數(shù)控加工編程及操作 ch01 數(shù)控加工系統(tǒng)

1、http:/ http:/ http:/ 數(shù)控加工及其特點數(shù)控加工及其特點 n1.2 數(shù)控機(jī)床的工作原理及性能指標(biāo)數(shù)控機(jī)床的工作原理及性能指標(biāo) n1.3 數(shù)控機(jī)床的典型機(jī)械結(jié)構(gòu)數(shù)控機(jī)床的典型機(jī)械結(jié)構(gòu) n1.4 數(shù)控刀具系統(tǒng)數(shù)控刀具系統(tǒng) n1.5 夾具及對刀工具簡介夾具及對刀工具簡介 n1.6 數(shù)控加工技術(shù)的發(fā)展數(shù)控加工技術(shù)的發(fā)展 n1.7 實訓(xùn)實訓(xùn) n1.8 習(xí)習(xí) 題題 http:/ Control，NC)機(jī)床。在數(shù)控機(jī)床上加工零件時，一般是先編寫零機(jī)床。在數(shù)控機(jī)床上加工零件時，一般是先編寫零件加工程序單，即用程序規(guī)定零件加工的路線和工藝參數(shù)件加工程序單，即用程序規(guī)定零件加工的路線和工藝參數(shù)(

2、如主軸轉(zhuǎn)速、切削速如主軸轉(zhuǎn)速、切削速度等度等)，數(shù)控系統(tǒng)根據(jù)加工程序自動控制機(jī)床的運動，將零件加工出來，區(qū)別于，數(shù)控系統(tǒng)根據(jù)加工程序自動控制機(jī)床的運動，將零件加工出來，區(qū)別于傳統(tǒng)加工方式中的依靠手工操作控制機(jī)床運動。傳統(tǒng)加工方式中的依靠手工操作控制機(jī)床運動。n數(shù)控加工經(jīng)歷了半個多世紀(jì)的發(fā)展，已成為應(yīng)用于當(dāng)代各個制造領(lǐng)域的先進(jìn)制數(shù)控加工經(jīng)歷了半個多世紀(jì)的發(fā)展，已成為應(yīng)用于當(dāng)代各個制造領(lǐng)域的先進(jìn)制造技術(shù)的基礎(chǔ)。數(shù)控加工的最大特征有兩點：一是可以極大地提高精度，包括造技術(shù)的基礎(chǔ)。數(shù)控加工的最大特征有兩點：一是可以極大地提高精度，包括加工質(zhì)量精度及加工時間誤差精度。因為加工零件的質(zhì)量及加工時間是由數(shù)控

3、加工質(zhì)量精度及加工時間誤差精度。因為加工零件的質(zhì)量及加工時間是由數(shù)控程序決定而不是由機(jī)床操作人員決定的，所以可以穩(wěn)定加工質(zhì)量，保持加工零程序決定而不是由機(jī)床操作人員決定的，所以可以穩(wěn)定加工質(zhì)量，保持加工零件質(zhì)量的一致；二是可以極大地改善勞動條件。具體地說，數(shù)控加工具有如下件質(zhì)量的一致；二是可以極大地改善勞動條件。具體地說，數(shù)控加工具有如下優(yōu)點。優(yōu)點。n(1)可以加工具有復(fù)雜型面的工件。在數(shù)控機(jī)床上，所加工零件的形狀主要取可以加工具有復(fù)雜型面的工件。在數(shù)控機(jī)床上，所加工零件的形狀主要取決于加工程序，因此，只要能編寫出程序，無論工件形狀多么復(fù)雜都能加工。決于加工程序，因此，只要能編寫出程序，無論工

4、件形狀多么復(fù)雜都能加工。http:/ http:/ 數(shù)控機(jī)床組成及工作原理數(shù)控機(jī)床組成及工作原理 u1.2.2 數(shù)控機(jī)床的分類及性能指標(biāo)數(shù)控機(jī)床的分類及性能指標(biāo) http:/ http:/ 某數(shù)控機(jī)床整體外形圖1操縱面板；2主軸及卡盤；3轉(zhuǎn)塔刀架；4防護(hù)窗；5自動排屑裝置；6導(dǎo)軌 http:/ http:/ 數(shù)控機(jī)床組成框圖 http:/ 程序輸入程序輸入n數(shù)控程序是以特定代碼表示的零件加工工藝過程，程序輸入就是把數(shù)控數(shù)控程序是以特定代碼表示的零件加工工藝過程，程序輸入就是把數(shù)控加工程序通過某種裝置和方式輸送到數(shù)控裝置中，最初數(shù)控加工程序的加工程序通過某種裝置和方式輸送到數(shù)控裝置中，最初數(shù)控加

5、工程序的輸入是用紙帶、磁帶及其相應(yīng)的閱讀機(jī)實現(xiàn)的，現(xiàn)在普遍應(yīng)用的是鍵盤輸入是用紙帶、磁帶及其相應(yīng)的閱讀機(jī)實現(xiàn)的，現(xiàn)在普遍應(yīng)用的是鍵盤直接輸入、磁盤輸入、串口以及以太網(wǎng)通信方式直接輸入、磁盤輸入、串口以及以太網(wǎng)通信方式 輸入。輸入。n鍵盤直接輸入，就是把編好的數(shù)控程序用手工通過鍵盤輸入到數(shù)控裝置鍵盤直接輸入，就是把編好的數(shù)控程序用手工通過鍵盤輸入到數(shù)控裝置內(nèi)，這種方法的弊病是效率低、占用機(jī)時長、易出錯。內(nèi)，這種方法的弊病是效率低、占用機(jī)時長、易出錯。n利用串行端口以及以太網(wǎng)通信方式輸入數(shù)控加工程序正越來越得到廣泛利用串行端口以及以太網(wǎng)通信方式輸入數(shù)控加工程序正越來越得到廣泛的應(yīng)用，它是實現(xiàn)數(shù)控機(jī)

6、床聯(lián)網(wǎng)以及計算機(jī)集成制造所必需的途徑。的應(yīng)用，它是實現(xiàn)數(shù)控機(jī)床聯(lián)網(wǎng)以及計算機(jī)集成制造所必需的途徑。 http:/ 數(shù)控系統(tǒng)數(shù)控系統(tǒng)n一般地說，數(shù)控系統(tǒng)由操作面板、輸入輸出接口、數(shù)控裝置、可編程控制器、伺服驅(qū)動系一般地說，數(shù)控系統(tǒng)由操作面板、輸入輸出接口、數(shù)控裝置、可編程控制器、伺服驅(qū)動系統(tǒng)組成。統(tǒng)組成。n(1)操作面板操作面板n一般的數(shù)控系統(tǒng)操作面板劃分為顯示器、一般的數(shù)控系統(tǒng)操作面板劃分為顯示器、NC鍵盤、功能鍵、機(jī)床控制面板。鍵盤、功能鍵、機(jī)床控制面板。NC鍵盤用于鍵盤用于零件程序的編制、參數(shù)輸入、零件程序的編制、參數(shù)輸入、MDI及系統(tǒng)管理操作等；功能鍵中的每個功能包括不同的操及系統(tǒng)管理操

7、作等；功能鍵中的每個功能包括不同的操作菜單，采用層次結(jié)構(gòu)；機(jī)床控制面板用于直接控制機(jī)床的動作或加工過程。有的數(shù)控機(jī)作菜單，采用層次結(jié)構(gòu)；機(jī)床控制面板用于直接控制機(jī)床的動作或加工過程。有的數(shù)控機(jī)床還有床還有“手輪手輪”，它由手搖脈沖發(fā)生器、坐標(biāo)軸選擇開關(guān)組成。，它由手搖脈沖發(fā)生器、坐標(biāo)軸選擇開關(guān)組成。n(2)輸入輸出裝置輸入輸出裝置n輸入裝置可將不同加工信息傳遞給數(shù)控系統(tǒng)計算機(jī)的存儲單元。在數(shù)控機(jī)床產(chǎn)生的初期，輸入裝置可將不同加工信息傳遞給數(shù)控系統(tǒng)計算機(jī)的存儲單元。在數(shù)控機(jī)床產(chǎn)生的初期，輸入裝置為穿孔紙帶，現(xiàn)已趨于淘汰；目前使用的鍵盤、磁盤等，大大方便了信息輸入工輸入裝置為穿孔紙帶，現(xiàn)已趨于淘汰

