new机械制造技术基础第4章

机械制造技术基础(第四章金属切削机床),主讲:范孝良,第四章金属切削机床,机床是用切削的方法将金属毛坯加工成具有一定几何形状、尺寸精度和表面质量的机器零件的机器，它是制造机器的机器，所以又称为“工作母机”或“工具机”，根据加工工艺方法的不同，机床可分：金属切削机床、锻压机床、电加工机床、坐标测量机、铸造机床、热处理机床等。本章主要介绍金属切削机床。,1.动力源：为机床提供动力（功率）和运动的驱动部分，如各种交流电动机、直流电动机和液压传动系统的液压缸、液压马达等。2.传动系统：包括主传动系统、进给传动系统和其他运动的传动系统，如变速箱、进给箱等部件，有些机床主轴组件与变速箱合在一起称为主轴箱。,4.1.1机床的基本组成,4.1.1机床的基本组成,3.支撑件：用于安装和支撑其他固定的或运动的部件，承受其重力和切削力，如床身、底座、立柱等。支撑件是机床的基础构件，也称机床大件或基础件。,4.1.1机床的基本组成,4.工作部件：(1)与最终实现切削加工的主运动和进给运动有关的执行部件，如主轴及主轴箱、工作台及其溜板或滑座、刀架及其溜板及滑枕等安装工件或刀具的部件；与工件和刀具安装及调整有关的部件或装置，如自动上下料装置、自动换刀装置、砂轮修整器等；与上述部件或装置有关的分度、转位、定位机构和操纵机构等。,5.控制系统：用于控制各工作部件的正常工作，主要是电气控制系统，有些机床局部采用液压或气动控制系统。数控机床则是数控系统，它包括数控装置、主轴和进给的伺服控制系统（伺服单元）、可编程序控制器和输入输出装置等。,4.1.1机床的基本组成,6.冷却系统：用于对加工工件、刀具及机床的某些发热部位进行冷却。7.润滑系统：用于对机床的运动副进行润滑，以减小摩擦、磨损和发热。8.其它装置：如排屑装置、自动测量装置等。,4.1.1机床的基本组成,1.机床的工艺范围：机床的工艺范围是指在机床上加工的工件类型和尺寸，能够加工完成何种工序，使用什么刀具等。（a）通用机床具有较宽的工艺范围，在同一台机床上可以满足较多的加工需要，适用于单件小批生产。,4.1.2机床技术性能,车床CA6140图片,车床C6232A图片,b)专用机床是为特定零件的特定工序而设计的，自动化程度和生产率都较高，但它的加工范围很窄。,c)数控机床则既有较宽的工艺范围，又能满足零件较高精度的要求，并可实现自动化加工。,机床的主要技术参数包括：尺寸参数、运动参数与动力参数。尺寸参数：具体反映机床的加工范围，包括主参数、第2主参数和与加工零件有关的其他尺寸参数,2.机床的技术参数,运动参数：指机床执行件的运动速度，例如主轴的最高转速与最低转速及变速级数、刀架的最大进给量与最小进给量(或进给速度)。动力参数：指机床电动机的功率，有些机床还给出主轴允许承受的最大转矩和工作台允许的最大拉力等其他内容。,2.机床的技术参数,加工质量主要指加工精度和表面粗糙度，它们由机床、刀具、夹具、切削条件和操作者技能等因素决定。机床的加工质量是指在正常工艺条件下所能达到的经济精度，主要由机床本身的精度保证。机床本身的精度包括几何精度、传动精度和动态精度：,3.加工质量,几何精度。是机床在低速空载时各部件间相互位置精度和主要零件的形位精度，如机床主轴的径向跳动和端面跳动、工作台面的平面度等。传动精度。是指机床传动链各末端执行元件之间运动的协调性和均匀性，如车床车螺纹时，要求传动链两端保持严格的传动比，传动链的传动误差将影响到螺纹的加工精度。动态精度。是指机床加工时，在切削力、夹紧力、振动和温升的作用下各部件间的相互位置精度和主要零件的形位精度。机床的动态精度主要受机床刚度、抗振性和热变形等因素的影响。,3.加工质量,4.