項(xiàng)目數(shù)控加工工藝基礎(chǔ)

1、于萬成于萬成 王桂蓮?fù)豕鹕徴n題一課題一 數(shù)數(shù) 控控 機(jī)機(jī) 床床1.11.2課題三課題三 數(shù)控加工工藝基礎(chǔ)數(shù)控加工工藝基礎(chǔ)1.3課題二課題二 數(shù)控加工的切削基礎(chǔ)數(shù)控加工的切削基礎(chǔ)圖圖1.1 數(shù)控機(jī)床的組成數(shù)控機(jī)床的組成 輸入輸出裝置。輸入裝置的作用是將記錄輸入輸出裝置。輸入裝置的作用是將記錄在信息載體（如磁盤）上的數(shù)控加工程序和各在信息載體（如磁盤）上的數(shù)控加工程序和各種參數(shù)、數(shù)據(jù)通過輸入設(shè)備送到數(shù)控裝置，輸種參數(shù)、數(shù)據(jù)通過輸入設(shè)備送到數(shù)控裝置，輸入方式有磁盤、鍵盤（入方式有磁盤、鍵盤（MDI）、手搖脈沖發(fā)生）、手搖脈沖發(fā)生器等。器等。 輸出裝置的作用是使數(shù)控系統(tǒng)通過顯示器為輸出裝置的作用是使數(shù)

2、控系統(tǒng)通過顯示器為操作人員提供必要的信息。各種類型數(shù)控機(jī)床操作人員提供必要的信息。各種類型數(shù)控機(jī)床中最直觀的輸出裝置是顯示器，顯示器有中最直觀的輸出裝置是顯示器，顯示器有CRT顯示器或彩色液晶顯示器兩種。顯示器或彩色液晶顯示器兩種。 數(shù)控裝置。數(shù)控裝置是一種專用計(jì)算機(jī)，一數(shù)控裝置。數(shù)控裝置是一種專用計(jì)算機(jī)，一般由中央處理器（般由中央處理器（CPU）、存儲器、總線和輸）、存儲器、總線和輸入輸出接口等構(gòu)成。數(shù)控裝置是整個數(shù)控機(jī)床入輸出接口等構(gòu)成。數(shù)控裝置是整個數(shù)控機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)的核心，決定了機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)功能的數(shù)控系統(tǒng)的核心，決定了機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)功能的強(qiáng)弱。強(qiáng)弱。 伺服驅(qū)動及檢測裝置。伺服驅(qū)動及檢測裝置

3、伺服驅(qū)動及檢測裝置。伺服驅(qū)動及檢測裝置是數(shù)控機(jī)床的關(guān)鍵部分，它影響數(shù)控機(jī)床的動是數(shù)控機(jī)床的關(guān)鍵部分，它影響數(shù)控機(jī)床的動態(tài)特性和輪廓加工精度。伺服系統(tǒng)包括伺服單態(tài)特性和輪廓加工精度。伺服系統(tǒng)包括伺服單元、伺服驅(qū)動裝置（或執(zhí)行機(jī)構(gòu)）等，是數(shù)控元、伺服驅(qū)動裝置（或執(zhí)行機(jī)構(gòu)）等，是數(shù)控系統(tǒng)的執(zhí)行部分。其作用是把來自數(shù)控裝置的系統(tǒng)的執(zhí)行部分。其作用是把來自數(shù)控裝置的脈沖信號轉(zhuǎn)換成機(jī)床移動部件的運(yùn)動。脈沖信號轉(zhuǎn)換成機(jī)床移動部件的運(yùn)動。 可編程控制器及電氣控制裝置?？删幊炭刂瓶删幊炭刂破骷半姎饪刂蒲b置。可編程控制器與數(shù)控裝置協(xié)調(diào)配合共同完成數(shù)控機(jī)床的控器與數(shù)控裝置協(xié)調(diào)配合共同完成數(shù)控機(jī)床的控制，其中數(shù)控裝置

4、主要完成與數(shù)字運(yùn)算和管理制，其中數(shù)控裝置主要完成與數(shù)字運(yùn)算和管理等有關(guān)的功能，如零件程序的編輯、插補(bǔ)運(yùn)算等有關(guān)的功能，如零件程序的編輯、插補(bǔ)運(yùn)算、譯碼、位置伺服控制等。它接收計(jì)算機(jī)數(shù)控、譯碼、位置伺服控制等。它接收計(jì)算機(jī)數(shù)控裝置的控制代碼裝置的控制代碼M（輔助功能）、（輔助功能）、S（主軸轉(zhuǎn)（主軸轉(zhuǎn)速）、速）、T（選刀、換刀）等順序動作信息，對（選刀、換刀）等順序動作信息，對順序動作信息進(jìn)行譯碼，轉(zhuǎn)換成對應(yīng)的控制信順序動作信息進(jìn)行譯碼，轉(zhuǎn)換成對應(yīng)的控制信號，控制輔助裝置完成機(jī)床相應(yīng)的開關(guān)動作，號，控制輔助裝置完成機(jī)床相應(yīng)的開關(guān)動作，如工件的裝夾、刀具的更換、冷卻液的開關(guān)等如工件的裝夾、刀具的更

