《機械加工技術》（第2版）全國中職機械類統編教材（高教版）－－范家柱主編模塊三數控加工機床及其應用P.66模塊三數控加工機床及其應用模塊導言

科學技術生產在不斷的發展、進步，制造業對機械產品的加工質量與生產效率也提出了更高的要求。面對多品種、小批量、復雜化、高精度的現代產品加工，普通加工機床由于加工適應性差、自動化程度低、加工效率與加工精度不高等原因，已經越來越難以滿足需求。

如圖所示的精密零件在現代機器設備中應用日益廣泛，這些零件必須通過高精度的數控機床、柔性制造單元或特種加工機床等數控加工設備才能完成。了解各類數控加工機床的結構性能與應用特點，掌握各類數控加工刀具的加工特點及其選用方法，對于機械加工技術顯得非常重要。P.66精密零件數控加工機床及其應用數控車床數控銑床柔性制造技術特種加工技術思維導圖數控機床應用范圍數控機床常用刀具數控機床常用夾具

數控機床維護方法

數控機床常見故障模塊三數控加工機床及其應用P.66任務一認識數控車床及其應用學習目標（1）了解數控車床組成。

（2）了解數控車削應用及車削方法。

（3）了解數控車刀的組成結構及分類。（1）能判別數控車床類型及應用及適用范圍。

（2）能識別數控車刀類型。

（3）會對數控車床進行正確維護。各型數控車床P.66

知識目標

技能目標

如圖所示的機械零件是外形比較復雜的零件，它們雖然回轉軸線的共同特征，但在普通機床上加工難度大、效率低，使用新的制造技術與生產工藝來加工就相對容易了。復雜零件學習情境P.67任務一認識數控車床及其應用（a）轉向器外球籠（b）轉向球頭（c）變螺距螺桿加工球頭與螺紋學習情境P.67任務一認識數控車床及其應用

下圖所示為加工球頭與螺紋，這是利用什么機床在加工？它們有什么特征？加工中使用了哪些刀具？生產中又該如何根據零件的不同特征合理選擇加工機床和刀具呢？（a）加工球頭（b）加工螺紋數控車床是計算機數字控制車床，又稱為CNC車床，是目前國內使用量最大、覆蓋面最廣的一種數控機床，約占數控機床總數的25%。CKA6150數控車P.68任務一認識數控車床及其應用

活動一認識數控車床一、讀數控車床型號

參照附錄1機械加工機床分類及型號，CKA6150型數控車床的型號含義如下：型號：CKA6150類代號：車床結構特性代號主參數代號：工件最大回轉直徑為500mm通用特性代號：數控機床組、系代號：臥式車床組試一試

解釋CK6132、CK6180型號的含義。CKA6150型數控車床P.68任務一認識數控車床及其應用

活動一認識數控車床二、分析數控車床的結構經濟型數控車床的結構與普通車床相似，兩者不同之處在于數控車床是利用步進或伺服電動機直接驅動溜板箱及進給箱，因此傳動系統的結構得到簡化。同時，為了提高生產率與加工精度，數控車床還可配備液壓、氣動或電動卡盤等。CKA6150型數控車床結如圖所示。（經濟型）CKA6150型數控車床P.68任務一認識數控車床及其應用

活動一認識數控車床水平導軌：支承并使溜板箱、尾座沿其Z向移動尾座：裝夾頂尖、鉆頭、鉸刀等防護門：防止工件飛出或切削液濺出，有單門和雙門立式四工位刀架：安裝各類數控刀具數控裝置：數控車床的控制中心，用于輸入編輯加工程序，存儲、變換、插補運算及實現各種控制功能床身：支承安裝數控車床其它部件二、分析數控車床的結構P.68任務一認識數控車床及其應用

活動一認識數控車床（全功能型）數控車床床身：支承安裝數控車床其它部件防護門：防止工件飛出或切削液濺出數控裝置：數控車床的控制中心，用于輸入編輯加工程序，存儲、變換、插補運算及實現各種控制功能二、分析數控車床的結構P.68任務一認識數控車床及其應用

活動一認識數控車床（全功能型）數控車床床身：支承安裝數控車床其它部件斜導軌：Z向支承并使溜板箱沿其Z向移動，X向支承刀架可編程液壓尾座：裝夾頂尖、鉆頭、鉸刀等轉塔刀架：安裝各類數控刀具防護門：防止工件飛出或切削液濺出數控裝置：數控車床的控制中心，用于輸入編輯加工程序，存儲、變換、插補運算及實現各種控制功能二、分析數控車床的結構CK6140數控車床P.69任務一認識數控車床及其應用

活動一認識數控車床三、了解數控車床與操作系統的類型1.數控車床類型數控車床分類方法比較多，按機床的主軸位置分為臥式與立式數控車床，按刀架型式分為立式刀架與臥式刀架數控車床，按控制方式分為開環、半開環、閉環控制數控車床，按系統功能分為經濟型、全功能型與車削中心三大類。

（1）按主軸位置分類

臥式數控車床由床身、水平導軌或傾斜導軌、主軸箱、水平主軸刀架、卡盤、進給系統、冷卻和潤滑系統等組成，適用于一般回轉零件的車削加工。

常見型號：CK6136、CK6136i、CK6140。CK5112數控車床P.69任務一認識數控車床及其應用

活動一認識數控車床

（1）按主軸位置分類

立式數控車床由床身、主軸箱、鉛垂主軸、刀架、圓形工作臺、進給系統、冷卻系統和潤滑系統等組成。主要用于加工徑向尺寸大、軸向尺寸相對較小的大型復雜零件。常見型號：CK5120、CK5116、CK5112。三、了解數控車床與操作系統的類型1.數控車床類型經濟型數控車床P.69任務一認識數控車床及其應用

活動一認識數控車床三、了解數控車床與操作系統的類型1.數控車床類型

（2）按系統功能分類按系統功能劃分有經濟型、全功能型與車削中心。其中全功能型數控車床與車削中心兩類機床適用于工序集中的高精度復雜零件的車削，尤其是車削中心，其轉塔式刀架上還可以安裝各種動力頭，實現銑削、鉆削、磨削及滾齒等加工。全功能型數控車床車削中心P.69任務一認識數控車床及其應用