生产率和自动化程度机床的生产率是指机床在单位时间内所加工的工件数量，机床的自动化程度影响着机床生产率的高低。5.人机关系人机关系主要指机床应操作方便、省力、安全可靠、易于维护和修理等。6.成本选用机床时应根据加工零件的类型、形状、尺寸、技术要求和生产批量等，选择技术性能与零件加工要求相适应的机床，以充分发挥机床的性能，取得较好的经济效果。,4.2.1机床的分类1.按加工方法、所用刀具及用途分：11种（车床、钻床、镗床、磨床、齿轮加工机床、螺纹加工机床、铣床、刨插床、拉床、锯床、其它机床）2.按应用范围分：通用机床（万能机床）：卧式车床、摇臂钻床、万能升降台铣床专门化机床：曲轴车床、曲轴磨床、凸轮轴车床专用机床：专用镗床、加工机床导轨磨床3.按工作精度分：普通、精密、高精度,4.2金属切削机床的分类和型号的编制,4.2.2通用机床型号的编制,机床型号是机床产品的代号，用以简明地表示机床的类型、性能和结构特点、主要技术参数等。1994年颁布的标准GB/T153751994金属切削机床型号编制方法，此标准规定机床型号由一组汉语拼音和阿拉伯数字组成。,机床按其工作原理划分为11类。每类机床划分为10个组，每个组又划分为10个系（系列）。在同一类机床中，主要布局或使用范围基本相同的机床，即为同一组。在同一组机床中，其主要参数相同、主要结构及布局形式相同的机床，即为同一系。,4.2.2通用机床型号的编制,表4-1机床的类别和分类代号,齿轮加工,螺纹加工,刨插,其他,1994年颁布的标准GB/T153751994金属切削机床型号编制方法,返回24,表4-2金属切削机床类、组划分,组别,返回24,表4-3通用特性代号,返回24,通用机床型号表示方法：CA6140,（）（）（）（）（）分类代号类别代号通用特性和结构组别和系主参数或第二主参数重大改进同一型号机床特性代号别代号设计顺序号顺序号的变型代号（）-可有可无-汉语拼音字母-阿拉伯数字,（）（）（）（）（）分类代号类别代号通用特性和结构组别和系主参数或第二主参数重大改进同一型号机床特性代号别代号设计顺序号顺序号的变型代号（）-可有可无-汉语拼音字母-阿拉伯数字,例：CA6140型卧式车床,CA6140类别代号结构特性代号组别代号系别代号主参数（落地及卧式车床）（卧式车床系）（最大车削直径400mm）,表4-1表4-2,（）（）（）（）（）分类代号类别代号通用特性和结构组别和系主参数或第二主参数重大改进同一型号机床特性代号别代号设计顺序号顺序号的变型代号（）-可有可无-汉语拼音字母-阿拉伯数字,例：磨床MG1432A,MG1432A类别代号通用特性组别代号系别代号主参数重大改进顺序号（磨床类）（高精度）（外圆磨床组）（万能外圆（最大磨削（第一次重大改进）磨床系）直径320mm）,表4-1表4-3表4-2,1.专用机床的表示方法专用机床的型号一般由设计单位代号和设计顺序组成。,例：上海机床厂设计制造的第15种专用机床为专用磨床，其型号为H015。,4.2.3其他类型机床型号的编制,由通用机床或专用机床组成的机床自动线，其代号为“ZX”，读作“自线”，它位于设计单位代号之后，并用“”分开，读作“至”。机床自动线设计顺序号的排列与专用机床的设计顺序号相同，位于机床自动线代号之后。,例：北京机床研究所以通用机床或专用机床为某厂设计的第一条机床自动线，其型号为JCSZX001。,2.机床自动线型号表示方法,4.3卧式车床CA6140介绍,车床是制造业中使用最广泛的一类机床。车床是以主轴带动工件旋转作为主运动，刀架带动刀具移动作为进给运动来完成工件和刀具之间的相对运动的一类机床。主要用来加工各种回转表面，如内外圆柱、圆锥表面、成形回转表面和回转体的端面等。,4.3.1CA6140的工艺范围,CA6140型卧式车床加工的对象，主要是轴类零件和直径不太大的盘类零件，还可以加工螺纹表面。