5、換、冷卻液的開關(guān)等一些輔助動作。它還接收來自機(jī)床操作面板的一些輔助動作。它還接收來自機(jī)床操作面板的指令，一方面直接控制機(jī)床的動作，另一方面指令，一方面直接控制機(jī)床的動作，另一方面將一部分指令送往數(shù)控裝置用于加工過程的控將一部分指令送往數(shù)控裝置用于加工過程的控制。制。 數(shù)控機(jī)床的可編程控制器一般分為兩類：一數(shù)控機(jī)床的可編程控制器一般分為兩類：一類是內(nèi)裝型可編程控制器，另一類是獨(dú)立型可類是內(nèi)裝型可編程控制器，另一類是獨(dú)立型可編程控制器。編程控制器。 電氣控制裝置主要安裝在電氣控制柜中，控電氣控制裝置主要安裝在電氣控制柜中，控制柜主要用來安裝機(jī)床強(qiáng)電控制的各種電氣元制柜主要用來安裝機(jī)床強(qiáng)電控制的各種

6、電氣元器件，除了提供數(shù)控、伺服等弱電控制系統(tǒng)的器件，除了提供數(shù)控、伺服等弱電控制系統(tǒng)的輸入電源，以及各種短路、過載、欠壓等電氣輸入電源，以及各種短路、過載、欠壓等電氣保護(hù)外，還在可編程控制器的輸出接口與機(jī)床保護(hù)外，還在可編程控制器的輸出接口與機(jī)床各類輔助裝置的電氣執(zhí)行元件之間起橋梁連接各類輔助裝置的電氣執(zhí)行元件之間起橋梁連接作用作用 。 檢測反饋系統(tǒng)。檢測反饋系統(tǒng)的作用是檢測反饋系統(tǒng)。檢測反饋系統(tǒng)的作用是對機(jī)床的實(shí)際運(yùn)動速度、方向、位移量對機(jī)床的實(shí)際運(yùn)動速度、方向、位移量以及加工狀態(tài)加以檢測，把檢測結(jié)果轉(zhuǎn)以及加工狀態(tài)加以檢測，把檢測結(jié)果轉(zhuǎn)化為電信號反饋給數(shù)控裝置，通過比較化為電信號反饋給數(shù)控裝

7、置，通過比較，計(jì)算出實(shí)際位置與指令位置之間的偏，計(jì)算出實(shí)際位置與指令位置之間的偏差，并發(fā)出糾正誤差指令。檢測反饋系差，并發(fā)出糾正誤差指令。檢測反饋系統(tǒng)可分為半閉環(huán)和閉環(huán)兩種。半閉環(huán)系統(tǒng)可分為半閉環(huán)和閉環(huán)兩種。半閉環(huán)系統(tǒng)中，位置檢測主要使用感應(yīng)同步器、統(tǒng)中，位置檢測主要使用感應(yīng)同步器、磁柵、光柵、激光測距儀等。磁柵、光柵、激光測距儀等。 機(jī)床本體。機(jī)床本體包括機(jī)床的主運(yùn)動部件機(jī)床本體。機(jī)床本體包括機(jī)床的主運(yùn)動部件、進(jìn)給運(yùn)動部件、執(zhí)行部件和底座、立柱、刀、進(jìn)給運(yùn)動部件、執(zhí)行部件和底座、立柱、刀架、工作臺等基礎(chǔ)部件。架、工作臺等基礎(chǔ)部件。（2）數(shù)控機(jī)床的分類。）數(shù)控機(jī)床的分類。數(shù)控機(jī)床的種類較多，一

8、般按照以下幾種不同的數(shù)控機(jī)床的種類較多，一般按照以下幾種不同的方法分類。方法分類。 按照工藝用途劃分。按照工藝的不同，數(shù)控按照工藝用途劃分。按照工藝的不同，數(shù)控機(jī)床可分為數(shù)控車床、數(shù)控銑床、數(shù)控鉆床、機(jī)床可分為數(shù)控車床、數(shù)控銑床、數(shù)控鉆床、數(shù)控磨床、數(shù)控鏜銑床、齒輪加工機(jī)床、數(shù)控?cái)?shù)控磨床、數(shù)控鏜銑床、齒輪加工機(jī)床、數(shù)控電火花加工機(jī)床、數(shù)控線切割機(jī)床、數(shù)控沖床電火花加工機(jī)床、數(shù)控線切割機(jī)床、數(shù)控沖床、數(shù)控剪床、數(shù)控液壓機(jī)等。、數(shù)控剪床、數(shù)控液壓機(jī)等。 按運(yùn)動方式劃分。按照刀具與工件相對運(yùn)動按運(yùn)動方式劃分。按照刀具與工件相對運(yùn)動方式的不同，數(shù)控機(jī)床可分為點(diǎn)位控制、直線方式的不同，數(shù)控機(jī)床可分為點(diǎn)位