活動一認識數控車床三、了解數控車床與操作系統的類型1.數控車床類型

（2）按系統功能分類全功能型數控車床加工（動圖）車削中心加工（動圖）P.70任務一認識數控車床及其應用

活動一認識數控車床三、了解數控車床與操作系統的類型2.數控車床操作系統的類型數控車床的核心是操作系統。目前數控操作系統品種眾多，市場上最有影響力的國際品牌數控系統有日本發那科（FANUC）、德國西門子（SIEMENS）、海德漢（HEIDNHAIN）等；國內品牌數控系統有華中數控、廣州數控和北京凱恩帝等。數控車床常見的操作系統如下：

（1）日本發那科（FANUC）

常見系列有FANUC0i系列的TC、TD、Mate-TC、Mate-TD等。

（2）德國西門子（SIEMENS）

常見系列有SIEMENS的802D、810D、840D等。SIEMENSFANUCP.70任務一認識數控車床及其應用

活動一認識數控車床三、了解數控車床與操作系統的類型2.數控車床操作系統的類型

（3）海德漢（HEIDNHAIN）

常見系列有CNC-PILOT-640。

（4）華中數控（HNC）

常見系列有HNC-18i/TD、HNC-21T/22T。HNCHEIDNHAIN

（5）廣州數控（GSK）

常見系列有GSK928TDL、GSK980TD、GSK988T。

（6）北京凱恩帝（KND）

常見系列有K1000TiD、K1000Ti-A、K2000T。GSKKNDP.71任務一認識數控車床及其應用

活動一認識數控車床四、認識數控車床的加工內容

數控車床常見加工內容與普通車床基本相同，也包括車外圓、車端面、車內孔、車內外螺紋、車內外溝槽及成形面等。但是對于一些變螺距螺紋、曲面等復雜的加工內容，數控車床才可以勝任。車端面車內孔車外螺紋車外圓車成形面車外溝槽車內螺紋車內溝槽數控車床常見加工內容P.71任務一認識數控車床及其應用

活動一認識數控車床四、認識數控車床的加工內容

另外，全功能型數控車床及車削中心不但可以實現上述所有內容的加工，而且還可以通過配備動力頭實現徑向鉆削、磨削和滾齒等加工。數控車床常見加工內容P.71任務一認識數控車床及其應用

活動二認識數控車床常用刀具及夾具一、認識數控車床常用刀具

數控車床上加工工件時，也可以使用普通車床的各類刀具，但是由于數控車床是高速度、高精度切削機床，所以為了提高生產率與切削精度，數控車床大量使用標準化的可轉位機夾式刀具，常用數控車刀及其應用范圍如下：1.數控車刀類型外圓車刀數控刀片角度有90°、75°、60°、55°、35°等。刀具主偏角為45°～107°30′。分左偏刀與右偏刀，主要用于車削各類回轉體工件的外徑、軸肩、倒角及曲面等。外圓車刀仿形車刀數控刀片角度有25°刀具主偏角為92°30′。加工效率與精度高，主要用于車削各類外圓、端面與曲（球）面等仿形加工。仿形車刀P.72任務一認識數控車床及其應用

活動二認識數控車床常用刀具及夾具一、認識數控車床常用刀具1.數控車刀類型內孔車刀數控刀片角度有90°、80°、60°、55°、35°等。刀具主偏角為75°～107°30′。主要用于車削各類通孔、盲孔的鏜孔和擴孔。內孔車刀切槽（斷）車刀數控刀片寬度有2mm、2.5mm、3mm、3.5mm、4mm等。刀具主偏角為90°。分外、內切槽刀與端面切槽刀三類，可分別切削外圓、內孔與端面上的溝槽。螺紋車刀數控刀片角度60°、55°等。分外、內螺紋車刀兩類，主要用于切削各類普通螺紋、管螺紋等。切槽車刀螺紋車刀P.72任務一認識數控車床及其應用

活動二認識數控車床常用刀具及夾具一、認識數控車床常用刀具2.數控車刀結構普通機床車刀除了高速鋼刀具外，硬質合金刀具大多采用焊接式刀具，數控車床可轉位刀片則通過專用機構將各類普通刀片緊固在標準刀桿上。如圖所示為可轉位機夾車刀。可轉位機夾車刀壓板刀片刀墊刀墊定位銷壓緊螺釘P.73任務一認識數控車床及其應用

活動二認識數控車床常用刀具及夾具一、認識數控車床常用刀具2.數控車刀結構根據不同的切削場合，數控車刀的刀片緊固方式也不一樣，數控可轉位車刀刀片常見緊固型類型如下：壓板緊固壓板緊固C利用壓板向下的壓力，將刀片壓緊在刀片槽中，結構簡單，夾緊力大。當采用負角刀片時，適用于中、重型，即斷續切削的情況，當采用正角刀片時，適用于低速切削、重切削的場合。螺釘緊固S采用螺釘固緊，結構簡單，夾緊時使用零件數量少，刀片中間有孔，適用于各類零件的半精、精加工等輕、中型連續切削的場合。螺釘緊固P.73任務一認識數控車床及其應用

活動二認識數控車床常用刀具及夾具一、認識數控車床常用刀具2.數控車刀結構雙重緊固M用壓板夾緊和偏心夾緊兩種方式同時夾緊刀片的復合結構，夾緊可靠。能承受較大的切削載荷及沖擊，是用于重載荷切削。杠桿緊固P旋緊螺釘，L型杠桿的橫臂端部受力擺動，將刀片夾緊或松開。夾緊穩定可靠，定位精度高，夾緊行程也較大，刀片轉位迅速、方便，適用于各類加工。

楔形緊固W旋緊螺釘，刀片就會在斜楔的作用下壓向固定中心銷，從而夾緊刀片。結構簡單，夾緊力大，使用方便，制造容易，一般適用于重切削的場合。楔形緊固杠桿緊固雙重緊固P.73任務一認識數控車床及其應用

活動二認識數控車床常用刀具及夾具一、認識數控車床常用刀具數控車刀刀片3.數控車刀的刀片

數控車刀的刀片種類繁多，形狀各異，在實際加工過程當中。刀片的選擇與使用差異也較大，數控車刀刀片標準參見教材附錄2（P.176）。P.73任務一認識數控車床及其應用

活動二認識數控車床常用刀具及夾具二、認識數控車床常用夾具動力刀塔數控車床的加工用夾具已大多實現標準化、系列化、通用化。通常，經濟型數控車床與普通車床有較多相同的常用夾具，而全功能型數控車床與車削中心等中、高檔數控車床則有一些與普通車床不同的夾具。

液壓卡盤通過指令控制液壓缸動作，實現卡爪的夾緊與松開。卡爪有軟、硬兩種，用軟卡爪夾持不同工件時，需要進行內孔或外圓加工。液壓卡盤具有自定心功能，夾緊力大，操作方便而快捷，適用于定型批量生產場合。