该车床的工艺范围广，可以进行多种表面加工。,4.3.2CA6140的主要技术参数,床身上最大工件回转直径400mm。刀架上最大工件回转直径210mm。最大棒杆直径（mm）47。最大工件长度（mm）750、1000、1500、2000四种。最大加工长度（mm）650、900、1400、1900。主轴转速范围正转101400r/min，24级；反转14.51600r/min，12级。进给量范围纵向0.028633mm/r，共64级；横向0.0143.16mm/r，共64级。螺纹加工范围米制螺纹P=1192mm，44种；英制螺纹a=224牙/in，20种；模数制螺纹m=0.2548mm，39种；径节制螺纹Dp=196牙/in，37种。机床外形尺寸（长宽高）对于最大工件长度1500mm的机床为3168mm1000mm1267mm。,4.4数控机床介绍,4.3.3CA6140的传动分析,4.3.3.1机床的运动各种类型的机床，为了进行切削加工以获得所需的具有一定几何形状、一定尺寸精度和表面质量的工件，必须使刀具和工件完成一系列的运动，其中包括刀具和工件间的相对运动。机床在加工过程中完成的各种运动，按其功用可分为表面成形运动和辅助运动两类。,1.表面成形运动,在机床上，为了获得所需的工件表面形状，必须使刀具和工件完成一定的运动，这种运动称为表面成形运动。表面成形运动（简称成形运动）是保证得到工件要求的表面形状的运动。成形运动按其组成情况不同，可分为简单的和复合的两种。CA6140用普通车刀车削外圆柱面时，工件的旋转运动和刀具的直线移动就是两个简单运动。CA6140车削螺纹时，工件的等速旋转运动和刀具的等速直线移动。彼此不能独立，必须保证严格的运动关系，即工件每转1转时，刀具沿直线移动的距离应等于螺纹的1个螺距，从而这两个单元运动组成一个复合运动。,2.辅助运动,辅助运动的作用是实现机床加工过程中所需的各种辅助动作，为表面成形创造条件，它的种类很多，一般包括：切入运动。分度运动。操纵和控制运动。调位运动。空行程运动。辅助运动虽然并不参与表面成形过程，但对机床整个加工过程是不可缺少的，同时对机床的生产率和加工精度往往也有重大影响。,4.3.3.2机床的传动系统,CA6140型车床是普通精度的卧式车床。传动系统包括主运动传动链和进给运动传动链两部分。1.主运动传动链主运动传动链的两末端件是电动机和主轴。它的功用是把动力源（电动机）的运动及能量传给主轴，使主轴带动工件旋转。卧式车床的主轴应能变速及换向。,（1）传动路线（2）主轴的转速级数与转速计算,2.进给运动传动链进给运动传动链是使刀架实现纵向或横向运动的传动链。传动链的两末端件是主轴和刀架。卧式车床在切削螺纹时，进给传动链是内联系的传动链，即主轴每转1转，刀架的移动量等于被加工工件螺纹的螺距。在切削圆柱面和端面时，进给传动链是外联系传动链。车削螺纹纵向机动进给量横向机动进给量刀架的快速移动,4.3.4CA6140的主要结构及部件,4.3.4.1主要结构,（1）主轴箱主轴箱是一部件，由箱体、主轴、传动轴、轴上传动件、变速操纵机构、润滑密封件等组成。主轴通过前端的卡盘或者花盘带动工件完成旋转作主运动，也可以安装前顶尖通过拨盘带动工件旋转。（2）刀架及滑板四方刀架装在小滑板上，而小滑板装在中滑板上，中滑板又装在纵滑板上，纵滑板可沿床身导轨纵向移动，从而带动刀具纵向移动，用来车外圆、车内孔等。而中滑板相对于纵滑板作横向移动，用来带动刀具加工端面、切断、切槽等。小滑板可相对中滑板改变角度后带动刀具斜向进给，用来车削内外短锥面。（3）尾座可沿其导轨纵向调整位置，其上可安装顶尖支撑长工件的后端以加工长圆柱体，也可以安装孔加工刀具加工孔。