数控加工概述、数控机床结构
数控机床的机械结构概述ppt(52张)
数控机床的机械结构概述(ppt52页)
数控机床结构与装调工艺
具有适应无人化、柔性化加工的特殊部件
数控机床结构与装调工艺
广泛采用高效、无间隙传动装置和新技术、新产品
数控机床进行的是高速、高精度加工，再简化机械结构 的同时，对于机械传动装置和元件也提出了更高的要求。高 效、无间隙传动装置和元件在数控机床上去得了广泛的应用。 如：滚珠丝杠副、塑料滑动导轨、静压导轨、直线滚动导轨 等高效执行部件，不仅可以减少进给系统的摩擦阻力，提高 传动效率；而且还可以使运动平稳和获得较高的定位精度。
数控机床的机械结构概述(ppt52页)
数控机床的机械结构概述(ppt52页)
数控机床结构与装调工艺
对机械结构、零部件的要求高
高速、高效、高精度的加工要求，无人化管理以及工艺复 合化、功能集成化，一方面可以大大的提高生产率，同时，也 必然会使机床的开机时间，工作负载随之增加，机床必须在高 负荷下，长时间可靠工作。因此，对组成机床的各种零部件和 控制系统的可靠性要求很高。
数控机床的机械结构概述(ppt52页)
数控机床的机械结构概述(ppt52页)
数控机床结构与装调工艺
三、数控机床对机械结构的基本要求
具有较高的静、动刚度和良好抗震性
机床的刚度反映了机床机构抵抗变形的能力。机床 变形产生的误差，通常很难通过调整和补偿的方法予以 彻底的解决。为了满足数控机床高效、高精度、高可靠 性以及自动化的要求，与普通机床相比，数控机床应具 有更高的静刚度。此外，为了充分发挥机床的效率，加 大切削用量，还必须提高机床的抗震性，避免切削时产 生的共振和颤振。而提高机构的动刚度是提高机床抗震 性的基本途径。
数控加工技术概述(PPT 46页)
第1章 数控加工技术概述
计算机数控系统
操作面板 PLC
机床 I/O 电路和装置 主轴伺服单元 主轴驱动装置
输入输出 设备
计算机 数控 装置
进给伺服单元 测量装置
进给驱动装置
机床
主进辅
运给助
动
传 动
控 制
机机机
构构构
数控机床组成:(数控程序\操作面板)、输入/输出设备、数控系 统、伺服系统、测量与反馈系统、机床本体
1.数控机床类型与加工范围 图片链接
2.数控加工视频
车削加工 铣削加工1
车铣加工
铣削加工2
箱体加工 自动换刀
第1章 数控加工技术概述
1.1.1数控机床的产生与发展
科学技术的不断发展对机械产品的品种、结构、精度、加 工效率的要求越来越高，单件、中小批量机械产品的比例越来 越大（70%-80%），传统的通用、专用机床和工艺设备已不能 适应高质量、高效率、多样化加工的要求，一种新型的数字控 制机床由此诞生。
此外，数控机床还包括：特殊装置（刀具自动交 换系统 、工件自动交换系统）和辅助装置（如排屑装 置\冷却装置\润滑装置等）
1.1.3数控技术的应用
数控技术不仅应用于机床的控制,还应用于科学技术 的各个领域,如:数控绘图机、数控测量仪、机器人、航天 航空领域等。
第1章 数控加工技术概述
1.2数控加工的特点及数控机床的分类
第1章 数控加工技术概述
第一章 数控加工技术概述
1.1数控机床概述 1.2数控机床的分类与数控加工的特点 1.3数控加工技术的发展方向
第1章 数控加工技术概述
1.1数控机床概述
本节主要讲解数控机床的概念、产生与发展历程、构成、工 作原理，数控技术在数控机床中的应用等。
数控机床的工作原理和组成结构
质
格式和代码编写出工件的加工程序，并存储在一种 载体上，如穿孔纸带、磁带、软磁盘等。
• 数控装置是数控机床的核心，其功能是接受输入的
加工信息，经过数控装置的系统软件和逻辑电路进
行译码、运算和逻辑处理，向伺服系统发出相应的
脉冲，并通过伺服系统控制机床运动部件按加工程
数
序指令运动。
控
装
置
• 伺服系统是数控系统的一个重要组成部分，它将数控装置送来 的脉冲运动指令信息进行放大，它相当于手工操作人员的手，
• 6.生产准备工作复杂 • 由于整个加工过程采用程序控制，数控加工的前期准备工作
较为复杂，包含工艺确定、程序编制等。 • 7.投资大，维修困难 • 数控机床是一种高度自动化机床，必须配有数控装置或电子
计算机，机床加工精度因受切削用量大、连续加工发热多等 影响，使其设计要求比普通机床更加严格，制造要求更精密， 因此数控机床的制造成本比较高。此外，数控机床属于典 型的机电一体化产品，控制系统比较复杂、技术含量高，一 些元器件、部件精密度 较高，同时一些进口机床的技术开 发受到条件的限制，所以对数控机床的调试和维修比较困难。
驱动机床的移动部件（刀架或工作台）按规定的轨迹和速度移
伺
动或精确定位，加工出符合图样要求的工件。伺服系统由
服
伺服驱动电路、功率放大电路、伺服与机床上执行部件和机械传动部件
组成数控机床的进给系统。
• 每个作进给运动的执行部件，都配有一套伺服驱动
