1、第第5章章 數(shù)控車削加工工藝數(shù)控車削加工工藝5.1 數(shù)控車削加工工藝概述數(shù)控車削加工工藝概述5.1.1 數(shù)控車床的類型數(shù)控車床的類型 數(shù)控車床是集機(jī)械、電氣、液壓、氣動(dòng)、微電子和信息等多數(shù)控車床是集機(jī)械、電氣、液壓、氣動(dòng)、微電子和信息等多項(xiàng)技術(shù)為一體的機(jī)電一體化產(chǎn)品，是機(jī)械制造設(shè)備中具有高精度、項(xiàng)技術(shù)為一體的機(jī)電一體化產(chǎn)品，是機(jī)械制造設(shè)備中具有高精度、高效率、高自動(dòng)化和高柔性化等優(yōu)點(diǎn)的工作母機(jī)。高效率、高自動(dòng)化和高柔性化等優(yōu)點(diǎn)的工作母機(jī)。 一般是將事先編好的加工程序輸入到數(shù)控系統(tǒng)中，由數(shù)控系統(tǒng)一般是將事先編好的加工程序輸入到數(shù)控系統(tǒng)中，由數(shù)控系統(tǒng)通過伺服系統(tǒng)去控制車床各運(yùn)動(dòng)部件的動(dòng)作，加工出符

2、合要求的各通過伺服系統(tǒng)去控制車床各運(yùn)動(dòng)部件的動(dòng)作，加工出符合要求的各種形狀回轉(zhuǎn)體零件。種形狀回轉(zhuǎn)體零件。數(shù)控車床的分類數(shù)控車床的分類按數(shù)控系統(tǒng)控制的軸數(shù)分類按數(shù)控系統(tǒng)控制的軸數(shù)分類（1)兩軸控制的數(shù)控車床兩軸控制的數(shù)控車床 只有一個(gè)回轉(zhuǎn)刀架，可實(shí)現(xiàn)兩坐標(biāo)軸控制，如圖只有一個(gè)回轉(zhuǎn)刀架，可實(shí)現(xiàn)兩坐標(biāo)軸控制，如圖5-6所示。所示。（2)四軸控制的數(shù)控車床四軸控制的數(shù)控車床 機(jī)床上有兩個(gè)獨(dú)立的回轉(zhuǎn)刀架，可實(shí)現(xiàn)四軸控制，如圖機(jī)床上有兩個(gè)獨(dú)立的回轉(zhuǎn)刀架，可實(shí)現(xiàn)四軸控制，如圖5-7所示。所示。 對(duì)于車削中心或柔性制造單元，還要增加其他的附加坐標(biāo)軸來滿對(duì)于車削中心或柔性制造單元，還要增加其他的附加坐標(biāo)軸來滿足

3、機(jī)床的功能要求。目前，我國使用較多的是中小規(guī)格的兩坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)足機(jī)床的功能要求。目前，我國使用較多的是中小規(guī)格的兩坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)控制的數(shù)控車床。控制的數(shù)控車床。目前，我國使用較多的是中小規(guī)格的兩坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)控制的數(shù)控車床。目前，我國使用較多的是中小規(guī)格的兩坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)控制的數(shù)控車床。5.1.2數(shù)控車床的結(jié)構(gòu) 數(shù)控車床與普通車床相比較，其結(jié)構(gòu)上仍然是由床身、主軸變速數(shù)控車床與普通車床相比較，其結(jié)構(gòu)上仍然是由床身、主軸變速系統(tǒng)、導(dǎo)軌、刀架、進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)、液壓、冷卻、潤滑系統(tǒng)等部分組系統(tǒng)、導(dǎo)軌、刀架、進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)、液壓、冷卻、潤滑系統(tǒng)等部分組成。成。 在數(shù)控車床上由于實(shí)現(xiàn)了計(jì)算機(jī)數(shù)字控制，伺服電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)刀具在數(shù)控車床

4、上由于實(shí)現(xiàn)了計(jì)算機(jī)數(shù)字控制，伺服電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)刀具作連續(xù)縱向和橫向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，所以數(shù)控車床的進(jìn)給系統(tǒng)與普通車床的作連續(xù)縱向和橫向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，所以數(shù)控車床的進(jìn)給系統(tǒng)與普通車床的進(jìn)給系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)上存在著本質(zhì)上的差別。普通車床主軸的運(yùn)動(dòng)經(jīng)過掛進(jìn)給系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)上存在著本質(zhì)上的差別。普通車床主軸的運(yùn)動(dòng)經(jīng)過掛輪架、進(jìn)給箱、溜板箱傳到刀架，實(shí)現(xiàn)縱向（輪架、進(jìn)給箱、溜板箱傳到刀架，實(shí)現(xiàn)縱向（z向）和橫向（向）和橫向（x向）進(jìn)向）進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。數(shù)控車床是采用伺服電動(dòng)機(jī)經(jīng)過滾珠絲杠，傳到溜板和刀架，給運(yùn)動(dòng)。數(shù)控車床是采用伺服電動(dòng)機(jī)經(jīng)過滾珠絲杠，傳到溜板和刀架，實(shí)現(xiàn)縱向（實(shí)現(xiàn)縱向（z向）和橫向（向）和橫向（x向）進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。可見數(shù)控

