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第六章 数控机床 §6-1 数控机床的基本概念和特点 立式加工中心 机床精度包括几何精度、传动精度、定位精度 等，为静态精度。 ● 几何精度只指机床导轨的直线度、工作台面的平 面度、主轴的回转精度、刀具溜板方向与主轴的平 行度等，是保证加工精度的最基本条件。 ● 传动精度主要反映在螺纹加工机床和齿轮加工机床等中 所保证内联传动链的精度。 ● 定位精度是机床部件从一个位置到达另一个位置的精 度。对通过试切和测量工件尺寸的机床如普通车床，万能升 降台铣床，对定位精度要求不高，而自动机床、数控机床对 定位要求很高。 机床精度只能在一定程度上反映机床精度，机床 在实际工作中还有很多因素影响加工精度。 立式加工中心 刀 库 机床主轴 数控系统 退出 数控车床 数控系统 机床主轴 机床主轴 数控系统 卧式加工中心刀具自动交换托板自动交换 机床主轴 刀 库 托 板 数控系统 退出 退出 卧式加工中心 电火化加工机床 退出 激光切割机床 退出 （2）X坐标的确定 X轴为水平方向且垂直于Z轴。 ① 对于工件旋转的机床（如车床、磨床） 取平行于横向滑座（工件径向）为X坐标，同样取刀具远离工件的方向为正方向（+X） ② 对于刀具旋转的机床（如铣床、镗床） ●当Z轴为水平时，沿刀具主轴后端向工件方向看，向右方向为X轴的正向 ● 当Z轴为垂直时，对单立柱机床，面对刀具主轴向后立柱方向看，向右方向为X轴的正向③ 对于工件和刀具都不旋转的机床（如刨床） 取X轴与主切削运动方向平行，并以切削运动方向作为其正方向 （3）Y坐标的确定 Y轴垂直于X及Z坐标。 当+Z、+X确定后，按右手定则即可判定Y轴正方向。 机床的坐标系 数控车床 数控铣床 数控龙门刨床 退回 当实际上刀具固定不动而工件移动时，工件（相对于刀具）运动的直角坐标分别用X’、Y’、Z’表示 §6-4 数控机床的主要性能指标 1、定位精度 定位精度是指数控机床工作台等移动部件在确定的终点所达到的实际位置精度，因此移动实际位置与理想实际位置之间的误差称为定位误差，定位误差包括伺服系统、检测系统、进给系统等误差,还包括移动部件导轨的几何误差等。定位误差将直接影响零件加工的位置精度。 一、数控机床的精度指标 2、重复定位精度 重复定位精度是指在同一台数控机床上，应用相同程序相同代码加工一批零件，所得到的连续结果的一致程度。重复定位精度受伺服系统特性、进给系统的间隙与刚性以及摩擦特性等因素的影响。一般情况下，重复定位精度是呈正态分布的偶然性误差，它影响一批零件加工的一致性，是一项非常重要的性能指标。 3、分度精度 分度精度是指分度工作台在分度时,理论要求回转的角度值和实际回转的角度值的差值。分度精度既影响零件加工部位在空间的角度位置,也影响孔系加工的同轴度。 几种数控机床的精度指标 ±0.002 ±0.005/全行程 TH6350 ±10 ±0.01 ±0.02/300 XH754 ±0.006 ±0.012/300 JC-018 ±3 ±0.006 ±0.025/1000 CINCINNATI 分度精度（° 重复定位精度 mm 定位精度 mm/mm 机床型号 4、分辨率和脉冲当量 分辨率是指两个相邻的分散细节之间可以分隔的最小间隔。对控制系统而言，分辨率是可以控制的最小位移增量。即控制系统发出一个脉冲信号，反映到机床移动部件的移动量，一般称为脉冲当量，脉冲当量是数控机床的原始数据之一，其数值的大小决定数控机床的加工精度和表面质量。 目前，简易数控机床的脉冲当量一般采用0.01mm；普通数控机床的脉冲当量一般采用0.001mm；精密或超精密数控机床的脉冲当量一般采用0.0001mm。脉冲当量越小，数控机床的加工精度和表面质量越高。 1、主轴速度 数控机床的主轴一般采用直流或交流调速主轴电动机驱动,选用高速精度轴承支承,保证主轴具有较宽的调速范围和足够的回转精度、刚度和抗振性。目前,数控机床主轴转速已普通达到5000～10000r/min,甚至可以高达100000r/min,这样对各种小孔加工及提高零件加工精度和表面质量都极为有利。 二、数控机床的运动性能指标 2、进给速度 数控机床坐标轴X、Y、Z的行程大小,构成数控机床的空间加工范围,即加工零件的大小。行程是直接体现机床加工能力的指标参数。 3、摆角范围 具有摆角坐标的数控机床,其转角大小也直接影响到加工零件空间部位的能力。但转角太大又造成机床刚度的下降,因此选购和设计机床时要综合考虑。 4、刀库容量和换刀时间 刀库容量和换刀时间对数控机床的生产效率又直接影响。刀库容量是指刀库能存放加工所需要的刀具数量。目前常见的小型加工中心多为16～60把,大型加工中心达到100把以上。 三、数控机床的控制轴数及联动轴数 数控机