系统。
• 数控系统的控制对象，是实现加工零件的执行部
数控机床的组成和工作原理
数控机床的介绍
• 数控机床是数字控制机床（Computer numerical control machine tools）的简称，是一种装有程序 控制系统的自动化机床。该控制系统能够处理具 有控制编码的程序，并将其译码，通过信息载体 输入数控装置。经运算处理由数控装置发出各种 控制信号，控制机床的动作，按图纸要求的形状 和尺寸，自动地将零件加工出来。数控机床较好 地解决了复杂、精密、小批量、多品种的零件加 工问题，是一种柔性的、高效能的自动化机床， 代表了现代机床控制技术的发展方向，是一种典 型的机电一体化产品。
数控车床结构范文
数控车床结构范文数控车床是一种使用计算机控制系统的机床，通过预先编程的方式，能够自动进行加工，并且实现极高的准确度和效率。
数控车床的结构主要包括机床床身、主轴箱、进给箱和控制系统等部分。
一、机床床身数控车床的床身是整个机床的基础，也是承载所有组件和零部件的主要结构。
床身通常由铸铁或焊接钢板制成，具有足够的刚性和稳定性，能够承受加工过程中的各种力和震动。
床身上通常有V型或者平坦的导轨，用于安装和导向主轴箱和进给箱。
二、主轴箱主轴箱是数控车床上的一个重要部件，主要用于驱动刀具和工件的相对运动。
主轴箱通常由主轴驱动装置、主轴箱壳体、主轴箱传动装置和进给机构等组成。
主轴箱壳体上安装有主轴和主轴伺服电机，主轴通过传动装置和主轴驱动装置相连，用于旋转刀具。
进给机构通常是通过主轴箱内部的螺杆、滑块和导轨等部件来实现刀具和工件的进给运动。
三、进给箱进给箱是数控车床的另一个重要部件，用于控制刀具和工件在加工过程中的进给速度和方向。
进给箱通常由进给伺服电机、进给箱壳体、进给传动装置和进给机构等部分组成。
进给伺服电机通过传动装置与进给机构相连，实现刀具和工件的进给运动。
进给箱壳体上通常装有进给选择器，用户可以通过选择器设定进给模式、进给速度和进给方向等参数。
四、控制系统控制系统是数控车床上最为重要的部分，用于实时控制和监控机床的加工过程。
控制系统通常包括机床控制器、数控软件和人机界面等部分。
机床控制器与数控软件相连，通过预先编程的方式控制数控车床的各种运动和加工参数。
人机界面通常是通过电脑显示屏和键盘等设备，用户可以通过界面输入指令、监控加工过程和调整参数等。
总结：数控车床的结构包括机床床身、主轴箱、进给箱和控制系统等部分。
机床床身是整个机床的基础，具有足够的刚性和稳定性。
主轴箱用于驱动刀具和工件的相对运动，进给箱用于控制刀具和工件的进给速度和方向。
控制系统是整个数控车床的大脑，通过预先编程的方式实现加工过程的控制和监控。
简述数控车床结构
简述数控车床结构数控车床是一种高精度、高效率的机床，它的结构设计和工作原理都非常复杂。
本文主要介绍数控车床的结构和组成部分，以及每个部分的功能和作用。
一、数控车床的结构数控车床的整体结构可以分为床身、主轴箱、进给箱、刀架、工作台等几个部分。
下面分别介绍每个部分的结构和作用。
1.床身床身是数控车床最基本的部分，它承载整个机床的重量和力量。
床身通常由铸铁或钢板制成，具有高强度和稳定性。
床身上安装了主轴箱、进给箱、刀架和工作台等组件。
2.主轴箱主轴箱是数控车床的核心部分，它包括主轴、主轴马达、主轴箱壳体、主轴前轴承和后轴承等组件。
主轴箱的主要作用是驱动工件旋转，完成车削加工。
3.进给箱进给箱是数控车床的另一个重要部分，它包括进给马达、进给螺杆、进给箱壳体、进给前轴承和后轴承等组件。
进给箱的主要作用是控制工件的进给速度和方向，完成车削加工。
4.刀架刀架是数控车床的切削部分，它包括主轴箱和进给箱中的伺服电机、刀架壳体、刀架座、刀杆、刀片等组件。
刀架的主要作用是控制刀具的位置和方向，完成车削加工。
5.工作台工作台是数控车床的工件支撑部分，它包括工作台床身、工件卡盘、工件支撑、工作台传动等组件。
工作台的主要作用是固定工件，并控制工件的旋转和进给。
二、数控车床的组成部分数控车床的组成部分主要包括数控系统、伺服系统、机械传动系统和液压系统等。
1.数控系统数控系统是数控车床的核心部分，它控制着整个机床的运动和加工过程。
数控系统包括硬件和软件两部分，硬件包括主板、数控器、显示屏等组件，软件包括编程软件、操作软件等组件。
数控系统可以实现自动化加工，提高生产效率和产品质量。
2.伺服系统伺服系统是数控车床的关键部分，它控制着刀架和进给箱的运动和位置。
伺服系统包括伺服电机、伺服驱动器、编码器等组件，它们通过信号传递和反馈控制实现精确的位置控制。
3.机械传动系统机械传动系统是数控车床的重要部分，它负责将电能转换成机械能，驱动主轴和进给箱的运动。
数控加工概述ppt课件
按插补计算方法又可细分为逐点比较法、数 字积分法、时间分割法和样条插补法等多种。