動力刀塔按刀架回轉中心位置分立式刀架與臥式刀架等，按刀位分4、6、8、12位刀架等，通過數控指令控制刀架轉動，實現換刀功能。適用于工序比較集中。除車削外，還需要進行徑向鉆削、銑削等加工的場合。液壓卡盤P.74任務一認識數控車床及其應用

活動二認識數控車床常用刀具及夾具二、認識數控車床常用夾具

液壓中心架液壓中心架，通過壓板和螺母緊固在床身導軌上，由液壓缸同時帶動三個卡爪運動。利用其凸輪機構來實現不同的自定心。適用于在程序可控制的中、高檔數控車床上，車削粗長工件及內外圓同軸度要求較高的細長軸。液壓尾座尾座體固定在床身導軌上，尾座套筒內裝有由液壓油缸控制的高精度活塞，由液壓油缸推動活塞。控制尾座套筒及尾座頂尖的進退。對工件起支撐作用，適用于在程序可控制尾座動作的中、高檔數控車床上加工精度要求較高的零件。液壓中心架液壓尾座P.74任務一認識數控車床及其應用

活動二認識數控車床常用刀具及夾具二、認識數控車床常用夾具助力刀座既有四方刀架用輔助刀座，也有鉆塔式動力刀架用輔助刀座，可直接安裝在刀架上，用螺釘固鎖緊。輔助刀座種類較多，有切斷刀刀座、圓刀桿鏜刀刀座等，適用于安裝數控車床刀架上的各類標準刀具。

對刀儀在數控車床上設置一個對刀臺，安裝好對刀儀。用標準刀具對刀確定X、Z位置值，其他刀具依次對刀，并將數據輸入刀具補正欄。適用于使用可轉位機夾刀片加工的各類數控車床，在用多把刀車刀加工時可提高對刀效率。助力刀座對刀儀P.74任務一認識數控車床及其應用

活動二認識數控車床常用刀具及夾具三、數控車床加工特點

與普通車床相比，除主運動與進給運動相同外，數控車床具有以下特點：1.生產率高數控車床的移動部件空行程運動速度快，工件裝夾時間短，自動換刀，且大量使用標準化刀具，因而其輔助時間比一般機床少得多。

2.加工適應性強數控車床在數控程序指令下加工零件，當改變加工對象時，只需重新編制或修改程序即可實現對新零件的加工。同時，數控車床能容易地通過編程來加工一些形狀復雜的回轉體零件，這也是數控車床最顯著的特點。3.良好的經濟效益加工零件一般不需制作專用夾具，節省了工藝裝備費用，加工精度穩定，廢品率低。4.有利于生產管理的現代化使用數字信息與標準代碼處理、傳遞信息，特別是在數控車床上使用計算機控制，為計算機輔助設計、制造及管理一體化打下了基礎。數控車床加工P.74任務一認識數控車床及其應用

活動二認識數控車床常用刀具及夾具三、數控車床加工特點5.加工精度高且質量穩定數控車床脈沖當量很小，普遍達到0.001mm，數控刀具性能好，進給傳動鏈的反向間隙與絲杠螺距誤差可由數控裝置進行補償，所以數控車床加工精度高且質量穩定。通常經濟型數控車床的加工精度可以達到IT6～AT7，表面粗糙度值可以達到0.8～1.6μm，中高檔數控車床的加工精度可達IT5～IT6，表面粗糙度值可達0.4～0.8μm。數控車床加工P.75任務一認識數控車床及其應用

活動三了解數控車床維護與常見故障排除方法一、了解數控車床日常維護標準由于數控車床的型號、結構、系統等不同，其維護內容也各不相同。在數控車床的使用過程中，有時會出現一些故障，如果不及時排除故障，不但影響零件加工精度，還會影響數控車床的加工效率，以致縮短數控車床的使用壽命。所以要重視數控車床的維護，防止故障發生，提高加工效率。

1.

油標清晰，潤滑泵正常，每天使用前對導軌表面加注潤滑油。

2.清除導軌表面的切屑和臟物，無劃痕損壞。

3.加工后的卡盤卡爪必須清潔，無灰塵與油污。

4.油泵物無噪聲，工作油面高度合格，壓力表指示正常，無油滲漏。

5.主軸潤滑油量、油質、溫度符合標準，無滲漏。

6.冷卻風扇工作正常，過濾器無堵塞。

7.清理切削，運轉時無卡住現象。

8.機床周圍清潔整齊，無鐵屑。

9.工作結束后，必須切斷所有電源。潤滑油泵P.75任務一認識數控車床及其應用

活動三了解數控車床維護與常見故障排除方法二、數控車床常見故障排除方法經濟型數控車床一些常見故障及其排除方法。序號故障現象故障原因排除方法4X、Z軸回程時超程（1）限位開關進水失效或損壞

（2）限位觸點被壓（1）清潔或更換限位開關（2）使用超程解除或觸點短接法解除5切削液開關失效（1）切削液鍵損壞

（2）冷卻泵損壞，（3）繼電器保護開關跳閘（1）更換切削液鍵

（2）更換冷卻泵

（3）按下繼電器保護開關6工作表面質量差（1）滾柱絲杠局部拉毛或磨損

（2）絲杠軸承損壞，運動精度差（1）修復或更換絲杠（2）更換絲杠軸承P.75任務一認識數控車床及其應用

活動三了解數控車床維護與常見故障排除方法二、數控車床常見故障排除方法數控車床是綜合應用計算機自動控制、精密測量等先進技術的機電一體化產品，因而其控制系統復雜、價格昂貴。由于數控車床種類繁多，故障涉及控制系統、主軸部件、進給部件、位置檢測裝置和液壓系統等，所以故障排除方法也因不同機型而異。一般情況下，數控車床控制系統、電動機等方面出現故障的可能性較小，而且考慮到經濟型數控車床在實際應用中廣泛，因此這里只列出經濟型數控車床一些常見故障及其排除方法。序號故障現象故障原因排除方法1提示電池報警控制系統電壓過低或電池老化更換電池2滾珠絲杠電機失步滾珠絲杠表面有細微切屑用干凈毛巾清潔絲杠，并做好絲杠的切屑的防護措施3輸入命令后，中滑板無動作電動機與離合器脫落重新。連接或更換離合器P.76任務一認識數控車床及其應用