9、控制、直線控制和輪廓控制。控制和輪廓控制。 按伺服系統(tǒng)類型分。按照伺服系統(tǒng)類型不同按伺服系統(tǒng)類型分。按照伺服系統(tǒng)類型不同分為開環(huán)伺服系統(tǒng)數(shù)控機(jī)床、閉環(huán)伺服系統(tǒng)數(shù)分為開環(huán)伺服系統(tǒng)數(shù)控機(jī)床、閉環(huán)伺服系統(tǒng)數(shù)控機(jī)床和半閉環(huán)伺服系統(tǒng)數(shù)控機(jī)床。控機(jī)床和半閉環(huán)伺服系統(tǒng)數(shù)控機(jī)床。另外，還有其他的分類方法，例如，按照數(shù)控系另外，還有其他的分類方法，例如，按照數(shù)控系統(tǒng)的功能水平可分為：低檔、中檔和高檔數(shù)控統(tǒng)的功能水平可分為：低檔、中檔和高檔數(shù)控機(jī)床；按照軸數(shù)和聯(lián)動軸數(shù)可分為幾軸聯(lián)動等機(jī)床；按照軸數(shù)和聯(lián)動軸數(shù)可分為幾軸聯(lián)動等多種數(shù)控機(jī)床；按數(shù)控機(jī)床功能多少分為經(jīng)濟(jì)多種數(shù)控機(jī)床；按數(shù)控機(jī)床功能多少分為經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床和

10、全功能型數(shù)控機(jī)床等。型數(shù)控機(jī)床和全功能型數(shù)控機(jī)床等。（1 1）數(shù)控車床的組成。）數(shù)控車床的組成。數(shù)控車床一般是由數(shù)控車床主體、數(shù)控系統(tǒng)、伺數(shù)控車床一般是由數(shù)控車床主體、數(shù)控系統(tǒng)、伺服驅(qū)動系統(tǒng)和輔助裝置組成。即由床身、主軸服驅(qū)動系統(tǒng)和輔助裝置組成。即由床身、主軸箱、進(jìn)給傳動系統(tǒng)、刀架、液壓系統(tǒng)、冷卻系箱、進(jìn)給傳動系統(tǒng)、刀架、液壓系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)及潤滑系統(tǒng)等部分組成。統(tǒng)及潤滑系統(tǒng)等部分組成。 數(shù)控車床主體。數(shù)控車床主體是數(shù)控車床的數(shù)控車床主體。數(shù)控車床主體是數(shù)控車床的機(jī)械部件，主要包括床身、主軸箱、刀架、尾機(jī)械部件，主要包括床身、主軸箱、刀架、尾座、進(jìn)給傳動機(jī)構(gòu)等。座、進(jìn)給傳動機(jī)構(gòu)等。 數(shù)控系統(tǒng)。數(shù)

11、控系統(tǒng)是數(shù)控車床的控制核心數(shù)控系統(tǒng)。數(shù)控系統(tǒng)是數(shù)控車床的控制核心，其主體是一臺計(jì)算機(jī)（包括，其主體是一臺計(jì)算機(jī)（包括CPU、存儲器、存儲器、CRT等）。等）。 伺服驅(qū)動系統(tǒng)。伺服驅(qū)動系統(tǒng)是數(shù)控車床切伺服驅(qū)動系統(tǒng)。伺服驅(qū)動系統(tǒng)是數(shù)控車床切削加工的動力部分，主要實(shí)現(xiàn)主運(yùn)動和進(jìn)給運(yùn)動削加工的動力部分，主要實(shí)現(xiàn)主運(yùn)動和進(jìn)給運(yùn)動，由伺服驅(qū)動電路和伺服驅(qū)動裝置兩大部分組成，由伺服驅(qū)動電路和伺服驅(qū)動裝置兩大部分組成。驅(qū)動裝置主要有主軸電動機(jī)、進(jìn)給系統(tǒng)的步進(jìn)。驅(qū)動裝置主要有主軸電動機(jī)、進(jìn)給系統(tǒng)的步進(jìn)電動機(jī)或交、直流伺服電動機(jī)等。電動機(jī)或交、直流伺服電動機(jī)等。 輔助裝置。輔助裝置是數(shù)控車床中一些為加輔助裝置。輔

12、助裝置是數(shù)控車床中一些為加工服務(wù)的配套部分，如液壓、氣動裝置，冷卻、工服務(wù)的配套部分，如液壓、氣動裝置，冷卻、照明、潤滑、防護(hù)、排屑裝置等。照明、潤滑、防護(hù)、排屑裝置等。 數(shù)控車床采用伺服電動機(jī)經(jīng)滾珠絲杠傳到滑板數(shù)控車床采用伺服電動機(jī)經(jīng)滾珠絲杠傳到滑板和刀架，以連續(xù)控制刀具實(shí)現(xiàn)縱向（和刀架，以連續(xù)控制刀具實(shí)現(xiàn)縱向（Z向）和橫向）和橫向（向（X向）進(jìn)給運(yùn)動。數(shù)控車床主軸安裝有脈沖向）進(jìn)給運(yùn)動。數(shù)控車床主軸安裝有脈沖編碼器，主軸的運(yùn)動通過同步齒形帶編碼器，主軸的運(yùn)動通過同步齒形帶1 1地傳到地傳到脈沖編碼器。脈沖編碼器。 數(shù)控車床主要用于車削加工對各種形狀不同的軸數(shù)控車床主要用于車削加工對各種形狀