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逐点比较法
逐点比较法插补运算是以区域判别为特征， 每走一步都要将加工点的瞬时坐标与相应给 定的图形上的点相比较，判别一下偏差，然 后决定下一步的走向。这样就能得到一个接 近给定图形的轨迹，其最大偏差不超过一个 脉冲当量
对 刀 试 切
加 工 检 验
序
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2.数控加工原理概述
数控加工原理就是将零件图形和工艺 参数、加工步骤等以数字信息的形式，编 成程序代码输入到机床控制系统中，再由 其进行运算处理后转成驱动伺服机构的指 令信号，从而控制机床各部件协调动作， 自动完成零件的加工。
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3.插补
1) 插补的概念
数控系统必须在运动过程中实时计算出满足 线形和进给速度要求的若干中间点(在起点和终 点之间)，这就是插补。
变频主轴 行程开关
机床本体
数控系统及其 操作面板
控制电柜 x-y数控拖板
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数控机床的组成
输入 输出 装置
计算机 数控装置
伺服系统
机床的机 械 部件
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三、数控机床各部分的作用
1. 输入装置
作用：输入程序（人机）、控制参数、补偿 量等
方式：键盘输入
纸带输入（穿孔纸带）
磁盘输入（硬盘、软盘、U盘）
插补就是根据给定进给速度和给定轮廓线 形的要求，在轮廓的已知点之间计算中间点的方 法。
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直线插补
圆弧插补
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直线插补：数控系统对直线进行的插补计算； 圆弧插补：对圆弧进行的插补计算； 曲线插补：对其他曲线进行的插补计算。
数控加工基础
课题一数控机床概述
一、数控机床的工作原理及组成
1.数控机床工作原理 数控加工就是根据零件图样及工艺要求等原始条件，编制零件数
控加工程并输入到数控机床的数控系统，用以控制数控机床中刀具与 工件的相对运动，从而完成零件的加工)数控加工原理如图1一1所示。 2.数控机床的组成
数控机床一般由机床主体、控制部分、伺服系统、辅助装置四 部分组成。
数控机床按其刀具与工件相刘一运动的方式，可以分为点位控制、 点位直线控制和轮廓控制数控机床，如图1 -2所示。 3.按可控制联动的坐标轴分类
所谓数控机床可控制联动的坐标轴，是指数控装置控制几个伺服 电动机，同时驱动机床移动部件运动的坐标轴数目。 4.按伺服系统分类 (1)根据有无检测反馈元件及其检测装置，机床的伺服系统可分为开环伺 服、闭环伺服、半闭环伺服 ①开环伺服数控机床。
在开环伺服系统中，机床没有检测反馈装置，见图1一7所示，即 数控装置发出的信号流程是单向的。
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课题一数控机床概述
②闭环伺服数控机床。 闭环伺服系统是在机床移动部件上安装直线位置检测装置，见图
1一8，将检测到的实际位置反馈到数控装置中，与指令要求的位置进 行比较，用差值进行控制，直到差值消除为止，最终实现移动部件的 高位置精度。这种位置补偿回路也称位置环。 ③半闭环伺服数控机床。
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课题一数控机床概述
③五面加工中心与多坐标加工中心。五面加工中心具有立式和卧式加工 中心的功能。常见的有两种形式:一种是主轴可做90 °旋转;另一种是 工作台可带动工件一起做90°的旋转，这样可在工件一次装夹下完成 除安装面外的所有五个面的加工，这是为适应加工复杂箱体零件的需 要，加工中心的一个发展方向。加工中心的另一个发展方向是5坐标、 6坐标甚至更多的坐标的加工中心，除X , Y,Z三个直线坐标外，还包 括A, B, C三个旋转坐标。图1一20为一卧式5坐标加工中心，其5个坐 标可以联动，进行复杂零件的加工。图1一21Leabharlann 实现2个回转坐标运动 的工作台示意图。
简述数控车床的结构组成
简述数控车床的结构组成数控车床是一种通过计算机控制的自动化机床，其结构组成包括床身、主轴箱、刀架、进给机构、液压系统、润滑系统、电气系统等部分。
床身是数控车床的基础和支撑部分，一般采用整体铸造或焊接而成，具有良好的刚性和稳定性。
床身上设置有主轴箱、刀架和进给机构等关键部件的安装位置，并通过各种连接件将各部件固定在床身上。