活動三了解數控車床維護與常見故障排除方法二、數控車床常見故障排除方法另外，數控車床通常有刀架結構，刀架故障對數控車床加工精度的影響非常大，經濟性數控車床四方刀架的常見故障及其排除方法如下：序號故障現象故障原因排除方法1刀架某一刀位無法找到，其他刀位正常（1）無轉為信號輸出（2）霍爾元件損壞（1）修復控制電路（2）更換霍爾元件2刀架定位不準確（1）刀架因嚴重撞刀而錯位（2）刀臺下有異物阻礙（3）磁條與刀位錯位（1）更換刀臺（2）拆開刀臺清除異物（3）磁條與另一刀未對齊3電動刀架鎖不緊（1）霍爾元件位置不正

（2）機械鎖緊機構有故障（3）系統反饋時間短（1）拆開刀架頂蓋，調整霍爾元件位置（2）拆開刀架并調整檢查定位速銷（3）調整并延長系統反饋時間參數P.77任務一認識數控車床及其應用

活動三了解數控車床維護與常見故障排除方法二、數控車床常見故障排除方法序號故障現象故障原因排除方法4使刀架轉為不停（1）霍爾元件偏移（2）刀架感應線圈損壞或無電源輸入（1）校準霍爾元件位置（2）查感應線圈及電源5刀架不轉動（1）控制系統故障，刀架無信號輸入

（2）機械內部卡死，刀架被鎖死

（3）電動機燒壞（1）檢查控制電路

（2）拆開刀架，清洗部件，重裝或更換損壞部分

（3）更換電動機P.77任務一認識數控車床及其應用能力提升

1.數控車床有哪些類型？臥式數控車床與立式數控車床有何區別？它們各適用于加工什么零件？

2.數控車床的加工內容有哪些？常用的刀具有哪些？刀片緊固方式有哪些？

3.讀下圖所示的酒杯零件圖，應選擇何種數控車床加工？使用什么夾具？使用哪些刀具加工？——P.77任務一認識數控車床及其應用能力提升

4.數控車床加工結束后應做好哪些維護工作？

5.數控車床切削液無法提供的原因是什么？應如何排除此故障？

6.經濟型數控車床刀架連續旋轉的原因是什么？應如何排除此故障？任務二認識數控銑床及其應用學習目標（1）了解數控銑床組成。

（2）了解數控銑削應用及銑削方法。

（3）了解數控銑刀類型結構及其應用。

（4）了解數控銑床日常維護。（1）能判別數控銑床類型及應用及適用范圍。

（2）能識別數控銑削加工內容。

（3）能識別數控銑刀類型。

（4）會對數控銑床進行維護。數控銑床P.78

知識目標

技能目標數控銑削加工的典型產品學習情境P.78任務二認識數控銑床及其應用（a）（b）下圖所示為數控銑削加工的典型產品，a)圖所示的塑料瓶模具，由上、下模構成，除了上、下模表面的定位、銷孔、安裝螺孔等加工內容外，還需要加工塑料瓶曲面形狀。b)圖所示的缸體端面，除端蓋底部的螺釘孔與連接孔等加工要內容外，還需要加工外部的曲面臺階。

上述兩個零件的加工各要素，一般采用數控銑床進行加工，其生產率、生產產品質量與精度等，都比采用普通加工技術更能得到保證。什么是數控銑床？它的加工內容有哪些？數控銑床的刀具與夾具有哪些？解決此類問題是本任務的主要學習目標。P.79任務二認識數控銑床及其應用

活動一認識數控銑床一、讀數控銑床型號

參照附錄1機械加工機床分類及型號，XKA5025型數控銑床的型號含義如下：型號：XK5025類代號：銑床主參數代號：工作臺寬度為250mm通用特性代號：數控機床組、系代號：立式升降臺銑床試一試

解釋XK5030、XK6028型號的含義。XK714型全封閉立式數控銑床P.79二、分析數控銑床的結構數控銑床的結構差異較大，但基本外形具有共同特點。如圖所示為XK714型全封閉立式數控銑床。任務二認識數控銑床及其應用

活動一認識數控銑床防護門：防止工件飛出或切削液飛濺；采用雙聯門報警燈：加工中若出現各種錯誤或故障時，警示停機冷卻裝置機床主軸：安裝各類數控銑刀或尋邊器等數控裝置：數控銑床的控制中心，用于輸入編輯加工程序，存儲、變換、插補運算及實現各種控制功能切屑托盤：盛裝加工后的切屑和切削液工作臺：安裝工件、工裝夾具或其它機床附件床身：支承安裝數控銑床其它部件XK7125立式數控銑床三、了解數控銑床的類型1.數控銑床類型為了滿足不同形狀、不同尺寸規格零件的加工需求，數控銑床有不同的形式。按照主軸的布置形式，數控銑床可分為立式、臥式數控銑床兩類。按控制方式分為開環、半閉環、閉環控制數控銑床，按系統功能分為經濟型、全功能型與高速銑削數控銑床三類。

（1）按主軸的布置形式分類P.80任務二認識數控銑床及其應用

活動一認識數控銑床立式數控銑床由鉛垂主軸、床身、數控系統、工作臺、輔助裝置組成。

常見型號：XK7125、XK7132、XK7136。XK60臥式數控銑床三、了解數控銑床的類型1.數控銑床類型臥式數控銑床由水平主軸、床身、數控系統、工作臺、輔助裝置組成。

常見型號：XK60系列。P.80任務二認識數控銑床及其應用

活動一認識數控銑床

（1）按主軸的布置形式分經濟型數控銑床

（2）按系統功能分類經濟型數控銑床一般由普通銑床改造而成，成本低、功能少，主要應用于精度要求不高的場合。全功能型數控銑床控制功能強大，數控系統功能豐富，有的可以實現四軸聯動，應用較為廣泛。高速銑削數控銑床采用全新機構控制系統，操作系統功能強大，適用于高速、高精度的加工場合。三類銑床分別如圖所示。全功能型數控銑床高速銑削數控銑床P.81任務二認識數控銑床及其應用

活動一認識數控銑床三、了解數控銑床的類型1.數控銑床類型目前數控銑床操作系統品種眾較多，市場上最有影響力的國際品牌有日本發那科（FANUC）、德國西門子（SIEMENS）等；國內品牌有華中世紀星、廣州數控等。P.81任務二認識數控銑床及其應用

活動一認識數控銑床三、了解數控銑床的類型2.數控銑床的操作系統日本發那科（FANUC）

FANUC0i－Mate－MC、MD;FANUC0i－MC、MD。西門子（SIEMENS）SINUMERIK802D、810D、840D等。SIEMENSFANUC華中世紀星（HNC）