13、不同的軸類或盤類回轉(zhuǎn)表面。在數(shù)控車床上可以進(jìn)行鉆類或盤類回轉(zhuǎn)表面。在數(shù)控車床上可以進(jìn)行鉆中心孔、車內(nèi)外圓、車端面、鉆孔、鏜孔、鉸中心孔、車內(nèi)外圓、車端面、鉆孔、鏜孔、鉸孔、切槽、車螺紋、滾花、車錐面、車成形面孔、切槽、車螺紋、滾花、車錐面、車成形面、攻螺紋以及高精度的曲面及端面螺紋等的加、攻螺紋以及高精度的曲面及端面螺紋等的加工。工。 按數(shù)控系統(tǒng)的功能分類。按數(shù)控系統(tǒng)的功能分類。（a）經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床。一般采用步進(jìn)電動機(jī)驅(qū)）經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床。一般采用步進(jìn)電動機(jī)驅(qū)動的開環(huán)伺服系統(tǒng)。動的開環(huán)伺服系統(tǒng)。（b）全功能型數(shù)控車床。全功能型數(shù)控車床，）全功能型數(shù)控車床。全功能型數(shù)控車床，一般采用閉環(huán)或半閉環(huán)控

14、制系統(tǒng)，可以進(jìn)行多一般采用閉環(huán)或半閉環(huán)控制系統(tǒng)，可以進(jìn)行多個坐標(biāo)軸的控制，具有高剛度、高精度、高效個坐標(biāo)軸的控制，具有高剛度、高精度、高效率等特點(diǎn)。率等特點(diǎn)。（c）車削中心。它的主體是全功能型數(shù)控車床）車削中心。它的主體是全功能型數(shù)控車床，并配置刀庫、換刀裝置、分度裝置、銑削動，并配置刀庫、換刀裝置、分度裝置、銑削動力頭、機(jī)械手等，可實(shí)現(xiàn)多工序的車、銑復(fù)合力頭、機(jī)械手等，可實(shí)現(xiàn)多工序的車、銑復(fù)合加工。加工。 （d）FMC車床。車床。FMC（Flexible Manufacturing Cell）車床實(shí)際上是一個由數(shù)控車床、機(jī)器人）車床實(shí)際上是一個由數(shù)控車床、機(jī)器人等構(gòu)成的柔性加工單元。它能實(shí)現(xiàn)

15、工件搬運(yùn)、等構(gòu)成的柔性加工單元。它能實(shí)現(xiàn)工件搬運(yùn)、裝卸的自動化和加工調(diào)整準(zhǔn)備的自動化。裝卸的自動化和加工調(diào)整準(zhǔn)備的自動化。 圖圖1.2 數(shù)控車床數(shù)控車床 圖圖1.3 車削中心車削中心 按主軸的配置形式分類。按主軸的配置形式分類。（a）臥式數(shù)控車床。即主軸軸線處于水平位置）臥式數(shù)控車床。即主軸軸線處于水平位置的數(shù)控車床。的數(shù)控車床。（b）立式數(shù)控車床。即主軸軸線處于垂直位置）立式數(shù)控車床。即主軸軸線處于垂直位置的數(shù)控車床。的數(shù)控車床。此外，還有具有兩根主軸的車床，稱為雙軸臥式此外，還有具有兩根主軸的車床，稱為雙軸臥式數(shù)控車床或雙軸立式數(shù)控車床。數(shù)控車床或雙軸立式數(shù)控車床。 按數(shù)控系統(tǒng)控制的軸數(shù)分

16、類。按數(shù)控系統(tǒng)控制的軸數(shù)分類。（a）兩軸控制的數(shù)控車床。機(jī)床上只有一個回）兩軸控制的數(shù)控車床。機(jī)床上只有一個回轉(zhuǎn)刀架，可實(shí)現(xiàn)兩坐標(biāo)軸控制。轉(zhuǎn)刀架，可實(shí)現(xiàn)兩坐標(biāo)軸控制。（b）四軸控制的數(shù)控車床。機(jī)床上有兩個獨(dú)立）四軸控制的數(shù)控車床。機(jī)床上有兩個獨(dú)立的回轉(zhuǎn)刀架，可實(shí)現(xiàn)四軸控制。的回轉(zhuǎn)刀架，可實(shí)現(xiàn)四軸控制。 其他分類方法。其他分類方法。 按加工零件的基本類型分為卡盤式數(shù)控車床、按加工零件的基本類型分為卡盤式數(shù)控車床、頂尖式數(shù)控車床；按數(shù)控系統(tǒng)的不同控制方式頂尖式數(shù)控車床；按數(shù)控系統(tǒng)的不同控制方式分為直線控制數(shù)控車床、輪廓控制數(shù)控車床等分為直線控制數(shù)控車床、輪廓控制數(shù)控車床等；按性能可分為多主軸車床、

17、雙主軸車床、縱；按性能可分為多主軸車床、雙主軸車床、縱切式車床、刀塔式車床、排刀式車床等；按刀切式車床、刀塔式車床、排刀式車床等；按刀架數(shù)量可分為單刀架數(shù)控車床和雙刀架數(shù)控車架數(shù)量可分為單刀架數(shù)控車床和雙刀架數(shù)控車床。床。（1 1）數(shù)控銑床的組成。）數(shù)控銑床的組成。 銑床主體。銑床主體是數(shù)控銑床的機(jī)械部件銑床主體。銑床主體是數(shù)控銑床的機(jī)械部件，包括床身、主軸箱、工作臺、進(jìn)給機(jī)構(gòu)等。，包括床身、主軸箱、工作臺、進(jìn)給機(jī)構(gòu)等。 控制部分（控制部分（CNC裝置）。控制部分是數(shù)控銑裝置）?？刂撇糠质菙?shù)控銑床的控制核心，實(shí)際上是一臺機(jī)床專用的計(jì)算床的控制核心，實(shí)際上是一臺機(jī)床專用的計(jì)算機(jī)，由印刷電路板、各