8、；目前使用的鍵盤、磁盤等，大大方便了信息輸入工作。作。n輸出裝置指輸出系統(tǒng)內(nèi)部的工作參數(shù)輸出裝置指輸出系統(tǒng)內(nèi)部的工作參數(shù)(含機(jī)床正常、理想工作狀態(tài)下的原始參數(shù)，故障診含機(jī)床正常、理想工作狀態(tài)下的原始參數(shù)，故障診斷參數(shù)等斷參數(shù)等)，一般在機(jī)床剛進(jìn)入工作狀態(tài)時需輸出這些參數(shù)作記錄保存，待工作一段時間，一般在機(jī)床剛進(jìn)入工作狀態(tài)時需輸出這些參數(shù)作記錄保存，待工作一段時間后，再將輸出與原始記錄資料作比較、對照，可幫助判斷機(jī)床工作是否維持正常。后，再將輸出與原始記錄資料作比較、對照，可幫助判斷機(jī)床工作是否維持正常。n(3)數(shù)控裝置數(shù)控裝置n數(shù)控裝置是數(shù)控機(jī)床的運算和控制系統(tǒng)，完成所有加工數(shù)據(jù)的處理、計算工

9、作，最終實現(xiàn)數(shù)控裝置是數(shù)控機(jī)床的運算和控制系統(tǒng)，完成所有加工數(shù)據(jù)的處理、計算工作，最終實現(xiàn)對數(shù)控機(jī)床各功能的指揮工作。一般由輸入輸出接口、存儲器、控制器、運算器及相應(yīng)的對數(shù)控機(jī)床各功能的指揮工作。一般由輸入輸出接口、存儲器、控制器、運算器及相應(yīng)的軟件等組成。軟件等組成。http:/ system)包括驅(qū)動單元和伺服電機(jī)，是一種以機(jī)械位包括驅(qū)動單元和伺服電機(jī)，是一種以機(jī)械位置或角度作為控制對象的自動控制系統(tǒng)。它是把來自數(shù)控裝置的脈沖信號經(jīng)驅(qū)動單元放大置或角度作為控制對象的自動控制系統(tǒng)。它是把來自數(shù)控裝置的脈沖信號經(jīng)驅(qū)動單元放大后給電機(jī)，帶動機(jī)床移動部件的運動，使工作臺后給電機(jī)，帶動機(jī)床移動部件的

10、運動，使工作臺(或溜板或溜板)精確定位或按規(guī)定的軌跡作嚴(yán)格精確定位或按規(guī)定的軌跡作嚴(yán)格的相對運動，以加工出符合圖紙要求的零件。對于數(shù)控機(jī)床，如果說的相對運動，以加工出符合圖紙要求的零件。對于數(shù)控機(jī)床，如果說CNC裝置是數(shù)控機(jī)床裝置是數(shù)控機(jī)床的的“大腦大腦”，是發(fā)布，是發(fā)布“命令命令”的的“指揮機(jī)構(gòu)指揮機(jī)構(gòu)”，那么伺服驅(qū)動系統(tǒng)便是數(shù)控機(jī)床的，那么伺服驅(qū)動系統(tǒng)便是數(shù)控機(jī)床的“四四肢肢”，是一種，是一種“執(zhí)行機(jī)構(gòu)執(zhí)行機(jī)構(gòu)”，準(zhǔn)確地執(zhí)行由，準(zhǔn)確地執(zhí)行由CNC裝置發(fā)出的運動命令。如圖裝置發(fā)出的運動命令。如圖1.3所示是某所示是某伺服進(jìn)給驅(qū)動單元和伺服電機(jī)。伺服進(jìn)給驅(qū)動單元和伺服電機(jī)。n數(shù)控裝置每發(fā)出一個

11、脈沖，伺服系統(tǒng)驅(qū)動機(jī)床運動部件沿某一坐標(biāo)軸進(jìn)給一步，產(chǎn)生一定數(shù)控裝置每發(fā)出一個脈沖，伺服系統(tǒng)驅(qū)動機(jī)床運動部件沿某一坐標(biāo)軸進(jìn)給一步，產(chǎn)生一定的位移量，這個位移量稱之為脈沖當(dāng)量。常用的脈沖當(dāng)量為每脈沖的位移量，這個位移量稱之為脈沖當(dāng)量。常用的脈沖當(dāng)量為每脈沖0.0010.01mm。顯。顯然，數(shù)控裝置發(fā)出的脈沖數(shù)量決定了機(jī)床移動部件的位移量，而單位時間內(nèi)發(fā)出的脈沖數(shù)然，數(shù)控裝置發(fā)出的脈沖數(shù)量決定了機(jī)床移動部件的位移量，而單位時間內(nèi)發(fā)出的脈沖數(shù)(即脈沖頻率即脈沖頻率)則決定了部件的移動速度。則決定了部件的移動速度。 http:/ 伺服進(jìn)給驅(qū)動單元和伺服電機(jī)http:/ 機(jī)床本體機(jī)床本體n數(shù)控機(jī)床的本體

12、，包括床身、主軸、進(jìn)給傳動機(jī)構(gòu)等機(jī)械部件。數(shù)控機(jī)床的本體，包括床身、主軸、進(jìn)給傳動機(jī)構(gòu)等機(jī)械部件。n數(shù)控機(jī)床是在普通機(jī)床的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，但也作了許多改動和提高，數(shù)控機(jī)床是在普通機(jī)床的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，但也作了許多改動和提高，如采用輕巧的滾珠絲杠進(jìn)行傳動，采用滾珠導(dǎo)軌或貼塑導(dǎo)軌消除爬行，如采用輕巧的滾珠絲杠進(jìn)行傳動，采用滾珠導(dǎo)軌或貼塑導(dǎo)軌消除爬行，采用帶有刀庫及機(jī)械手的自動換刀裝置來實現(xiàn)自動快速換刀，以及采用采用帶有刀庫及機(jī)械手的自動換刀裝置來實現(xiàn)自動快速換刀，以及采用高性能的主軸系統(tǒng)，并努力提高機(jī)械結(jié)構(gòu)的動剛度和阻尼精度等。高性能的主軸系統(tǒng)，并努力提高機(jī)械結(jié)構(gòu)的動剛度和阻尼精度等。n在機(jī)床

13、加工過程中，如何減少切削熱量對加工精度的影響是極為關(guān)鍵的在機(jī)床加工過程中，如何減少切削熱量對加工精度的影響是極為關(guān)鍵的一個問題，對加工精度和速度要求都較高的數(shù)控機(jī)床來說更是如此。為一個問題，對加工精度和速度要求都較高的數(shù)控機(jī)床來說更是如此。為了減小熱變形，數(shù)控機(jī)床常采取以下措施：采用熱對稱結(jié)構(gòu)及熱平衡措了減小熱變形，數(shù)控機(jī)床常采取以下措施：采用熱對稱結(jié)構(gòu)及熱平衡措施；對于發(fā)熱部件施；對于發(fā)熱部件(如主軸箱、靜壓導(dǎo)軌液壓油等如主軸箱、靜壓導(dǎo)軌液壓油等)采取散熱、風(fēng)冷、液采取散熱、風(fēng)冷、液冷等控制溫升；對切削部位采取強冷措施；專門采用熱位移補償，即預(yù)冷等控制溫升；對切削部位采取強冷措施；專門采用熱

14、位移補償，即預(yù)測熱變形規(guī)律建立數(shù)學(xué)模型存入計算機(jī)，來進(jìn)行實時補償。測熱變形規(guī)律建立數(shù)學(xué)模型存入計算機(jī)，來進(jìn)行實時補償。http:/ 編制加工程序。把機(jī)床加工過程中所需的全部指令信息，都用數(shù)字編制加工程序。把機(jī)床加工過程中所需的全部指令信息，都用數(shù)字化的代碼來表示，由編程人員編制成規(guī)定的加工程序，這些指令信息包化的代碼來表示，由編程人員編制成規(guī)定的加工程序，這些指令信息包括加工過程所需的各種操作括加工過程所需的各種操作(如主軸變速、主軸啟動和停止、工件夾緊如主軸變速、主軸啟動和停止、工件夾緊與松開、選擇刀具與換刀、刀架或工作臺轉(zhuǎn)位、進(jìn)刀與退刀、冷卻液開與松開、選擇刀具與換刀、刀架或工作臺轉(zhuǎn)位、進(jìn)

