數(shù)控車床簡介

數(shù)控車床簡介班級(jí)：05021104學(xué)號(hào)：2011301265姓名：高利飛數(shù)控機(jī)床的概念數(shù)控機(jī)床（NumericalControlTools）是采用數(shù)字化信號(hào)，通過可編程的自動(dòng)控制工作方式，實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備運(yùn)行及其加工過程產(chǎn)生的位置、角度、速度、力等信號(hào)進(jìn)行控制的新型自動(dòng)化機(jī)床。數(shù)控機(jī)床的計(jì)算機(jī)信息處理及控制的內(nèi)容主要包括：基本的數(shù)控?cái)?shù)據(jù)輸入輸出、直線和圓弧插補(bǔ)運(yùn)算、刀具補(bǔ)償、間隙補(bǔ)償、螺距誤差補(bǔ)償和位置伺服控制等。一些先進(jìn)的數(shù)控機(jī)床甚至還具有某些智能的功能，如螺旋線插補(bǔ)、刀具監(jiān)控、在線測量、自適應(yīng)控制、故障診斷、軟鍵（SoftKey）菜單、會(huì)話型編程、圖形仿真等。數(shù)控機(jī)床的大部分功能對(duì)實(shí)時(shí)性要求很強(qiáng)，信息處理量也較大，因此許多數(shù)控機(jī)床都采用多微處理器數(shù)控方式。一般數(shù)控機(jī)床通常是指數(shù)控車床、數(shù)控銑床、數(shù)控鏜銑床等，它們的下述特點(diǎn)對(duì)其組成自動(dòng)化制造系統(tǒng)是非常重要的。CK6132車床ＣＫ６１３２車床的含義１.CK是數(shù)控車床的意思２.61——表示臥式車３.32表示加工最大直徑是320mm

數(shù)控車床的典型結(jié)構(gòu)

ＣＫ６１３２車床機(jī)械結(jié)構(gòu)組成

主傳動(dòng)系統(tǒng)：實(shí)現(xiàn)主運(yùn)動(dòng)；

進(jìn)給系統(tǒng)：實(shí)現(xiàn)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)；

機(jī)床基礎(chǔ)部件：床身、底座、立柱等，支撐機(jī)床本體；

輔助裝置：液壓、氣動(dòng)、潤滑、冷卻、防護(hù)、排屑等裝置，實(shí)現(xiàn)某些動(dòng)作和輔助功能；

實(shí)現(xiàn)工件回轉(zhuǎn)、分度定位的裝置，如回轉(zhuǎn)工作臺(tái)；

刀庫、刀架和自動(dòng)換刀裝置（ATC）；

自動(dòng)托盤交換裝置（APC）；

特殊功能裝置，如刀具破損檢測、精度檢測、監(jiān)控裝置等。

ＣＫ６１３２數(shù)控車床結(jié)構(gòu)組成數(shù)控系統(tǒng)床身防護(hù)罩

主軸三爪卡盤尾座導(dǎo)軌溜板箱中托板刀架

數(shù)控車床的典型結(jié)構(gòu)

主軸電動(dòng)機(jī)伺服電動(dòng)機(jī)配電柜

數(shù)控車床的典型結(jié)構(gòu)數(shù)控車床布局的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)數(shù)控車床的床身結(jié)構(gòu)和導(dǎo)軌有很多種形式，主要有水平床身、傾斜床身以及水平床身斜滑板等。一般中小型數(shù)控車床多采用傾斜床身或水平床身斜滑板結(jié)構(gòu)。因?yàn)檫@種布局結(jié)構(gòu)具有機(jī)床外形美觀，占地面積小，易于排屑和冷卻液的排流，便于操作者操作與觀察，易于安裝上下料機(jī)械手，實(shí)現(xiàn)全面自動(dòng)化等特點(diǎn)。傾斜床身還有一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是可采用封閉截面整體結(jié)構(gòu)，以提高床身的剛度。床身導(dǎo)軌傾斜角度多為45°、60°和70°，但傾斜角度太大會(huì)影響導(dǎo)軌的導(dǎo)向性及受力情況。水平床身加工工藝性好，其刀架水平放置，有利于提高刀架的運(yùn)動(dòng)精度，但這種結(jié)構(gòu)床身下部空間小，排屑困難。床身導(dǎo)軌常采用寬支撐V－平形導(dǎo)軌，絲杠位于兩導(dǎo)軌之間。數(shù)控車床多采用自動(dòng)回轉(zhuǎn)刀架來夾持各種不同用途的刀具，受空間大小的限制，刀架的工位數(shù)量不可能太多，一般都采用6、8、10或12。數(shù)控車削中心是在數(shù)控車床的基礎(chǔ)之上發(fā)展起來的，一般具有C軸控制，在數(shù)控系統(tǒng)的控制下，實(shí)現(xiàn)C軸Z軸插補(bǔ)或C軸X軸插補(bǔ)。它的回轉(zhuǎn)刀架還可以安置動(dòng)力刀具，使工件在一次裝夾下，除完成一般車削外，還可在工件軸向或徑向等部位進(jìn)行鉆銑等加工。

