔn)確地向各坐標(biāo)分配和發(fā)送指令脈沖信號(hào)，這個(gè)分配指令脈沖信號(hào)的方法稱為“插補(bǔ)”。插補(bǔ)運(yùn)算：根據(jù)零件輪廓線型上的已知點(diǎn)，（起點(diǎn)、終點(diǎn)、圓心等），數(shù)控系統(tǒng)按進(jìn)給速度的要求、刀具參數(shù)和進(jìn)給方向的要求等，計(jì)算出輪廓線上中間點(diǎn)位置坐標(biāo)值的過(guò)程。其實(shí)質(zhì)就是根據(jù)有限的信息完成“數(shù)據(jù)密化”的工作。第九頁(yè)，編輯于星期日：十三點(diǎn)四十五分。

3、逐點(diǎn)比較法插補(bǔ)原理

逐點(diǎn)比較法既可做直線插補(bǔ)，又可做圓弧插補(bǔ)第十頁(yè)，編輯于星期日：十三點(diǎn)四十五分。直線插補(bǔ)第十一頁(yè)，編輯于星期日：十三點(diǎn)四十五分。以第一象限的直線OA為例，終點(diǎn)A，起點(diǎn)為加工原點(diǎn)。P為加工動(dòng)點(diǎn)，若P在OA直線上，則有

F=YiXe—XiYe

若F=0，表明m點(diǎn)在OA直線上；+X

若F>0，表明m點(diǎn)在OA直線上方；+X

若F<0，表明m點(diǎn)在OA直線下方；+Y

第十二頁(yè)，編輯于星期日：十三點(diǎn)四十五分。（二）數(shù)控機(jī)床的組成由控制介質(zhì)、數(shù)控裝置、伺服系統(tǒng)和機(jī)床本體所組成第十三頁(yè)，編輯于星期日：十三點(diǎn)四十五分。（三）數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)

具有良好的柔性

能獲得高的加工精度和穩(wěn)定的加工質(zhì)量

能加工形狀復(fù)雜的零件

具有較高的生產(chǎn)率

能減輕勞動(dòng)強(qiáng)度

有利于現(xiàn)代化的生產(chǎn)管理

第十四頁(yè)，編輯于星期日：十三點(diǎn)四十五分。二、數(shù)控機(jī)床的分類(lèi)（一）按工藝用途分類(lèi)普通數(shù)控機(jī)床：數(shù)控車(chē)床、數(shù)控銑床、數(shù)控鉆床，數(shù)控鏜床、數(shù)控磨床、加工中心等

。加工中心。第十五頁(yè)，編輯于星期日：十三點(diǎn)四十五分。（二）按運(yùn)動(dòng)控制方式分類(lèi)第十六頁(yè)，編輯于星期日：十三點(diǎn)四十五分。

點(diǎn)位控制數(shù)控機(jī)床：從一點(diǎn)坐標(biāo)到另一點(diǎn)坐標(biāo)位置的準(zhǔn)確移動(dòng)。直線控制數(shù)控機(jī)床：不僅要求具有準(zhǔn)確的定位功能，還要求從一點(diǎn)到另一點(diǎn)按直線運(yùn)動(dòng)進(jìn)行切削加工。第十七頁(yè)，編輯于星期日：十三點(diǎn)四十五分。輪廓控制數(shù)控機(jī)床：能按需要嚴(yán)格控制刀具移動(dòng)的軌跡，以加工出任意斜率的直線、圓弧、拋物線及其他函數(shù)關(guān)系的曲線或曲面。第十八頁(yè)，編輯于星期日：十三點(diǎn)四十五分。（三）按伺服控制系統(tǒng)分類(lèi)開(kāi)環(huán)控制數(shù)控機(jī)床運(yùn)動(dòng)部件的位移沒(méi)有檢測(cè)反饋裝置開(kāi)環(huán)控制數(shù)控機(jī)床

閉環(huán)控制數(shù)控機(jī)床

半閉環(huán)控制數(shù)控機(jī)床

第十九頁(yè)，編輯于星期日：十三點(diǎn)四十五分。閉環(huán)控制數(shù)控機(jī)床

在機(jī)床的運(yùn)動(dòng)部件上安裝有直線位移測(cè)量裝置，將測(cè)量出的實(shí)際位移值反饋到數(shù)控裝置中與輸入的指令位移值相比較，用差值進(jìn)行控制，直至差值為零。所以，能實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)部件的精確定位。第二十頁(yè)，編輯于星期日：十三點(diǎn)四十五分。半閉環(huán)控制數(shù)控機(jī)床

檢測(cè)裝置通過(guò)檢測(cè)絲杠轉(zhuǎn)角，間接地測(cè)量工作臺(tái)位移量，然后再反饋給數(shù)控裝置。第二十一頁(yè)，編輯于星期日：十三點(diǎn)四十五分。（四）按數(shù)控裝置的功能分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)型數(shù)控機(jī)床

簡(jiǎn)易數(shù)控機(jī)床

經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床

第二十二頁(yè)，編輯于星期日：十三點(diǎn)四十五分。三、數(shù)控機(jī)床的主要性能指標(biāo)及其選用

(一)數(shù)控機(jī)床的主要性能指標(biāo)第二十三頁(yè)，編輯于星期日：十三點(diǎn)四十五分。1、精度定位精度和重復(fù)定位精度

分度精度

分辨度與脈沖當(dāng)量

2．?dāng)?shù)控機(jī)床的可控軸數(shù)與聯(lián)動(dòng)軸數(shù)3．?dāng)?shù)控機(jī)床的運(yùn)動(dòng)性能指標(biāo)主軸轉(zhuǎn)速