常見系列有HNC-18M、HNC-21M/22M。華中世紀星HNC廣州數控（GSK）

常見系列有GSK980MD、GSK928MD。GSK980MDP.81任務二認識數控銑床及其應用

活動一認識數控銑床三、了解數控銑床的類型2.數控銑床的操作系統四、了解數控銑床的加工內容數控銑床的加工內容與普通銑床基本相同，適合加工各種平面類、溝槽類和孔內輪廓。數控銑床在數控系統的控制下進行加工，數控系統能夠驅動伺服或步進電動機，使主軸沿Z軸方向，工作臺沿X與Y方向同時運動，從而實現三軸聯動加工，因而數控銑床還適合加工各種三維曲面和形狀不規則類零件。數控銑床加工內容P.81任務二認識數控銑床及其應用

活動一認識數控銑床

注意：數控加工中心與數控銑床兩者功能基本一致，它們的主要區別是數控加工中心具帶有自動換刀功能的刀庫，且當配備數控分度頭、分度盤等附件時，數控加工中心可以實現四軸聯動加工。

數控銑床與數控加工中心對照如圖所示。數控加工中心P.82任務二認識數控銑床及其應用

活動一認識數控銑床數控銑床數控銑床使用的數控銑刀種類繁多。同時，在實際加工中又會因產品的復雜程度而選用必要的夾具，因此，必須分清數控銑床的常用刀具與夾具。數控銑床刀具加工P.82任務二認識數控銑床及其應用

活動二認識數控銑床常用刀具及夾具一、認識數控銑床常用刀具1.數控銑刀類型

數控銑刀種類繁多，按照加工要求可分為面銑刀、溝槽銑刀、齒形銑刀、T型銑刀、球頭銑刀、倒角銑刀、成形銑刀和孔加工類刀具等。P.83任務二認識數控銑床及其應用

活動二認識數控銑床常用刀具及夾具數控銑床刀具一、認識數控銑床常用刀具1.數控銑刀類型可轉位數控銑刀P.84任務二認識數控銑床及其應用

活動二認識數控銑床常用刀具及夾具一、認識數控銑床常用刀具2.數控銑刀結構

數控銑刀包括整體式、整體焊接式、鑲嵌式及可轉位式四類。其中前三者也適用于普通銑床加工。在高精度、高速銑削場合，為了提升工件加工精度與生產率，需要使用可轉位數控銑刀。如圖所示，為可轉位數控銑刀。數控車刀片P.84任務二認識數控銑床及其應用

活動二認識數控銑床常用刀具及夾具一、認識數控銑床常用刀具2.數控銑刀結構注意：按照ISO標準，數控銑刀刀片與數控車刀刀片的命名原則是一樣的，隨著產品加工的復雜化，數控刀片滿足不了一些加工需求，出現了一些命名方式不一樣的刀片。數控銑刀刀片與數控車刀刀片的區別在于刀片的后角有所不同。數控車刀刀片一般用于加工回轉體，其表面會有一個圓弧，因此數控車刀刀片要求的后角為0°、5°或7°。數控銑刀刀片加工的往往是平面，沒有圓弧，要求數控銑刀刀片的后角要偏大。數控銑刀片P.84任務二認識數控銑床及其應用

活動二認識數控銑床常用刀具及夾具二、認識數控銑床常用夾具

在數控銑床上加工各類工件時，工件必須牢固地安裝于工作臺上，因此必須有適應各種工件的專用夾具。同時，數控銑床所使用的標準化刀具已經實現了刀桿、刀片等工具標準化和系列化，需要認識數控銑床常用夾具與刀具附件。數控銑床常用的夾具與刀具如下：數控回轉工作臺（1）數控回轉工作臺將數控回轉工作臺安裝在銑床工作臺上，用固緊螺釘固定，連接數控系統后，可與數控銑床配合實現四軸聯動加工，主要用于加工螺旋槽、曲面等各種復雜零件。P.84任務二認識數控銑床及其應用

活動二認識數控銑床常用刀具及夾具二、認識數控銑床常用夾具數控分度工作臺（2）數控分度工作臺將數控分度工作臺安裝在銑床工作臺上，用固緊螺釘固定。連接數控系統后，可將工件按照加工需要轉位、換面，實現一次裝夾完成多道工序。用于加工過程中自動切換加工面，將多道工序集中于一次裝夾的加工場合。卸刀座（3）卸刀座將卸刀座安裝在工作臺上，把數控銑刀刀柄放在刀座對應位置，可旋緊或松開銑刀固緊螺母，從而實現換刀功能，主要用來裝卸數控刀具。P.85任務二認識數控銑床及其應用

活動二認識數控銑床常用刀具及夾具二、認識數控銑床常用夾具Z軸測定器（4）Z軸測定器將Z軸測定器執于工件相應位置或工作臺表面，移動標準刀具到測定器表面調整到預定位置。主要用于Z軸對刀，常見的Z軸測定器分儀表式、光電式兩種。尋邊器（5）尋邊器將尋邊器安裝到數控銑床主軸上，沿X、Y方向測定工件位置，把獲取的數據輸入刀具補正欄，完成對刀。用于X、Y軸對刀。常見尋邊器有光電式及偏心式兩種。彈性筒夾及刀柄（6）彈性筒夾及刀柄松開彈性筒夾刀柄固定螺母，將彈性筒夾放入刀柄體內，蓋上螺母，安裝相應的銑刀，旋緊螺母，夾緊銑刀。適用于精度要求一般的加工場合，可用于裝甲各類直柄刀具，如立銑刀、麻花鉆和中心鉆等。P.85任務二認識數控銑床及其應用

活動二認識數控銑床常用刀具及夾具二、認識數控銑床常用夾具直束筒夾（7）強力切削刀柄及直束筒夾松開強力切刀柄的固定螺母，將直束筒夾放入刀柄體內，蓋上螺母，安裝相應的銑刀，旋緊螺母夾緊銑刀。適用于各種強力切削場合，用于裝夾各類直柄刀具。拉釘（8）拉釘將拉釘安裝在刀柄的尾部，用扳手擰緊，然后安裝到數控銑床主軸上。拉釘分BT40、BT50等類型。主要用來連接數控銑刀與主軸錐孔，實現切削功能。P.85任務二認識數控銑床及其應用

活動二認識數控銑床常用刀具及夾具二、認識數控銑床常用夾具數控銑床其它附件隨著現代制造業的飛速發展，還出現了精密組合夾具、數控對刀儀、數控銑刀專用磨刀機等配套的附件，對于提高數控銑床的加工適應性、提升產品加工精度和提高生產率起到了非常重要的作用。數控組合夾具數控銑刀專用磨刀機數控對刀儀三、了解數控銑床的加工特點數控銑床的主要加工特點如下：

