简述数控机床的基本概念.pdf

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1、数控机床基本概念（2018-11-23）一、数控机床的定义1、定义：数控机床（NumericalControlMachineTools）是采用数字技术形式控制的机床。即凡是用数字化的代码将加工过程中所需的各种操作和步骤以及刀具与工件之间的相对位移等信息用数字化的指令(记录在程序介质上)表示出来，并送入计算机或数控系统经过译码、运算及处理，控制机床的刀具与工件的相对运动，加工出所需工件的一类机床即为数控(NC)机床。2、数控机床产生的历史背景1)40年代后期，美JohnT.Parsons提出了数控机床构想设想通过控制机床的微小增量运动来加工机翼曲面即用记录有坐标位置的数据的穿孔卡

2、来控制机床的动作，以实现曲线、曲面的加工。随后美国空军投入大量军费给MIT伺服机构实验室。2)1952年MIT第一台数控机床样机研制成功1953年开始应用初步应用MIT开发了APT编程系统3)飞机制造企业对数控机床需求的发展起了推动作用。飞机结构复杂、精度要求高、大量复杂曲面形状零件、产量小、转型快，其生产特点决定了其急需NC设备，从而为数控机床的发展应用提供了机遇。3、数控技术(NUMERICALCONTROL）1)概念:以数字化信息实现控制的应用技术2)分类:硬件数控技术：以硬件作为控制器靠硬件完成运算;功能简单;存储量小计算机控制(CNC):以计算机作为控制器靠软件完成运

3、算;功能强;存储量大3)数控系统对机床控制的类别:顺序控制:换刀、主轴调速、冷却液关启、工作台限位等数字控制:进给传动控制，即对刀具、工作台的运行的顺序、位移量度以至速度实现控制。4、数控机床的优点传统机械式自动机床、仿形机床的缺点：1）需要辅助工装自动机床—需要制作凸轮、挡块等辅助装置仿形机床—需要制作标准零件2）加工过程是模拟量传递3）加工精度低4）加工零件变更需重新准备辅助装置数控机床优点：1)提高加工精度，保证同批零件的一致性2)提高生产效率，一般可提高加工效率3~5倍3)适合于复杂形状零件加工（只提高了编程难度，而无须各种工装）4)有利于实现管理和机械加工的自动化5.

4、数控机床的缺点1)设备造价昂贵，机时费用高2)工作环境要求苛刻（温度、湿度、灰尘等）3）操作、编程、维修保养人员素质要求高二、数控机床的组成1.数控机床的主要组成部分1)NC程序(控制介质）：包含加工过程中的所有信息①几何信息：确定加工零件的几何形状，如位移、圆心、曲面法矢量等.②辅助功能信息：说明加工条件，如刀具几何参数、进给速度和主轴转速、开关冷却液、程序结束等.③准备功能信息：说明插补类型、加工坐标平面、实现刀具半径补偿等.NC程序传入NC机床的途径键盘手工敲入、穿孔纸带、拷贝、I/O通讯接口2)数控装置：由输入装置、控制器、运算器和输出装置组成。①输入装置：接收外部的输

5、入程序并存储②控制器：控制和协调数控装置各部分协调工作③运算器：接收控制信息，对集合信息进行插补运算并向输出装置发出进给脉冲④输出装置：将脉冲输出给伺服系统3)伺服系统(数控机床运动的动力装置)伺服系统是数控装置与机床本体间的传动联系环节，可以将来自数控装置的脉冲信号转换为机床移动部件的运动，使工作台精确定位或按规定的轨迹做严格的相对运动，最后加工出符合图纸的零件。4)机床本体机床本体指的是数控机床的机械构造实体。它与普通机床的差别，主要是机械传动的结构和功能部件要求更高。机床本体主要由床身、导轨、各运动部件、工作台、刀库、排屑器等组成。5)检测装置在机床的坐标轴中安装有光栅尺

6、等来实时监测运动部分的位移量,并与理论值比较,以确定需补充的运动脉冲量。三、数控机床的分类1、按工艺用途分类⑴一般数控机床数控铣床类别:立铣、卧铣、龙门铣等用途:二维轮廓、复杂结构、复杂型面等，可用于孔加工工作特点：切削时刀具运动方向不受方向限制数控车床用途：用于加工回转类零件工作特点：刀具不旋转，零件旋转，刀具只做轴向与径向运动。数控镗床用途：用于精度较高的孔加工工作特点：工作时镗刀只能沿机床主轴方向运动精度等级：0.01mm以内数控钻床用途：传统机械孔及电子线路版孔加工工作特点：刀具旋转,钻孔时钻头只做轴向进给效率极高，300-400孔／分，孔径：可达0.1mm/min数控

7、冲床用途：用于钣金件的孔与形状加工工作特点：工作时，冲头不旋转，只做轴向进给效率高，300-500孔／分数控磨床用途：用于配合面的加工，表面质量精度高工作特点：磨头高速旋转,可做三个方向的运动精度等级：0.005-0.001mm以内⑵数控加工中心带有刀库及自动换刀装置的数控机床，习惯上称为加工中心——MachiningCenter,可使多道工序在一次装夹中完成，使加工精度和效率大大提高。加工中心的优点：a.可以减少机床数量，便于管理，对于多工序的零件只要一台机床就能完成全部工序加工，并可以减