5、車床進(jìn)給傳動(dòng)系向）進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。可見數(shù)控車床進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)大為簡化。統(tǒng)的結(jié)構(gòu)大為簡化。1床身床身 機(jī)床的床身是整個(gè)機(jī)床的基礎(chǔ)支承件，是機(jī)床的主體，一般用來放置導(dǎo)軌、機(jī)床的床身是整個(gè)機(jī)床的基礎(chǔ)支承件，是機(jī)床的主體，一般用來放置導(dǎo)軌、主軸箱等重要部件。床身的結(jié)構(gòu)對(duì)機(jī)床的布局有很大的影響。按照床身導(dǎo)軌主軸箱等重要部件。床身的結(jié)構(gòu)對(duì)機(jī)床的布局有很大的影響。按照床身導(dǎo)軌面與水平面的相對(duì)位置，床身有圖面與水平面的相對(duì)位置，床身有圖5-8所示的所示的5種布局形式種布局形式.。 一般來說，中、小規(guī)格的數(shù)控車床采用斜床身和臥式床身斜滑板一般來說，中、小規(guī)格的數(shù)控車床采用斜床身和臥式床身斜滑板的居多，只有大型數(shù)控

6、車床或小型精密數(shù)控車床才采用平床身，立床的居多，只有大型數(shù)控車床或小型精密數(shù)控車床才采用平床身，立床身采用得較少。平床身工藝性好，易于加工制造。由于刀架水平放置，身采用得較少。平床身工藝性好，易于加工制造。由于刀架水平放置，對(duì)提高刀架的運(yùn)動(dòng)精度有好處，但床身下部空間小，排屑困難；刀架對(duì)提高刀架的運(yùn)動(dòng)精度有好處，但床身下部空間小，排屑困難；刀架橫滑板較長，加大了機(jī)床的寬度尺寸，影響外觀。臥式床身斜滑板結(jié)橫滑板較長，加大了機(jī)床的寬度尺寸，影響外觀。臥式床身斜滑板結(jié)構(gòu)，再配置上傾斜的導(dǎo)軌防護(hù)罩，這樣既保持了臥式床身工藝性好的構(gòu)，再配置上傾斜的導(dǎo)軌防護(hù)罩，這樣既保持了臥式床身工藝性好的優(yōu)點(diǎn)，床身寬度也

7、不會(huì)太大。優(yōu)點(diǎn)，床身寬度也不會(huì)太大。2 導(dǎo)軌導(dǎo)軌 車床的導(dǎo)軌可分為滑動(dòng)導(dǎo)執(zhí)和滾動(dòng)導(dǎo)軌兩種。車床的導(dǎo)軌可分為滑動(dòng)導(dǎo)執(zhí)和滾動(dòng)導(dǎo)軌兩種。 滑動(dòng)導(dǎo)軌具有結(jié)構(gòu)簡單、翻造方便、接觸剛度大等優(yōu)滑動(dòng)導(dǎo)軌具有結(jié)構(gòu)簡單、翻造方便、接觸剛度大等優(yōu)點(diǎn)。但傳統(tǒng)滑動(dòng)導(dǎo)軌摩擦阻力大，磨損快，動(dòng)、靜摩擦系數(shù)點(diǎn)。但傳統(tǒng)滑動(dòng)導(dǎo)軌摩擦阻力大，磨損快，動(dòng)、靜摩擦系數(shù)差別大，低速時(shí)易產(chǎn)生爬行現(xiàn)象。差別大，低速時(shí)易產(chǎn)生爬行現(xiàn)象。 目前，數(shù)控車床已不采用傳統(tǒng)滑動(dòng)導(dǎo)軌，而是采用帶目前，數(shù)控車床已不采用傳統(tǒng)滑動(dòng)導(dǎo)軌，而是采用帶有耐磨粘貼帶覆蓋層的滑動(dòng)導(dǎo)軌和新型塑料滑動(dòng)導(dǎo)軌。它們有耐磨粘貼帶覆蓋層的滑動(dòng)導(dǎo)軌和新型塑料滑動(dòng)導(dǎo)軌。它們具有摩擦性能良

8、好和使用壽命長等特點(diǎn)。具有摩擦性能良好和使用壽命長等特點(diǎn)。 導(dǎo)軌剛度的大小、制造是否簡單、能否調(diào)整、摩擦損耗是否最小，導(dǎo)軌剛度的大小、制造是否簡單、能否調(diào)整、摩擦損耗是否最小，以及能否保持導(dǎo)軌的初始精度，在很大程度上取決于導(dǎo)軌的橫截面形狀。以及能否保持導(dǎo)軌的初始精度，在很大程度上取決于導(dǎo)軌的橫截面形狀。車床滑動(dòng)導(dǎo)軌的橫截面形狀常采用山形截面和矩形截面。車床滑動(dòng)導(dǎo)軌的橫截面形狀常采用山形截面和矩形截面。 山形截面如圖山形截面如圖5-9a所示。這種截面導(dǎo)軌導(dǎo)向精度高，導(dǎo)軌磨損后所示。這種截面導(dǎo)軌導(dǎo)向精度高，導(dǎo)軌磨損后靠自重下沉自動(dòng)補(bǔ)償。下導(dǎo)軌用凸形有利于排污物，但不易保存油液。靠自重下沉自動(dòng)補(bǔ)償。