18、種電器元件、監(jiān)視器、機(jī)，由印刷電路板、各種電器元件、監(jiān)視器、鍵盤等組成。鍵盤等組成。 驅(qū)動裝置。驅(qū)動裝置是數(shù)控銑床執(zhí)行機(jī)構(gòu)的驅(qū)動裝置。驅(qū)動裝置是數(shù)控銑床執(zhí)行機(jī)構(gòu)的驅(qū)動部件，包括主軸電動機(jī)、進(jìn)給伺服電動機(jī)驅(qū)動部件，包括主軸電動機(jī)、進(jìn)給伺服電動機(jī)等。等。 輔助裝置。輔助裝置是指數(shù)控銑床的一些配輔助裝置。輔助裝置是指數(shù)控銑床的一些配套部件，包括液壓和氣動裝置、冷卻和潤滑系套部件，包括液壓和氣動裝置、冷卻和潤滑系統(tǒng)、排屑裝置等。統(tǒng)、排屑裝置等。 數(shù)控銑床常見的類型主要有數(shù)控立式銑床、數(shù)控銑床常見的類型主要有數(shù)控立式銑床、數(shù)控臥式銑床和數(shù)控龍門銑床等。數(shù)控臥式銑床和數(shù)控龍門銑床等。 數(shù)控立式銑床。數(shù)控立

19、式銑床主軸與機(jī)床工數(shù)控立式銑床。數(shù)控立式銑床主軸與機(jī)床工作臺面垂直，一般采用固定式立柱結(jié)構(gòu)，工作作臺面垂直，一般采用固定式立柱結(jié)構(gòu)，工作臺不升降，主軸箱作上下運(yùn)動，主軸中心線與臺不升降，主軸箱作上下運(yùn)動，主軸中心線與立柱導(dǎo)軌面的距離不能太大，以保證機(jī)床的剛立柱導(dǎo)軌面的距離不能太大，以保證機(jī)床的剛性。性。 數(shù)控臥式銑床。數(shù)控臥式銑床其主軸與機(jī)床數(shù)控臥式銑床。數(shù)控臥式銑床其主軸與機(jī)床工作臺面平行。工作臺面平行。 數(shù)控龍門銑床。對于大尺寸的數(shù)控銑床，一數(shù)控龍門銑床。對于大尺寸的數(shù)控銑床，一般采用對稱的雙立柱結(jié)構(gòu)龍門銑床，它適用于般采用對稱的雙立柱結(jié)構(gòu)龍門銑床，它適用于加工整體結(jié)構(gòu)零件、大型箱體零件、

20、大型模具加工整體結(jié)構(gòu)零件、大型箱體零件、大型模具等。等。 圖圖1.4 數(shù)控銑床數(shù)控銑床 圖圖1.5 加工中心加工中心（1 1）加工中心的組成。）加工中心的組成。 加工中心由基礎(chǔ)部件、主軸部件、數(shù)控系統(tǒng)加工中心由基礎(chǔ)部件、主軸部件、數(shù)控系統(tǒng)、自動換刀裝置（、自動換刀裝置（ATC）幾大部分組成。加工）幾大部分組成。加工中心具有對零件進(jìn)行多工序加工的能力，有一中心具有對零件進(jìn)行多工序加工的能力，有一套自動換刀裝置。有些加工中心除配有刀庫外套自動換刀裝置。有些加工中心除配有刀庫外，還有主軸頭庫，可自動更換主軸頭進(jìn)行臥銑，還有主軸頭庫，可自動更換主軸頭進(jìn)行臥銑、立銑、磨削和轉(zhuǎn)位銑削等。、立銑、磨削和轉(zhuǎn)位

21、銑削等。 （2 2）加工中心的分類。）加工中心的分類。 按照換刀的形式可分為帶刀庫、機(jī)械手的加按照換刀的形式可分為帶刀庫、機(jī)械手的加工中心，無機(jī)械手的加工中心和回轉(zhuǎn)刀架式的工中心，無機(jī)械手的加工中心和回轉(zhuǎn)刀架式的加工中心。按其運(yùn)動坐標(biāo)數(shù)和控制坐標(biāo)的聯(lián)動加工中心。按其運(yùn)動坐標(biāo)數(shù)和控制坐標(biāo)的聯(lián)動數(shù)可分為三軸二聯(lián)動、三軸三聯(lián)動、四軸三聯(lián)數(shù)可分為三軸二聯(lián)動、三軸三聯(lián)動、四軸三聯(lián)動、五軸四聯(lián)動和六軸五聯(lián)動加工中心等。常動、五軸四聯(lián)動和六軸五聯(lián)動加工中心等。常用分類方法是按機(jī)床結(jié)構(gòu)分，一般可分為立式用分類方法是按機(jī)床結(jié)構(gòu)分，一般可分為立式加工中心、臥式加工中心、龍門式加工中心和加工中心、臥式加工中心、龍門

