数控机床第4章教案

1、第4章 数控车床第一讲 数控车床概述课 题：1.项目的引出 2.数控车床的组成及布局课堂类型：讲授 教学目的：1.了解典型的回转体零件加工方法及所需要的加工设备。2.掌握数控车床的组成、布局及特点。教学重点：1.典型的回转体零件加工工艺及适合选用的加工设备。2.数控车床的组成及布局。教学难点：数控车床刀架相对导轨的布局形式教 具：多媒体课件教学过程：一、引入新课题 以典型的回转体零件工艺分析和所需要的加工设备入手引入本次课程二、教学内容数控车床集万能型、精密型和专用型三类普通车床的特点于一身，是理想的回转体零件的自动化加工机床，而且数控车床是目前使用较为广泛的数控机床。本节引出的各教学项目，均

2、为较典型的回转体零件。从了解每个零件的工艺特征入手，进而了解数控车床的分类方式；学会针对回转体零件的特点，选择适于加工该零件的数控车床。4.1 项目的引出4.1.1 项目一 分析如图4 -1所示零件轴的工艺特征，主要加工面为圆柱面、圆弧面、端面、外螺纹面、倒角及切槽等，而且要满足工件图样上尺寸精度、形状精度、位置精度及表面粗糙度的要求。该零件适于采用卧式数控车床，需要两次安装，分别加工零件的两侧。 图4 -1 轴4.1.2 项目二 分析图4 -2所示的不锈钢套筒的工艺特征，主要加工面为内外圆柱面、圆弧面、端面、切槽等。该零件适于采用卧式数控车床加工，而且需要两次安装，分别加工零件两侧的内、外轮

3、廓。 图4 -2 不锈钢套筒4.1.3 项目三 分析如图4 -3所示的蜗轮透盖的工艺特征，主要加工面为内外圆柱面、内圆弧面、端面、切槽等。该零件适于采用卧式数控车床加工，而零件上的69孔和2M8-7H螺孔适于在数控钻床或普通钻床上加工。图4 -3 蜗轮透盖 4.1.4 项目四 分析图4 -4所示的齿轮毛坯的工艺特征，主要加工面为内外圆柱面、圆锥面、端面、倒角及切端面槽等，适于采用立式数控车床加工。 图4 -4 齿轮毛坯4.1.5 项目五 分析图4 -5所示的连接件的工艺特征，该零件除了加工圆柱面、圆弧面、端面、倒角、切槽之外，还要加工径向孔、与工件中心不同心的轴向孔及端面圆弧槽等。适于采用车削

4、中心，工件一次安装完成全部加工。 图4 -5 连接件4.2 数控车床概述项目一至项目五中形状不同的轴类、盘类和套类等回转体零件，有的在普通车床上无法完成全部加工，有的在普通车床上很难完成加工，有的在普通车床上加工效率较低。而这些零件分别适于采用数控车床、车削中心和车铣复合中心进行加工。 普通车床是靠手工操作机床来完成各种切削加工的，而数控车床是将编制好的加工程序输入到数控系统中，由数控系统通过车床 X、Z坐标轴的伺服电动机去控制车床进给运动部件的动作顺序、移动量和进给速度，再配以主轴的转速和转向，可以加工各种轴类、盘类和套类等回转体零件，包括零件上高精度的曲面、内外螺纹面及端面螺纹等。随着数控

5、应用技术的发展，在数控车床的基础上又先后出现了车削中心和车铣复合中心。 4.2.1 数控车床的组成及布局 1.数控车床的组成及特点 图4 -6为卧式车床外观图，图4 -7为数控车床外观图。结合学习机械制造基础课程和车工实习得到的感性认识，对比卧式车床和数控车床的外观图可以发现，数控车床在结构上仍然是由主轴箱、刀架、进给传动系统、床身和尾座等主要部件组成，而且两者都有冷却系统和润滑系统，只是数控车床的进给系统与卧式车床的进给系统在结构上存在着本质上的差别。图4 -6 卧式车床外观图4 -7 数控车床外观图图4 -8所示的数控车床，其进给传动系统的结构较普通车床大为简化。数控车床也有加工各种螺纹的