9、下導(dǎo)軌用凸形有利于排污物，但不易保存油液。 矩形截面如圖矩形截面如圖5-9b所示。這種截面導(dǎo)軌制造維修方便，承載能力所示。這種截面導(dǎo)軌制造維修方便，承載能力大，新導(dǎo)軌導(dǎo)向精度高，但磨損后不能自動(dòng)補(bǔ)償，需用鑲條調(diào)節(jié)，影響大，新導(dǎo)軌導(dǎo)向精度高，但磨損后不能自動(dòng)補(bǔ)償，需用鑲條調(diào)節(jié)，影響導(dǎo)向精度。導(dǎo)向精度。 滾動(dòng)導(dǎo)軌的優(yōu)點(diǎn)是摩擦系數(shù)小，動(dòng)、靜摩擦系數(shù)很接近，不會(huì)產(chǎn)滾動(dòng)導(dǎo)軌的優(yōu)點(diǎn)是摩擦系數(shù)小，動(dòng)、靜摩擦系數(shù)很接近，不會(huì)產(chǎn)生爬行現(xiàn)象，可以使用油脂潤滑。數(shù)控車床導(dǎo)軌的行程一般較長，因生爬行現(xiàn)象，可以使用油脂潤滑。數(shù)控車床導(dǎo)軌的行程一般較長，因此滾動(dòng)體必須循環(huán)。根據(jù)滾動(dòng)體的不同，滾動(dòng)導(dǎo)軌可分為滾珠直線導(dǎo)此滾動(dòng)

10、體必須循環(huán)。根據(jù)滾動(dòng)體的不同，滾動(dòng)導(dǎo)軌可分為滾珠直線導(dǎo)軌和滾柱直線導(dǎo)軌，如圖軌和滾柱直線導(dǎo)軌，如圖5-10所示。后者的承載能力和剛度都比前者所示。后者的承載能力和剛度都比前者高，但摩擦系數(shù)略大。高，但摩擦系數(shù)略大。 3.主軸變速系統(tǒng)主軸變速系統(tǒng) 經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床大多數(shù)是不能自動(dòng)變速的，需要變速時(shí)，只能把經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床大多數(shù)是不能自動(dòng)變速的，需要變速時(shí)，只能把機(jī)床停止，然后手動(dòng)變速。全功能數(shù)控車床的主傳動(dòng)系統(tǒng)大多采用無機(jī)床停止，然后手動(dòng)變速。全功能數(shù)控車床的主傳動(dòng)系統(tǒng)大多采用無級(jí)變速。級(jí)變速。 目前，無級(jí)變速系統(tǒng)主要有變頻主軸系統(tǒng)和伺服主軸系統(tǒng)兩種。目前，無級(jí)變速系統(tǒng)主要有變頻主軸系統(tǒng)和伺服主軸系

11、統(tǒng)兩種。一般采用直流或交流主軸電動(dòng)機(jī)，通過帶傳動(dòng)帶動(dòng)主軸旋轉(zhuǎn)，或通過一般采用直流或交流主軸電動(dòng)機(jī)，通過帶傳動(dòng)帶動(dòng)主軸旋轉(zhuǎn)，或通過帶傳動(dòng)和主軸箱內(nèi)的減速齒輪（以獲得更大的轉(zhuǎn)矩）帶動(dòng)主軸旋轉(zhuǎn)。帶傳動(dòng)和主軸箱內(nèi)的減速齒輪（以獲得更大的轉(zhuǎn)矩）帶動(dòng)主軸旋轉(zhuǎn)。由于主軸電動(dòng)機(jī)調(diào)速范圍廣，又可無級(jí)調(diào)速，使得主軸箱的結(jié)構(gòu)大為由于主軸電動(dòng)機(jī)調(diào)速范圍廣，又可無級(jí)調(diào)速，使得主軸箱的結(jié)構(gòu)大為簡化。主軸電動(dòng)機(jī)在額定轉(zhuǎn)速時(shí)可輸出全部功率和最大轉(zhuǎn)矩。簡化。主軸電動(dòng)機(jī)在額定轉(zhuǎn)速時(shí)可輸出全部功率和最大轉(zhuǎn)矩。 3.主軸變速系統(tǒng)主軸變速系統(tǒng) 經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床大多數(shù)是不能自動(dòng)變速的，需要變速時(shí)，只能把經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床大多數(shù)是不能自動(dòng)變速的