主轴箱是数控车床的核心部分，包括主轴、主轴驱动装置和主轴箱壳体等组成。
主轴是数控车床的动力来源，通过电机驱动实现工件的旋转。
主轴驱动装置负责将电机的旋转转化为主轴的旋转，并具有变速功能以满足不同加工要求。
主轴箱壳体起到保护主轴和主轴驱动装置的作用，同时具有防护、散热和降噪等功能。
刀架是数控车床上刀具的安装和运动部分，包括刀架座、刀架滑架、刀架驱动装置等组成。
刀架座是刀架的安装座，通过各种连接件与床身固定。
刀架滑架负责刀架的移动和定位，可以实现各种切削操作。
刀架驱动装置通过电机驱动刀架的运动，使刀具在工件上进行切削。
进给机构是数控车床的进给系统，包括进给轴、进给伺服装置和进给传动装置等组成。
进给轴负责工件在进给方向上的运动，可以实现不同速度和进给量的控制。
进给伺服装置负责将电机的旋转转化为进给轴的运动，并通过编码器等反馈装置实时监测和控制进给轴的位置和速度。
进给传动装置起到传递动力和运动的作用，一般采用齿轮传动或螺杆传动。
液压系统是数控车床的辅助系统，主要包括液压站、液压缸和液压管路等组成。
液压站负责液压系统的供油和控制，通过油泵将液压油送至液压缸以实现刀架和进给轴等部件的运动。
液压缸负责产生必要的力和压力，通过液压缸的伸缩实现刀架的升降和进给轴的进退。
液压管路起到传递液压油的作用，连接液压站和液压缸等部件。
润滑系统是数控车床的重要辅助系统，负责给各润滑点提供润滑油脂以减少磨损和摩擦，并冷却和清洗工作区域。
润滑系统包括油泵、油箱、油管和润滑装置等组成，通过油泵将润滑油送至润滑点以实现有效的润滑。
数控机床主轴部件结构
数控机床主轴部件结构1.主轴箱体：主轴箱体是主轴部件的主要支撑部分，通常由铸铁或钢板焊接而成。
其主要功能是支撑主轴轴承和主轴电机，并提供刚性和稳定的工作环境。
主轴箱体通常有进给箱和冷却箱两个部分，进给箱用于传送动力和转矩到主轴，而冷却箱则用于散热和冷却主轴。
2.主轴轴承：主轴轴承用于支撑和定位主轴，使其能够高速旋转并承受工作负载。
根据不同的需求，主轴轴承可以分为滚动轴承和滑动轴承两种类型。
滚动轴承主要有角接触球轴承、圆锥滚子轴承和球面滚子轴承等；滑动轴承则有液体静压轴承和磁浮轴承等。
主轴轴承通常由高速钢或陶瓷制成，以提供低摩擦和高刚度的特性。
3.主轴电机：主轴电机用于提供主轴的驱动力和转矩。
根据不同的需求和机床类型，主轴电机可以采用交流电机、直流电机或伺服电机等。
交流电机通常具有较好的响应性和调速性能，而直流电机则提供更高的转矩和速度范围。
伺服电机则结合了交流电机和伺服控制系统，可实现更精确的位置和速度控制。
4.主轴夹头：主轴夹头用于夹持工件或刀具，使其与主轴保持刚性连接。
主轴夹头通常有机械夹头和液压夹头两种类型。
机械夹头通过螺纹、卡盘或夹具等机械结构实现夹紧，适用于一般的加工需求。
液压夹头则通过液压系统提供更高的夹紧力和精确的夹紧位置，适用于高精度加工和重负载切削。
除了以上主要部件，数控机床主轴还可能包括冷却系统、振动补偿系统、联轴器等。
冷却系统用于降低主轴温度，保证加工质量和主轴寿命；振动补偿系统用于抑制主轴振动，提高加工质量和效率；联轴器用于连接主轴电机和主轴轴承，传递动力和转矩。
总之，数控机床主轴部件结构的设计旨在实现稳定高速、高精度的加工要求。
不同的机床和加工需求可能会有不同的主轴结构和配置，但其核心目标都是提供高效的驱动力和承载能力，以满足工业生产的要求。
简述数控机床的结构及组成
简述数控机床的结构及组成一、数控机床的概述数控机床是一种高精度、高效率、高自动化程度的机床，它采用计算机控制系统来实现工件的加工。
与传统机床相比，数控机床具有精度高、生产效率高、操作简单等优点，因此在现代制造业中得到了广泛应用。
二、数控机床的结构数控机床主要由以下几个部分组成：主轴箱、工作台、导轨系统、刀库和液压系统等。
1. 主轴箱主轴箱是数控机床的核心部件，它包含了主轴和主轴驱动装置。
主轴是用来安装刀具并进行加工的部件，而主轴驱动装置则负责带动主轴旋转。
主轴箱通常由铸铁或钢板焊接而成，其内部采用优质滚动轴承或滑动导轨等结构。
2. 工作台工作台是用来固定工件并进行加工的部件。
根据不同的加工需求，工作台可以分为平面式和立式两种类型。
平面式工作台通常用于平面零件加工，而立式工作台则适用于非平面零件的加工。
3. 导轨系统导轨系统是数控机床的重要组成部分，它负责支撑和定位主轴箱、工作台等部件。
导轨系统通常由滚珠丝杠、直线导轨等组成，其精度和刚度直接影响到机床的加工精度和稳定性。
4. 刀库刀库是用来存放刀具的部件，它通常由多个刀柄和一个转盘组成。
不同类型的刀具可以根据需要进行更换，以满足不同的加工需求。
5. 液压系统液压系统是数控机床的动力源，它负责驱动各种液压元件来完成机床各项功能。
液压系统通常包括油泵、油箱、油管等部件，其性能直接影响到机床的运行效率和稳定性。
