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数控机床及其维护概述

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第1章 概 述 1.1 数控机床的发展和特点 1.2 数控机床的组成与工作原理 1.3 数控机床的常见类型 1.1 数控机床的发展和特点 制造业是一个国家国民经济的支柱产业。 1.1.1 数控机床的发展 1.高速、高精度化 高速指的是高的主轴转速、高的快速移 动速度和高的换刀速度 。 高精度化是指提高数控机床的精度。 2.高可靠性 数控机床的*均无故障工作时间 (小时)。 3.机床功能复合化 复合化是为了提高零件加工效率,减 少辅助时间。能减少装卸时间,提高机床 生产效率,减少半成品库存量,又能保证 和提高形位精度。 4.智能化、网络化、柔性化 智能化是指数控机床控制加工精度和加工 效率的智能化。 网络化可以进行跨地域的协同设计、协同 制造、信息共享、远程监控及远程服务 1.1.2 数控机床的特点 1.对加工对象的适应性强 2.加工精度高 3.生产效率高 4.操作者劳动强度低 5.经济效益好 6.便于生产管理的现代化 1.2 数控机床的组成与工作原理 1.2.1 数控机床组成 数控机床按照事先编制好的程序,由 数控系统控制完成预定的运动轨迹和辅助 动 作 。 它 一 般 由 程 序 载 体、 输 入 装 置 、 CNC单元、伺服系统、位置反馈系统和机 床本体组成。如图1.2所示。 图1.2 数控机床的组成 1.2.2 数控机床的工作原理 在数控机床上加工零件通常需要经过以 下几个步骤。 ① 制订工艺规程。 ② 将NC程序通过输入装置传输到数控 机床的CNC系统。 ③ CNC系统分析程序段,并按要求将 相应的指令、数值传送到各个坐标轴的伺 服系统及机床强电控制系统。 ④ 伺服系统驱动机床的运动部件。 ⑤ 位置编码器检测并反馈给数控系统。 ⑥ 机床辅助动作由数控系统的PLC直接控制。 1.程序载体 程序载体用于记录数控机床加工零件 所需的程序。 2.输入装置 输入装置的作用是将程序载体上的程 序完整、正确地读入数控机床的CNC中。 3.CNC单元 CNC单元是数控机床的核心 。 4.伺服系统 伺服系统用于完成坐标轴的驱动。 直接影响数控机床加工的速度、位置 精度及加工的形状精度。 5.位置反馈系统 闭环控制系统 半闭环控制系统 6.机床本体 是数控机床的机械结构 1.3 数控机床的常见类型 1.3.1 数控车床 1.普通数控车床 普通数控车床是机械制造业拥有量较多 的一种车床,通常称之为经济型数控车床。 图1.4为CK6140经济型数控车床外形图。 图1.4 CK6140数控车床 2.全机能数控车床 图1.5所示为45°倾斜床身的数控车床 (去掉外壳等零部件),具有回轮式刀塔, 使用滚动导轨支承刀塔溜板,通常称之为 全机能数控车床。 图1.5 全机能数控车床 3.车削加工中心 车削加工中心是性能最好的数控车床, 常用作精加工使用,其床身均为倾斜结构, 如图1.6所示。 图 1 6 车 削 加 工 中 心 . 1.3.2 数控镗铣床 1.数控铣床 数控铣床为三轴控制加工机床,与数 控车床不同,其主运动由定尺寸刀具完成, 加工过程所需的运动轨迹由X、Y、Z三轴 共同运动实现,如图1.7所示。 图 1 7 数 控 铣 床 . 2.镗铣加工中心 图1.8所示为FH4000卧式镗铣加工中心。 图 1 8 卧 式 镗 铣 加 工 中 心 . 图1.9所示为MCR-A-R型龙门型五 面镗铣加工中心,它具有 1500mm×5000mm的工作台面,可以适应 大、中型零件的精密加工;机床配置的数 控系统具有五坐标控制功能;为扩展机床 的工艺范围,其上配备有多种动力铣头 (角度铣头、直角铣头和加长铣头等), 根据加工过程需要,可以自动更换。 图 1 9 龙 门 五 面 镗 铣 加 工 中 心 . 1.3.3 其他数控机床 1.数控线切割机床 2.数控冲床



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