12、，需要變速時(shí)，只能把機(jī)床停止，然后手動(dòng)變速。全功能數(shù)控車床的主傳動(dòng)系統(tǒng)大多采用無機(jī)床停止，然后手動(dòng)變速。全功能數(shù)控車床的主傳動(dòng)系統(tǒng)大多采用無級(jí)變速。級(jí)變速。 目前，無級(jí)變速系統(tǒng)主要有變頻主軸系統(tǒng)和伺服主軸系統(tǒng)兩種。目前，無級(jí)變速系統(tǒng)主要有變頻主軸系統(tǒng)和伺服主軸系統(tǒng)兩種。一般采用直流或交流主軸電動(dòng)機(jī)，通過帶傳動(dòng)帶動(dòng)主軸旋轉(zhuǎn)，或通過一般采用直流或交流主軸電動(dòng)機(jī)，通過帶傳動(dòng)帶動(dòng)主軸旋轉(zhuǎn)，或通過帶傳動(dòng)和主軸箱內(nèi)的減速齒輪（以獲得更大的轉(zhuǎn)矩）帶動(dòng)主軸旋轉(zhuǎn)。帶傳動(dòng)和主軸箱內(nèi)的減速齒輪（以獲得更大的轉(zhuǎn)矩）帶動(dòng)主軸旋轉(zhuǎn)。由于主軸電動(dòng)機(jī)調(diào)速范圍廣，又可無級(jí)調(diào)速，使得主軸箱的結(jié)構(gòu)大為由于主軸電動(dòng)機(jī)調(diào)速范圍廣，又可

13、無級(jí)調(diào)速，使得主軸箱的結(jié)構(gòu)大為簡化。主軸電動(dòng)機(jī)在傾定轉(zhuǎn)速時(shí)可輸出全部功率和最大轉(zhuǎn)矩。簡化。主軸電動(dòng)機(jī)在傾定轉(zhuǎn)速時(shí)可輸出全部功率和最大轉(zhuǎn)矩。4.刀架系統(tǒng)刀架系統(tǒng) 數(shù)控車床的刀架是機(jī)床的重要組成部分。刀架用于夾持切削用的數(shù)控車床的刀架是機(jī)床的重要組成部分。刀架用于夾持切削用的刀具，因此其結(jié)構(gòu)直接影響機(jī)床的切削性能和切削效率。在一定程度刀具，因此其結(jié)構(gòu)直接影響機(jī)床的切削性能和切削效率。在一定程度上，刀架的結(jié)構(gòu)和性能體現(xiàn)了機(jī)床的設(shè)計(jì)和制造技術(shù)水平。上，刀架的結(jié)構(gòu)和性能體現(xiàn)了機(jī)床的設(shè)計(jì)和制造技術(shù)水平。 隨著數(shù)控車床的不斷發(fā)展，刀具結(jié)構(gòu)形式也在不斷翻新。刀架是隨著數(shù)控車床的不斷發(fā)展，刀具結(jié)構(gòu)形式也在不斷翻

14、新。刀架是直接完成切削加工的執(zhí)行部件，所以，刀架在結(jié)構(gòu)上必須具有良好的直接完成切削加工的執(zhí)行部件，所以，刀架在結(jié)構(gòu)上必須具有良好的強(qiáng)度和剛度，以承受粗加工時(shí)的切削抗力。強(qiáng)度和剛度，以承受粗加工時(shí)的切削抗力。 由于切削加工精度在很大程度上取決于刀尖位置，所以要求數(shù)控由于切削加工精度在很大程度上取決于刀尖位置，所以要求數(shù)控車床選擇可靠的定位方案和合理的定位結(jié)構(gòu)，以保證有較高的重復(fù)定車床選擇可靠的定位方案和合理的定位結(jié)構(gòu)，以保證有較高的重復(fù)定位精度。此外，刀架的設(shè)計(jì)還應(yīng)滿足換刀時(shí)間短、結(jié)構(gòu)緊湊和安全可位精度。此外，刀架的設(shè)計(jì)還應(yīng)滿足換刀時(shí)間短、結(jié)構(gòu)緊湊和安全可靠等要求。靠等要求。 按換刀方式的不同，

15、數(shù)控車床的刀架系統(tǒng)主要有回轉(zhuǎn)刀架、排式刀架按換刀方式的不同，數(shù)控車床的刀架系統(tǒng)主要有回轉(zhuǎn)刀架、排式刀架和帶刀庫的自動(dòng)換刀裝置等多種形式。和帶刀庫的自動(dòng)換刀裝置等多種形式。(1) 排式刀架排式刀架 排式刀架一般用于小規(guī)格數(shù)控車床，以加工棒料或盤類零件為主。它排式刀架一般用于小規(guī)格數(shù)控車床，以加工棒料或盤類零件為主。它的結(jié)構(gòu)形式為夾持著各種不同用途刀具的刀夾沿著機(jī)床的的結(jié)構(gòu)形式為夾持著各種不同用途刀具的刀夾沿著機(jī)床的x坐標(biāo)軸方向排列坐標(biāo)軸方向排列在橫向滑板上。在橫向滑板上。 刀具的典型布置方式如圖刀具的典型布置方式如圖5-11所示。這種刀架在刀具布置和機(jī)床調(diào)整所示。這種刀架在刀具布置和機(jī)床調(diào)整等方