15、刀與退刀、冷卻液開關(guān)等關(guān)等)、機(jī)床各部件的動作順序以及刀具與工件之間的相對位移量等。、機(jī)床各部件的動作順序以及刀具與工件之間的相對位移量等。n(2) 程序輸入并校驗。把程序輸入數(shù)控裝置后，通過校驗運行操作并結(jié)程序輸入并校驗。把程序輸入數(shù)控裝置后，通過校驗運行操作并結(jié)合刀具軌跡顯示功能，對程序進(jìn)行檢查。合刀具軌跡顯示功能，對程序進(jìn)行檢查。n(3) 加工零件。通過對機(jī)床的正確操作，加工出所需的工件。在此過程加工零件。通過對機(jī)床的正確操作，加工出所需的工件。在此過程中，數(shù)控裝置根據(jù)這些指令信息進(jìn)行運算與處理，不斷地發(fā)出各種指令，中，數(shù)控裝置根據(jù)這些指令信息進(jìn)行運算與處理，不斷地發(fā)出各種指令，控制機(jī)床

16、的伺服系統(tǒng)和其他執(zhí)行元件控制機(jī)床的伺服系統(tǒng)和其他執(zhí)行元件(如電磁鐵、液壓缸等如電磁鐵、液壓缸等)動作，自動動作，自動地完成預(yù)定的工作。地完成預(yù)定的工作。http:/ 數(shù)控機(jī)床的分類n數(shù)控機(jī)床種類繁多，主要分類方法如下。數(shù)控機(jī)床種類繁多，主要分類方法如下。n1)按加工工藝范圍分類按加工工藝范圍分類n可分為可分為3種。金屬切削類：數(shù)控車床、數(shù)控銑床、數(shù)控磨床等；金屬成種。金屬切削類：數(shù)控車床、數(shù)控銑床、數(shù)控磨床等；金屬成型類：型類：數(shù)控壓力機(jī)數(shù)控壓力機(jī)、數(shù)控沖床數(shù)控沖床、數(shù)控折彎機(jī)數(shù)控折彎機(jī)等；特種加工類：等；特種加工類：NC線切線切割機(jī)床割機(jī)床、NC電火花成型機(jī)床電火花成型機(jī)床、數(shù)控激光切割機(jī)數(shù)

17、控激光切割機(jī)等。等。n2)按機(jī)床有無自動換刀裝置分類按機(jī)床有無自動換刀裝置分類n可分為普通數(shù)控機(jī)床和加工中心。普通數(shù)控機(jī)床可分為普通數(shù)控機(jī)床和加工中心。普通數(shù)控機(jī)床包括數(shù)控車床包括數(shù)控車床 數(shù)控銑床數(shù)控銑床、數(shù)控磨床等；加工中心包括數(shù)控磨床等；加工中心包括立式加工中心立式加工中心(如圖如圖1.4所示所示)、臥式加工中臥式加工中心、車削加工中心心、車削加工中心(如圖如圖1.5所示所示)、磨削中心等。加工中心與一般的數(shù)、磨削中心等。加工中心與一般的數(shù)控機(jī)床相比，其主要特點是帶有一個容量較大的刀庫控機(jī)床相比，其主要特點是帶有一個容量較大的刀庫(可容納的刀具數(shù)可容納的刀具數(shù)量一般為量一般為10120把

18、把)和自動換刀裝置。和自動換刀裝置。http:/ http:/ 立式加工中心1刀庫；2機(jī)械手；3主軸；4操作面板；5數(shù)控轉(zhuǎn)臺；6工件；7排屑桶 http:/ 車削加工中心1動力刀架；2第二主軸；3轉(zhuǎn)塔刀架；4主軸http:/ n閉環(huán)控制數(shù)控機(jī)床閉環(huán)控制數(shù)控機(jī)床(如圖如圖1.8所示所示)。這類機(jī)床采用閉環(huán)伺服系統(tǒng)，通常由直流伺服。這類機(jī)床采用閉環(huán)伺服系統(tǒng)，通常由直流伺服電機(jī)電機(jī)(或交流伺服電機(jī)或交流伺服電機(jī))、變速齒輪、絲杠螺母副和位移檢測裝置組成。從理論上講，這類、變速齒輪、絲杠螺母副和位移檢測裝置組成。從理論上講，這類機(jī)床運動部件的位移精度主要決定于檢測裝置的檢測精度，而與機(jī)床傳動鏈的精度無

19、關(guān)。機(jī)床運動部件的位移精度主要決定于檢測裝置的檢測精度，而與機(jī)床傳動鏈的精度無關(guān)。n半閉環(huán)控制數(shù)控機(jī)床半閉環(huán)控制數(shù)控機(jī)床(如圖如圖1.9所示所示)。這類機(jī)床的伺服系統(tǒng)也屬于閉環(huán)控制的范疇，。這類機(jī)床的伺服系統(tǒng)也屬于閉環(huán)控制的范疇，只是位移檢測裝置不是裝在機(jī)床的工作臺上，而是裝在傳動絲杠或伺服電機(jī)軸上。由于絲只是位移檢測裝置不是裝在機(jī)床的工作臺上，而是裝在傳動絲杠或伺服電機(jī)軸上。由于絲杠螺母副等傳動機(jī)構(gòu)不在控制環(huán)內(nèi)，它們的誤差不能進(jìn)行校正，因此這種機(jī)床的精度不及杠螺母副等傳動機(jī)構(gòu)不在控制環(huán)內(nèi)，它們的誤差不能進(jìn)行校正，因此這種機(jī)床的精度不及閉環(huán)控制數(shù)控機(jī)床高。閉環(huán)控制數(shù)控機(jī)床高。n混合環(huán)控制數(shù)控機(jī)

20、床。它是將上述三種形式有選擇地集中起來，特別適用于大型數(shù)混合環(huán)控制數(shù)控機(jī)床。它是將上述三種形式有選擇地集中起來，特別適用于大型數(shù)控機(jī)床，因為大型數(shù)控機(jī)床需要較高的進(jìn)給速度和返回速度，又需要相當(dāng)高的精度，如采控機(jī)床，因為大型數(shù)控機(jī)床需要較高的進(jìn)給速度和返回速度，又需要相當(dāng)高的精度，如采用全閉環(huán)控制，機(jī)床傳動鏈和工作臺全置于控制環(huán)中，因素十分復(fù)雜，難以調(diào)試穩(wěn)定?，F(xiàn)用全閉環(huán)控制，機(jī)床傳動鏈和工作臺全置于控制環(huán)中，因素十分復(fù)雜，難以調(diào)試穩(wěn)定?，F(xiàn)在采用半閉環(huán)和閉環(huán)系統(tǒng)混合控制方式的數(shù)控機(jī)床越來越多。在采用半閉環(huán)和閉環(huán)系統(tǒng)混合控制方式的數(shù)控機(jī)床越來越多。http:/ 開環(huán)伺服系統(tǒng) http:/ 閉環(huán)伺服系

21、統(tǒng) http:/ 半閉環(huán)伺服系統(tǒng) http:/ 數(shù)控機(jī)床的主要性能指標(biāo)n1)數(shù)控機(jī)床的精度指標(biāo)數(shù)控機(jī)床的精度指標(biāo) n定位精度：是指數(shù)控機(jī)床工作臺等移動部件在確定的終點所達(dá)到的實際位置的精度。定位誤差：定位精度：是指數(shù)控機(jī)床工作臺等移動部件在確定的終點所達(dá)到的實際位置的精度。定位誤差：移動部件實際位置與理想位置之間的誤差。定位誤差包括伺服系統(tǒng)、檢測系統(tǒng)、進(jìn)給系統(tǒng)等誤差。定移動部件實際位置與理想位置之間的誤差。定位誤差包括伺服系統(tǒng)、檢測系統(tǒng)、進(jìn)給系統(tǒng)等誤差。定位誤差直接影響零件加工的位置精度。位誤差直接影響零件加工的位置精度。n重復(fù)定位精度：是指在同一臺數(shù)控機(jī)床上，應(yīng)用相同程序相同代碼加工一批零件

