数控技术及应用第2版 教学配套课件 郑晓峰 主编 第八章.pdfVIP

第八章 典型数控设备 本章着重介绍现代数控典型设备 的组成、结构及应用，通过学习掌 握常见数控设备的选择与使用方 法。 第一节 数控车床 • 一、数控车床的特点和应用范围 • 1．构成 • 数控机床通常由四部分构成： • （1）主机部分 包括床身、主轴箱、进给机构、刀架、 尾座等。 • （2 ）数控部分 主要是计算机数控系统。有经济型、全功 能型、加工中心之分。 • （3 ）伺服驱动系统 主要将来自数控系统的信号放大， 然后驱动数控机床的主运动及进给运动。一般地，各主运 动和进给运动由各自独立的伺服驱动系统驱动。通常包括 伺服电路和动力装置（电机）两大部分。 • （4 ）辅助装置 指液压、冷却、润滑系统和排屑装置 等。如图8-1所示。 第一节 数控车床 图8-1 数控机床构成 第一节 数控车床 • 2 ．工作原理 • 根据被加工零件的图样，依照工件的形状、尺寸、加工工 艺等，按运动顺序和数控机床规定的指令代码及程序格式 编制的程序输入控制系统的数字控制设备中，控制设备就 按照指令进行运算，并将运算结果输入驱动装置，驱动机 床传动机构，操作工作部件按程序自动工作，加工出图样 要求的零件。如图8-2所示加工零件实例。 • 3．工艺范围 • 数控车床主要用于车削加工，可以加工各种回转表面，如 圆柱面、圆锥面、成型回转表面、螺纹面等。使用的主要 刀具是车刀、各种孔加工刀具（钻头、镗刀、铰刀等）。 主要用于加工各种典型零件，如轴类、盘类和套筒类零件 的回转表面。数控车床的加工精度能达到IT5~IT6，表面 粗糙度在Ra1.6 μm 以下。如图8-3 所示精密车削零件。 第一节 数控车床 图8-2 加工零件实例 图8-3 精密车削零件 第一节 数控车床 • 4 ．数控车床的特点 • 数控车床与普通车床相比具有如下特点： • （1）高精度 随着机床结构不断完善，控制系统性能不断提高，机床精度也 逐步提高； • （2 ）高效率 随着新刀具材料的应用，机床主轴转速和功率不断提高，辅助 时间大大缩短。加工效率高于普通车床十几倍； • （3 ）高柔性 数控车床具有高柔性，适应70% 以上的多种类、小批量零件的 自动加工； • （4 ）高可靠性 随着数控车床的整体性能的提高，其无故障工作时间MTBF 迅速提高，并且由于数控系统的自诊断功能的逐步增强，排除故障的修理时 间MTTR也迅速减少。 • 从结构上来说数控车床具有以下特点 • 数控车床与卧式车床比较，其结构上仍然是由主轴箱、刀架、进给传动系 统、床身、液压系统、冷却系统、润滑系统等部分组成。但二者在结构上存 在着本质的区别： • 1）卧式车床主轴的运动经过挂轮架、进给箱、溜板箱传到刀架实现纵向和横 向进给运动，并可进行螺纹加工；数控车床大多采用伺服电动机经滚珠丝 杆，传到滑板和刀架，实现Z 向（纵向）和X 向（横向）进给运动。 第一节 数控车床 • 2 ）两台伺服驱动电动机直接与丝杠联结分别带动数控车 床刀架的两个方向的运动，所以传动链短，无需使用光 杆、挂轮等传动部件； • 3 ）数控车床采用直流或交流主轴控制单元来驱动主轴， 可以按控制指令作无级变速。变速所需的普通齿轮副数量 少于卧式车床； • 4 ）主轴箱内结构要比卧式车床简单得多； • 5 ）为了满足控制系统的高精度控制需要，结构刚性好； • 6 ）轻拖动。刀架移动一般采用滚珠丝杠副（两端安装专 用滚动轴承）； • 7 ）一般采用自动排屑装置、液压动力卡盘和防护门。 第一节 数控车床 • 二、数控车床的布局 • 数控车床种类按布局形式不同可分为：卧式车床、落地式车床、单立 柱立式车床、双立柱立式车床和龙门移动式立式车床。如图8-4所 示。 • 1．主轴和尾座的布局 • 数控车床的主轴、尾座等部件相对床身的布局形式与卧式车床基本一