22、式加工中心和萬能加工中心。萬能加工中心。 立式加工中心。立式加工中心是指主軸軸心立式加工中心。立式加工中心是指主軸軸心線為垂直狀態(tài)設(shè)置的加工中心。其結(jié)構(gòu)形式多線為垂直狀態(tài)設(shè)置的加工中心。其結(jié)構(gòu)形式多為固定立柱式，工作臺為長方形，無分度回轉(zhuǎn)為固定立柱式，工作臺為長方形，無分度回轉(zhuǎn)功能，主要適合加工板材類、殼體類工件，也功能，主要適合加工板材類、殼體類工件，也可用于模具加工。可用于模具加工。 臥式加工中心。臥式加工中心是指主軸軸心臥式加工中心。臥式加工中心是指主軸軸心線為水平狀態(tài)設(shè)置的加工中心。一般具有線為水平狀態(tài)設(shè)置的加工中心。一般具有35個運(yùn)動坐標(biāo)，常見的是個運(yùn)動坐標(biāo)，常見的是3個直線運(yùn)動坐標(biāo)

23、加一個直線運(yùn)動坐標(biāo)加一個回轉(zhuǎn)運(yùn)動坐標(biāo)。個回轉(zhuǎn)運(yùn)動坐標(biāo)。 龍門式加工中心。龍門式加工中心主軸多為龍門式加工中心。龍門式加工中心主軸多為垂直設(shè)置，除帶有自動換刀裝置以外，還帶有垂直設(shè)置，除帶有自動換刀裝置以外，還帶有可更換的主軸頭附件，數(shù)控裝置的軟件功能比可更換的主軸頭附件，數(shù)控裝置的軟件功能比較齊全，能夠一機(jī)多用，尤其適用于大型或形較齊全，能夠一機(jī)多用，尤其適用于大型或形狀復(fù)雜的工件。狀復(fù)雜的工件。圖圖1.6 龍門式加工中心龍門式加工中心 圖圖1.7 五面體加工中心五面體加工中心 萬能加工中心（復(fù)合加工中心）。萬能萬能加工中心（復(fù)合加工中心）。萬能加工中心又叫五面體加工中心，工件一加工中心又叫五

24、面體加工中心，工件一次安裝后能完成除安裝面外的所有側(cè)面次安裝后能完成除安裝面外的所有側(cè)面和頂面等和頂面等5個面的加工。常見的五面加工個面的加工。常見的五面加工中心有兩種形式：一種是主軸可以旋轉(zhuǎn)中心有兩種形式：一種是主軸可以旋轉(zhuǎn)90，既可以像立式加工中心那樣工作，既可以像立式加工中心那樣工作，也可以像臥式加工中心那樣工作；另，也可以像臥式加工中心那樣工作；另一種是主軸不改變方向，而工作臺可以一種是主軸不改變方向，而工作臺可以帶著工件旋轉(zhuǎn)帶著工件旋轉(zhuǎn)90，完成對工件，完成對工件5個表面?zhèn)€表面的加工，如圖的加工，如圖1.7所示。所示。1 1數(shù)控加工的特點(diǎn)數(shù)控加工的特點(diǎn)數(shù)控機(jī)床加工與傳統(tǒng)機(jī)床加工相比，

25、具有以下特點(diǎn)。數(shù)控機(jī)床加工與傳統(tǒng)機(jī)床加工相比，具有以下特點(diǎn)。（1）數(shù)控加工的優(yōu)點(diǎn)。）數(shù)控加工的優(yōu)點(diǎn)。 自動化程度高。自動化程度高。 加工精度高，質(zhì)量穩(wěn)定。加工精度高，質(zhì)量穩(wěn)定。 生產(chǎn)效率高。生產(chǎn)效率高。 適應(yīng)性強(qiáng)。適應(yīng)性強(qiáng)。 便于實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與計(jì)算機(jī)輔助制造。便于實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與計(jì)算機(jī)輔助制造。 加工成本一般較高。加工成本一般較高。 只適宜于多品種小批量或中批量生產(chǎn)。只適宜于多品種小批量或中批量生產(chǎn)。 加工過程中難以調(diào)整。加工過程中難以調(diào)整。 維修困難。維修困難。 一般可按被加工零件的特點(diǎn)分為以下一般可按被加工零件的特點(diǎn)分為以下3類加工對類加工對象。象。（1 1）最適應(yīng)類。）最適應(yīng)類

26、。 加工精度要求高，形狀、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，尤其是加工精度要求高，形狀、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，尤其是用數(shù)學(xué)模型描述的具有復(fù)雜曲線、曲面輪廓用用數(shù)學(xué)模型描述的具有復(fù)雜曲線、曲面輪廓用普通機(jī)床無法加工或雖能加工但很難保證產(chǎn)品普通機(jī)床無法加工或雖能加工但很難保證產(chǎn)品質(zhì)量的零件。質(zhì)量的零件。 具有難測量、難控制進(jìn)給、難控制尺寸的不具有難測量、難控制進(jìn)給、難控制尺寸的不開敞內(nèi)腔的殼體或盒形零件。開敞內(nèi)腔的殼體或盒形零件。 必須在一次裝夾中完成銑、鏜、鉆、鉸、攻必須在一次裝夾中完成銑、鏜、鉆、鉸、攻絲等多道工序的零件。絲等多道工序的零件。 價(jià)格昂貴，毛坯獲得困難，不允許報(bào)廢的零件。價(jià)格昂貴，毛坯獲得困難，不允許報(bào)廢的零件。這