尾座可横向作少量的调整用于加工小锥度的外锥面。,（4）进给箱内部装有进给运动的传动及操纵装置，通过改变进给量的大小，可改变所加工螺纹的种类及螺距。（5）床身及床腿床身是机床的支撑件，它安装在左床腿和右床腿上并支撑在地基上。床身上安装着机床的各部件，并保证它们之间具有相互准确位置。床身上面有纵向进给运动导轨和尾座纵向调整移动的导轨。（6）溜板箱溜板箱与纵向滑板（床鞍）相连，溜板箱内装有纵、横向机动进给的传动换向机构和快速进给机构等。,4.3.4.2主轴部件,主轴部件是机床重要部件之一，它是机床的执行件。它的功用是支撑并带动工件或刀具旋转进行切削，承受切削力和驱动力等载荷，完成表面成形运动。主轴部件由主轴及其支撑轴承、传动件、密封件及定位元件等组成。1.主轴部件应满足的基本要求（1）旋转精度主轴的旋转精度是指装配后，在加上载荷、低速转动条件下，在安装工件或刀具的主轴部位的径向和轴向跳动。,（2）刚度,主轴部件的刚度是指其在外加载荷作用下抵抗变形的能力，通常以主轴前端产生单位位移的弹性变形时，在位移方向上所施加的作用力来定义。主轴的尺寸和形状、滚动轴承的类型和数量、预紧和配置形式、传动件的布置方式、主轴部件的制造和装配质量等都影响主轴部件的刚度。主轴静刚度不足对加工精度和机床性能有直接影响，并会影响主轴部件中的齿轮、轴承的正常工作，降低工作性能和寿命，影响机床抗振性，容易引起切削振动，降低加工质量。,（3）抗振性主轴部件的抗振性是指抵抗受迫振动和自激振动的能力。在切削过程中，主轴部件不仅受静态力作用，同时也受冲击力和交变力的干扰，使主轴产生振动。主轴部件的振动会直接影响工件的表面加工质量和刀具的使用寿命，并产生噪声。随着机床向高速、高精度发展，对抗振性要求越来越高。影响抗振性的主要因素是主轴部件的静刚度、质量分布以及阻尼。（4）温升和热变形主轴部件运转时，因各相对运动处的摩擦生热、切削区的切削热等使主轴部件的温度升高，形状尺寸和位置发生变化，造成主轴部件的所谓热变形。主轴热变形可引起轴承间隙变化，润滑油温度升高后会使黏度降低，这些变化都会影响主轴部件的工作性能，降低加工精度。,2.主轴部件的传动方式,主轴部件的传动方式主要有齿轮传动、带传动、电动机直接驱动等。主轴传动方式的选择，主要决定于主轴的转速、所传递的转矩、对运动平稳性的要求以及结构紧凑、装卸维修方便等要求。（1）齿轮传动其特点是结构简单、紧凑，能传递较大的转矩，能适应变转速、变载荷工作，应用最广。它的缺点是线速度不能过高，通常小于1215m/s，不如带传动平稳。,（2）带传动,同步齿形带是通过带上的齿形与带轮上的轮齿相啮合传递运动和动力;圆弧齿形受力合理，较梯形齿同步带能够传递更大的转矩;同步齿形带无相对滑动，传动比准确，传动精度高；采用伸缩率小、抗拉抗弯疲劳强度高的承载绳，如图4-4（b）所示，如钢丝、聚酸纤维等，因此强度高，可传递超过100kW以上的动力；厚度小、重量轻、传动平稳、噪声小，适用于高速传动，速度可达50m/s；无须特别张紧；对轴和轴承压力小，传动效率高；不需要润滑，耐水耐腐蚀，能在高温下工作，维护保养方便；传动比大，可达1:10以上。缺点是制造工艺复杂，安装条件要求高。,（3）电动机直接驱动方式,即电主轴。,主轴部件是机床重要部件之一，它是机床的执行件。它的功用是支承并带动工件或刀具旋转进行切削，承受切削力和驱动力等载荷，完成表面成形运动,3主轴部件,（1）主轴的支撑形式,多数机床的主轴采用前、后两个支承。还有的机床主轴采用三个支承。三个支承中可以前、后支承为主要支承，中间支承为辅助支承；也可以前、中支承为主要支承，后支承为辅助支承。三支承方式对三支承孔的同心度要求较高，制造装配较复杂。,（2）主轴的构造,主轴的材料应根据载荷特点、耐磨性要求、热处理方法和热处理后变形情况选择。