22、，所得到的連重復(fù)定位精度：是指在同一臺數(shù)控機(jī)床上，應(yīng)用相同程序相同代碼加工一批零件，所得到的連續(xù)結(jié)果的一致程度。它是一項非常重要的性能指標(biāo)。續(xù)結(jié)果的一致程度。它是一項非常重要的性能指標(biāo)。n2)分辨度與脈沖當(dāng)量分辨度與脈沖當(dāng)量 n分辨度：是可以控制的最小位移增量，即數(shù)控裝置每發(fā)出一個脈沖信號，反映到機(jī)床移動部件上的移分辨度：是可以控制的最小位移增量，即數(shù)控裝置每發(fā)出一個脈沖信號，反映到機(jī)床移動部件上的移動量，一般稱為脈沖當(dāng)量。脈沖當(dāng)量越小，數(shù)控機(jī)床的加工精度和表面質(zhì)量越高。目前：動量，一般稱為脈沖當(dāng)量。脈沖當(dāng)量越小，數(shù)控機(jī)床的加工精度和表面質(zhì)量越高。目前：n普通數(shù)控機(jī)床的脈沖當(dāng)量一般采用普通數(shù)控

23、機(jī)床的脈沖當(dāng)量一般采用0.001mm；n簡易數(shù)控機(jī)床的脈沖當(dāng)量一般采用簡易數(shù)控機(jī)床的脈沖當(dāng)量一般采用0.01mm；n精密或超精密數(shù)控機(jī)床的脈沖當(dāng)量采用精密或超精密數(shù)控機(jī)床的脈沖當(dāng)量采用0.0001mm。n3)數(shù)控機(jī)床的可控軸數(shù)與聯(lián)動軸數(shù)數(shù)控機(jī)床的可控軸數(shù)與聯(lián)動軸數(shù)n數(shù)控機(jī)床的可控軸數(shù)是指機(jī)床數(shù)控裝置能夠控制的坐標(biāo)數(shù)目。世界上最高級的數(shù)控裝置的可控軸數(shù)已數(shù)控機(jī)床的可控軸數(shù)是指機(jī)床數(shù)控裝置能夠控制的坐標(biāo)數(shù)目。世界上最高級的數(shù)控裝置的可控軸數(shù)已達(dá)到達(dá)到31軸，我國目前最高數(shù)控裝置的可控軸數(shù)為軸，我國目前最高數(shù)控裝置的可控軸數(shù)為9軸。軸。n數(shù)控機(jī)床的聯(lián)動軸數(shù)是指機(jī)床數(shù)控裝置控制的坐標(biāo)軸同時達(dá)到空間某一

24、點的坐標(biāo)數(shù)目。世界上最高級數(shù)控機(jī)床的聯(lián)動軸數(shù)是指機(jī)床數(shù)控裝置控制的坐標(biāo)軸同時達(dá)到空間某一點的坐標(biāo)數(shù)目。世界上最高級的數(shù)控裝置的聯(lián)動軸數(shù)已達(dá)到的數(shù)控裝置的聯(lián)動軸數(shù)已達(dá)到24軸，我國目前達(dá)到的可聯(lián)動軸數(shù)為軸，我國目前達(dá)到的可聯(lián)動軸數(shù)為9軸聯(lián)動。軸聯(lián)動。http:/ 三軸聯(lián)動的數(shù)控機(jī)床 http:/ 五軸聯(lián)動的數(shù)控機(jī)床 http:/ 數(shù)控機(jī)床主傳動系統(tǒng)數(shù)控機(jī)床主傳動系統(tǒng) u1.3.2 數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給傳動系統(tǒng)數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給傳動系統(tǒng) u1.3.3 數(shù)控機(jī)床的自動換刀裝置數(shù)控機(jī)床的自動換刀裝置 http:/ http:/ 數(shù)控機(jī)床主傳動系統(tǒng)的特點數(shù)控機(jī)床主傳動系統(tǒng)的特點n(1) 主軸轉(zhuǎn)速高、調(diào)速范圍寬并實

25、現(xiàn)無級調(diào)速。這樣能使數(shù)控機(jī)床進(jìn)行主軸轉(zhuǎn)速高、調(diào)速范圍寬并實現(xiàn)無級調(diào)速。這樣能使數(shù)控機(jī)床進(jìn)行大功率切削和高速切削，實現(xiàn)高效率加工。通常，數(shù)控機(jī)床比同類型普大功率切削和高速切削，實現(xiàn)高效率加工。通常，數(shù)控機(jī)床比同類型普通機(jī)床主軸最高轉(zhuǎn)速高出兩倍通機(jī)床主軸最高轉(zhuǎn)速高出兩倍 左右。左右。n(2) 主軸部件具有較大的剛度和較高的精度。因為數(shù)控機(jī)床的加工通常主軸部件具有較大的剛度和較高的精度。因為數(shù)控機(jī)床的加工通常一次裝夾要完成全部或絕大部分切削加工，包括粗加工和精加工。同時，一次裝夾要完成全部或絕大部分切削加工，包括粗加工和精加工。同時，數(shù)控機(jī)床要能夠適應(yīng)為提高效率的強力切削。數(shù)控機(jī)床要能夠適應(yīng)為提高效

26、率的強力切削。n(3) 良好的抗振性和熱穩(wěn)定性。主軸部件要有較高的固有頻率，較好的良好的抗振性和熱穩(wěn)定性。主軸部件要有較高的固有頻率，較好的動平衡，且要保持合適的配合間隙，并要進(jìn)行循環(huán)潤滑。動平衡，且要保持合適的配合間隙，并要進(jìn)行循環(huán)潤滑。n(4) 為實現(xiàn)刀具的快速或自動裝卸，數(shù)控機(jī)床主軸具有特有的刀具安裝為實現(xiàn)刀具的快速或自動裝卸，數(shù)控機(jī)床主軸具有特有的刀具安裝結(jié)構(gòu)。主軸上設(shè)計有刀具自動裝卸、主軸定向停止和主軸孔內(nèi)的切屑清結(jié)構(gòu)。主軸上設(shè)計有刀具自動裝卸、主軸定向停止和主軸孔內(nèi)的切屑清除裝置。除裝置。 http:/ 數(shù)控機(jī)床主軸的傳動方式數(shù)控機(jī)床主軸的傳動方式 n(1) 齒輪傳動方式，如圖齒輪

27、傳動方式，如圖1.12(a)所示。大、中型數(shù)控機(jī)床多采用此方所示。大、中型數(shù)控機(jī)床多采用此方式。它通過幾對齒輪降速，確保低速時的扭矩，以滿足主軸輸出扭矩特式。它通過幾對齒輪降速，確保低速時的扭矩，以滿足主軸輸出扭矩特性的要求。性的要求。n有一部分小型數(shù)控機(jī)床也采用這種傳動方式，以獲得強力切削時所需要有一部分小型數(shù)控機(jī)床也采用這種傳動方式，以獲得強力切削時所需要的扭矩。的扭矩。n(2) 帶傳動方式，如圖帶傳動方式，如圖1.12(b)所示。帶傳動主要應(yīng)用在小型數(shù)控機(jī)床所示。帶傳動主要應(yīng)用在小型數(shù)控機(jī)床上，可克服齒輪傳動時引起振動和噪聲的缺點，它只能適用于低扭矩特上，可克服齒輪傳動時引起振動和噪聲的

28、缺點，它只能適用于低扭矩特性要求。性要求。n數(shù)控機(jī)床上較多應(yīng)用的是多楔帶，如圖數(shù)控機(jī)床上較多應(yīng)用的是多楔帶，如圖1.13所示，又稱復(fù)合三角帶，它所示，又稱復(fù)合三角帶，它能夠滿足主傳動要求的高速、大轉(zhuǎn)矩和不打滑的要求。多楔帶安裝時需能夠滿足主傳動要求的高速、大轉(zhuǎn)矩和不打滑的要求。多楔帶安裝時需較大的張緊力，使得主軸和電動機(jī)承受較大的徑向負(fù)載，這是多楔帶的較大的張緊力，使得主軸和電動機(jī)承受較大的徑向負(fù)載，這是多楔帶的一大缺點。一大缺點。http:/ 數(shù)控機(jī)床主傳動方式 http:/ 5MS型號的多楔帶 http:/ 數(shù)控機(jī)床進(jìn)給傳動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特點數(shù)控機(jī)床進(jìn)給傳動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特點n(1) 采用低摩擦阻