27、類零件在普通機(jī)床上加工時(shí)有一定的難度，容這類零件在普通機(jī)床上加工時(shí)有一定的難度，容易產(chǎn)生次品或廢品。易產(chǎn)生次品或廢品。 在普通機(jī)床上加工時(shí)，生產(chǎn)效率很低或勞動強(qiáng)度在普通機(jī)床上加工時(shí)，生產(chǎn)效率很低或勞動強(qiáng)度很大的零件，質(zhì)量難以穩(wěn)定控制的零件。很大的零件，質(zhì)量難以穩(wěn)定控制的零件。 用于改型比較、提供性能或功能測試的零件；多用于改型比較、提供性能或功能測試的零件；多品種、多規(guī)格、單件小批量生產(chǎn)的零件。品種、多規(guī)格、單件小批量生產(chǎn)的零件。 在普通機(jī)床上加工需要作長時(shí)間調(diào)整的零件。在普通機(jī)床上加工需要作長時(shí)間調(diào)整的零件。 生產(chǎn)批量大的零件。生產(chǎn)批量大的零件。 裝夾困難或完全靠找正定位來保證加工裝夾困難或

28、完全靠找正定位來保證加工精度的零件。精度的零件。 加工余量很不穩(wěn)定，且數(shù)控機(jī)床沒有在加工余量很不穩(wěn)定，且數(shù)控機(jī)床沒有在線檢測系統(tǒng)可自動調(diào)整零件坐標(biāo)位置的線檢測系統(tǒng)可自動調(diào)整零件坐標(biāo)位置的零件。零件。 必須用特定的工裝協(xié)調(diào)加工的零件。必須用特定的工裝協(xié)調(diào)加工的零件。 數(shù)控機(jī)床加工零件的工作過程如圖數(shù)控機(jī)床加工零件的工作過程如圖1.8所示，主所示，主要包括：分析零件圖紙、工藝處理、數(shù)值處理、要包括：分析零件圖紙、工藝處理、數(shù)值處理、編寫程序單、制作控制介質(zhì)、程序校驗(yàn)、首件試編寫程序單、制作控制介質(zhì)、程序校驗(yàn)、首件試切等。切等。數(shù)控機(jī)床加工具體步驟如下數(shù)控機(jī)床加工具體步驟如下: （1 1）分析圖樣、

29、確定加工工藝。）分析圖樣、確定加工工藝。 確定加工方案。確定加工方案。 夾具的設(shè)計(jì)和選擇夾具的設(shè)計(jì)和選擇 加工余量的選擇。數(shù)控機(jī)床加工余量的大小等于加工余量的選擇。數(shù)控機(jī)床加工余量的大小等于每個中間工序加工余量的總和。每個中間工序加工余量的總和。 圖圖1.8 數(shù)控機(jī)床加工零件的工作過程數(shù)控機(jī)床加工零件的工作過程（a）盡量采用最小的加工余量總和，以便縮短）盡量采用最小的加工余量總和，以便縮短加工時(shí)間，降低零件加工費(fèi)用。加工時(shí)間，降低零件加工費(fèi)用。（b）要留有足夠的加工余量，保證最后工序的）要留有足夠的加工余量，保證最后工序的加工余量能得到圖紙上所規(guī)定的精度和表面粗加工余量能得到圖紙上所規(guī)定的精度

30、和表面粗糙度要求。糙度要求。（c）加工余量要與加工零件的尺寸大小相適應(yīng)）加工余量要與加工零件的尺寸大小相適應(yīng)， 一般來說零件越大加工余量也相應(yīng)大些。一般來說零件越大加工余量也相應(yīng)大些。（d）決定加工余量時(shí)應(yīng)考慮到零件熱處理引起）決定加工余量時(shí)應(yīng)考慮到零件熱處理引起的變化，以免產(chǎn)生廢品。的變化，以免產(chǎn)生廢品。（e）決定加工余量時(shí)應(yīng)考慮加工方法和加工設(shè)）決定加工余量時(shí)應(yīng)考慮加工方法和加工設(shè)備的剛性，以免零件發(fā)生變形。備的剛性，以免零件發(fā)生變形。 合理選擇加工路線。所謂加工路線，就是指合理選擇加工路線。所謂加工路線，就是指數(shù)控機(jī)床在加工過程中刀具中心運(yùn)動的軌跡和數(shù)控機(jī)床在加工過程中刀具中心運(yùn)動的軌跡

31、和方向。確定加工路線，就是確定刀具運(yùn)動的軌方向。確定加工路線，就是確定刀具運(yùn)動的軌跡和方向，也就是編程的軌跡和運(yùn)動方向。加跡和方向，也就是編程的軌跡和運(yùn)動方向。加工路線的選擇一般應(yīng)遵循以下原則。工路線的選擇一般應(yīng)遵循以下原則。（a）保證所加工零件的精度和表面粗糙度的要）保證所加工零件的精度和表面粗糙度的要求。求。（b）盡量縮短加工路線，盡量減少換刀次數(shù)和）盡量縮短加工路線，盡量減少換刀次數(shù)和空行程，提高生產(chǎn)效率?？招谐蹋岣呱a(chǎn)效率。（c）有利于簡化數(shù)值計(jì)算，減少程序段數(shù)和降）有利于簡化數(shù)值計(jì)算，減少程序段數(shù)和降低編程復(fù)雜程度。低編程復(fù)雜程度。 選擇合適的刀具。選擇合適的刀具。 確定合理的切削