6、功能，一般是采取用主轴电动机经同步齿形带1驱动主轴4旋转，为了使主轴的旋转与刀架的移动保持同步关系，主轴箱内安装有脉冲编码器2，主轴的运动通过同步齿形带3，以11的速比传到脉冲编码器2。当主轴旋转时，脉冲编码器便发出检测脉冲信号给数控系统，使主轴电动机的旋转与刀架的切削进给保持同步关系，即实现加工螺纹时主轴转一转，刀架Z向移动一个导程的运动关系。 图4 -8 数控车床的传动结构中高档的数控车床一般都采用全封闭式的防护装置，主要是为了防止水雾、油雾飞溅而污染环境，保证机床工作过程的安全性;导轨上安装有导轨防护罩，起防尘和减小导轨副磨损的作用。经济型的数控车床一般是采用半封闭式的防护装置，其导轨无

7、防护罩。 2.数控车床的布局 数控车床的刀架和导轨的布局形式与卧式车床相比发生了很大的变化，而且刀架和导轨的布局形式会直接影响数控车床的使用性能、机床的结构和外观。此外，数控车床上都设有封闭的防护装置。 （1）床身导轨的布局如图4 -9所示，根据数控车床床身导轨与水平面的相对位置不同，可以有多种布局形式：图4 -9（a）为平床身平滑板，水平床身的工艺性好，便于导轨面的加工。水平床身导轨配上水平放置的刀架可提高刀架的运动精度，一般可用于大型数控车床或小型精密数控车床的布局。但是水平床身由于下部空间小，故排屑困难。从结构尺寸上看，刀架水平放置使得滑板横向尺寸较长，从而加大了机床宽度方向的结构尺寸。

8、 图4 -9（b）为斜床身斜滑板，图4 -9（c）为平床身斜滑板，水平床身配上倾斜放置的滑板，并配置倾斜式的导轨防护罩，这种布局形式一方面有水平床身工艺性好的特点，另一方面机床宽度方向的尺寸较水平配置滑板的要小，且排屑方便。图4 -9（d）为前斜床身平滑板，水平床身配上倾斜放置的滑板和斜床身配置斜滑板的布局形式被中、小型数控车床所普遍采用。这是由于此两种布局形式排屑容易，热铁屑不会堆积在导轨上，也便于安装自动排屑器;操作方便，易于安装机械手，以实现单机自动化;机床占地面积小，外形简洁、美观，容易实现封闭式防护。 斜床身导轨倾斜的角度分别为30、45、60、75和90（称为立式床身）。倾斜角度小

9、，排屑不便;倾斜角度大，导轨的导向性差，受力情况也差。导轨倾斜角度的大小还会直接影响机床外形尺寸高度与宽度的比例。综合考虑以上诸因素，小型数控车床床身的倾斜度多采用30和45;中规格的数控车床床身的倾斜度以60为宜;而大型数控车床床身的倾斜度多采用75。图4 -9（e）为立式床身立滑板 图4 -9 数控车床床身导轨的布局形式 （2）刀架的布局刀架作为数控车床的重要部件，其布局形式对机床整体布局及工作性能影响很大。回转刀架在机床上的布局有两种形式。一种是用于加工盘类零件的回转刀架，其回转轴垂直于主轴；另一种是用于加工轴类和盘类零件的回转刀架，其回转轴平行于主轴。 目前两坐标联动数控车床多采用12

10、工位的回转刀架，也有采用6工位、8工位、10工位回转刀架的。床身上安装有两个独立的滑板和回转刀架的数控车床称为双刀架四坐标数控车床。其上每个刀架的切削进给是分别控制的，既扩大了加工范围，又提高了加工效率。双刀架四坐标数控车床的结构复杂，且需要配置专门的数控系统实现对两个独立刀架的控制。这种机床适于加工曲轴、飞机零件等形状复杂、批量较大的零件。第二讲 数控车床概述；数控车床的结构课 题：1.数控车床的用途 2.数控车床的分类 3.MJ -50数控车床的用途、布局及技术参数课堂类型：讲授 教学目的：1.掌握数控车床的用途。2.掌握数控车床的分类方法。3.掌握M J -50数控车床的布局特点及主要技