29、力、耐磨性好，精度保持性好的塑料導(dǎo)軌、滾動導(dǎo)軌、采用低摩擦阻力、耐磨性好，精度保持性好的塑料導(dǎo)軌、滾動導(dǎo)軌、靜壓導(dǎo)軌。盡量實現(xiàn)高速進(jìn)給時不振動、低速進(jìn)給時不爬行、能在重載靜壓導(dǎo)軌。盡量實現(xiàn)高速進(jìn)給時不振動、低速進(jìn)給時不爬行、能在重載下長期連續(xù)工作，并有高的導(dǎo)向精度和足夠的剛度。下長期連續(xù)工作，并有高的導(dǎo)向精度和足夠的剛度。n液體靜壓導(dǎo)軌液體靜壓導(dǎo)軌(簡稱靜壓導(dǎo)軌簡稱靜壓導(dǎo)軌)是機(jī)床上經(jīng)常使用的一種靜壓導(dǎo)軌。靜壓是機(jī)床上經(jīng)常使用的一種靜壓導(dǎo)軌。靜壓導(dǎo)軌通常在兩個相對運動的導(dǎo)軌面間通入壓力油，使運動件浮起。摩擦導(dǎo)軌通常在兩個相對運動的導(dǎo)軌面間通入壓力油，使運動件浮起。摩擦系數(shù)極小，功率消耗少。這種

30、導(dǎo)軌不會磨損，因而導(dǎo)軌的精度保持性好，系數(shù)極小，功率消耗少。這種導(dǎo)軌不會磨損，因而導(dǎo)軌的精度保持性好，壽命長。但是它的制造成本較高。目前靜壓導(dǎo)軌一般應(yīng)用在大型、重型壽命長。但是它的制造成本較高。目前靜壓導(dǎo)軌一般應(yīng)用在大型、重型數(shù)控機(jī)床上。數(shù)控機(jī)床上。n(2) 平穩(wěn)、無間隙的傳動。廣泛應(yīng)用滾珠絲杠螺母副傳動機(jī)構(gòu)。各種機(jī)平穩(wěn)、無間隙的傳動。廣泛應(yīng)用滾珠絲杠螺母副傳動機(jī)構(gòu)。各種機(jī)械部件首先保證它們的加工精度，其次采用合理的預(yù)緊來消除其傳動間械部件首先保證它們的加工精度，其次采用合理的預(yù)緊來消除其傳動間隙。隙。http:/ 滾珠絲杠螺母副傳動結(jié)構(gòu)滾珠絲杠螺母副傳動結(jié)構(gòu)n(1) 滾珠絲杠螺母副的特點滾珠

31、絲杠螺母副的特點n摩擦損失小，傳動效率高；摩擦損失小，傳動效率高；n傳動靈敏，運動平穩(wěn)，低速時無爬行；傳動靈敏，運動平穩(wěn)，低速時無爬行；n使用壽命長；使用壽命長；n軸向剛度高；軸向剛度高；n具有傳動的可逆性，不能實現(xiàn)自鎖；具有傳動的可逆性，不能實現(xiàn)自鎖；n制造工藝復(fù)雜，成本高。制造工藝復(fù)雜，成本高。http:/ Tool Changer，ATC)。自。自動換刀裝置可幫助數(shù)控機(jī)床節(jié)省輔助時間，并滿足在一次安動換刀裝置可幫助數(shù)控機(jī)床節(jié)省輔助時間，并滿足在一次安裝中完成多工序、多工步加工要求。裝中完成多工序、多工步加工要求。n數(shù)控機(jī)床對自動換刀裝置的要求是：換刀迅速、時間短，重數(shù)控機(jī)床對自動換刀裝置

32、的要求是：換刀迅速、時間短，重復(fù)定位精度高，刀具儲存量足夠，所占空間位置小，工作穩(wěn)復(fù)定位精度高，刀具儲存量足夠，所占空間位置小，工作穩(wěn)定可靠。定可靠。http:/ 自動換刀裝置的形式自動換刀裝置的形式n根據(jù)其組成結(jié)構(gòu)可分為：回轉(zhuǎn)刀架式、轉(zhuǎn)塔式和帶刀庫式。根據(jù)其組成結(jié)構(gòu)可分為：回轉(zhuǎn)刀架式、轉(zhuǎn)塔式和帶刀庫式。n(1)回轉(zhuǎn)刀架自動換刀裝置。其結(jié)構(gòu)類似普通車床上的回轉(zhuǎn)刀架，刀架可設(shè)計回轉(zhuǎn)刀架自動換刀裝置。其結(jié)構(gòu)類似普通車床上的回轉(zhuǎn)刀架，刀架可設(shè)計為四方形、六角形或其他形式，由數(shù)控系統(tǒng)發(fā)出指令進(jìn)行回轉(zhuǎn)換刀?；剞D(zhuǎn)刀架為四方形、六角形或其他形式，由數(shù)控系統(tǒng)發(fā)出指令進(jìn)行回轉(zhuǎn)換刀?；剞D(zhuǎn)刀架在結(jié)構(gòu)上必須有良好的強

33、度和剛性，以及合理的定位結(jié)構(gòu)，以保證回轉(zhuǎn)刀架在在結(jié)構(gòu)上必須有良好的強度和剛性，以及合理的定位結(jié)構(gòu)，以保證回轉(zhuǎn)刀架在每一次轉(zhuǎn)位之后具有盡可能高的重復(fù)定位精度。每一次轉(zhuǎn)位之后具有盡可能高的重復(fù)定位精度。n(2)轉(zhuǎn)塔式自動換刀裝置。各主軸頭預(yù)先裝好所需刀具，依次轉(zhuǎn)至加工位置，轉(zhuǎn)塔式自動換刀裝置。各主軸頭預(yù)先裝好所需刀具，依次轉(zhuǎn)至加工位置，接通主運動，帶動刀具旋轉(zhuǎn)。該方式的優(yōu)點是省去了自動松夾、裝卸刀具、夾接通主運動，帶動刀具旋轉(zhuǎn)。該方式的優(yōu)點是省去了自動松夾、裝卸刀具、夾緊及刀具搬動等一系列的復(fù)雜操作，縮短了換刀時間，提高了換刀可靠性，其緊及刀具搬動等一系列的復(fù)雜操作，縮短了換刀時間，提高了換刀可靠

34、性，其缺點是主軸部件的剛性差，且主軸的數(shù)目不可能太多。缺點是主軸部件的剛性差，且主軸的數(shù)目不可能太多。n(3)帶刀庫的自動換刀裝置。將加工中所需刀具分別裝于標(biāo)準(zhǔn)刀柄，在機(jī)外進(jìn)帶刀庫的自動換刀裝置。將加工中所需刀具分別裝于標(biāo)準(zhǔn)刀柄，在機(jī)外進(jìn)行尺寸調(diào)整之后按一定方式放入刀庫，由刀具交換裝置完成刀庫和主軸之間的行尺寸調(diào)整之后按一定方式放入刀庫，由刀具交換裝置完成刀庫和主軸之間的刀具交換。帶刀庫的自動換刀裝置的數(shù)控機(jī)床主軸箱和轉(zhuǎn)塔主軸頭相比較，主刀具交換。帶刀庫的自動換刀裝置的數(shù)控機(jī)床主軸箱和轉(zhuǎn)塔主軸頭相比較，主軸部件有足夠剛度，因而能夠滿足各種精密加工的要求。軸部件有足夠剛度，因而能夠滿足各種精密加

35、工的要求。http:/ 刀具交換的方式刀具交換的方式n刀具交換的方式通常分為兩種。刀具交換的方式通常分為兩種。n(1)無機(jī)械手交換刀具方式：它是依靠刀庫與機(jī)床主軸的相對運動實現(xiàn)刀具交換的。優(yōu)無機(jī)械手交換刀具方式：它是依靠刀庫與機(jī)床主軸的相對運動實現(xiàn)刀具交換的。優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單，成本低，換刀的可靠性較高。缺點是刀庫因結(jié)構(gòu)所限容量不多。這種換刀點是結(jié)構(gòu)簡單，成本低，換刀的可靠性較高。缺點是刀庫因結(jié)構(gòu)所限容量不多。這種換刀系統(tǒng)多為中、小型加工中心采用。系統(tǒng)多為中、小型加工中心采用。n(2)帶機(jī)械手交換刀具方式：如圖帶機(jī)械手交換刀具方式：如圖1.17所示，它是依靠機(jī)械手實現(xiàn)換刀動作的，當(dāng)主軸所示，它是依