16、面都較為方便，可以根據(jù)具體工件的車削工藝要求，任意組合各種不等方面都較為方便，可以根據(jù)具體工件的車削工藝要求，任意組合各種不同用途的刀具。第一把刀具完成車削任務(wù)后，橫向滑板只要按程序沿同用途的刀具。第一把刀具完成車削任務(wù)后，橫向滑板只要按程序沿x軸移軸移動(dòng)預(yù)先設(shè)定的距離后，第二把刀就到達(dá)加工位置，這樣就完成了機(jī)床的換動(dòng)預(yù)先設(shè)定的距離后，第二把刀就到達(dá)加工位置，這樣就完成了機(jī)床的換刀動(dòng)作。這種換刀方式迅速省時(shí)，有利于提高機(jī)床的生產(chǎn)效率。刀動(dòng)作。這種換刀方式迅速省時(shí)，有利于提高機(jī)床的生產(chǎn)效率。 (2）回轉(zhuǎn)刀架）回轉(zhuǎn)刀架 回轉(zhuǎn)刀架是數(shù)控車床最常用的一種典型換刀刀架，通過刀架的旋回轉(zhuǎn)刀架是數(shù)控車床最常

17、用的一種典型換刀刀架，通過刀架的旋轉(zhuǎn)分度定位來實(shí)現(xiàn)機(jī)床的自動(dòng)換刀動(dòng)作，根據(jù)加工要求可設(shè)計(jì)成四方、轉(zhuǎn)分度定位來實(shí)現(xiàn)機(jī)床的自動(dòng)換刀動(dòng)作，根據(jù)加工要求可設(shè)計(jì)成四方、六方刀架或圓盤式刀架，并相應(yīng)地安裝六方刀架或圓盤式刀架，并相應(yīng)地安裝4把、把、6把或更多的刀架。刀具把或更多的刀架。刀具的典型布置方式如圖的典型布置方式如圖5-12所示。所示。 回轉(zhuǎn)刀架的換刀動(dòng)作可分為刀架抬起、刀架轉(zhuǎn)位和刀架鎖緊等幾回轉(zhuǎn)刀架的換刀動(dòng)作可分為刀架抬起、刀架轉(zhuǎn)位和刀架鎖緊等幾個(gè)步驟。它的動(dòng)作是由數(shù)控系統(tǒng)發(fā)出指令完成的。回轉(zhuǎn)刀架根據(jù)刀架個(gè)步驟。它的動(dòng)作是由數(shù)控系統(tǒng)發(fā)出指令完成的。回轉(zhuǎn)刀架根據(jù)刀架回轉(zhuǎn)軸與安裝底面的相對(duì)位置，分為

18、立式刀架和臥式刀架兩種。回轉(zhuǎn)軸與安裝底面的相對(duì)位置，分為立式刀架和臥式刀架兩種。 (3)帶刀庫的自動(dòng)換刀裝置帶刀庫的自動(dòng)換刀裝置 上述排刀式刀架和回轉(zhuǎn)刀架所安裝的刀具都不可能太多，即使是上述排刀式刀架和回轉(zhuǎn)刀架所安裝的刀具都不可能太多，即使是裝備兩個(gè)刀架，對(duì)刀具的數(shù)目也有一定限制。當(dāng)由于某種原因需要數(shù)裝備兩個(gè)刀架，對(duì)刀具的數(shù)目也有一定限制。當(dāng)由于某種原因需要數(shù)量較多的刀具時(shí)應(yīng)采用帶刀庫的自動(dòng)換刀裝置帶刀庫的自動(dòng)換刀裝量較多的刀具時(shí)應(yīng)采用帶刀庫的自動(dòng)換刀裝置帶刀庫的自動(dòng)換刀裝置由刀庫和刀具交換機(jī)構(gòu)組成。刀庫形式如圖置由刀庫和刀具交換機(jī)構(gòu)組成。刀庫形式如圖5-13、圖、圖5-14所示：所示： 5.

19、進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng) 數(shù)控車床的進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)如圖數(shù)控車床的進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)如圖5-15所示，一般均采用進(jìn)給伺服系所示，一般均采用進(jìn)給伺服系統(tǒng)，這也是數(shù)控車床區(qū)別于普通車床的一個(gè)特殊部分。統(tǒng)，這也是數(shù)控車床區(qū)別于普通車床的一個(gè)特殊部分。 數(shù)控車床的伺服系統(tǒng)一般由驅(qū)動(dòng)控制單元、驅(qū)動(dòng)元件、機(jī)械傳動(dòng)數(shù)控車床的伺服系統(tǒng)一般由驅(qū)動(dòng)控制單元、驅(qū)動(dòng)元件、機(jī)械傳動(dòng)部件、執(zhí)行件和檢測反饋環(huán)節(jié)等組成驅(qū)動(dòng)控制單元和驅(qū)動(dòng)元件組成伺部件、執(zhí)行件和檢測反饋環(huán)節(jié)等組成驅(qū)動(dòng)控制單元和驅(qū)動(dòng)元件組成伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。機(jī)械傳動(dòng)部件和執(zhí)行元件組成機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。機(jī)械傳動(dòng)部件和執(zhí)行元件組成機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng);檢測元件與檢測元件與反饋電路組