普通机床主轴可选用中碳钢。只有载荷大和有冲击时、或精密机床需要减小热处理后的变形时、或有其它特殊要求时，才考虑选用合金钢。当支承为滑动轴承，则轴颈也需淬硬，以提高耐磨性。,(3)主轴的材料和热处理,机床上常用的主轴轴承有滚动轴承、液体动压轴承、液体静压轴承、空气静压轴承等。此外，还有自调磁浮轴承等适应高速加工的新型轴承。主轴部件主支承常用滚动轴承有角接触球轴承、双列短圆柱滚子轴承、圆锥滚子轴承、推力轴承、推力轴承、陶瓷滚动轴承等。,(4)主轴轴承,机床的支承件是指床身、立柱、横梁、底座等大件，相互固定连接成机床的基础和框架。1.支承件应满足的基本要求应具有足够的刚度和较高的刚度质量比；应具有较好的动态特性；热稳定性好；排屑畅通、吊运安全，并具有良好的结构工艺性。,4.3.4.3支承件,三种结构：a)箱形类：支承件在三个方向的尺寸上都相差不多，如各类箱体、底座、升降台等。b)板块类：支承件在两个方向的尺寸上比第三个方向大得多，如工作台、刀架等。c)梁类支承件：支承件在一个方向的尺寸比另两个方向大得多，如立柱、横梁、摇臂、滑枕等。,2.支承件的结构,截面形状与刚度：支承件的截面形状设计是应保证在最小重量条件下，具有最大静刚度。无论是方形、圆形或矩形，空心截面的刚度都比实心的大，而且同样的断面形状和相同大小的面积，外形尺寸大而壁薄的截面，比外形尺寸小而壁厚的截面的抗弯刚度和抗扭刚度都高。圆（环）形截面的抗扭刚度比方形好，而抗弯刚度比方形低。封闭截面的刚度远远大于开口截面的刚度，特别是抗扭刚度,3.支承件的材料,导轨的功用是承受载荷和导向。a.运动：动导轨和静导轨；b.运动形式：直线和回转；c.摩擦：滑动和滚动。滑动又分为：普通滑动、静压和卸荷。,4.机床导轨,1.导轨应满足的主要技术要求：导向精度：导向精度指导轨副在空载荷或切削条件下运动时，实际运动轨迹与给定运动轨迹之间的偏差。承载能力大，刚度好。精度保持性好：精度保持性主要是由导轨的耐磨性决定的。低速运动平稳：当动导轨作低速运动或微量进给时，应保证运动始终平稳，不出现爬行现象。,2.导轨的截面形状和组合形式,机床直线运动导轨构成,1)双三角式导轨：不需要镶条调整间隙，接触刚度好，导向性和精度保持性好，但是工艺性差，加工、检验和维修不方便。多用在精度要求较高的机床中，如丝杠车床、导轨磨床、齿轮磨床等。2)双矩形导轨：双矩形导轨承载能力大，制造简单，多用在普通精度机床和重型机床中3)矩形和三角形导轨的组合：导向性好，刚度高，制造方便，应用最广。如车床、磨床、龙门铣床的床身导轨。4)矩形和燕尾形导轨的组合：能承受较大力矩，调整方便，多用在横梁、立柱、摇臂导轨中。,滑动导轨：滑动导轨具有一定动压效应的混合摩擦状态。导轨的动压效应主要与导轨的滑动速度、润滑油粘度、导轨面的油沟尺寸和型式等有关。优点是结构简单、制造方便和抗振性良好；缺点是磨损快。为了提高耐磨性，国内外广泛采用塑料导轨和镶刚导轨。,3.导轨的结构类型及特点,静压导轨：通常在动导轨面上均匀分布有油腔和封油面，把具有一定压力的液体或气体介质经节流器送到油腔内，使导轨面间产生压力，将动导轨微微抬起，与支承导轨脱离接触，浮在压力油膜或气膜上。优点：静压导轨摩擦因数小，在启动和停止时没有磨损，精度保持性好。缺点是结构复杂，需要一套专门液压或气压设备，维修、调整比较麻烦。多用于精密和高精度机床或低速运动机床中。,卸荷导轨：卸荷导轨用来降低导轨面的压力，减少摩擦阻力，从而提高导轨的耐磨性和低速运动的平稳性，尤其是对大型、重型机床来说，工作台和工件的质量很大，导轨面上的摩擦阻力很大，常采用卸荷导轨。导轨的卸荷方式有机械卸荷、液压卸荷和气压卸荷。,滚动导轨：在静、动导轨面之间放置滚动体如滚珠、滚柱、滚针或滚动导轨块，组成滚动导轨。