1.適應性強，靈活性好，能加工復雜零件，如加工模具類零件、殼體類零件等等。

2.能加工普通機床無法或難以加工的零件，如復雜曲線零件和三維空間曲面類零件。

3.生產自動化程度高、生產率高，可減輕操作者的勞動強度，有利于生產管理自動化。

4.工件一次裝夾定位后，能完成多道工序加工，加工精度高，加工質量穩定可靠。數控銑床的加工精度可達IT9～IT6,Ra1.6～0.4μm。P.85任務二認識數控銑床及其應用

活動二認識數控銑床常用刀具及夾具P.86一、了解數控銑床的日常維護要求作為數控銑床操作人員，平時不僅要加強維護，還要做好機床周邊環境的清潔等日常維護工作。數控銑床的日常維護要求如下：任務二認識數控銑床及其應用

活動三了解數控銑床維護及常見故障排除方法數控銑床是綜合了計算機、伺服驅動、自動化及精密機械等多個領域技術的成果。做好數控銑床的日常維護工作，保障數控銑床始終處于最佳使用狀態非常重要。同時，作為數控銑床操作工，掌握日常工作中一些常見故障的排除方法也是應具備的基本技術素養。

1.

開機前檢查氣源供氣壓力是否正常，空氣壓縮機應及時排水。

2.工作臺表面清潔，無外來雜物，工具柜內的工量具擺放規范。

3.加工前機床要預熱10～15分鐘，保證潤滑系統正常，長期不用時，必須先手動手工潤滑。

4.冷卻系統工作正常，切削液充足，回路通暢。5.各潤滑油達到規定的油位刻度。P.86一、了解數控銑床的日常維護要求任務二認識數控銑床及其應用

活動三了解數控銑床維護及常見故障排除方法6.防護門開關自如，面板燈顯示正常，功能正常。7.數控柜、機床、電器柜進氣、排氣扇工作正常，風道過濾網無堵塞。

8.各系統管路無空氣或潤滑油泄漏，刀具夾緊及松開正常。

9.更換各類刀具時，應使用壓縮空氣吹凈主軸、錐孔和刀柄，損壞的刀具必須及時報廢。

10.機床X、Y、Z軸移動正常，運行過程中無異響，工作臺的定位精度及進給精度正常。

11.工作結束后，對機床及刀具進行防銹處理，工作臺移動到中間位置，并切斷所有電源。

12.清除機床內部切屑，無外來雜物，工作臺面、工具柜以及機床周邊保持清潔。數控加工中心二、了解數控銑床常見故障排除方法數控銑床采用了先進的數控系統控制機床，因而相比于普通銑床，數控銑床出現的機械故障較少，但由于數控銑床使用油、氣管路相關的元件較多，出現各種各樣的相關故障也不少見，因此必須加強數控系統故障檢查，及時發現問題并予以排除。數控銑床常見的故障及排除方法如下表：序號故障現象故障原因排除方法1提示電池報警電池接觸不良：電池失電調整電池電路，更換電池2氣嘴、氣槍里噴水空氣潮濕導致氣管內有大量水分檢查空氣壓縮氣泵排除氣體，檢查空氣過濾器排除內部積水3空氣泄漏空氣閥門封閉失效；空氣元件損壞更換密封墊；更換空氣元器件P.87任務二認識數控銑床及其應用

活動三了解數控銑床維護及常見故障排除方法二、了解數控銑床常見故障排除方法序號故障現象故障原因排除方法4機床回零越程行程開關損壞；行程開關電路故障更換行程開關；修復行程開關電路5銑刀落掉系統空氣壓力過小或不穩定；氣道堵塞：氣缸密封件磨損；刀柄與刀夾存在油膜調高空氣壓力或增設氣壓穩定設施；清潔氣道、空氣法等元器件；更換氣缸密封件；清潔刀柄與刀夾，并擦干油膜6工作臺竄動步進或伺服電馬達損壞；絲杠螺母損壞更換四杠馬達；更換絲杠螺母P.87任務二認識數控銑床及其應用

活動三了解數控銑床維護及常見故障排除方法能力提升

1.

簡述數控銑床的分類方式與類型？

2.

數控銑床可以加工哪些內容？常用的數控銑刀有哪些？

3.讀懂如圖所示的塑料瓶模具圖，應選擇哪種數控銑床進行加工，使用什么夾具裝夾，應選用哪些刀具加工？P.87任務二認識數控銑床及其應用

4.數控銑床加工前應做好哪些準備工作？加工結束后應做好哪些工作？

5.

數控銑床銑刀跌落的原因有哪些，應怎樣排除？這個故障？任務三認識柔性制造技術及其應用學習目標

知識目標

（1）了解柔性制造技術的內涵。

（2）了解柔性制造系統的組成與類型。

（3）了解柔性制造的工藝特點。技能目標

（1）能識別柔性制造技術。

（2）能說出柔性制造系統的組成部分。

（3）能判別柔性制造技術的類型。柔性制造系統P.88柔性制造生產車間學習情境現代社會，消費者對產品多樣化、低成本價格及短周期的需求日益提升，以傳統工藝組織大批量生產的生產方法正在減少，由此帶來了機械加工技術的變革，柔性制造技術就是在這種背景下產生的。如圖所示為某工廠的柔性制造生產車間。P.88任務三認識柔性制造技術及其應用轉向節自動加工流程學習情境P.88任務三認識柔性制造技術及其應用下圖為轉向節自動加工流程，整個生產在基本沒有人工干預的情況下開展，這種生產方式是什么？它與傳統生產方式有哪些不同？實現這樣的生產方式需要哪些技術支撐？P.89任務三認識柔性制造技術及其應用

活動一認識柔性制造技術與柔性制造系統一、認識柔性制造技術及其類型

1.柔性制造技術

柔性制造技術也稱柔性集成制造技術，它是現代先進制造技術的統稱。柔性制造技術是集自動化技術、信息技術和加工制造技術于一體，把制造企業中相互孤立的工程設計、加工制造、企業物流和經營管理等過程，在計算機信息技術、加工與管理軟件及數據庫的支持下，構成一個覆蓋整個企業的整體系統。

隨著現代制造技術的快速發展，特別是自動化控制技術、數控加工技術及工業機器人等迅速發展，柔性制造技術正在不斷的在制造企業中得到應用。柔性制造技術P.89任務三認識柔性制造技術及其應用