20、成檢測系統(tǒng)。反饋電路組成檢測系統(tǒng)。進(jìn)給伺服系統(tǒng)按其控制方式不同可分為開環(huán)系統(tǒng)和閉環(huán)系統(tǒng)閉環(huán)控制方進(jìn)給伺服系統(tǒng)按其控制方式不同可分為開環(huán)系統(tǒng)和閉環(huán)系統(tǒng)閉環(huán)控制方式。式。 通常是具有位置反饋的伺服系統(tǒng)根據(jù)位置檢測裝置所在位置的不同，通常是具有位置反饋的伺服系統(tǒng)根據(jù)位置檢測裝置所在位置的不同，閉環(huán)系統(tǒng)又分為半閉環(huán)系統(tǒng)和全閉環(huán)系統(tǒng)。半閉環(huán)系統(tǒng)具有將位置檢測閉環(huán)系統(tǒng)又分為半閉環(huán)系統(tǒng)和全閉環(huán)系統(tǒng)。半閉環(huán)系統(tǒng)具有將位置檢測裝置裝在絲杠端頭和裝在電動(dòng)機(jī)軸端兩種類型前者把絲杠包括在位置環(huán)裝置裝在絲杠端頭和裝在電動(dòng)機(jī)軸端兩種類型前者把絲杠包括在位置環(huán)內(nèi)，后者則完全置機(jī)械傳動(dòng)部件于位置環(huán)之外。全閉環(huán)系統(tǒng)的位置檢測內(nèi)

21、，后者則完全置機(jī)械傳動(dòng)部件于位置環(huán)之外。全閉環(huán)系統(tǒng)的位置檢測裝置安裝在工作臺(tái)上，機(jī)械傳動(dòng)部件整個(gè)被包括在位置環(huán)之內(nèi)。裝置安裝在工作臺(tái)上，機(jī)械傳動(dòng)部件整個(gè)被包括在位置環(huán)之內(nèi)。 開環(huán)系統(tǒng)的定位精度比閉環(huán)系統(tǒng)低，但它結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠、造開環(huán)系統(tǒng)的定位精度比閉環(huán)系統(tǒng)低，但它結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠、造價(jià)低廉。由于影響定位精度的機(jī)械傳動(dòng)裝置的磨損、慣性及間隙的存在，價(jià)低廉。由于影響定位精度的機(jī)械傳動(dòng)裝置的磨損、慣性及間隙的存在，故開環(huán)系統(tǒng)的精度和快速性較差。故開環(huán)系統(tǒng)的精度和快速性較差。 全閉環(huán)系統(tǒng)控制精度高、快速性能好，但由于機(jī)械傳動(dòng)部件在控制全閉環(huán)系統(tǒng)控制精度高、快速性能好，但由于機(jī)械傳動(dòng)部件在控制環(huán)內(nèi)

22、，所以系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能不僅取決于驅(qū)動(dòng)裝置的結(jié)構(gòu)和參數(shù)，而且還環(huán)內(nèi)，所以系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能不僅取決于驅(qū)動(dòng)裝置的結(jié)構(gòu)和參數(shù)，而且還與機(jī)械傳動(dòng)部件的剛度、阻尼特性、慣性、間隙和磨損等因素有很大關(guān)與機(jī)械傳動(dòng)部件的剛度、阻尼特性、慣性、間隙和磨損等因素有很大關(guān)系，故必須對(duì)機(jī)電部件的結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行綜合考慮才能滿足系統(tǒng)的要求。系，故必須對(duì)機(jī)電部件的結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行綜合考慮才能滿足系統(tǒng)的要求。因此全閉環(huán)系統(tǒng)對(duì)機(jī)床的要求比較高，且造價(jià)也較昂貴。閉環(huán)系統(tǒng)中采因此全閉環(huán)系統(tǒng)對(duì)機(jī)床的要求比較高，且造價(jià)也較昂貴。閉環(huán)系統(tǒng)中采用的位置檢測裝置有：脈沖編碼器、旋轉(zhuǎn)變壓器、感應(yīng)同步器、磁尺、用的位置檢測裝置有：脈沖編碼器、旋轉(zhuǎn)變壓器、感

23、應(yīng)同步器、磁尺、光柵尺和激光干涉儀等。光柵尺和激光干涉儀等。 數(shù)控車床的進(jìn)給伺服系統(tǒng)件，常用的驅(qū)動(dòng)裝置是伺服電動(dòng)機(jī)，伺數(shù)控車床的進(jìn)給伺服系統(tǒng)件，常用的驅(qū)動(dòng)裝置是伺服電動(dòng)機(jī)，伺服電動(dòng)機(jī)有直流伺服電動(dòng)機(jī)和交流伺服電動(dòng)機(jī)之分。交流伺服電動(dòng)機(jī)服電動(dòng)機(jī)有直流伺服電動(dòng)機(jī)和交流伺服電動(dòng)機(jī)之分。交流伺服電動(dòng)機(jī)由于具有可靠性高、基本上不需要維護(hù)和造價(jià)低等特點(diǎn)而被廣泛采用。由于具有可靠性高、基本上不需要維護(hù)和造價(jià)低等特點(diǎn)而被廣泛采用。513數(shù)控車削加工的主要對(duì)象數(shù)控車削加工的主要對(duì)象 數(shù)控車削是數(shù)控加工中用得最多的加工方法之一，由于數(shù)控車床具有數(shù)控車削是數(shù)控加工中用得最多的加工方法之一，由于數(shù)控車床具有加工精度高