优点：1)摩擦因数小，动、静摩擦因数很接近，摩擦力小，启动轻便，运动灵敏，不易爬行；2)磨损小，精度保持性好，寿命长。3)具有较高的重复定位精度，运动平稳，润滑系统简单。缺点：抗振性差，但可以通过预紧方式提高，结构复杂，成本较高。常用于对运动灵敏度要求高的地方，如数控机床和机器人或者精密定位微量进给机床中。,滚动导轨按滚动体类型为滚珠、滚柱和滚针三种。1)滚珠式为点接触，承载能力差，刚度低，滚珠导轨多用于小载荷。2)滚柱式为线接触，承载能力比滚珠式高，刚度好，滚柱导轨用于较大载荷。3)滚针式为线接触，常用于径向尺寸小的导轨。,数控机床，也称数字程序控制机床，是一种装有程序控制系统的机床。它综合应用了微电子技术、计算机技术、自动控制、精密测量、电机、电气传动、监控和先进机械结构等多方面的新技术成果，是一种灵活性很强、技术密集度及自动化程度很高的机电一体化加工设备。,4.4数控机床介绍,CD系列B型普通车床,CKL6146数控车床,LGMazak立式加工中心,HDS500高速卧式加工中心,VDF1200立式加工中心,VDL500立式加工中心,DCB510五轴联动并联机床,1.数控机床的工作原理,2.数控机床的组成,机床本体及机械部件,（1）信息载体,信息载体又称控制介质，用于记录各种加工指令，以控制机床的运动，实现零件的自动加工。常用的信息载体有穿孔纸带、穿孔卡、磁带和磁盘等。信息载体上记录的代码信息，要通过读入装置将其变成相应的电脉冲信号输进并存入数控装置。常用的读入装置有光电纸带阅读机、磁带机和磁盘驱动器等，对于用微机控制的数控机床，也可以由操作者通过操作面板上的键盘将加工指令直接输入。,（2）数控装置,数控装置是数控机床的核心，其功能是接受读入装置输入的加工信息，经过译码处理与运算，发出相应的指令脉冲送给伺服系统，控制机床各执行件按指令要求协调动作，完成零件的加工。数控装置通常由输入装置（译码）、控制器、运算器、输出装置四部分组成。译码后将控制指令送入控制器，将数据送入运算器。控制装置接受各种控制指令，并根据这些指令控制运算器和输出装置，以控制机床的各种操作和控制整机的工作循环。运算器接受控制器的指令，对输入的数据进行各种计算，并将计算结果不断地送到输出装置，使伺服系统执行所需的运动。,（3）伺服系统,伺服系统是数控装置与机床的连接环节，它由伺服驱动元件和传动装置（减速齿轮箱、滚珠丝杠等）组成，其功能是接受数控装置由插补运算生成的指令脉冲信号，驱动机床执行件作相应的运动，并对其位置精度和速度进行控制。在开环系统中伺服驱动元件常采用步进电机，在闭环系统中则常采用直流伺服电机或交流伺服电机。,（4）机床本体及机械部件,包括主运动部件、进给运动执行件及机械传动部件和支撑部件等，对于加工中心机床，还设有刀库和换刀机械手等部件。数控机床的本体一般均较通用机床简单，但在精度、刚度、热变形、抗振性和低速运动平稳性等方面的要求则较高，特别对主轴部件和导轨的要求更高。,3.数控机床的特点及应用,（1）具有良好的柔性当被加工零件改变时，只需重新编制相应的程序，输入数控装置就可以自动加工出新的零件，使生产准备时间大为减少，降低了成本。随着数控技术的发展，数控机床的柔性也在不断扩展，逐步向多工序集中加工方向发展。,数控机床的特点,（2）能获得高的加工精度和稳定的加工质量数控机床的进给运动是由数控装置输送给伺服机构一定数目的脉冲进行控制的，目前数控机床的脉冲当量已普遍达到了0.001mm。对于闭环控制的数控机床，其加工精度还可以利用位移检测装置和反馈系统进行校正及补偿，所以可获得比机床本身精度还要高的加工精度。工件的加工尺寸是按照预先编好的程序由数控机床自动保证的，完全消除了操作者的人为误差，使得同批零件加工尺寸的一致性好，加工质量稳定。