數(shù)控車床的典型結(jié)構(gòu)

數(shù)控機(jī)床的總體布局

數(shù)控車床常用布局形式平床身斜床身平床身斜滑板立床身垂直床身斜床身水平床身

數(shù)控車床的典型結(jié)構(gòu)

數(shù)控車床的自動(dòng)換刀裝置

自動(dòng)換刀裝置的形式四方刀架六角刀架

數(shù)控車床的典型結(jié)構(gòu)刀庫容量刀庫中的刀具并不是越多越好，太大的容量會(huì)增加刀庫的尺寸和占地面積，使選刀過程時(shí)間增長。因此，從使用角度出發(fā)，刀庫的容量一般取為10-40把。

數(shù)控車床的典型結(jié)構(gòu)

刀具的選擇

1.順序選擇將刀具按加工工序的順序，依次放入刀庫的每一個(gè)刀座內(nèi)。每次換刀時(shí)，刀庫按順序轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)刀座的位置，并取出所需要的刀具。

優(yōu)點(diǎn)：①刀庫的控制與驅(qū)動(dòng)簡單；②無需刀具識(shí)別裝置；③維護(hù)簡單。

缺點(diǎn)：

①當(dāng)加工零件改變后，刀庫中的刀具順序需按照新零件的工藝順序重新排列，降低了系統(tǒng)的柔性；

②當(dāng)工藝過程中有些工步所用的刀具相同時(shí)，也不允許重復(fù)使用同一把刀，必須按加工順序排列幾把相同的刀具，增加了刀具數(shù)量和刀庫儲(chǔ)存量；

③操作人員必須在加工前仔細(xì)檢查刀具的排列順序，否則會(huì)造成嚴(yán)重事故。

數(shù)控車床的典型結(jié)構(gòu)

2.任意選擇根據(jù)程序指令的要求來選擇所需要的刀具，刀具在刀庫中不必按照工件的加工順序排列，可任意存放。必須有刀具識(shí)別裝置，每把刀具或刀座都編上代碼，當(dāng)某把刀具的代碼與數(shù)控指令的代碼相符合時(shí)，該刀具就被選中。方式：刀具編碼選擇、刀座編碼選擇。與順序選擇相比，其優(yōu)點(diǎn)是：

①刀庫中刀具的排列順序與加工零件的加工順序無關(guān)，無論加工任何零件，都不必改變刀具在刀庫中原有的排列順序，這就增加了系統(tǒng)的柔性；

②同一刀具可供不同工件、不同工步共同使用，減少了刀具數(shù)量。

缺點(diǎn)有：

①需設(shè)置刀具識(shí)別裝置，使刀庫的控制與驅(qū)動(dòng)復(fù)雜；

②需對(duì)刀具或刀座編碼，增加了輔助工作量；

③維護(hù)比順序選擇的要復(fù)雜。

數(shù)控車床的典型結(jié)構(gòu)

車削中心動(dòng)力刀架

數(shù)控車床的典型結(jié)構(gòu)

帶刀庫的自動(dòng)換刀系統(tǒng)由刀庫和刀具換刀機(jī)構(gòu)組成。（1）無機(jī)械手交換刀具方式

數(shù)控車床的典型結(jié)構(gòu)（2）帶機(jī)械手交換刀具方式單、雙臂機(jī)械手結(jié)構(gòu)a）單臂單爪回轉(zhuǎn)式b）單臂雙爪擺動(dòng)式c）雙臂回轉(zhuǎn)式d）雙機(jī)械手e）雙臂往復(fù)交叉式f）雙臂端面夾緊式