36、靠機(jī)械手實現(xiàn)換刀動作的，當(dāng)主軸上的刀具完成一個工步后，機(jī)械手把這一工步的刀具送回刀庫，并把下一工步所需要的刀上的刀具完成一個工步后，機(jī)械手把這一工步的刀具送回刀庫，并把下一工步所需要的刀具從刀庫中取出來裝入主軸以便繼續(xù)進(jìn)行加工。其優(yōu)點是換刀時間短，主軸剛度好，加工具從刀庫中取出來裝入主軸以便繼續(xù)進(jìn)行加工。其優(yōu)點是換刀時間短，主軸剛度好，加工區(qū)空間大。機(jī)械手換刀是目前最為常見的一種換刀方式。區(qū)空間大。機(jī)械手換刀是目前最為常見的一種換刀方式。n刀庫形式按結(jié)構(gòu)可分為：圓盤式，如圖刀庫形式按結(jié)構(gòu)可分為：圓盤式，如圖1.18(a)圖圖1.18(d)所示，它結(jié)構(gòu)簡單，容量小，所示，它結(jié)構(gòu)簡單，容量小，適于

37、中小型加工中心；鏈?zhǔn)?，如圖適于中小型加工中心；鏈?zhǔn)?，如圖1.18(e)所示，這種刀庫容量較大，一般能裝所示，這種刀庫容量較大，一般能裝30120把刀具，適于大型加工中心；箱格式刀庫，如圖把刀具，適于大型加工中心；箱格式刀庫，如圖1.18(f)所示，刀具容量大，適于單元式所示，刀具容量大，適于單元式加工中心。加工中心。n數(shù)控刀具系統(tǒng)在數(shù)控加工中具有極其重要的意義，正確選擇和使用與數(shù)控機(jī)床相匹配的刀數(shù)控刀具系統(tǒng)在數(shù)控加工中具有極其重要的意義，正確選擇和使用與數(shù)控機(jī)床相匹配的刀具系統(tǒng)是充分發(fā)揮機(jī)床的功能和優(yōu)勢、保證加工精度以及控制加工成本的關(guān)鍵。數(shù)控加工具系統(tǒng)是充分發(fā)揮機(jī)床的功能和優(yōu)勢、保證加工精度

38、以及控制加工成本的關(guān)鍵。數(shù)控加工用夾具基本上沿用了傳統(tǒng)加工的裝夾方式，只是在自動化水平、精度和速度等方面有所提用夾具基本上沿用了傳統(tǒng)加工的裝夾方式，只是在自動化水平、精度和速度等方面有所提高。高。 http:/ 機(jī)械手交換刀具方式的數(shù)控加工中心http:/ 不同結(jié)構(gòu)形式的刀庫 http:/ 數(shù)控刀具的特點數(shù)控刀具的特點 u1.4.2 數(shù)控刀具的分類數(shù)控刀具的分類 http:/ 刀柄的強度要高、剛性要好。刀柄的強度要高、剛性要好。n(2) 刀片或刀具的熱變形小，耐磨性要好。刀片或刀具的熱變形小，耐磨性要好。n(3) 刀具應(yīng)具有較高的精度，包括刀具的形狀精度、刀片及刀柄對機(jī)床刀具應(yīng)具有較高的精度，

39、包括刀具的形狀精度、刀片及刀柄對機(jī)床主軸的相對位置精度、刀片及刀柄的轉(zhuǎn)位及拆裝的重復(fù)精度。主軸的相對位置精度、刀片及刀柄的轉(zhuǎn)位及拆裝的重復(fù)精度。n(4) 刀具應(yīng)能可靠地斷屑或卷屑，以利于切屑的排除。刀具應(yīng)能可靠地斷屑或卷屑，以利于切屑的排除。n(5) 刀具應(yīng)便于調(diào)整、互換，以減少換刀調(diào)整時間。刀具應(yīng)便于調(diào)整、互換，以減少換刀調(diào)整時間。n(6) 刀片及刀柄高度的通用化、規(guī)格化、系列化，以利于編程和刀具管刀片及刀柄高度的通用化、規(guī)格化、系列化，以利于編程和刀具管理。理。 http:/ 從結(jié)構(gòu)上分從結(jié)構(gòu)上分n整體式、鑲嵌式、特殊型式整體式、鑲嵌式、特殊型式(如減震式刀具、內(nèi)冷式刀具等如減震式刀具、內(nèi)

40、冷式刀具等)。鑲嵌式又可分為焊接式和機(jī)。鑲嵌式又可分為焊接式和機(jī)夾式，機(jī)夾式根據(jù)刀體結(jié)構(gòu)不同還可分為可轉(zhuǎn)位和不轉(zhuǎn)位。目前數(shù)控刀具主要采用機(jī)夾式夾式，機(jī)夾式根據(jù)刀體結(jié)構(gòu)不同還可分為可轉(zhuǎn)位和不轉(zhuǎn)位。目前數(shù)控刀具主要采用機(jī)夾式可轉(zhuǎn)位刀具。可轉(zhuǎn)位刀具。n硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位刀片的國家標(biāo)準(zhǔn)采用了硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位刀片的國家標(biāo)準(zhǔn)采用了ISO國際標(biāo)準(zhǔn)。為適應(yīng)我國的國情還在國際標(biāo)準(zhǔn)規(guī)國際標(biāo)準(zhǔn)。為適應(yīng)我國的國情還在國際標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的定的9個號位之后，加一短橫線，用一個字母和一位數(shù)字表示刀片斷屑槽形式和寬度。因個號位之后，加一短橫線，用一個字母和一位數(shù)字表示刀片斷屑槽形式和寬度。因此，我國可轉(zhuǎn)位刀片的型號，共用此，我國可轉(zhuǎn)位刀

41、片的型號，共用10個號位的內(nèi)容來表示刀片主要參數(shù)的特征。例如，個號位的內(nèi)容來表示刀片主要參數(shù)的特征。例如，刀片標(biāo)記刀片標(biāo)記“T N U M 16 04 08 E R A2”所表示的含義如下。所表示的含義如下。nT：刀片形狀：刀片形狀正三角形；正三角形；nN：后角：后角0；nU：尺寸偏差等級：尺寸偏差等級U級；級；nM：刀片類型：刀片類型M型型(單面斷屑槽，緊固方式：有圓形中心孔單面斷屑槽，緊固方式：有圓形中心孔)；n16：刀刃長度：刀刃長度主切削刃尺寸整數(shù)表示，圓刀片用直徑表示；主切削刃尺寸整數(shù)表示，圓刀片用直徑表示；n04：刀片厚度：刀片厚度4.76mm；n08：刀尖圓弧半徑：刀尖圓弧半徑0

42、.8mm；nE：刃口形狀：刃口形狀E型；型；nR：切削方向：切削方向右切；右切；nA2：斷屑槽型與寬度：斷屑槽型與寬度A型，寬度型，寬度2mm。 http:/ 從制造所采用的材料上分從制造所采用的材料上分n(1) 高速鋼刀具。高速鋼刀具。n(2) 硬質(zhì)合金刀具。目前，硬質(zhì)合金刀具使用最普遍，涂層硬質(zhì)合金刀硬質(zhì)合金刀具。目前，硬質(zhì)合金刀具使用最普遍，涂層硬質(zhì)合金刀片是在韌性較好的工具表面涂上一層耐磨損、耐溶蝕、耐反應(yīng)的物質(zhì)，片是在韌性較好的工具表面涂上一層耐磨損、耐溶蝕、耐反應(yīng)的物質(zhì)，使刀具在切削中同時具有既硬而又不易破損的性能。常見的涂層材料有使刀具在切削中同時具有既硬而又不易破損的性能。常見

43、的涂層材料有TiC、TiN、TiCN、Al2O3等陶瓷材料。圖等陶瓷材料。圖1.19為硬質(zhì)合金涂層刀片。為硬質(zhì)合金涂層刀片。n(3) 陶瓷刀具。高溫強度好，多用于高速連續(xù)切削。陶瓷刀具。高溫強度好，多用于高速連續(xù)切削。n(4) 立方氮化硼刀具。超高速加工的首選刀具材料。立方氮化硼刀具。超高速加工的首選刀具材料。n(5) 金剛石刀具。金剛石刀具適用于高效地加工有色金屬和非金屑材料。金剛石刀具。金剛石刀具適用于高效地加工有色金屬和非金屑材料。n材料的硬度、耐磨性，金剛石最高，遞次降低到高速鋼。材料的韌性則材料的硬度、耐磨性，金剛石最高，遞次降低到高速鋼。材料的韌性則是高速鋼最高，金剛石最低。是高速