進(jìn)給速度

各坐標(biāo)軸的行程

擺角范圍

刀庫(kù)容量和換刀時(shí)間

第二十四頁(yè)，編輯于星期日：十三點(diǎn)四十五分。(二)數(shù)控機(jī)床的選用在選用數(shù)控機(jī)床時(shí)一般應(yīng)考慮以下因素：1、被加工對(duì)象2、機(jī)床的規(guī)格數(shù)控機(jī)床的主要規(guī)格包括：工作臺(tái)的尺寸、幾個(gè)數(shù)控坐標(biāo)的行程范圍和主軸電動(dòng)機(jī)功率。3．機(jī)床的精度4．自動(dòng)換刀裝置和刀庫(kù)容量5．?dāng)?shù)控系統(tǒng)第二十五頁(yè)，編輯于星期日：十三點(diǎn)四十五分。四、數(shù)控機(jī)床的主傳動(dòng)系統(tǒng)數(shù)控機(jī)床的主傳動(dòng)系統(tǒng)的特點(diǎn)變速范圍大。一般Rn＞100。轉(zhuǎn)速高，功率大。主軸速度變換迅速、可靠，能自動(dòng)無(wú)級(jí)變速。加工中心主軸有刀桿自動(dòng)拉緊機(jī)構(gòu)、切削清除裝置、主軸旋轉(zhuǎn)定位機(jī)構(gòu)。主軸常有位置（角度）檢測(cè)裝置。第二十六頁(yè)，編輯于星期日：十三點(diǎn)四十五分。數(shù)控機(jī)床主軸的調(diào)速方法第二十七頁(yè)，編輯于星期日：十三點(diǎn)四十五分。五、數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)（見(jiàn)第三章第二節(jié)傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的相關(guān)內(nèi)容）

直線滾動(dòng)導(dǎo)軌

（見(jiàn)支承件及導(dǎo)軌相關(guān)章節(jié)）第二十八頁(yè)，編輯于星期日：十三點(diǎn)四十五分。六、數(shù)控車(chē)床第二十九頁(yè)，編輯于星期日：十三點(diǎn)四十五分。1、布局和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)不需人工操作，沒(méi)有機(jī)械操作元件如手柄、搖把等。斜床身、床身導(dǎo)軌與水平面成75o夾角。方便排除切屑。采用箱形結(jié)構(gòu)，剛度比臥式車(chē)床床身高。刀架4裝在主軸的右上方。主軸的轉(zhuǎn)向應(yīng)與臥式車(chē)床相反。機(jī)床在防護(hù)罩的保護(hù)下工作，只能通過(guò)防護(hù)罩上的玻璃窗觀察工作情況。不用擔(dān)心切屑飛濺傷人，故切削速度可以很高。第三十頁(yè)，編輯于星期日：十三點(diǎn)四十五分。2、傳動(dòng)系統(tǒng)圖

主傳動(dòng)系統(tǒng)：主電動(dòng)機(jī)M1是直流電動(dòng)機(jī)，也可用交流變頻調(diào)速電動(dòng)機(jī)。

進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)：伺服電動(dòng)機(jī)直接帶動(dòng)滾珠絲杠

。刀架傳動(dòng)系統(tǒng)：第三十一頁(yè)，編輯于星期日：十三點(diǎn)四十五分。第三十二頁(yè)，編輯于星期日：十三點(diǎn)四十五分。第三十三頁(yè)，編輯于星期日：十三點(diǎn)四十五分。七、數(shù)控加工中心1、概述加工中心：可以自動(dòng)換刀、有刀庫(kù)的數(shù)控機(jī)床。鏜銑類(lèi)加工中心：集中鏜、銑、鉆的功能。分立式、臥式。車(chē)削中心：車(chē)、鉆、銑。第三十四頁(yè)，編輯于星期日：十三點(diǎn)四十五分。2、刀庫(kù)和換刀機(jī)械手

第三十五頁(yè)，編輯于星期日：十三點(diǎn)四十五分。第三十六頁(yè)，編輯于星期日：十三點(diǎn)四十五分。2、JCS-018型立式加工中心另一個(gè)型號(hào)是TH5632。它集中了平面加工(通常為端銑)和孔加工(鉆、擴(kuò)、鉸、攻螺紋和鏜等)的功能。能完成半精和精加工，還可進(jìn)行粗加工。機(jī)床具有自動(dòng)換刀功能，為此，備有刀庫(kù)和機(jī)械手。第三十七頁(yè)，編輯于星期日：十三點(diǎn)四十五分。1．布局三軸兩聯(lián)動(dòng)：X、Y、Z三個(gè)坐標(biāo)軸中任意兩個(gè)坐標(biāo)都可實(shí)現(xiàn)聯(lián)動(dòng)加工。第三十八頁(yè)，編輯于星期日：十三點(diǎn)四十五分。2、傳動(dòng)系統(tǒng)

主運(yùn)動(dòng)：無(wú)級(jí)調(diào)速。電動(dòng)機(jī)經(jīng)兩級(jí)多楔帶輪驅(qū)動(dòng)主軸。當(dāng)帶輪副直徑為φ183.6/φ183．6mm．時(shí)，主軸轉(zhuǎn)速為45～1500～4500r/min；φ119/φ239mm時(shí)，為22．5～750～2250r/min。三個(gè)數(shù)字分別