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数控机床的分类与发展.docx
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数控机床的分类与发展.docx
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摘 要
世界制造业转移,中国正在逐步成为世界加工厂。美国、德国、韩国等国家已经进
入工业化发展的高技术密集时代与微电子时代,钢铁、机械、化工等重工业正逐渐向发
展中国家转移。我国目前经济发展已经过了发展初期,正处于重化工业发展中期。
未来 10 年将是中国机械行业发展最佳时期。美国、德国的重化工业发展期延续了 18
年以上,美国、德国、韩国四国重化工业发展期平均延续了 12 年,我们估计中国的重
化工业发展期将至少延续 10 年,直到 2015 年。因此,在未来 10 年中,随着中国重化
工业进程的推进,中国企业规模、产品技术、质量等都将得到大幅提升,国产机械产品
国际竞争力增强,逐步替代进口,并加速出口。目前,机械行业中部分子行业如船舶、
铁路、集装箱及集装箱起重机制造等已经受益于国际间的产业转移,并将持续受益;电
站设备、工程机械、床等将受益于产业转移,加快出口进程
关键词 : 数控 刀具 车床 编程
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目 录
第一章 数控机床的产生 ∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙1
第二章 数控机床的发展
2.1 数控系统的发展∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙1
2.2 机床的发展趋势∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙1
第三章 数控机床的分类
3.1 按加工工艺方法分类∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙4
3.1.1 金属切削类数控机床 ∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙4
3.1.2 特种加工类数控机床 ∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙4
3.1.3 板材加工类数控机床 ∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙4
3.2 按控制运动轨迹分类∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙5
3.1.2 点位控制数控机床∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙5
3.2.2 直线控制数控机床∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙5
3.2.3 轮廓控制数控机床∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙5
3.3 按驱动装置的特点分类 ∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙6
3.3.1 开环控制数控机床∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙6
3.3.2 闭环控制数控机床∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙7
3.3.3 半闭环控制数控机床 ∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙7
3.3.4 混合控制数控机床∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙7
第四章 数控车的工艺与工装削
4.1 合理选择切削用量 ∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙9
4.2 合理选择刀具 ∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙9
4.3 合理选择夹具 ∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙10
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4.4 确定加工路线 ∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙10
4.5 加工路线与加工余量的联系∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙10
4.6 夹具安装要点 ∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙10
第五章 数控车床操作与编程训练
5.1.实训目的与要求
5.2.实训设备
5.3.实训内容简述
5.4.实训报告内容
结语
致谢
参考文献
1.1 数控铣床概论
数控铣床是出现比较早和使用比较早的数控机床,在制造中具有很重要的地位,在
汽车,航天,军工,模具等行业得到了广泛的应用。
1.1.1 数控铣床分类
一 、数控铣床按构造上分类
⑴工作台升降式数控铣床 这类数控铣床采用工作台移动、升降,而主轴不动的方式。
小型数控铣床一般采用此种方式。
⑵主轴头升降式数控铣床 这类数控铣床采用工作台纵向和横向移动,且主轴沿垂向
溜板上下运动;主轴头升降式数控铣床在精度保持、承载重量、系统构成等方面具有很
多优点,已成为数控铣床的主流。
⑶龙门式数控铣床 这类数控铣床主轴可以在龙门架的横向与垂向溜板上运动,而龙
门架则沿床身作纵向运动。大型数控铣床,因要考虑到扩大行程,缩小占地面积及刚性
等技术上的问题,往往采用龙门架移动式。
二 、 数控铣床也可以按通用铣床的分类方法分类
⑴数控立式铣床
数控立式铣床在数量上一直占据数控铣床的大多数,应用范围也最广。从机床数控
系绕控制的坐标数量来看,目前 3 坐标数控立铣仍占大多数;一般可进行 3 坐标联动加
工,但也有部分机床只能进行 3 个坐标中的任意两个坐标联动加工(常称为 2.5 坐标加
工)。此外,还有机床主轴可以绕 X、Y、Z 坐标轴中的其中一个或两个轴作数控摆角运
动的 4 坐标和 5 坐标数控立铣。
⑵卧式数控铣床
与通用卧式铣床相同,其主轴轴线平行于水平面。为了扩大加工范围和扩充功能,
卧式数控铣床通常采用增加数控转盘或万能数控转盘来实现 4、5 坐标加工。这样,不
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但工件侧面上的连续回转轮廓可以加工出来,而且可以实现在一次安装中,通过转盘改
变工位,进行“四面加工”。
⑶立卧两用数控铣床
目前,这类数控铣床已不多见,由于这类铣床的主轴方向可以更换,能达到在一台
机床上既可以进行立式加工,又可以进行卧式加工,而同时具备上述两类机床的功能,
其使用范围更广,功能更全,选择加工对象的余地更大,且给用户带来不少方便。特别
是生产批量小,品种较多,又需要立、卧两种方式加工时,用户只需买一台这样的机床
就行了。
1.1.2 数控铣床的组成,工作原理及特点
1.数控铣床的组成
数控铣床的基本组成见图 1,它由床身、立柱、主轴箱、工作台、滑鞍、滚珠丝杠、
伺服电机、伺服装置、数控系统等组成。
床身用于支撑和连接机床各部件。主轴箱用于安装主轴。主轴下端的锥孔用于安装
铣刀。当主轴箱内的主轴电机驱动主轴旋转时,铣刀能够切削工件。主轴箱还可沿立柱
上的导轨在 Z 向移动,使刀具上升或下降。工作台用于安装工件或夹具。工作台可沿滑
鞍上的导轨在 X 向移动,滑鞍可沿床身上的导轨在 Y 向移动,从而实现工件在 X 和 Y
向的移动。无论是 X、Y 向,还是 Z 向的移动都是靠伺服电机驱动滚珠丝杠来实现。伺
服装置用于驱动伺服电机。控制器用于输入零件加工程序和控制机床工作状态。控制电
源用于向伺服装置和控制器供电。
图 1
2.数控铣床的工作原理
根据零件形状、尺寸、精度和表面粗糙度等技术要求制定加工工艺,选择加工参数。
通过手工编程或利用 CAM 软件自动编程,将编好的加工程序输入到控制器。控制器对加
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