數(shù)控車床的典型結(jié)構(gòu)

數(shù)控車床的回轉(zhuǎn)工作臺(tái)數(shù)控機(jī)床常用的回轉(zhuǎn)工作臺(tái)有兩類：分度工作臺(tái)和數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺(tái)，二者外形相似，但結(jié)構(gòu)上各有特點(diǎn)。數(shù)控機(jī)床除了沿坐標(biāo)軸X、Y、Z三個(gè)方向的直線進(jìn)給運(yùn)動(dòng)之外，常常還需要有繞X、Y、Z三個(gè)基本坐標(biāo)軸回轉(zhuǎn)的圓周運(yùn)動(dòng)，通常為A、B、C軸。數(shù)控機(jī)床靠回轉(zhuǎn)工作臺(tái)實(shí)現(xiàn)圓周運(yùn)動(dòng)。

數(shù)控車床的典型結(jié)構(gòu)1.分度工作臺(tái)

功能：完成回轉(zhuǎn)分度運(yùn)動(dòng)，即在需要分度時(shí)，將工作臺(tái)及工件回轉(zhuǎn)一定角度。作用：在加工中自動(dòng)完成工件的轉(zhuǎn)位換面，實(shí)現(xiàn)工件一次安裝完成幾個(gè)面的加工。特點(diǎn)：不能實(shí)現(xiàn)0°-360°范圍內(nèi)任意角度的分度。分類：按采用的定位元件不同，分為鼠齒盤式分度工作臺(tái)和定位銷式分度工作臺(tái)。

數(shù)控車床的典型結(jié)構(gòu)2.數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺(tái)

功能：完成分度運(yùn)動(dòng)，還能進(jìn)行連續(xù)圓周進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。特點(diǎn)：可按照數(shù)控系統(tǒng)指令進(jìn)行連續(xù)回轉(zhuǎn)，回轉(zhuǎn)速度是無級(jí)、連續(xù)可調(diào)的；能實(shí)現(xiàn)任意角度的分度定位；必須采用伺服電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。分類：根據(jù)安裝形式，分為立式和臥式。立式數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺(tái)臥式數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺(tái)可傾數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺(tái)ＣＫ６１３２車床的配置產(chǎn)品型號(hào)：CK6132產(chǎn)品配置：廣數(shù)928TEa伺服系統(tǒng)/東芝變頻器/排刀架/電動(dòng)刀架/編碼器/水泵/氣動(dòng)夾緊/尾架/直徑200三爪卡盤（手動(dòng)卡盤）/彈簧夾頭。配置名稱配置說明數(shù)控系統(tǒng)廣數(shù)928TEa伺服系統(tǒng)變頻器日本東芝X軸電機(jī)廣數(shù)伺服電機(jī)Y軸電機(jī)廣數(shù)伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)器X軸廣數(shù)伺服Y軸廣數(shù)伺服絲桿X軸啟東潤澤Y軸啟東潤澤軸承主軸軸承洛軸，哈軸主軸潤滑脂潤滑刀架排刀架金火編碼器無錫瑞普ＣＫ６１３２車床的性能特點(diǎn)CK6132數(shù)控機(jī)床主要用于內(nèi)外徑、端面、錐面、弧面和螺紋等高效精密加工，刀具安裝為四工位電動(dòng)刀架，也可采用排刀座形式。機(jī)床系統(tǒng)采用廣數(shù)GSK980TA數(shù)控系統(tǒng)，也可按客戶要求配置進(jìn)口系統(tǒng)。主軸采用變頻調(diào)速，也可采用機(jī)械變速。