11、术参数教学重点：1.按机床主轴布局形式对数控车床分类；按数控系统控制的轴数对数控车床分类。2.典型卧式数控车床的布局及主要技术参数。教学难点：按不同的方法对数控车床进行分类教 具：多媒体课件教学过程：一、引入新课题 以数控车床的用途引入本次课程二、教学内容4.2.2 数控车床的用途 数控车床按照加工程序能自动完成内外圆柱面、圆锥面、圆弧面、端面、螺纹等的切削加工，所以数控车床特别适于加工形状复杂的轴类或盘类零件。数控车床加工零件的尺寸精度可以达到IT5IT6，加工表面的粗糙度可以达到 Ra 1.6m以下。 数控车床具有加工灵活、通用性强、能适应产品的品种和规格频繁变化的特点，被广泛应用于机械制

12、造业，例如汽车制造厂、发动机制造厂等。 4.2.3 数控车床的分类 随着数控车床制造技术的不断发展，形成了多品种、多规格的局面。对数控车床的分类主要有两种方法。 1.按机床主轴布局形式分类 （1）卧式数控车床主轴轴线处于水平位置的数控车床。卧式数控车床的刀架布局结构有前置和后置两种。 刀架前置的数控车床布局如图4 -10所示，其上的刀架为四方形回转刀架，结构简单，外形类似普通车床的方刀架，安装刀具的数目最多为4把，床身导轨为平导轨，刀架前置使操作者观察切削情况和测量工件不方便。 项目三中如图4 -3所示的蜗轮透盖零件，形状较为简单，各工序使用的刀具均少于4把，因此适于选用刀架前置的数控车床进行

13、加工。 图4 -10 刀架前置的数控车床刀架后置的数控车床布局如图4 -11所示，其上刀架为后置回转刀架，一般可以安装8把或12把刀具。中高档的数控车床一般都采用后置刀架的布局结构，床身导轨为倾斜导轨（或是水平床身配上倾斜放置的滑板），刀架后置方便了操作者观察工件和测量工件。 项目一中如图4 -1所示的轴零件，需要使用外圆粗车刀、外圆精车刀、粗切槽刀、精切槽刀及螺纹车刀等5把刀具；项目二中如图4 -2所示的不锈钢套筒零件，加工零件的两侧都需要5把以上的刀具，因此轴零件和不锈钢套筒零件均适于选用刀架后置的数控车床进行加工。 图4 -11 刀架后置的数控车床（2）立式数控车床主轴轴线处于垂直位置的

14、数控车床。图4 -12所示为立式数控车床，主轴垂直向上，垂直刀架的下端安装有回转刀盘。刀架沿垂直导轨的移动为 Z轴进给，刀架沿水平导轨的移动为 X轴进给。 项目四中如图4 -4所示的齿轮毛坯零件，属于直径尺寸较大的盘类零件，且上端面及内孔都带有锥度，因此适于选用立式数控车床进行加工。 图4 -12 立式数控车床 2.按数控系统控制的轴数分类 （1）两轴控制的数控车床机床上只有一个回转刀架，可实现 X、Z两坐标轴控制，图4 -10和图4 -11所示即是两轴控制的数控车床。 （2）双刀架四轴控制的数控车床机床上有两个独立的回转刀架，可实现四轴控制。图4 -13为双刀架卧式数控车床的刀架配置示意图，

15、图4 -13（a）所示为两个独立的回转刀架，一个为后置刀架，另一个为前置刀架，每个刀架可以分别控制 X坐标轴和Z坐标轴的进给运动。图4 -13（b）所示为两个回转刀架相对于主轴回转中心的布局位置，其中后置回转刀架有12个刀位，前置回转刀架有8个刀位。（3）三轴控制的车削中心图4 -14所示的车削中心是在数控车床的基础上发展起来的，其主要特征是在数控车床的回转刀架上增设了多种自驱动刀具并对主轴进行伺服控制，自驱动刀具有钻削头、铣削头等。图4 -13 双刀架卧式数控车床的刀架配置示意图图4 -15为车削中心回转刀架外观图，其上安装有平行于主轴轴线的自驱动刀具1和垂直于主轴轴线的自驱动刀具2。机床工