活動一認識柔性制造技術與柔性制造系統一、認識柔性制造技術及其類型

2.柔性制造技術類型柔性制造技術是對各種不同形式加工對象，實現程序化柔性制造加工的各種技術的總和。一般認為，凡是側重于柔性，適用于多品種、中小批量，包括單件產品的加工技術都屬于柔性制造技術。目前柔性制造技術以生產規模來劃分為以下四大類。

1）柔性制造系統（FMS）由若干數控加工設備、物料運儲裝置和計算機控制系統組成，并能根據制造任務和生產品種變化而迅速進行調整的自動化制造系統。適用于多品種、中小批量生產。柔性制造系統（FMS）P.89任務三認識柔性制造技術及其應用

活動一認識柔性制造技術與柔性制造系統一、認識柔性制造技術及其類型

2.柔性制造技術類型

2）柔性制造單元（FMC）一個規模最小的FMS，是FMS向廉價化及小型化方向發展的一種產物，它是由一至二臺加工中心、工業機器人、數控機床及物料運送儲存設備構成。實現單機柔性化及自動化，具有適應加工多品種產品的靈活性。柔性制造單元（FMC）

3）柔性制造工廠（FMF）

FMF是將多條FMS連接起來，配以自動化立體倉庫，用計算機系統進行聯系，采用從訂貨、設計、加工、裝配、檢驗、運送至發貨的完整FMF。FMF是自動化生產的最高水平，其特點是實現工廠柔性化及自動化。柔性制造工廠（FMF）P.90任務三認識柔性制造技術及其應用

活動一認識柔性制造技術與柔性制造系統一、認識柔性制造技術及其類型

2.柔性制造技術類型

4）柔性自動生產線（FML）處于單一或少品種、大批量非柔性自動線與中小批量多品種FMS之間的生產線。實現生產柔性化及自動化，對物料搬運系統柔性的要求低于FMS，但生產率更高。柔性自動生產線（FML）二、認識柔性制造系統及構成

1.柔性制造系統柔性制造系統FMS是由數控加工設備、物料運儲裝置和計算機控制系統組成，能夠根據生產環境和制造任務的變化而迅速調整的自動化制造系統，它包括多個柔性制造單元，能根據制造任務或生產環境的變化迅速進行調整，適用于多品種中小批量生產。P.90任務三認識柔性制造技術及其應用

活動一認識柔性制造技術與柔性制造系統二、認識柔性制造系統及構成

1.柔性制造系統如圖所示為由牽引棍、機械手、數控加工設備及自動輸送成品工件系統組成的柔性制造系統。柔性制造系統（FMS）P.91任務三認識柔性制造技術及其應用

活動一認識柔性制造技術與柔性制造系統二、認識柔性制造系統及構成

2.柔性制造系統的構成為了能適應加工對象的頻繁變化，柔性制造系統必須具備一些基本的支撐部分。在機械制造技術領域，柔性制造系統主要包括自動化加工系統、物流系統和計算機控制系統三部分。顯然，柔性制造系統是一種將微電子學、計算機和系統工程等技術有機結合起來的，技術復雜而又高度自動化的系統。自動化加工系統

1）自動化加工系統包括數控車削中心、數控加工中心，含有自動換刀、換工件的系統。其主要作用是對外形、尺寸、形狀不必完全一致、質量大致相似、材料相同、工藝相似的零件進行鉆、鉸、車、銑、磨和滾齒加工等。車削中心加工中心P.91任務三認識柔性制造技術及其應用

活動一認識柔性制造技術與柔性制造系統二、認識柔性制造系統及構成

2.柔性制造系統的構成存儲裝置

2）物流系統輸送裝置包括軌道自動輸送帶和智能搬運機器人。用于整個制造系統中的各種毛坯、半成品、工件、工具、夾具、刀具和物料等出入庫的搬運，以及加工過程中的裝夾。

存儲裝置有立體倉庫和自動回轉料架。主要用于毛坯、成品、工件、工裝、夾具、刀具及物料等的儲存。其對提升柔性制造系統的物流管理效率具有極其重要的作用輸送裝置P.92任務三認識柔性制造技術及其應用

活動一認識柔性制造技術與柔性制造系統二、認識柔性制造系統及構成

2.柔性制造系統的構成管理類軟件

3）計算機控制系統信息系統對加工和運輸過程中所需各種信息進行收集、處理和反饋，并通過計算機或其它控制裝置如液壓、氣壓裝置等，對機床或運輸設備進行分級控制。信息系統

CAD/CAM軟件通過CAD/CAM軟件，將工藝設計、工藝編排、實體造型、仿真加工和實際加工等技術高度集成，極大地縮短產品開發周期，提升生產效率。

管理類軟件以信息技術為紐帶，將CAD/CAM加工信息、ERP、物流信息及管理信息等全部納入系統管理系統，提升管理質量與效益。CAD/CAM軟件P.92任務三認識柔性制造技術及其應用

活動一認識柔性制造技術與柔性制造系統三、了解柔性制造的關鍵技術柔性制造的監控和管理系統、物流系統、刀具管理系統、通信系統及輔助系統的協調運作，需要相關技術的支持。這些技術是進行柔性制造系統設計及規范的規劃的關鍵技術。1）計算機輔助設計與制造以信息化技術為主要手段，處理各種數字信息與圖形信息，輔助完成機械產品數字化品設計和制造中的全過程。包括產品的三維（3D）設計、虛擬裝配、仿真、虛擬制造、虛擬檢測，通過數字化機床、光敏立體成形技術及3D打印技術加工出實際產品，是先進制造技術領域中的核心技術。2）模糊控制技術模糊數學的實際應用是模糊控制器。最近開發的高性能模糊控制器具有自學習功能，可在控制過程中不斷獲取新的信息，并自動對控制量進行調整，使系統性能得到改善。P.92任務三認識柔性制造技術及其應用

活動一認識柔性制造技術與柔性制造系統三、了解柔性制造的關鍵技術3）人工智能專家系統智能傳感技術專家系統利用專家知識和推理規劃進行推理，求解各類問題。由于專家系統能簡便地將各種事實及經驗驗證過的理論與通過經驗獲得的知識相結合，所以專家系統為FMS的多方面工作增強了柔性。4）人工神經網絡技術人工神經網絡（ANN）是模擬智能生物的神經網絡對信息進行并行處理的一種方法。故人工神經網絡也就是一種人工智能工具。在自動控制領域，人工神經網絡不久將并列于專家系統和模糊控制系統，成為現代自動化系統中的一個組成部分。P.93任務三認識柔性制造技術及其應用