44、鋼最高，金剛石最低。http:/ 硬質(zhì)合金涂層刀片 http:/ 從切削工藝上分從切削工藝上分n(1)車削刀具。數(shù)控車床一般使用標(biāo)準(zhǔn)的機(jī)夾可轉(zhuǎn)位刀具，如圖車削刀具。數(shù)控車床一般使用標(biāo)準(zhǔn)的機(jī)夾可轉(zhuǎn)位刀具，如圖1.20(a)、圖、圖1.20(e)所示。機(jī)夾可所示。機(jī)夾可轉(zhuǎn)位刀具的刀片和刀體都有標(biāo)準(zhǔn)，刀片材料采用硬質(zhì)合金、涂層硬質(zhì)合金以及高速鋼。轉(zhuǎn)位刀具的刀片和刀體都有標(biāo)準(zhǔn)，刀片材料采用硬質(zhì)合金、涂層硬質(zhì)合金以及高速鋼。n數(shù)控車床機(jī)夾可轉(zhuǎn)位刀具類型有外圓刀具、外螺紋刀具、內(nèi)圓刀具、內(nèi)螺紋刀具、切斷刀具、孔加工數(shù)控車床機(jī)夾可轉(zhuǎn)位刀具類型有外圓刀具、外螺紋刀具、內(nèi)圓刀具、內(nèi)螺紋刀具、切斷刀具、孔加工刀具

45、刀具(包括中心孔鉆頭、鏜刀、絲錐等包括中心孔鉆頭、鏜刀、絲錐等)。n機(jī)夾可轉(zhuǎn)位刀具夾固不重磨刀片時通常采用螺釘、螺釘壓板、杠銷或楔塊等結(jié)構(gòu)。機(jī)夾可轉(zhuǎn)位刀具夾固不重磨刀片時通常采用螺釘、螺釘壓板、杠銷或楔塊等結(jié)構(gòu)。n(2)鉆削刀具，如圖鉆削刀具，如圖1.20(f)所示，分小孔、短孔、深孔、攻螺紋、鉸孔等。所示，分小孔、短孔、深孔、攻螺紋、鉸孔等。n鉆削刀具可用于數(shù)控車床、車削中心，又可用于數(shù)控鏜銑床和加工中心。因此它的結(jié)構(gòu)和連接形式有鉆削刀具可用于數(shù)控車床、車削中心，又可用于數(shù)控鏜銑床和加工中心。因此它的結(jié)構(gòu)和連接形式有多種。有直柄、直柄螺釘緊定、錐柄、螺紋連接、模塊式連接多種。有直柄、直柄螺釘

46、緊定、錐柄、螺紋連接、模塊式連接(圓錐或圓柱連接圓錐或圓柱連接)等多種。等多種。n(3)鏜削刀具，如圖鏜削刀具，如圖1.20(g)所示，分粗鏜、精鏜等刀具。所示，分粗鏜、精鏜等刀具。n(4)銑削刀具，分面銑、立銑、鍵槽銑刀、鼓形銑刀、成形銑刀等刀具。銑削刀具，分面銑、立銑、鍵槽銑刀、鼓形銑刀、成形銑刀等刀具。n面銑刀面銑刀(也叫端銑刀，如圖也叫端銑刀，如圖1.20(h)所示所示)：面銑刀的圓周表面和端面上都有切削刃，端部切削刃為副切：面銑刀的圓周表面和端面上都有切削刃，端部切削刃為副切削刃。面銑刀多制成套式鑲齒結(jié)構(gòu)和刀片機(jī)夾可轉(zhuǎn)位結(jié)構(gòu)，刀齒材料為高速鋼或硬質(zhì)合金，刀體為削刃。面銑刀多制成套式鑲

47、齒結(jié)構(gòu)和刀片機(jī)夾可轉(zhuǎn)位結(jié)構(gòu)，刀齒材料為高速鋼或硬質(zhì)合金，刀體為40Cr。n立銑刀：立銑刀是數(shù)控機(jī)床上用得最多的一種銑刀。立銑刀的圓柱表面和端面上都有切削刃，它們可立銑刀：立銑刀是數(shù)控機(jī)床上用得最多的一種銑刀。立銑刀的圓柱表面和端面上都有切削刃，它們可同時進(jìn)行切削，也可單獨進(jìn)行切削。結(jié)構(gòu)有整體式同時進(jìn)行切削，也可單獨進(jìn)行切削。結(jié)構(gòu)有整體式(如圖如圖 1.20(i)所示所示)和機(jī)夾式和機(jī)夾式(如圖如圖1.20(b)、圖、圖1.20(c)、圖、圖1.20(d)所示所示)等，高速鋼和硬質(zhì)合金是銑刀工作部分的常用材料。等，高速鋼和硬質(zhì)合金是銑刀工作部分的常用材料。n模具銑刀：模具銑刀由立銑刀發(fā)展而來，可

48、分為圓錐形立銑刀、圓柱形球頭立銑刀和圓錐形球頭立銑模具銑刀：模具銑刀由立銑刀發(fā)展而來，可分為圓錐形立銑刀、圓柱形球頭立銑刀和圓錐形球頭立銑刀三種。它的結(jié)構(gòu)特點是球頭或端面上布滿切削刃，可以作徑向和軸向進(jìn)給。銑刀工作部分常用高速刀三種。它的結(jié)構(gòu)特點是球頭或端面上布滿切削刃，可以作徑向和軸向進(jìn)給。銑刀工作部分常用高速鋼或硬質(zhì)合金材料制造。鋼或硬質(zhì)合金材料制造。 http:/ 按刀具系統(tǒng)分按刀具系統(tǒng)分n現(xiàn)在數(shù)控機(jī)床的刀具已不是普通機(jī)床的現(xiàn)在數(shù)控機(jī)床的刀具已不是普通機(jī)床的“一機(jī)一刀一機(jī)一刀”模式，而是多種不同類型的刀具輪換使用，自動換刀。模式，而是多種不同類型的刀具輪換使用，自動換刀?！暗毒叩毒摺币岩?/p>

49、發(fā)展成發(fā)展成“數(shù)控工具系統(tǒng)數(shù)控工具系統(tǒng)”，不同的刀具類型和刀柄的結(jié)合構(gòu)成一個品種規(guī)格齊全的刀具系統(tǒng)，供用戶選擇和組合使用，不同的刀具類型和刀柄的結(jié)合構(gòu)成一個品種規(guī)格齊全的刀具系統(tǒng)，供用戶選擇和組合使用，目前的數(shù)控工具形成了兩大系統(tǒng)：鏜銑類工具系統(tǒng)、車削工具系統(tǒng)。目前的數(shù)控工具形成了兩大系統(tǒng)：鏜銑類工具系統(tǒng)、車削工具系統(tǒng)。n數(shù)控鏜銑類工具系統(tǒng)一般由與機(jī)床連接的錐柄、延伸部分的連桿和工作部分的刀具組成。它們經(jīng)組合后可以完成鉆孔、數(shù)控鏜銑類工具系統(tǒng)一般由與機(jī)床連接的錐柄、延伸部分的連桿和工作部分的刀具組成。它們經(jīng)組合后可以完成鉆孔、擴(kuò)孔、鉸孔、鏜孔、攻螺紋等加工工藝。連接主軸刀柄與主軸孔一般是錐度為

50、擴(kuò)孔、鉸孔、鏜孔、攻螺紋等加工工藝。連接主軸刀柄與主軸孔一般是錐度為7 24的錐面。鏜銑類工具系統(tǒng)分為整體的錐面。鏜銑類工具系統(tǒng)分為整體式結(jié)構(gòu)和模塊式結(jié)構(gòu)兩大類。式結(jié)構(gòu)和模塊式結(jié)構(gòu)兩大類。n(1)整體式結(jié)構(gòu)整體式結(jié)構(gòu)n它的特點是將錐柄和接桿連成一體，不同品種和規(guī)格的工作部分都必須帶有與機(jī)床相連的柄部，如圖它的特點是將錐柄和接桿連成一體，不同品種和規(guī)格的工作部分都必須帶有與機(jī)床相連的柄部，如圖1.21所示。其優(yōu)點所示。其優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單，使用方便、可靠，更換迅速等。我國是結(jié)構(gòu)簡單，使用方便、可靠，更換迅速等。我國TSG工具系統(tǒng)就屬于整體式結(jié)構(gòu)的工具系統(tǒng)。如圖工具系統(tǒng)就屬于整體式結(jié)構(gòu)的工具系統(tǒng)。如圖