16、作时除了转塔刀架控制 X坐标轴和 Z坐标轴的进给运动之外，主轴的 C轴可以做分度运动或圆周进给运动，自驱动刀具可以进行钻削加工和铣削加工。 图4 -14 车削中心 图4 -15 车削中心回转刀架外观图项目五中如图4 -5所示的连接件，其上62 mm的外圆表面上均布6个6 mm孔；右端面上有均布的4段圆弧槽和4个6mm孔，该零件在普通车床上无法完成全部加工。如果选用车削中心，便可利用 Z轴自驱动铣刀，铣削零件右端面上的圆弧槽及6 mm轴向孔；利用 X轴自驱动铣削刀具可以加工6个6 mm的径向孔。 （4）五轴联动车铣复合中心如下图所示，机床配置双车主轴、一个铣轴、一个转塔刀架和一个盘式刀库。车铣复

17、合中心主要用于航空、军工、汽车、船舶等行业中复杂零件的加工。目前，我国使用最多的是中小规格两轴联动的卧式数控车床。五轴联动车铣复合中心4.3 数控车床的结构4.3.1 MJ -50数控车床的用途、布局及技术参数 MJ-50型数控车床是典型的卧式数控车床。 1. MJ -50数控车床的用途 MJ -50数控车床主要用来加工轴类零件的内外圆柱面、圆锥面、螺纹表面、成形回转体表面等。对于盘类零件可进行钻孔、扩孔、铰孔、镗孔等加工。机床还可以完成车端面、切槽、倒角等加工。 2. MJ -50数控车床的布局 MJ -50数控车床为两轴联动的卧式车床，图4 -16为车床的外观图。图4 -16 MJ -50

18、数控车床外观图3.MJ -50数控车床的主要技术参数 （1）机床的主要技术参数 允许最大工件回转直径 500 mm 最大切削直径 310 mm 最大切削长度 650 mm 主轴转速范围 353500 r/min（连续无级） 主轴通孔直径 80 mm 刀架有效行程 X轴 182 mm; Z轴 675 mm 快速移动速度 X轴10 m/min; Z轴15 m/mim 安装刀具数 10把 刀具规格 车刀25 mm25 mm;镗刀杆 12 mm 45 mm 分度时间 单步0.8 s; 180 2.2 s 尾座套筒行程 130 mm 主轴调速电动机功率 11/15 kW（连续/30 min超载） 进给伺

19、服电动机功率 X轴0.9 kW（交流）; Z轴1.8 kW（交流） （2）数控系统的主要技术规格 FANUC -0TE系统的主要技术规格见教材中表4-1。 第三讲 数控车床的结构课 题：1.数控车床主传动系统及主轴箱结构 2.数控车床进给传动系统及传动装置课堂类型：讲授 教学目的：1.掌握数控车床的主传动系统及主轴箱传动结构。2.掌握数控车床的X、Z坐标轴进给传动系统及传动结构。教学重点：1.数控车床的主轴箱传动结构。2.数控车床的X、Z坐标轴进给装置传动结构。教学难点：数控车床的X、Z坐标轴进给传动系统及传动装置结构。教 具：多媒体课件教学过程：一、引入新课题 以分析MJ50数控车床传动系统

20、图中主运动传动关系引入本次课程二、教学内容4.3.2 主传动系统及主轴箱结构 1.主运动传动系统 MJ -50数控车床的传动系统如图4 -17所示，其中主运动传动系统见右图，由功率为11 kW的主轴调速电动机驱动，经一级11的带传动带动主轴旋转，使主轴在353500 r/mim的转速范围内实现无级调速，主轴箱内部省去了齿轮传动变速机构，因此减少了齿轮传动对主轴精度的影响，并且维修方便主运动传动系统图2.主轴箱结构 （1）主轴箱结构 MJ -50数控车床主轴箱结构如图4 -18所示。主轴电动机通过带轮将运动传给主轴。主轴有前、后两个支承，前支承由一个圆锥孔双列圆柱滚子轴承和一对角接触球轴承组成，

21、圆锥孔双列圆柱滚子承受径向载荷，两个角接触球轴承用来承受双向的轴向载荷和径向载荷。前支承轴承的间隙用螺母8来调整。主轴的后支承为圆锥孔双列圆柱滚子轴承，轴承间隙由螺母1和6来调整。主轴的支承形式为前端定位，主轴受热膨胀向后伸长。主轴所采用的支承结构适应高速大载荷的需要。主轴的运动经过同步带轮16和3以及同步带2带动脉冲编码器4，使其与主轴同速运转。 图4 -18 MF -50数控车床主轴箱结构简图（2）液压卡盘结构 如图4 -19（a）所示，液压卡盘固定安装在主轴前端。图4 -19 液压卡盘结构简图图4 -19（b）为卡盘内楔形机构示意图，当液压缸内的压力油推动活塞和拉杆向卡盘方向移动时，滑套