32、用量。確定合理的切削用量。 根據(jù)零件的幾何尺寸設(shè)定好坐標(biāo)系，確定加根據(jù)零件的幾何尺寸設(shè)定好坐標(biāo)系，確定加工路線，計(jì)算零件粗、精加工時(shí)刀具中心運(yùn)動工路線，計(jì)算零件粗、精加工時(shí)刀具中心運(yùn)動軌跡，得到刀位數(shù)據(jù)。對于點(diǎn)位控制的數(shù)控機(jī)軌跡，得到刀位數(shù)據(jù)。對于點(diǎn)位控制的數(shù)控機(jī)床，如數(shù)控鉆床，一般不需要計(jì)算。只有當(dāng)零床，如數(shù)控鉆床，一般不需要計(jì)算。只有當(dāng)零件圖樣坐標(biāo)系與所編程序的工件坐標(biāo)系不一致件圖樣坐標(biāo)系與所編程序的工件坐標(biāo)系不一致時(shí)，才需要進(jìn)行相應(yīng)的換算。對于由直線和圓時(shí)，才需要進(jìn)行相應(yīng)的換算。對于由直線和圓弧組成的比較簡單的零件加工，要計(jì)算出零件弧組成的比較簡單的零件加工，要計(jì)算出零件輪廓相鄰幾何元素

33、的切點(diǎn)或交點(diǎn)（統(tǒng)稱為基點(diǎn)輪廓相鄰幾何元素的切點(diǎn)或交點(diǎn)（統(tǒng)稱為基點(diǎn)）的坐標(biāo)系，從而獲得各幾何元素的起點(diǎn)、終）的坐標(biāo)系，從而獲得各幾何元素的起點(diǎn)、終點(diǎn)、圓弧的圓心坐標(biāo)值。點(diǎn)、圓弧的圓心坐標(biāo)值。加工路線、工藝參數(shù)（如切削用量等）以加工路線、工藝參數(shù)（如切削用量等）以及刀位數(shù)據(jù)確定后，按數(shù)控系統(tǒng)規(guī)定的及刀位數(shù)據(jù)確定后，按數(shù)控系統(tǒng)規(guī)定的功能指令代碼和程序段格式，逐段編寫功能指令代碼和程序段格式，逐段編寫零件加工程序單，并記錄在控制介質(zhì)上零件加工程序單，并記錄在控制介質(zhì)上作為輸入信息，或把程序單內(nèi)容直接通作為輸入信息，或把程序單內(nèi)容直接通過數(shù)控系統(tǒng)上的鍵盤逐段輸入。過數(shù)控系統(tǒng)上的鍵盤逐段輸入。 編制好的程

34、序必須經(jīng)過校驗(yàn)和試切才能用于編制好的程序必須經(jīng)過校驗(yàn)和試切才能用于正式加工。可采用關(guān)閉伺服驅(qū)動功能開關(guān)，在正式加工?？刹捎藐P(guān)閉伺服驅(qū)動功能開關(guān)，在帶有刀具軌跡動態(tài)模擬顯示功能的數(shù)控系統(tǒng)上帶有刀具軌跡動態(tài)模擬顯示功能的數(shù)控系統(tǒng)上，切換到，切換到CRT圖形顯示狀態(tài)下運(yùn)行所編程序，圖形顯示狀態(tài)下運(yùn)行所編程序，根據(jù)報(bào)警內(nèi)容及所顯示的刀具軌跡或零件圖形根據(jù)報(bào)警內(nèi)容及所顯示的刀具軌跡或零件圖形是否正確來調(diào)試、修改。還可采用不裝刀具、是否正確來調(diào)試、修改。還可采用不裝刀具、工件，開車空運(yùn)行來檢查、判斷程序執(zhí)行中機(jī)工件，開車空運(yùn)行來檢查、判斷程序執(zhí)行中機(jī)床運(yùn)動是否符合要求。對于較復(fù)雜的零件，可床運(yùn)動是否符合要求。對于較復(fù)雜的零件，可先采用塑料或鋁等易切削材料進(jìn)行首件試切。先采用塑料或鋁等易切削材料進(jìn)行首件試切。當(dāng)首件試切有誤差時(shí)，應(yīng)分析產(chǎn)生原因，加以當(dāng)首件試切有誤差時(shí)，應(yīng)分析產(chǎn)生原因，加以修改。修改。零件程序通過校驗(yàn)和首件試切合格后，可零件程序通過校驗(yàn)和首件試切合格后，可進(jìn)行正式批量加工生產(chǎn)。操作者一般只進(jìn)行正式批量加工生產(chǎn)。操作者一般只要進(jìn)行工件上下料，再按自動循環(huán)按鈕要進(jìn)行工件上下料，再按自動循環(huán)按鈕，就可實(shí)現(xiàn)自動循環(huán)加工。由于刀具磨，就可實(shí)現(xiàn)自動循環(huán)加工。由于刀具磨損等原因，要適時(shí)檢測所加工零件尺