51、1.22所示是所示是TSG工工具系統(tǒng)，選用時一定要按圖示進(jìn)行配置。不同結(jié)構(gòu)、尺寸的工具用不同的代碼表示。具系統(tǒng)，選用時一定要按圖示進(jìn)行配置。不同結(jié)構(gòu)、尺寸的工具用不同的代碼表示。 n(2)模塊式結(jié)構(gòu)模塊式結(jié)構(gòu)n鏜銑類模塊式工具系統(tǒng)是把整體式刀具分解成柄部鏜銑類模塊式工具系統(tǒng)是把整體式刀具分解成柄部(主柄模塊主柄模塊)、中間連接塊、中間連接塊(連接模塊連接模塊)、工作頭部、工作頭部(工作模塊工作模塊)三個主要三個主要部分，然后通過各種連接結(jié)構(gòu)，在保證刀桿連接精度、強度、剛性的前提下，將這三部分連接成整體，如圖部分，然后通過各種連接結(jié)構(gòu)，在保證刀桿連接精度、強度、剛性的前提下，將這三部分連接成整體

52、，如圖1.23所示。所示。n這種工具系統(tǒng)可以用不同規(guī)格的中間連接塊，組成各種用途的模塊工具系統(tǒng)，既靈活、方便，又大大減少了工具的儲備。這種工具系統(tǒng)可以用不同規(guī)格的中間連接塊，組成各種用途的模塊工具系統(tǒng)，既靈活、方便，又大大減少了工具的儲備。我國生產(chǎn)的我國生產(chǎn)的TMG10、TMG21工具系統(tǒng)就屬于模塊式結(jié)構(gòu)工具系統(tǒng)，該工具系統(tǒng)應(yīng)用廣泛，是加工中心使用的基本工具。工具系統(tǒng)就屬于模塊式結(jié)構(gòu)工具系統(tǒng)，該工具系統(tǒng)應(yīng)用廣泛，是加工中心使用的基本工具。n數(shù)控車削工具系統(tǒng)的構(gòu)成和結(jié)構(gòu)，與機(jī)床刀架的形式、刀具類型及刀具是否需要動力驅(qū)動等因素有關(guān)。數(shù)控車床常采用數(shù)控車削工具系統(tǒng)的構(gòu)成和結(jié)構(gòu)，與機(jī)床刀架的形式、刀具

53、類型及刀具是否需要動力驅(qū)動等因素有關(guān)。數(shù)控車床常采用立式或臥式轉(zhuǎn)塔刀架作為刀庫，刀庫容量一般為立式或臥式轉(zhuǎn)塔刀架作為刀庫，刀庫容量一般為48把刀具，常按加工工藝順序布置，由程序控制實現(xiàn)自動換刀。其特把刀具，常按加工工藝順序布置，由程序控制實現(xiàn)自動換刀。其特點是結(jié)構(gòu)簡單，換刀快速，每次換刀僅需點是結(jié)構(gòu)簡單，換刀快速，每次換刀僅需l2s。如圖。如圖1.24所示為數(shù)控車削加工用工具系統(tǒng)的一般結(jié)構(gòu)體系。德國所示為數(shù)控車削加工用工具系統(tǒng)的一般結(jié)構(gòu)體系。德國DIN 69880工具系統(tǒng)屬于此類系統(tǒng)。工具系統(tǒng)屬于此類系統(tǒng)。http:/ 整體式數(shù)控刀具結(jié)構(gòu) http:/ TSG工具系統(tǒng)http:/ 模塊式工具系

54、統(tǒng)的組成http:/ 數(shù)控車削加工工具系統(tǒng)的一般結(jié)構(gòu)體系 http:/ 數(shù)控機(jī)床的夾具數(shù)控機(jī)床的夾具 u1.5.2 數(shù)控機(jī)床的對刀工具數(shù)控機(jī)床的對刀工具 http:/ http:/ 夾具的類型n夾具是由定位元件、夾緊裝置、連接元件、對刀或?qū)蛟?、夾具體、夾具是由定位元件、夾緊裝置、連接元件、對刀或?qū)蛟?、夾具體、其他裝置等組成的。按其通用性可分為通用夾具和專用夾具。按其動力其他裝置等組成的。按其通用性可分為通用夾具和專用夾具。按其動力源可分為手動夾具、氣動夾具、液壓夾具、電動夾具、磁力夾具等。按源可分為手動夾具、氣動夾具、液壓夾具、電動夾具、磁力夾具等。按其使用機(jī)床可分為車床夾具、銑床夾具

55、、鉆床夾具、磨床夾具等。其使用機(jī)床可分為車床夾具、銑床夾具、鉆床夾具、磨床夾具等。http:/ 數(shù)控加工夾具的特點n作為機(jī)床夾具，首先要滿足機(jī)械加工時對工件的裝夾要求。同時，數(shù)控加工的夾具還有它作為機(jī)床夾具，首先要滿足機(jī)械加工時對工件的裝夾要求。同時，數(shù)控加工的夾具還有它本身的特點。本身的特點。n(1)數(shù)控加工適用于多品種、中小批量生產(chǎn)，為了能夠裝夾不同尺寸、不同形狀的多品數(shù)控加工適用于多品種、中小批量生產(chǎn)，為了能夠裝夾不同尺寸、不同形狀的多品種工件，數(shù)控加工的夾具應(yīng)具有柔性，即經(jīng)過適當(dāng)調(diào)整就可以夾持多種形狀和尺寸的種工件，數(shù)控加工的夾具應(yīng)具有柔性，即經(jīng)過適當(dāng)調(diào)整就可以夾持多種形狀和尺寸的 工

56、件。工件。n(2)傳統(tǒng)的專用夾具具有定位、夾緊、導(dǎo)向和對刀四種功能，而數(shù)控機(jī)床上一般都配備傳統(tǒng)的專用夾具具有定位、夾緊、導(dǎo)向和對刀四種功能，而數(shù)控機(jī)床上一般都配備有接觸試測頭、刀具預(yù)調(diào)儀及對刀部件等設(shè)備，可以由機(jī)床解決對刀問題。有接觸試測頭、刀具預(yù)調(diào)儀及對刀部件等設(shè)備，可以由機(jī)床解決對刀問題。n(3)為適應(yīng)數(shù)控加工的高效率，從結(jié)構(gòu)上要力求裝卸工件迅速方便，同時，數(shù)控加工夾為適應(yīng)數(shù)控加工的高效率，從結(jié)構(gòu)上要力求裝卸工件迅速方便，同時，數(shù)控加工夾具應(yīng)盡可能使用氣動、液壓、電動等自動夾緊裝置快速夾緊，以縮短輔助時間。具應(yīng)盡可能使用氣動、液壓、電動等自動夾緊裝置快速夾緊，以縮短輔助時間。n(4)夾具本

57、身應(yīng)有足夠的剛度，以適應(yīng)大切削用量切削。夾具本身應(yīng)有足夠的剛度，以適應(yīng)大切削用量切削。n(5)為適應(yīng)數(shù)控多面加工，要避免夾具結(jié)構(gòu)包括夾具上的組件對刀具運動軌跡的干涉，為適應(yīng)數(shù)控多面加工，要避免夾具結(jié)構(gòu)包括夾具上的組件對刀具運動軌跡的干涉，夾具結(jié)構(gòu)不要妨礙刀具對工件各部位的多面加工。夾具結(jié)構(gòu)不要妨礙刀具對工件各部位的多面加工。n(6)夾具的定位要可靠，定位元件應(yīng)具有較高的定位精度，定位部位應(yīng)便于清屑，無切夾具的定位要可靠，定位元件應(yīng)具有較高的定位精度，定位部位應(yīng)便于清屑，無切屑積留。以滿足數(shù)控加工的精度要求和安全生產(chǎn)。屑積留。以滿足數(shù)控加工的精度要求和安全生產(chǎn)。n(7)對剛度小的工件，應(yīng)保證最小的夾緊變形，如使夾緊點靠近支承點，避免把夾緊力對剛度小的工件，應(yīng)保證最小的夾緊變形，如使夾緊點靠近支承點，避免把夾緊力作用在工件的中空區(qū)域等。作用在工件的中空區(qū)域等。n(8)盡可能在一次裝夾中進(jìn)行多個表面的多工序加工，減少零件的重新裝夾次數(shù)。盡可能在一次裝夾中進(jìn)行多個表面的多工序加工，減少零件的重新裝夾次數(shù)。http:/ http:/ 數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展 u1.6.2 數(shù)控機(jī)床的發(fā)展數(shù)控機(jī)床的發(fā)展 http:/ http:/ 式式小型計算機(jī)式小型計算機(jī)式超大規(guī)模集成電路超大規(guī)模集成電路微機(jī)式的數(shù)控系統(tǒng)。微機(jī)式