22、4向右移动，由于滑套上楔形槽的作用，使得卡爪座11带着卡爪12沿径向向外移动，则卡盘松开。反之液压缸内的压力油推动活塞和拉杆向主轴后端移动时，通过楔形机构，使卡盘夹紧工件。卡盘体9用螺钉固定安装在主轴前端。 图4 -19 液压卡盘结构简图4.3.3 进给传动系统及传动装置1.进给传动系统的特点 数控车床的进给传动系统是控制 X、Z坐标轴的伺服系统的主要组成部分，它将伺服电动机的旋转运动转化为刀架的直线运动，而且对移动精度要求很高，X轴最小移动量为0.0005mm（直径编程），Z轴最小移动量为0.001 mm。采用滚珠丝杠螺母传动副，可以有效地提高进给系统的灵敏度、定位精度和防止爬行。 2.进给

23、传动系统 数控车床的进给系统采用伺服电动机驱动，通过滚珠丝杠螺母带动刀架移动，所以刀架的快速移动和进给运动均为同一传动路线。如图4 -17所示，MJ -50数控车床的进给传动系统分为 X轴进给传动和Z轴进给传动。X轴进给由功率为0.9 kW的交流伺服电动机驱动，经20/24的同步带轮传动到滚珠丝杠上，螺母带动回转刀架移动，滚珠丝杠螺距为6 mm。 Z轴进给也是由交流伺服电动机驱动，经24/30的同步带轮传动到滚珠丝杠，其上螺母带动滑板移动。该滚珠丝杠螺距为10 mm，电动机功率为1.8 kW。 3.进给系统传动装置 （1）X轴进给传动装置 图4 -20是MJ -50数控车床 X轴进给传动装置的

24、结构简图。如图4 -20（a）所示，AC伺服电动机15经同步带传动带动滚珠丝杠6回转，其上螺母7带动刀架21沿滑板1的导轨移动（如图4 -20（b）所示），实现 X轴的进给运动。图中5和8是缓冲块，在出现意外碰撞时起保护作用。 图4-20 MJ -50数控车床 X轴进给传动装置的结构简图图4 -20中，AA剖面图表示滚珠丝杠前支承的轴承座4用螺钉20固定在滑板上。滑板导轨如 BB剖面图所示为矩形导轨，镶条17、18、19用来调整刀架与滑板导轨的间隙。 图4 -20（b）中22为导轨护板，26、27为机床参考点限位开关和撞块。镶条23、24、25用于调整滑板与床身导轨的间隙。因为滑板顶面导轨与水

25、平面倾斜30，回转刀架的自身重力使其下滑，滚珠丝杠和螺母不能以自锁阻止其下滑，故机床依靠AC伺服电动机的电磁制动来实现自锁。 （2） Z轴进给传动装置 图4 -21是MJ -50数控车床 Z轴进给传动装置简图。如图4 -21（a）所示AC伺服电动机14经同步带传动到滚珠丝杠5，由螺母4带动滑板连同刀架沿床身13的矩形导轨移动（见图4 -21（b），实现Z轴的进给运动。图4 -21 MJ -50数控车床 Z轴进给传动装置简图如图4 -21（b）所示电动机轴与同步带轮12之间用锥环无键连接，局部放大视图中19和20是锥面相互配合的内、外锥环，当拧紧螺钉17时，法兰18的端面压迫外锥环20，使其向外

26、膨胀，内锥环19受力后向电动机轴收缩，从而使电动机轴与同步带轮连接在一起。这种连接方式无须在被连接件上开键槽，而且两锥环的内、外圆锥面压紧后，连接配合面无间隙，对中性较好。滚珠丝杠的左支承由三个角接触球轴承组成，由调整螺母16进行预紧。如图4 -21（a）所示，滚珠丝杠的右支承为一个圆柱滚子轴承，只用于承受径向载荷，轴承间隙用调整螺母8来调整。滚珠丝杠的支承形式为左端固定，右端浮动。3和6为缓冲挡块，起超程保护作用。 如图4 -21（b）所示，Z轴进给装置的脉冲编码器1与滚珠丝杠5相连接，可直接检测丝杠的回转角度，从而提高系统对Z向进给的精度控制。局部放大视图图4 -21 MJ -50数控车床