三、数控机床的组成数控机床由以下几个主要组成部分构成：1. 数控装置数控装置是数控机床最重要的组成部分之一，它负责对加工过程进行监测和控制。
数控装置通常由计算机、数字信号处理器、编码器等组成，可以实现加工参数的自动调整和控制。
2. 伺服系统伺服系统是数控机床的关键部分之一，它负责驱动主轴箱、工作台等部件进行运动。
伺服系统通常由电机、减速器、编码器等组成，其性能直接影响到机床的加工精度和效率。
3. 控制面板控制面板是数控机床的人机交互界面，它负责向操作员提供操作界面和参数设置功能。
数控机床的基本组成与工作原理
数控机床的基本组成与工作原理数控机床是一种通过计算机控制的自动化机械设备，它在现代制造业中起着至关重要的作用。
本文将介绍数控机床的基本组成和工作原理。
一、数控机床的基本组成1. 主机部分：数控机床的主机部分由机床本体、主轴和伺服系统组成。
机床本体是数控机床的主体结构，包括床身、工作台、滑枕等。
主轴是机床用来转动刀具或工件的主要部件。
伺服系统则负责控制主轴和工作台的运动。
2. 数控系统：数控机床的核心部分是数控系统，它由硬件和软件两部分组成。
硬件包括数控装置、输入输出设备和传感器等，而软件则是指数控程序和数控编程软件。
数控系统负责接收和处理指令，控制机床的运动。
3. 刀具系统：数控机床的刀具系统包括刀具、刀柄和刀库等。
刀具是用来加工工件的工具，刀柄则负责固定刀具。
刀库是用来存放刀具的地方，可以根据需要自动更换刀具。
4. 辅助设备：数控机床还需要一些辅助设备来完成加工任务。
常见的辅助设备有冷却液系统、夹具和自动送料装置等。
冷却液系统用来冷却刀具和工件，夹具用来固定工件，而自动送料装置则负责将工件送入机床。
二、数控机床的工作原理数控机床的工作原理可以简单概括为以下几个步骤：1. 编写数控程序：操作人员首先需要编写数控程序，该程序包含了加工工件所需的各种指令和参数。
数控程序可以通过专门的数控编程软件编写，然后通过输入设备输入到数控系统中。
2. 加工准备：在开始加工之前，操作人员需要进行加工准备工作。
这包括选择合适的刀具和夹具，调整机床的工作台和主轴位置，以及设置好冷却液系统和自动送料装置等。
3. 启动数控系统：当加工准备完成后，操作人员可以启动数控系统。
数控系统将根据编写的数控程序，控制机床的运动。
它会发送指令给伺服系统，控制主轴和工作台的运动，同时监测加工过程中的各种参数。
4. 加工工件：一旦数控系统启动，机床就会开始自动加工工件。
数控系统会根据编写的数控程序，控制刀具的进给速度、切削深度和切削速度等。
数控机床的结构组成及组成部分的作用
数控机床的结构组成及组成部分的作用数控机床是指通过数控系统控制机床进行加工的一种机床。
它由许多不同的部件组成，每个部件都有着特定的作用。
本文将详细介绍数控机床的结构组成及各组成部分的作用。
一、数控机床的结构组成数控机床的结构主要包括数控系统、机床本体、执行机构和辅助设备等四个部分。
1. 数控系统：数控系统是数控机床的核心部分，负责接收、解释和处理用户输入的加工程序，并将其转化为机床能够执行的运动控制指令。
数控系统通常由硬件和软件两部分组成。
硬件包括中央处理器、输入输出设备、存储设备等，而软件则包括数控程序编辑器、解释器和运动控制算法等。
数控系统的性能和功能对整个机床的加工精度和效率有着重要影响。
2. 机床本体：机床本体是数控机床的主体部分，用于固定和支撑工件和刀具，实现加工运动。
机床本体通常由床身、工作台、主轴箱、进给机构等组成。
床身是机床的主要支撑结构，用于承载各个部件的安装。
工作台是固定工件的平台，通常可以沿X、Y、Z三个方向进行运动。
主轴箱则用于固定和驱动主轴，实现旋转运动。
进给机构负责控制工作台和主轴的运动，实现加工过程中的进给和进给速度控制。
3. 执行机构：执行机构是数控机床实现加工运动的关键部分，主要包括主轴和进给轴等。
主轴是负责旋转的部件，用于驱动刀具进行切削加工。
进给轴则用于控制工作台和刀具在X、Y、Z轴方向的移动。
执行机构的精度和稳定性对加工质量和效率有着重要影响。
4. 辅助设备：辅助设备主要包括刀库、刀具测量装置、冷却液系统等。
刀库用于存放不同类型的刀具，方便刀具的更换和管理。
刀具测量装置则用于测量刀具的尺寸和磨损情况，以便及时更换和修复。
冷却液系统则用于降低加工过程中的温度，提高加工质量和刀具寿命。
二、各组成部分的作用1. 数控系统的作用：数控系统是数控机床的大脑，它负责接收用户输入的加工程序，并将其转化为机床能够执行的运动控制指令。
数控系统具有高精度、高效率、高稳定性的特点，能够实现复杂的加工过程控制，提高加工精度和生产效率。
数控机床的结构概述
4.3.2主传动机械结构