,数控机床的特点,（3）能加工形状复杂的零件数控机床能自动控制多个坐标联动，可以加工母线为曲线的旋转体、凸轮和各种复杂空间曲面的零件，能完成其他机床很难甚至不能完成的加工。,（4）具有较高的生产率数控机床刚性好，功率大，主运动和进给运动均采用无级变速，所以能选择较大的、合理的切削用量，并自动连续地完成整个切削加工的过程，可大大缩短机动时间。又因为数控机床定位精度高，无须在加工过程中对零件进行检测，并且数控机床可以自动换刀，自动变换切削用量和快速进退等，因而大大缩短了辅助时间，所以数控机床的生产率较高。,数控机床的特点,（5）能减轻劳动强度数控机床是具有很高自动化程度的机床，在数控机床上的加工，除了装卸工件、操作键盘和观察机床运行外，其他动作都是按照预定的加工程序自动连续地进行的，所以能减轻工人的劳动强度，改善劳动条件。,数控机床的特点,（6）有利于实现现代化的生产管理用计算机管理生产是实现管理现代化的重要手段。数控机床的切削条件、切削时间等都是由预先编制好的程序决定的，都能实现数据化，有利于与计算机联网，构成计算机控制和管理的生产系统。,数控机床的特点,数控机床的应用随着数控技术的发展而越来越广泛，不同的数控装置，不同的机床设备，其应用范围也不尽相同。,数控机床的应用,单一功能的数控机床（如数控车床、数控铣床和数控钻床等）只适用于各种车、铣和钻等加工。然而，在机械制造工业中，多数零件往往必须进行多种工序的加工。为此出现了具有刀库和自动换刀装置的各种加工中心机床，如车加工中心、镗铣加工中心等。车加工中心用于加工各种回转体，并兼有铣、镗、钻等功能，镗铣加工中心用于箱体类零件的镗、钻、扩、铰、攻螺纹和铣等工序。加工中心机床具有更强的柔性。,数控机床的应用,在我国，虽然目前数控机床的价格还比较高，对操作维护技术要求也较高。但随着数控技术的发展，数控机床的性能价格比的不断提高，数控机床将迅速普及，成为我国机械制造工业生产中的主要设备。,数控机床的应用,4.数控机床的分类,（1）按工艺用途分类普通数控机床。这类数控机床与一般的通用机床一样，有数控车、铣、钻、镗、磨和齿轮加工机床等。其加工方法、工艺范围也与一般的同类型通用机床相似，不同的是，这类机床除装卸工件外，其加工过程是完全自动进行的。,4.数控机床的分类,加工中心。这类机床也常称为自动换刀数控机床，它带有刀库和自动换刀装置，集数控铣床、数控镗床及数控钻床的功能于一身，能使工件在一次装夹中完成大部分甚至全部机械加工工序。因而，这类机床的应用大大节约了机床数量，减少了装卸工件和换刀等辅助时间，消除了由于多次安装造成的定位误差。它比普通数控机床更能实现高精度、高效率、高度自动化及低成本加工。,机床刀架和自动换刀装置的类型,按照安装刀具的数目可分为单刀架和多刀架；按结构形式可分为方刀架、转塔刀架、回轮式刀架等；按驱动刀架转位的动力可分为手动转位刀架和自动转位刀架。,1、2动画,加工中心刀库,刀库01（圆盘）刀库02（圆盘）刀库03（链式）刀库04（链式）刀库05（链式）刀库06（链式）刀库07（链式）刀库08（链式）刀库09（链式）刀库10（链式）刀库11（链式）,加工中心的刀库及换刀装置,为了实现自动换刀，自动化加工设备中的刀具都要加上一个刀柄，组装成所谓刀具组件来使用。刀具组件由两部分组成：即通用或专用刀具构成的切削工具和供自动刀具交换装置使用的通用刀柄及拉钉。,CNC刀柄,快换夹头,（2）按控制运动的方式分类,点位控制数控机床。这类机床只对加工点的位置进行准确控制。由于某些机床只是在刀具或工件到达指定位置（点）后才开始加工，而在运动过程中并不进行切削，所以数控装置只控制机床执行件从一个位置（点）准确地移动到另一个位置（点）。这类控制系统主要用于数控坐标镗床