27、 Z轴进给传动装置简图第四讲 数控车床的结构；车削中心课 题：1.数控车床自动回转刀架 2.数控车床尾座 3.车削中心课堂类型：讲授 教学目的：1.掌握数控车床自动回转刀架传动结构及换刀过程。2.掌握数控车床尾座的功用及结构。3.了解车削中心的工艺范围。4. 掌握车削中心C轴的控制功能。教学重点：1.数控车床自动回转刀架传动结构。2.车削中心C轴的控制功能。教学难点：车削中心C轴的功能与伺服控制。教 具：多媒体课件教学过程：一、引入新课题 以数控车床自动回转刀架的功能引入本次课程二、教学内容4.3.4 自动回转刀架自动回转刀架是数控车床上的重要功能部件，在机床加工过程中完成自动换刀的任务。数控

28、车床的自动回转刀架转位换刀过程为：当接收到数控系统的换刀指令后，刀盘松开刀盘旋转到指令要求的刀位刀盘夹紧并发出转位结束信号。图4 -22为MJ -50数控车床回转刀架结构简图，该回转刀架的夹紧与松开、刀盘的转位均由液压系统驱动、PLC顺序控制来实现。在机床自动工作状态下，当指定换刀的刀号后，数控系统可以通过内部的运算判断，实现刀盘就近转位换刀，即刀盘可正转也可反转。但当手动操作机床时，从刀盘方向观察，只允许刀盘顺时针转动换刀。 图4 -22 MJ -50数控车床回转刀架结构简图4.3.5 机床尾座 MJ -50数控车床出厂时一般配置标准尾座，图4 -23为尾座结构简图。尾座体的移动由滑板带动移

29、动。尾座体移动后，由手动控制的液压缸将其锁紧在床身上。在调整机床时，可以手动控制尾座套筒移动。顶尖1与尾座套筒2用锥孔连接，尾座套筒可带动顶尖一起移动。在机床自动工作循环中，可通过加工程序由数控系统控制尾座套筒的移动。尾座套筒移动的行程，靠调整套筒外部连接的行程杆10上面的移动挡块6来完成。 如图4 -23所示，移动挡块6处于右端极限位置时，套筒的行程最长。当套筒伸出到位时，行程杆上的移动挡块6压下确认开关9，向数控系统发出尾座套筒到位信号。当套筒退回时，行程杆上的固定挡块7压下确认开关8，向数控系统发出套筒退回的确认信号。 图4 -23 MJ -50数控车床尾座结构简图4.4 车削中心在数控

30、车床上限于回转体表面的加工，实际上有许多回转体工件，除了加工内、外回转表面之外，还有铣平面、铣键槽、钻轴向孔、钻径向孔及加工轴向或径向螺纹孔等工序内容。如项目五涉及的连接件，其加工过程既有车削加工又有铣削加工和钻削加工。另有些情况下，由于零件的加工精度要求很高，不允许多次定位装夹，同时需要车、铣、钻等多工序加工，所以为了满足这些零件的加工要求，在数控车床的基础上又发展了车削中心。车削中心的主要特征是主轴可以分度（称为 C轴）和做圆周进给;在回转刀架上除了安装车削刀具外，同时可以安装钻削和铣削等自驱动刀具。 4.4.1 车削中心的工艺范围 在车削中心上，工件一次安装，能自动完成车削、铣平面、铣键

31、槽、铣螺旋槽及钻轴向孔、径向孔、攻螺纹等工艺内容，有效地提高了生产效率，进而提高了数控车削的柔性化和自动化水平。图4 -24所示为车削中心除了对工件进行车削工序的加工外，还可以进行铣削、轴向或径向钻削和攻螺纹等加工。 图4 -24（a）为铣端面槽，加工中主轴不转，装在回转刀架上的铣刀轴带着铣刀旋转。当端面槽为直线槽时，刀架带铣刀做 X向进给或 Z向进给；当端面槽为圆弧槽时，则铣刀旋转，主轴带动工件做圆周进给；当端面圆周上分布多个槽时，则铣刀旋转，主轴带动工件做圆周进给和分度，逐个槽铣削。图4 -24（b）为端面钻孔、攻螺纹，且孔的中心与主轴中心重合，主轴或刀具旋转，刀架做Z向进给。图4 -24