数控机床机械结构要求：高抗振性 1）强迫振动 使机床产生强迫振动的内部振源有高速转动零部件的动态不平衡力、 往复运动件的换向冲击力、周期变化的切削力等。 2）自激振动 这里是指切削自激振动，也称颤振。如图所示。 3）提高机床抗振性的措施 (1) 减少机床的内部振源 (2) 提高静刚度 (3) 增加构件或结构的阻尼
4.3.2主传动机械结构
主轴部件结构： 数控机床的主轴部件，既要满足精加工时精度较高的要求， 又要具备粗加工时高效切削的能力，因此应有更高的动、静刚度 和抵抗变形的能力。主轴部件主要包括主轴、轴承、传动件和密 封件，对于具有自动换刀能力的数控机床，主轴部件还应有刀具 自动装卸装置、主轴准停装置和吹屑装置等。
当换刀时，在主轴上端油缸的上腔A通入压力 油，活塞12的端部推动拉杆7向下移动，同时压 缩蝶形弹簧11，当拉杆7下移到使双瓣卡爪5的下 端移出套筒14时，在弹簧6的作用下，卡爪张开， 喷气头13将刀柄顶松，刀具即可由机械手拔除。
待机械手将新刀装入后，油缸10的下腔通入 压力油，活塞12向上移，蝶形弹簧伸长将拉杆7 和双瓣卡爪5拉着向上，双瓣卡爪5重新进入套筒 14，将刀柄拉紧。
4.3.2主传动机械结构
数控机床机械结构要求：热变形对加工精度的影响小 数控机床的热变形，是影响加工精度的重要因素。引起机床热变形的 热源主要是机床的内部热源，如主电动机、进给电动机发热，摩擦热以及切 削热等。 减少机床热变形及其影响的措施是： 1）减少机床内部热源和发热量； 2）改善散热和隔热条件； 3）均热； 4）合理设计机床的结构布局，减小热变形对精度的影响； 5）采取热变形补偿措施。
4.2 数控机床的整体布局形式
（1）
图具有可编程尾架座双刀架数控车床。
数控技术数控机床的机械结构
3．滚珠丝杆副间隙的调整（1）
为了保证滚珠丝杠反向传动精度和轴向刚 度，必须消除滚珠丝杆螺母副轴向间隙。消 除间隙的方法常采用双螺母结构，利用两个 螺母的相对轴向位移，使每个螺母中的滚珠 分别接触丝杆滚道的左右两侧。用这种方法 预紧消除轴向间隙时，预紧力一般应为最大 轴向负载的l/3。当要求不太高时，预紧力可 小于此值。
2．斜齿轮传动消除间隙（2）
•轴向垫片调整法 如图所示是斜齿 轮垫片错齿消隙结构。宽齿轮4同时 与两个相同薄片齿轮1和2啮合，薄 片齿轮由平键和轴联接，互相不能 相对回转。斜齿轮1和2的齿形拼装 后一起加工，并与键槽保持确定的 相对位置。装配时在两薄齿轮之间 装入厚度为δ的垫片3，使薄片齿轮 1、2的螺旋线产生错位，其左右两 齿面分别与宽齿轮4的齿贴紧，消除 齿侧间隙。
数控机床的结构特点：
1.动、静刚度高 数控机床要在高速和重负荷条件下工 作，机床的床身、底座等支撑件的 变形都会影响刀架和工件之间的相 对位移，引起加工误差。机床应合 理选择结构形式、合理安排结构布 局、采用补偿变形措施和合理选用 材料来提高支撑件的静刚度和动刚 度。
2.抗震性好
机床工作时可能产生两种形态的振动：强迫振 动和自激振动。
2．斜齿轮传动消除间隙（1）
•基本思想 斜齿轮传动消除侧隙的方法与直 齿圆柱齿轮传动中双片薄齿轮消除间隙的思 路相似，也是用两个薄片齿轮和一个宽齿轮 啮合，只是通过不同的方法使两个薄片齿轮 沿轴向移动合适的距离后，相当于两薄片斜 齿圆柱齿轮的螺旋线错开了一定的角度。两 个齿轮与宽齿轮啮合时分别负责不同的方向 （正向和反向），起到消除侧隙的作用。
同步齿形带传动是一种新型的带传动。他利用齿形带的 齿形与带轮的轮齿依次啮合传递运动和动力，因而兼有带 传动、齿轮传动及链 传动的优点，且无相对滑动，平均 传动比较准确，传动精度高，而且齿形带的强度高、厚度 小、重量轻、故可用于高速传动。
数控加工技术
数控加工技术的发展历程
起源
20世纪40年代，数控技术的概 念开始出现，最初用于军事工
业。
发展
20世纪50年代，数控机床开始 商业化，主要用于汽车工业。
成熟
20世纪80年代，随着计算机技 术的发展，数控加工技术逐渐 成熟并广泛应用于各个领域。
未来趋势
尺寸检测
对加工完成的零件进行尺寸检测，确保符合 图纸要求。
表面质量检测
对加工完成的零件进行表面质量检测，包括 表面粗糙度、波纹度等。
形位公差检测
对加工完成的零件进行形位公差检测，包括 平行度、垂直度、位置度等。
材质检测
对加工完成的零件进行材质检测，确保符合 要求。
04
数控加工编程技术
数控编程的基本概念
实践经验积累
通过实践经验的积累，不 断改进和优化加工程序， 提高加工质量和效率。
05
数控加工技术的发展趋 势与挑战
数控加工技术的发展趋势
智能化
高精度化
复合化
绿色化
随着人工智能和机器学习技 术的快速发展，数控加工技 术正朝着智能化方向发展。 智能化数控加工技术能够实 现自适应加工、智能故障诊 断和预测，提高加工过程的 自动化和智能化水平。
复合化与多轴联动 加工
为了满足复杂零件的加工需求， 数控加工技术将进一步实现复合 化与多轴联动加工。复合化与多 轴联动加工将进一步提高加工效 率和加工质量，缩短产品研发周 期。