24、、能作直線和圓弧插補(bǔ)（高檔車床數(shù)控系統(tǒng)還有非圓曲線插補(bǔ)加工精度高、能作直線和圓弧插補(bǔ)（高檔車床數(shù)控系統(tǒng)還有非圓曲線插補(bǔ)功能）以及在加工過程中能自動(dòng)變速等特點(diǎn)，因此其工藝范圍較普通車床功能）以及在加工過程中能自動(dòng)變速等特點(diǎn)，因此其工藝范圍較普通車床寬得多。針對(duì)數(shù)控車床的特點(diǎn)，下列幾種零件最適合數(shù)控車削加工。寬得多。針對(duì)數(shù)控車床的特點(diǎn)，下列幾種零件最適合數(shù)控車削加工。 1輪廓形狀復(fù)雜的回轉(zhuǎn)體零件輪廓形狀復(fù)雜的回轉(zhuǎn)體零件 由于數(shù)控車床具有直線和圓弧插補(bǔ)功能，部分車床數(shù)控裝置還有某些由于數(shù)控車床具有直線和圓弧插補(bǔ)功能，部分車床數(shù)控裝置還有某些非圓曲線插補(bǔ)功能，所以能車削由任意直線和平面曲線組成的形狀復(fù)

25、雜的非圓曲線插補(bǔ)功能，所以能車削由任意直線和平面曲線組成的形狀復(fù)雜的回轉(zhuǎn)體零件和難于控制尺寸的零件，如具有封閉內(nèi)成形面的殼體零件圖回轉(zhuǎn)體零件和難于控制尺寸的零件，如具有封閉內(nèi)成形面的殼體零件圖5-16所示的殼體零件封閉內(nèi)腔的成形面，所示的殼體零件封閉內(nèi)腔的成形面，“口小肚大口小肚大”，在普通車床是無法，在普通車床是無法加工的，而在數(shù)控車床上則很容易加工出來。加工的，而在數(shù)控車床上則很容易加工出來。 組成零件輪廓的曲線可以是數(shù)學(xué)方程式描述的曲線，也可以是列表曲組成零件輪廓的曲線可以是數(shù)學(xué)方程式描述的曲線，也可以是列表曲線。對(duì)于由直線或圓弧組成的輪廓，直接利用機(jī)床的直線或圓弧插補(bǔ)功能。線。對(duì)于由直

26、線或圓弧組成的輪廓，直接利用機(jī)床的直線或圓弧插補(bǔ)功能。對(duì)于由非圓曲線組成的輪廓，可以用非圓曲線插補(bǔ)功能；若所選機(jī)床沒有對(duì)于由非圓曲線組成的輪廓，可以用非圓曲線插補(bǔ)功能；若所選機(jī)床沒有非圓曲線插補(bǔ)功能，則應(yīng)先用直線或圓弧去逼近，然后再用直線或圓弧插非圓曲線插補(bǔ)功能，則應(yīng)先用直線或圓弧去逼近，然后再用直線或圓弧插補(bǔ)功能進(jìn)行插補(bǔ)切削。補(bǔ)功能進(jìn)行插補(bǔ)切削。 如果說車削圓弧零件和圓錐零件，既可選用傳統(tǒng)車床也可選用數(shù)控如果說車削圓弧零件和圓錐零件，既可選用傳統(tǒng)車床也可選用數(shù)控車床，那么車削復(fù)雜形狀回轉(zhuǎn)體零件（圖車床，那么車削復(fù)雜形狀回轉(zhuǎn)體零件（圖5-17)就只能使用數(shù)控車床了。就只能使用數(shù)控車床了。 2.

27、精度要求高的回轉(zhuǎn)體零件精度要求高的回轉(zhuǎn)體零件 由于數(shù)控車床的剛性好，制造和對(duì)刀精度高，以及能方便和精確地進(jìn)由于數(shù)控車床的剛性好，制造和對(duì)刀精度高，以及能方便和精確地進(jìn)行人工補(bǔ)償，甚至自動(dòng)補(bǔ)償，所以它能夠加工尺寸精度要求高的零件。一行人工補(bǔ)償，甚至自動(dòng)補(bǔ)償，所以它能夠加工尺寸精度要求高的零件。一般來說，車削般來說，車削IT7級(jí)尺寸精度的零件應(yīng)該沒什么困難。在有些場合可以以級(jí)尺寸精度的零件應(yīng)該沒什么困難。在有些場合可以以車代磨。車代磨。 此外，由于數(shù)控車削時(shí)刀具運(yùn)動(dòng)是通過高精度插補(bǔ)運(yùn)算和伺服驅(qū)動(dòng)來此外，由于數(shù)控車削時(shí)刀具運(yùn)動(dòng)是通過高精度插補(bǔ)運(yùn)算和伺服驅(qū)動(dòng)來實(shí)現(xiàn)的，再加上機(jī)床的剛性好和制造精度高，所

