机械制造装备机床417

机械制造装备航空制造工程学院焦益群10八月2026第一页，编辑于星期日：十三点四十五分。航空制造工程学院焦益群邮箱：272882059@qq.com电话：1397914761910八月2026第二页，编辑于星期日：十三点四十五分。第一章金属切削机床

第四节数控机床

第三页，编辑于星期日：十三点四十五分。主要内容：数控工作原理、分类;

数控机床的性能、选用;

加工中心、数控车床和车削中心、柔性自动化。要求：对数控机床有基本的了解。第四页，编辑于星期日：十三点四十五分。一、概述数控机床：（NumericalControlMachineTools）：也称数字程序控制机床，它是一种以数字量作为指令信息形式，通过电子计算机或专用电子计算装置，对这种信息进行处理而实现自动控制的机床。它综合了：微电子技术、计算机技术、自动控制、精密测量、伺服驱动、先进机械结构等多方面的新技术成果，是集高效率、高精度、高柔性于一身的自动化机床，是一种典型的机电一体化的加工设备。第五页，编辑于星期日：十三点四十五分。CA6140传动系统图第六页，编辑于星期日：十三点四十五分。第七页，编辑于星期日：十三点四十五分。（一）数控机床的工作原理1、数控机床加工零件的过程第八页，编辑于星期日：十三点四十五分。2、插补原理脉冲当量：每一脉冲使机床移动部件产生的位移量。（0.01～0．001mm／脉冲）插补：根据被加工零件的要求，准确地向各坐标分配和发送指令脉冲信号，这个分配指令脉冲信号的方法称为“插补”。插补运算：根据零件轮廓线型上的已知点，（起点、终点、圆心等），数控系统按进给速度的要求、刀具参数和进给方向的要求等，计算出轮廓线上中间点位置坐标值的过程。其实质就是根据有限的信息完成“数据密化”的工作。第九页，编辑于星期日：十三点四十五分。

3、逐点比较法插补原理

逐点比较法既可做直线插补，又可做圆弧插补第十页，编辑于星期日：十三点四十五分。直线插补第十一页，编辑于星期日：十三点四十五分。以第一象限的直线OA为例，终点A，起点为加工原点。P为加工动点，若P在OA直线上，则有

F=YiXe—XiYe

若F=0，表明m点在OA直线上；+X

若F>0，表明m点在OA直线上方；+X

若F<0，表明m点在OA直线下方；+Y

第十二页，编辑于星期日：十三点四十五分。（二）数控机床的组成由控制介质、数控装置、伺服系统和机床本体所组成第十三页，编辑于星期日：十三点四十五分。（三）数控机床的特点

具有良好的柔性

能获得高的加工精度和稳定的加工质量

能加工形状复杂的零件

具有较高的生产率

能减轻劳动强度

有利于现代化的生产管理

第十四页，编辑于星期日：十三点四十五分。二、数控机床的分类（一）按工艺用途分类普通数控机床：数控车床、数控铣床、数控钻床，数控镗床、数控磨床、加工中心等

。加工中心。第十五页，编辑于星期日：十三点四十五分。（二）按运动控制方式分类第十六页，编辑于星期日：十三点四十五分。

点位控制数控机床：从一点坐标到另一点坐标位置的准确移动。直线控制数控机床：不仅要求具有准确的定位功能，还要求从一点到另一点按直线运动进行切削加工。第十七页，编辑于星期日：十三点四十五分。轮廓控制数控机床：能按需要严格控制刀具移动的轨迹，以加工出任意斜率的直线、圆弧、抛物线及其他函数关系的曲线或曲面。第十八页，编辑于星期日：十三点四十五分。（三）按伺服控制系统分类开环控制数控机床运动部件的位移没有检测反馈装置开环控制数控机床

闭环控制数控机床

半闭环控制数控机床

第十九页，编辑于星期日：十三点四十五分。闭环控制数控机床

在机床的运动部件上安装有直线位移测量装置，将测量出的实际位移值反馈到数控装置中与输入的指令位移值相比较，用差值进行控制，直至差值为零。所以，能实现运动部件的精确定位。第二十页，编辑于星期日：十三点四十五分。半闭环控制数控机床