機(jī)床導(dǎo)軌經(jīng)超音頻淬火，床鞍貼塑提高了機(jī)床的精度和使用壽命。主軸軸承采用日本NSK高精密軸承。

該機(jī)床可采用彈簧夾頭，三爪卡盤，也可依客戶需要配液壓、氣動(dòng)夾緊裝置。不僅可滿足科研單位、中小型企業(yè)批量零件加工，更是高等工科院校、中專、技職校的機(jī)制、機(jī)電一體化、自控及其他相關(guān)專業(yè)數(shù)控技術(shù)的教學(xué)實(shí)習(xí)和綜合實(shí)驗(yàn)的理想設(shè)備。也可為各品牌數(shù)控系統(tǒng)生產(chǎn)商和廣大數(shù)控機(jī)床制造銷售廠家提供光機(jī)。ＣＫ６１３２車床的主要參數(shù)名稱單位參數(shù)名稱單位參數(shù)機(jī)床型號(hào)CK6132B主軸頭形式C6床身最大工作回轉(zhuǎn)直徑mmφ360主軸通孔直徑φ52滑板最大工作回轉(zhuǎn)直徑mmφ180坐標(biāo)行程mm最大加工長度mm550X向190最大車削直徑mmφ360Z向810定位精度0.015/0.025刀臺(tái)重復(fù)定位精度0.005/0.01刀位數(shù)4（6）主軸轉(zhuǎn)速范圍（手動(dòng)型）r/min30∽2000尾座主軸轉(zhuǎn)速范圍（手動(dòng)+變頻）r/min30∽2500套筒最大行程mm135主軸轉(zhuǎn)速范圍（單主軸+變頻）r/min200∽3000套筒直徑mmφ60主軸套筒錐孔錐度莫氏4號(hào)ＣＫ６１３２車床動(dòng)力參數(shù)的確定主運(yùn)動(dòng)功率的確定在確定主運(yùn)動(dòng)功率之前，首先要選擇一個(gè)具有代表性的典型的工況。這個(gè)典型工況所選用的切削用量不是車床所能達(dá)到的切削用量的極限值。而是要選用在實(shí)際的切削過程中最常用到的，最能代表車床切削性能的切削用量。所選定的這個(gè)切削用量雖然不是極限值，但是也是在加工過程中最常用的切削用量中的較大的數(shù)值ＣＫ６１３２車床動(dòng)力參數(shù)的確定切削用量的選擇

根據(jù)加工工藝的要求合理的選擇切削用量，是確定機(jī)床參數(shù)的基本依據(jù)。切削用量包括三要素為切削速度vc、進(jìn)給量f、背吃刀量ap.。因此在選擇切削用量的時(shí)候，應(yīng)該要考慮到以下幾個(gè)方面的關(guān)系：1.切削加工生產(chǎn)率在切削加工中，材料的切除率與切削用量三要素vc、f、ap均保持線性關(guān)系，其中任一參數(shù)增大，都可使生產(chǎn)率提高。但由于刀具壽命的制約，當(dāng)任一參數(shù)增大時(shí)，其它兩參數(shù)必須減小。因此，在指定切削用量時(shí)，使三要素獲得最佳組合，此時(shí)的高生產(chǎn)率才是合理的。2.刀具壽命切削用量三要素對(duì)刀具壽命影響的大小，按順序?yàn)関c、f、ap。因此，從保證合理的刀具壽命出發(fā)，在確定切削用量時(shí)，應(yīng)先采用盡可能大的背吃刀量；然后再選用大的進(jìn)給量；最后按照確定的刀具壽命公式求出切削速度。對(duì)于專用機(jī)床來說，為了保證刀具

的使用壽命，切削用量不宜過大。

3.加工表面粗糙度

對(duì)于粗加工，在切削力和刀片大小允許時(shí)，首先應(yīng)進(jìn)卡能的加大ap，相應(yīng)的降低f、vc，使粗糙的毛坯表面在一次吃刀中切除。在機(jī)床、工件、刀具和刀具夾持剛度等允許時(shí)，粗加工也可以盡可能提高f，并適當(dāng)降低vc；對(duì)于精加工，增大進(jìn)給量將增大加工表面粗糙度值。因此，它是精加工時(shí)抑制生產(chǎn)率提高的主要因素。

在多刀切削或使用組合刀具切削時(shí)，應(yīng)按各把刀具允許的切削用量中最低的參數(shù)，作為調(diào)整機(jī)床的參數(shù)。對(duì)自動(dòng)化加工，各工位加工工序的切削用量，要按生產(chǎn)節(jié)拍進(jìn)行平衡。