04
绿色化与可持续发 展
随着环保意识的不断提高，数控 加工技术将进一步追求绿色化与 可持续发展。绿色化与可持续发 展将进一步减少加工过程中的能 源消耗和环境污染，实现经济、 社会和环境的协调发展。
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标准
Y
Z
X
Y
Z’ X’
• 数控机床的机械结构
一、数控机床的机械结构组成
☆ 机床基础部件，如床身、底座、立柱、工作台等； ☆ 主传动系统； ☆ 进给传动系统； ☆ 实现某些部件动作和辅助功能的系统和装置，如液压、气动、润滑、冷 却等系统和排屑、防护装置、自动换刀等装置； ☆ 工件实现回转、定位装置和附件，如数控回转工作台； ☆ 特殊功能装置，如刀具破损监控、精度检测和监控装置
◇多坐标数控机床：四坐标以上的数控机床
九、数控机床的坐标系
★规定：
1．右手直角笛卡尔坐标系 2．编程时，不论机床在加工时是刀具移动还是被加工工件移动，都一律假设 被加工工件相对静止不动，而是刀具在运动 3．确定机床的标准坐标系时，若工件固定不动，刀具移动，坐标系正方向字 母不带“”，反之，则正方向字母带“” 4．传送切削动力的主轴作为Z轴，刀具远离工件的方向作为坐标的正方向
滚珠丝杠螺母副的特点
1）摩擦损失小，传动效率高，滚珠丝杠副的传动效率可达92%—98%，是普通丝 杠传动的3～4倍； 2）传动灵敏，运动平稳，低速时无爬行； 3）滚珠丝杠螺母副滚珠与丝杠、螺母之间基本上是滚动摩擦，其动、静摩擦系数 基本相等，并且很小，移动精度和定位精度高； 4）使用寿命长； 5）轴向刚度高，滚珠丝杠螺母副可以完全消除间隙传动，并可预紧； 6）具有传动的可逆性； 7）不能实现自锁，当用于垂直位置时，必须加有制动装置； 8）制造工艺复杂，成本高。
1986年打入国际市场。
五、我国的数控生产厂家分布
•
当前，我国的数控机床生产厂家主要集中在4个地区：东北地区（包括沈阳机床
厂，齐齐哈尔机床厂等）、西北地区（包括宁夏小巨人集团公司，大河机床厂，长城
机床厂，青海第一机床厂等）、西南地区（包括昆明机床厂，四川等地的小型机床
。 厂）、东南沿海地区（主要是依赖台湾进口产品和韩国产品）
• 第四代：1970-1974 大规模集成电路和小型计算机 • 第五代：1974- 微处理器或微型机
软数控系统
• 注意：计算机的发展阶段
三、数控机床的加工对象及特点
1． 加工对象 1）形状复杂的零件 2）精密（精度高的零件）
普通车床加工精度7-8级，粗糙度Ra1.6；数控车床加工精度5-6级，粗糙度Ra0.8
◇半闭环数控机床
八、数控机床的分类
☆按控制运动轨迹分类 ◇点位控制
◇轮廓控制
◇直线控制
图 3-7 直线和曲线用折线逼近
直线控制和轮廓控制的根本区别 是前者没有插补器
八、数控机床的分类
☆、按工艺用途分类 ◇金属切削类数控机床 ◇金属成型类数控机床 ◇数控加工特种机床
☆、按功能分类 ◇经济型数控机床 ◇全功能型数控机床 ◇精密型数控机床
★ 数控技术是指用数字量及字符发出指令并实现自动控制的技术。它已成为制造 业实现自动化、柔性化、集成化生产的基础技术。计算机辅助设计与制造 CAD/CAM、柔性制造系统FMS、计算机集成制造系统CIMS、敏捷制造AM和智能 制造IM等先进制造技术都是建立在数控技术基础上。
★ 数控机床是指采用数字控制技术对机床的加工过程进行自动控制的一类机床。
九、数控机床的坐标系
★命名：
右手的拇指、食指、中指互相垂直，三个手指分别指向X、Y、Z；此外，
当绕坐标轴轴线旋转时，分别用字母A、B、C表示，转动的方向用右手定则
确定。
Y
B A X
C
Z
九、数控机床的坐标系
★机床坐标系的确定方法 ： 总原则：先Z，再X，后Y
1．Z轴 一般选取产生切削力的轴线方向作为Z轴正方向 1）对于有主轴的机床，如车、铣则选择机床主轴轴线作为Z轴的正方向 2）对没有主轴的机床，如刨床，则以与装拆工件的工作台面相垂直的直线 作为Z轴方向 3）如果机床有多个主轴，则选择其中一个与工件工作台面相垂直的主轴为 主要主轴，并以它确定Z轴正方向 4）刀具远离工件的方向作为Z坐标的正方向
四、数控机床的换刀装置及刀库
☆ 回转刀架自动换刀装置
电动机11通电时，蜗轮5转动。蜗轮内孔有螺纹，与轴 6上的螺纹配合。这时轴6不能回转，当蜗轮转动时， 使得轴6沿轴向向左移动，因为刀架1与轴6、活动鼠牙 盘2是固定在一起的，所以刀盘和鼠牙盘也向左移动， 鼠牙盘2和3脱开。在轴6上有两个对称槽，内装滑块4， 在鼠牙盘脱开后，蜗轮转到一定角度与蜗轮固定在一起 的圆盘14上的凸起便碰到滑块4，蜗轮便通过14上的凸 块带动滑块4，连同轴6、刀盘一起进行转位。当转到 要求位置之后，刷形选位器发出信号，使电动机反转， 圆盘14上的凸块与滑块脱离，不再带动轴6转动，蜗轮 与轴6上的螺纹使轴6右移，鼠牙盘2、3结合定位，电 磁制动器通电，维持电动机轴上的反转力矩，以保证鼠 牙盘之间有一定的压紧力。最后电动机断电，同时轴6 右端的小轴13压下微动开关12，发出转位结束信号。 刀架的选位由刷形选位器进行选位。松开、加紧位置检 测则由微动开关12实行。