32、（c）为铣扁方，机床主轴不转，回转刀架上的铣刀轴旋转，同时做 Z向进给或 X向进给，如果用单刀铣削多个面，需要主轴带动工件分度。图4 -24（d）为端面分度钻孔及攻螺纹，装有钻头或丝锥的刀轴旋转并随刀架做 Z向进给，每加工完一个孔，主轴带工件分度。图4 -24（e）、图4 -24（f）、图4 -24（g）所示为径向或在斜面上钻孔、铣槽、攻螺纹等。 图4 -24 车削中心可以完成的铣削、钻削等加工如图4 -25所示的连接套、活塞及医用器件都适于在车削中心上加工。 图4 -25 车削中心加工的典型零件4.4.2 C轴功能与伺服控制 与数控车床相比，车削中心的加工工艺范围更宽，一是由于车削中心的回转

33、刀架上安装有自驱动刀具，能对工件进行铣削、钻削和攻螺纹等工步的加工，二是主轴具备 C轴坐标功能，即机床主轴的旋转除实现车削的主运动外，还可做分度运动或圆周进给运动，而且在数控装置伺服系统的控制下，可以实现C轴和X轴的联动，或C轴和Z轴的联动。图4 -26所示为 C轴功能与伺服控制。如图4 -26（a）所示，当 C轴定向时，刀具沿X轴进给铣削端面上的槽，刀具沿Z轴进给铣削圆柱面上的槽。如图4 -26（b）所示，当主轴做圆周进给时，C轴与Z轴联动，可以铣削零件上的螺旋槽。如图4 -26（c）所示，C轴与X轴联动，可以铣削零件端面上的圆弧槽。如图4 -26（d）所示，C轴与X轴联动，可以在圆柱体表面

34、上铣削平面。图4 -26 C轴功能与伺服控制车削中心在加工过程中，自驱动刀具的伺服电动机与驱动主轴旋转的主轴电动机是互锁的。也就是说，当 C轴进行分度或圆周进给时，脱开主轴电动机，接合自驱动刀具的伺服电动机;当进行普通车削时，脱开自驱动刀具的伺服电动机，接合主轴电动机。 车削中心的主传动系统包括了主轴的旋转运动和C轴的传动控制，目前C轴的传动控制多采用带C轴功能的主轴电动机直接进行分度和定位。 第五讲 车削中心；其他车削类数控机床介绍课 题：1.自驱动刀具的 2.数控立式轮毂车床 3.倒置式数控车床课堂类型：讲授 教学目的：1.了解车削中心自驱动刀具的变速传动装置结构。2.掌握车削中心自驱动刀

35、具附件的传动结构。3.了解数控立式轮毂车床的布局及特点。4.了解倒置式数控车床的布局、特点和应用。教学重点：1.车削中心自驱动刀具的典型结构。2.倒置式数控车床布局及特点。教学难点：1.车削中心自驱动刀具附件的传动结构。2.倒置式数控车床布局及特点。教 具：多媒体课件教学过程：一、引入新课题 以车削中心自驱动刀具的组成引入本次课程二、教学内容4.4.3 自驱动刀具的典型结构 自驱动刀具是指那些具备独立驱动源的刀具。车削中心的自驱动刀具一般是由动力源、变速传动装置和刀具附件组成的，刀具附件包括钻削附件和铣削附件等。自驱动刀具的主轴伺服电动机，通过变速传动机构驱动刀具主轴旋转，并自动控制主轴无级变速。 1.变速传动装置 车削中心自驱动刀具的传动装置如图4 -27所示。 图4 -27 自驱动刀具的传动装置2.自驱动刀具附件 自驱动刀具附件有分别用于铣削、钻削和攻螺纹等许多种，图4 -28所示为高速钻孔附件，轴套的A部装入回转刀架的刀具孔中。刀具主轴3的右端装有锥齿轮1，它与图4 -27中 的中央锥齿轮1啮合。图4 -28 高速钻孔附件图4 -29所示为铣削附件，图4 -29（a）是中间传动装置，锥齿轮1与图4 -27中的中央锥齿轮1啮合，运动经轴2左端的锥齿轮副3、横轴4和圆柱齿轮5传至图4 -29（b）中的齿轮6，铣主轴7上装铣刀8