在車床上粗加工零件時(shí)，切削力和切削用量都比較的大，所以選擇粗車直徑為40mm,材料為45鋼的棒料的外圓面為典型的工況。假設(shè)棒料經(jīng)過調(diào)制處理，根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)便覽》表8-7優(yōu)質(zhì)碳素鋼可知45鋼的硬度為217～255HB。根據(jù)《金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)》P734表10-1硬質(zhì)合金車刀縱車削外圓的切削速度v可選取刀具材料為YT15。根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》P507表2.4-3硬質(zhì)合金及高速鋼車刀粗車外圓和端面時(shí)的進(jìn)給量選取車刀刀桿尺寸BH為1625、工件直徑為40mm、ap=2mm時(shí)進(jìn)給量f=0.5mm/r。ＣＫ６１３２車床進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)要求1.提高傳動(dòng)精度和剛度2.減少各運(yùn)動(dòng)零件的慣量3.減少運(yùn)動(dòng)件的摩擦阻力4.響應(yīng)速度快5.較強(qiáng)的過載能力6.穩(wěn)定性好，壽命長7.使用維護(hù)方便國內(nèi)數(shù)控技術(shù)的發(fā)展我國數(shù)控技術(shù)的發(fā)展起步于二十世紀(jì)五十年代，

中國于1958年研制出第一臺(tái)數(shù)控機(jī)床，發(fā)展過程大致可分為兩大階段。在1958~1979年間為第一階段，從1979年至今為第二階段。第一階段中對(duì)數(shù)控機(jī)床特點(diǎn)、發(fā)展條件缺乏認(rèn)識(shí)，在人員素質(zhì)差、基礎(chǔ)薄弱、配套件不過關(guān)的情況下，一哄而上又一哄而下，曾三起三落、終因表現(xiàn)欠佳，無法用于生產(chǎn)而停頓。主要存在的問題是盲目性大，缺乏實(shí)事求是的科學(xué)精神。在第二階段從日、德、美、西班牙先后引進(jìn)數(shù)控系統(tǒng)技術(shù)，從日、美、德、意、英、法、瑞士、匈、奧、韓國、臺(tái)灣省共11國(地區(qū))引進(jìn)數(shù)控機(jī)床先進(jìn)技術(shù)和合作、合資生產(chǎn)，解決了可靠性、穩(wěn)定性問題，數(shù)控機(jī)床開始正式生產(chǎn)和使用，并逐步向前發(fā)展。我國數(shù)控技術(shù)和數(shù)控產(chǎn)業(yè)取得了相當(dāng)大的成績。特別是最近幾年，我國數(shù)控產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，1998～2004年國產(chǎn)數(shù)控機(jī)床產(chǎn)量和消費(fèi)量的年平均增長率分別為39.3%和34.9%。盡管如此，進(jìn)口機(jī)床的發(fā)展勢(shì)頭依然強(qiáng)勁，從2002年開始，中國連續(xù)三年成為世界機(jī)床消費(fèi)第一大國、機(jī)床進(jìn)口第一大國，2004年中國機(jī)床主機(jī)消費(fèi)高達(dá)94.6億美元，國內(nèi)數(shù)控機(jī)床制造企業(yè)在中高檔與大型數(shù)控機(jī)床的研究開發(fā)方面與國外的差距更加明顯，70%以上的此類設(shè)備和絕大多數(shù)的功能部件均依賴進(jìn)口。由此可以看出國產(chǎn)數(shù)控機(jī)床特別是中高檔數(shù)控機(jī)床仍然缺乏市場競爭力，究其原因主要在于國產(chǎn)數(shù)控機(jī)床的研究開發(fā)深度不夠、制造水平依然落后、服務(wù)意識(shí)與能力欠缺、數(shù)控系統(tǒng)生產(chǎn)應(yīng)用推廣不力及數(shù)控人才缺乏等。我們應(yīng)看清形勢(shì)，充分認(rèn)識(shí)國產(chǎn)數(shù)控機(jī)床的不足，努力發(fā)展先進(jìn)技術(shù)，加大技術(shù)創(chuàng)新與培訓(xùn)服務(wù)力度，以縮短與發(fā)達(dá)國家之問的差距。結(jié)論和展望