28、以它能加工對(duì)素線直線度、實(shí)現(xiàn)的，再加上機(jī)床的剛性好和制造精度高，所以它能加工對(duì)素線直線度、圓度、圓柱度要求高的零件。對(duì)圓弧以及其他曲線輪廓的形狀，加工出的圓度、圓柱度要求高的零件。對(duì)圓弧以及其他曲線輪廓的形狀，加工出的形狀與圖樣上的目標(biāo)幾何形狀的接近程度，比仿形車床要好得多。車削曲形狀與圖樣上的目標(biāo)幾何形狀的接近程度，比仿形車床要好得多。車削曲線母線形狀的零件常采用數(shù)控線切割加工，并用稍加修磨的樣板來檢查。線母線形狀的零件常采用數(shù)控線切割加工，并用稍加修磨的樣板來檢查。 數(shù)控車削出來的零件形狀精度，不會(huì)比這種樣板本身的形狀精度差。數(shù)控車削出來的零件形狀精度，不會(huì)比這種樣板本身的形狀精度差。數(shù)控

29、車削對(duì)提高位置精度特別有效。不少位置精度要求高的零件用傳統(tǒng)的數(shù)控車削對(duì)提高位置精度特別有效。不少位置精度要求高的零件用傳統(tǒng)的車床車削達(dá)不到要求，只能用爾后的磨削或其他方法彌補(bǔ)。車削零件位置車床車削達(dá)不到要求，只能用爾后的磨削或其他方法彌補(bǔ)。車削零件位置精度的高低主要取決與零件的裝夾次數(shù)和機(jī)床的制造精度。在數(shù)控車床上精度的高低主要取決與零件的裝夾次數(shù)和機(jī)床的制造精度。在數(shù)控車床上加工如果發(fā)現(xiàn)要求位置精度較高，可以用修改程序內(nèi)數(shù)據(jù)的方法來校正，加工如果發(fā)現(xiàn)要求位置精度較高，可以用修改程序內(nèi)數(shù)據(jù)的方法來校正，這樣可以提高其位置精度。而在傳統(tǒng)車床上加工是無法作這種校正的。這樣可以提高其位置精度。而在傳

30、統(tǒng)車床上加工是無法作這種校正的。 3.表面粗粗度要求高的回轉(zhuǎn)體表面粗粗度要求高的回轉(zhuǎn)體 數(shù)控車床具有恒線速度切削功能，能加工出表面粗糙度值小數(shù)控車床具有恒線速度切削功能，能加工出表面粗糙度值小而均勻的零件。因?yàn)樵诓馁|(zhì)、精車余量和刀具已定的情況下，表而均勻的零件。因?yàn)樵诓馁|(zhì)、精車余量和刀具已定的情況下，表面粗糙度取決于進(jìn)給量和切削速度。切削速度變化，致使車削后面粗糙度取決于進(jìn)給量和切削速度。切削速度變化，致使車削后的表面粗糙度不一致。使用數(shù)控車床的恒線速度切削功能，就可的表面粗糙度不一致。使用數(shù)控車床的恒線速度切削功能，就可選用最佳線速度來切削錐面、球面和端面等，使車削后的表面粗選用最佳線速度來

31、切削錐面、球面和端面等，使車削后的表面粗糙度值小而均勻。糙度值小而均勻。4.帶橫向加工的回轉(zhuǎn)體零件帶橫向加工的回轉(zhuǎn)體零件 帶有鍵槽或徑向孔，或端面有分布的孔系，以及有曲面的盤套或軸類帶有鍵槽或徑向孔，或端面有分布的孔系，以及有曲面的盤套或軸類零件，如帶法蘭的軸套、帶有鍵槽或方頭的軸類零件等，這類零件宜選擇零件，如帶法蘭的軸套、帶有鍵槽或方頭的軸類零件等，這類零件宜選擇車削加工中心加工。車削加工中心加工。 當(dāng)然端面有分布的孔系、曲面的盤類零件也可選擇立式加工中心加工，當(dāng)然端面有分布的孔系、曲面的盤類零件也可選擇立式加工中心加工，有徑向孔的盤套或軸類零件常選擇臥式加工中心加工。這類零件如果采用有徑向孔的盤套或軸類零件常選擇臥式加工中心加工。這類零件如果采用普通機(jī)床加工，工序分散，工序數(shù)目多。普通機(jī)床加工，工序分散，工序數(shù)目多。 采用加工中心加工后，由于有自動(dòng)換刀系統(tǒng)，使得一次裝夾可完成普采用加工中心加工后，由于有自動(dòng)換刀系統(tǒng)，使得一次裝夾可完成普通機(jī)床的多個(gè)工序的加工，減少了裝夾次數(shù)，實(shí)現(xiàn)了工序集中的原則，保通機(jī)床的多個(gè)工序的加工，減少了裝夾次數(shù)，實(shí)現(xiàn)了工序集中的原則，保證了加工質(zhì)量的穩(wěn)定性，提高了生產(chǎn)率，降低了生產(chǎn)成本。證了加工質(zhì)量的穩(wěn)定性，提高了生產(chǎn)率，降低了生產(chǎn)成本。 5.帶特殊螺紋的回轉(zhuǎn)體