检测装置通过检测丝杠转角，间接地测量工作台位移量，然后再反馈给数控装置。第二十一页，编辑于星期日：十三点四十五分。（四）按数控装置的功能分类标准型数控机床

简易数控机床

经济型数控机床

第二十二页，编辑于星期日：十三点四十五分。三、数控机床的主要性能指标及其选用

(一)数控机床的主要性能指标第二十三页，编辑于星期日：十三点四十五分。1、精度定位精度和重复定位精度

分度精度

分辨度与脉冲当量

2．数控机床的可控轴数与联动轴数3．数控机床的运动性能指标主轴转速

进给速度

各坐标轴的行程

摆角范围

刀库容量和换刀时间

第二十四页，编辑于星期日：十三点四十五分。(二)数控机床的选用在选用数控机床时一般应考虑以下因素：1、被加工对象2、机床的规格数控机床的主要规格包括：工作台的尺寸、几个数控坐标的行程范围和主轴电动机功率。3．机床的精度4．自动换刀装置和刀库容量5．数控系统第二十五页，编辑于星期日：十三点四十五分。四、数控机床的主传动系统数控机床的主传动系统的特点变速范围大。一般Rn＞100。转速高，功率大。主轴速度变换迅速、可靠，能自动无级变速。加工中心主轴有刀杆自动拉紧机构、切削清除装置、主轴旋转定位机构。主轴常有位置（角度）检测装置。第二十六页，编辑于星期日：十三点四十五分。数控机床主轴的调速方法第二十七页，编辑于星期日：十三点四十五分。五、数控机床的进给传动系统（见第三章第二节传动系统设计中的相关内容）

直线滚动导轨

（见支承件及导轨相关章节）第二十八页，编辑于星期日：十三点四十五分。六、数控车床第二十九页，编辑于星期日：十三点四十五分。1、布局和结构特点不需人工操作，没有机械操作元件如手柄、摇把等。斜床身、床身导轨与水平面成75º夹角。方便排除切屑。采用箱形结构，刚度比卧式车床床身高。刀架4装在主轴的右上方。主轴的转向应与卧式车床相反。机床在防护罩的保护下工作，只能通过防护罩上的玻璃窗观察工作情况。不用担心切屑飞溅伤人，故切削速度可以很高。第三十页，编辑于星期日：十三点四十五分。2、传动系统图

主传动系统：主电动机M1是直流电动机，也可用交流变频调速电动机。

进给传动系统：伺服电动机直接带动滚珠丝杠

。刀架传动系统：第三十一页，编辑于星期日：十三点四十五分。第三十二页，编辑于星期日：十三点四十五分。第三十三页，编辑于星期日：十三点四十五分。七、数控加工中心1、概述加工中心：可以自动换刀、有刀库的数控机床。镗铣类加工中心：集中镗、铣、钻的功能。分立式、卧式。车削中心：车、钻、铣。第三十四页，编辑于星期日：十三点四十五分。2、刀库和换刀机械手

第三十五页，编辑于星期日：十三点四十五分。第三十六页，编辑于星期日：十三点四十五分。2、JCS-018型立式加工中心另一个型号是TH5632。它集中了平面加工(通常为端铣)和孔加工(钻、扩、铰、攻螺纹和镗等)的功能。能完成半精和精加工，还可进行粗加工。机床具有自动换刀功能，为此，备有刀库和机械手。第三十七页，编辑于星期日：十三点四十五分。1．布局三轴两联动：X、Y、Z三个坐标轴中任意两个坐标都可实现联动加工。第三十八页，编辑于星期日：十三点四十五分。2、传动系统

主运动：无级调速。电动机经两级多楔带轮驱动主轴。当带轮副直径为φ183.6/φ183．6mm．时，主轴转速为45～1500～4500r/min；φ119/φ239mm时，为22．5～750～2250r/min。三个数字分别