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第1章 数控机床概述 数控加工技术 普通机床与数控机床 普通机床 具有手动加工和机动加工功能，加工过程全部由人工干预。 主传动和进给传动一般采用三相交流异步电动机，由变速箱实现多极变速以满足工艺要求，机床传动链长。 加工过程中，必须由人工不断地进行测量，保证工件的加工精度。 数控机床 具有手动加工（电手轮）、机动加工和控制程序自动加工功能，加工过程一般不需人工干预。 具有CRT屏幕显示功能，自动报警显示功能。普通机床不具备此功能。 主传动和进给传动采用直流或交流无级调速伺服电动机。一般没有主轴变速箱和进给变速箱，传动链短。 数控机床 具有工件测量系统。加工过程中不需进行工件尺寸的人工测量。 数控机床的发展过程 1952年美国麻省理工学院研制成数控铣床后，随着电子技术、计算机技术、自动控制技术和精密测量技术的发展，以集成电路的集成度为推动力，先后经历了电子管、晶体管、小规模集成电路、小型计算机（CNC）和微型机（MNC）数控系统等5个发展阶段。 数控机床的优点 对加工对象改型的适应性强。 加工精度高。 加工生产率高。 减轻劳动强度、改善劳动条件。 能加工复杂型面。 有利于生产管理的现代化。 可向更高级的制造系统发展。 数控机床的适用范围 多品种小批量零件。 结构形状复杂，精度要求较高的零件。 需要频繁改形的零件。 价格昂贵，不允许报废的关键零件。 需要最小生产周期的急需零件。 数控机床的适用范围 数控机床的分类 按工具与工件的相对运动轨迹分类 点位控制、直线控制、轮廓控制 按伺服机构的控制方式分类 开环控制、闭环控制、半闭环控制 按加工方式分类 点位控制系统 这类控制方式只要求控制刀具从一点移到另一点的准确位置，而对运动轨迹原则上不加控制。 数控机床在刀具移动的过程中，并不进行切削加工，而是作快速空行程的定位运动。 属于点位控制的数控机床有数控钻床、数控镗床、数控冲床和数控测量机。 点位控制系统 在从点1到点2的轨迹中，刀具不切削。因此可以从任意选择的方向接近点2。 现在图示的是2种可能的路径。 直线控制系统 这类控制方式除了控制点与点之间的准确位置外，还要保证被控制的两点间移动的轨迹是一条直线而且移动的速度是给定的。 在两点间移动时，刀具切削材料，进行加工。 一般的简易数控系统均属于直线控制系统。 直线控制系统 必须沿着平行于某一坐标轴方向，或沿着与坐标轴成45度的直线。 在这个例子中，显示的是关于铣削的一个直线控制系统。工件的a-b-c外形被加工。 轮廓控制系统 该系统能对刀具相对零件的运动轨迹进行连续控制，以加工任意斜率的直线、圆弧、抛物线或其它函数关系的曲线。 刀具以一定的进给速度运动的同时，进行加工。 数控铣床、功能完善的数控车床、数控凸轮磨床等均采用。 轮廓控制系统 装置系统一般都是两坐标或两坐标以上的多坐标联动控制系统，其功能齐全，可加工任意形状的曲线或型腔，如平板凸轮。 伺服系统 伺服系统又称伺服机构。 作用：把来自数控装置的信号转换为机床移动部件的运动。 开环伺服系统 闭环伺服系统 半闭环伺服系统 按加工方式进行数控机床的分类 金属切削类机床 车、加工中心、钻、磨、镗。 金属成型类机床 数控折弯机、数控回转头压力机 数控特种加工机床 数控线切割机床、数控电火花加工机床、数控激光切割机床 其他类型 数控三坐标测量机 数控机床分类表 具有仿形功能的加工中心 加工中心的基本概念 加工中心的含义 加工中心的基本结构 加工中心的种类 加工中心的发展动向 加工中心 加工中心：由机械设备与数控系统组成的适用于复杂零件加工的高效自动化机床。 这种机床可装若干把刀具，能自动更换刀具，能在工件一次装卡中自动完成多种工序如铣、镗、钻、扩、铰、锪、攻螺纹等。 镗铣类加工中心－－以镗为主，又称为“自动换刀数控镗铣床” 铣镗类加工中心－－以铣为主 钻铣类加工中心－－以钻为主 世界第一台加工中心 －－1958年，美国KT公司 加工中心的基本结构 CNC数控系统 中央处理器：存储器、运算器、控制器、总线 输入、输出接口 伺服系统 机械本体 机械本体 结构简单、精度高、结构刚性好、对可靠性要求高。 具有对零件进行多工序加工的能力，具有一套自动换刀装置。 加工中心的种类 功能特征 镗铣加工中心 钻削加工中心 复合加工中心 结构特征 单工作台 双工作台 多工作台 主轴种类 单轴 双轴 三轴 可换主轴箱的加工中心 自动换刀装置 转塔头加工中心 刀库＋主轴换刀加工中心 刀库＋机械手＋主轴换刀加工中心 刀库＋机械手＋双主轴转塔头加工中心 加工中心的发展动向 提高主轴转