数控机床的组成：
控制介质 （信息载体）
计算机 数控装置
伺服系统 辅助控制
机床 本体
反馈系统
位置检测 速度检测
适应控制
过程检测
1．控制介质 用于记载各种加工信息，以控制机床的运动。
2．数控装置 数控装置是数控机床的核心。
3．伺服系统 1）伺服系统是数控系统的执行部分。 2）脉冲当量的概念：相对于每一个脉冲信号机床部件的位移量 3）伺服系统的组成：伺服控制电路、功率放大电路、伺服电动机
Technology）开始研制数控机床。
•
1952年研制出世界上第一台具有信息存储和信息处理功能的新型机床，
即数控机床，该机床是三坐标联动的数控立式铣床，综合运用了微电子技术、
计算机技术、展的五个阶段
• 第一代：1952-1959 采用电子管元件 （体积大） • 第二代：1959-1965 晶体管元件（半导体，体积小、数量多、性能好） 硬数控系统 • 第三代：1965-1970 集成电路（稳定、可靠）
九、数控机床的坐标系
★机床坐标系的确定方法 ：
2．X轴 X轴一般位于与工件安装面平行的水平面内，与z轴垂直 1）对于机床主轴带动工件旋转的机床，如车、磨，在水平面内，取垂直于 工件旋转轴线的方向为X轴，刀具远离工件的方向作为坐标的正方向 2）对于刀具旋转的机床，当主轴水平时，如卧式铣床、卧式镗床，人面对 主轴，选定主轴左侧方向为X轴正向；当主轴竖直时，如立式铣床，人面对 主轴，选定主轴右侧方向为X轴正向 3）对于无主轴的机床，如刨床，则选定切削方向为X轴正方向
1--导轨体 2—侧面密封垫 3—保持器 4—承载球列 5—端部密封垫 6—端盖 7—滑块 8—润滑油环
2 滚动导轨块 用滚动体进行循环运动，滚动体 为滚珠或滚柱，承载能力和刚度 都比直线滚动导轨高，但摩擦系 数略大，多用于中等负荷导轨。 滚动导轨块由专业厂生产，有各 种规格、型式供用户选用
1—固定螺钉；2—导轨块；3—动导轨体；4—滚动体；5—支撑导轨；6、7—带返回槽挡板
西北地区
东北地区
西南地区
东南沿海地区
六、当前我国所用数控系统
• 国外： • FANUC、SIEMENS、 MAZAK、 NUM、FAGOR等。
• 国内： • 华中数控、广州数控、KND、蓝天数控等。
七、数控机床的组成及工作原理
★ 数字控制是一种借助数字、字符或其他符号对某一工作过程（如加工、测量、 装配等）进行可编程控制的自动化方法，简称数控（NC）。
☆ 滚珠丝杠螺母副
在丝杠和螺母上加工有弧形螺旋槽，当把他们套装在一起时形成螺旋通道，并且滚 道内填满滚珠。当丝杠相对于螺母旋转时，两者发生轴向位移，而滚珠则可沿着滚 道流动，按照滚珠返回的方式不同可以分为内循环式和外循环式两种方式。内循环 方式带有反向器，返回的滚珠经过反向器和丝杠外圆返回。外循环式的螺母旋转槽 的两端有回珠管连接起来，返回的滚珠不与丝杠外圆相接触，滚珠可以做周而复始 的循环运动，在管道的两端还能起到挡珠的作用，用以避免滚珠沿滚道滑出。
九、数控机床的坐标系
★机床坐标系的确定方法 ： 3．Y轴 用右手笛卡尔坐标系确定 4．附加坐标系 与坐标系相平行的辅助坐标系分别用U、V、W表示。
九、数控机床的坐标系
★机床坐标系的确定实例 ： 数控车床 数控车床的主轴即为Z轴， 方向为从三抓卡盘的中心 指向顶尖；X轴是水平方 向，指向操作者。数控车 床无Y轴 标准 X
• 数控加工概述
一、数控机床的产生
•
二次世界大战以后，美国在研制直升飞机叶片轮廓检查用样板的机床时，
提出了数控机床的最初设想。
•
1948年，美国帕森斯（Parsons）公司和麻省理工学院的伺服机构研究
所（Servo Mechanism Laboratory of the Massachusetts Institute of
4．辅助控制装置 是指机床的冷却、换刀、自动送料等装置。
5．反馈系统 6．适应控制 7．机床本体
数控机床的工作原理
机床移动部件
工 件
控制介质
数 脉冲指令 控
伺 服
（X工作台）
工
图
系
系
件
样 输入装置 统
统
机床移动部件
（Y工作台）
八、数控机床的分类
☆ 按控制方式分类 ◇ 开环控制数控机床
◇闭环控制数控机床
z
X
z
Z X
Y
九、数控机床的坐标系
★数控车床坐标系 ：
x z
九、数控机床的坐标系
Z ★机床坐标系的确定实例 ：
数控立铣床
数控立铣床的主轴即为Z轴，
竖直向上为正，人面对主轴，
水平向右为X轴，Y轴从主
Y
轴指向立柱
标准
Z
X’
Y
X
九、数控机床的坐标系