活動一認識柔性制造技術與柔性制造系統四、了解柔性制造的特點

柔性制造技術適用于形狀相似、尺寸相似和工藝相似的產品群的加工。綜合了加工制造、物流管理與信息技術等先進技術于一體，因而具有以下的特點。1）經濟效果顯著柔性生產線幾乎無停工損失，一組機床編入柔性制造系統后產量比這組機床在分散單機作業時的產量提高數倍，設計利用率高。2）生產能力穩定柔性制造系統結合了當今機床技術、監控技術、檢測技術、刀具技術、傳輸技術、電子技術和計算機技術的精華，具有高質量、高可靠性、高自動化和高效率的特點。3）市場適應性強柔性技術可以縮短新產品的上市時間，并且轉產快，適應瞬息萬變的市場需求。P.93任務三認識柔性制造技術及其應用

活動一認識柔性制造技術與柔性制造系統四、了解柔性制造的特點4）可以減少工廠內零件的庫存，提高產品質量在制品減少80%左右，零件在加工過程中的裝卸一次完成，加工精度高，加工形式穩定，產品成本降低。5）減少工人數量，減輕工人勞動強度。有些柔性制造系統的檢測，裝夾和維護工作可以在第一班完成，第二、第三班可在無人看管下正常生產。6）一次性投資大。P.93任務三認識柔性制造技術及其應用

活動二了解柔性制造加工工藝柔性制造技術是按照成組加工對象確定工藝過程，選擇相適應的數控加工設備和工件工具等物料的儲存、儲運系統，并由計算機進行控制，能自動調整并實現一定范圍內多種工件的成批高效生產，并能及時的改變產品以滿足市場需求。柔性制造加工工藝就是利用成組技術解決零件分類成組、零件加工工藝成組及零件生產組織形式成組等問題。柔性技術的工藝基礎是成組技術。成組技術是利用相似性，按照一定的準則分類成組，同組能夠采用同一方法進行處理，以便提高效益的技術。P.93任務三認識柔性制造技術及其應用

活動二了解柔性制造加工工藝一、零件分類成組

成組技術根據零件形狀或工藝的相似性，將零件分組，如圖所示，從而實現擴大生產批量，提高機床利用率的目的。零件分組方式很多，常用的方法有視檢法、生產流程分析法及編碼分類法，其中編碼分類法最為常用。形狀相似零件族工藝相似零件族

按編碼分類時，首先制定零件分類編碼系統，把分類的零件進行編碼，再將零件的有關設計、制造等方面的信息轉譯為代碼，其代碼可以是數字或數字字母兼用。帶零件有關信息代碼化后，就可以根據代碼對零件進行分類，零件有關生產信息代碼化，有助于計算機輔助成組技術的實施。P.94任務三認識柔性制造技術及其應用

活動二了解柔性制造加工工藝二、零件加工工藝成組

零件分類成組后，便形成了加工組，下一步就是針對不同的加工組，制定適合于組那個零件的成組工藝過程。編制成組工藝的方法有復合零件法和復合路線法兩種。復合零件法

1.復合零件法

按照零件組中的復合零件來設計工藝規程的方法稱為復合零件法或樣件法。復合零件是擁有同組零件的全部待加工表面要素的一個零件。它可以是零件組中實際存在的某個具體零件，也可以是一個假設的零件，由于它包含了組內其他零件所具有的所有待加工表面要素，所以按符合零件設計的成組工藝，只要從中刪除一些不為某一零件所用的工序或工步內容就能為組內所有零件使用，形成各個零件的加工工藝。P.94任務三認識柔性制造技術及其應用

活動二了解柔性制造加工工藝二、零件加工工藝成組復合路線法

2.復合路線法復合路線法是在零件分類成組的基礎上，把同組零件的工藝路線進行比較，以組內最復雜零件的工藝路線為基礎，然后將此路線與組內其他零件的工藝路線相比較，凡是組內零件需要而作為代表的工藝路線中沒有的工序一一添上，最終形成一個能滿足全組零件要求的成組工藝。P.95任務三認識柔性制造技術及其應用

活動二了解柔性制造加工工藝三、零件生產組織形式成組根據目前實際應用情況，成組加工系統有如下三種基本形式，成組單機，成組生產單元和成組生產流水線。這三種形式采用介于機群式和流水線之間的設備布置形式。機群式適用于傳統的單件小批量生產，而流水線則適用于傳統的大批量生產。成組生產采用何種形式主要取決于同族零件的批量大小。三種生產組織形式如下：

1.成組單機

成組單機是在機群式布置的基礎上發展起來的，它把一些工序相同或相似的零件集中在一臺機床上加工。它的特點主要是針對從毛坯到成品，多數工序可以在同一類型的設備上完成的工件，也可以用于僅完成其中某幾道工序的加工。P.95任務三認識柔性制造技術及其應用

活動二了解柔性制造加工工藝三、零件生產組織形式成組

2.成組生產單元

成組生產單元是指一組或幾組工藝上相似零件的全部工藝過程，由相應的一組機床完成，該組機床及構成車間一個封閉的生產單元。有幾種類型機床組成一個封閉的生產系統，完成一組或幾組相似零件的全部工藝過程，具有一定的獨立性并有明確的職責，提高了設備利用率，縮短了生產周期，簡化了生產管理。

3.成組生產流水線

成組生產流水線是成組技術的較高級組織形式。它與一般流水線的主要區別在于，生產線上流動的不是一種零件，是多種相似零件，在流水線上各工序的節拍基本一致，其工作過程是連續而有節奏的，但對于每一種零件而言，他不一定經過流水線上的每一臺機床加工，因此它能加工的工件較多，工藝適用范圍較大。P.95任務三認識柔性制造技術及其應用能力提升

1.什么是柔性制造技術？柔性制造技術有哪些類型？2.什么是柔性制造系統？柔性制造系統主要包括哪三個部分？查閱相關資料并舉例說明。

3.什么是成組技術？成組技術對柔性制造有何幫助？4.柔性制造技術加工工藝主要解決哪些問題？任務四了解特種加工技術及其應用學習目標（1）了解電火花加工及其應用。

（2）了解激光加工及其應用。

（3）了解3D打印技術及其應用。（1）能識別電火化設備及其作用。

（2）能正確對激光設備進行分類。

（3）能說出3D打印技術的優勢。P.96特種加工技術

知識目標

技能目標汽車車門結構學習情境隨著加工制造業的進步與發展，產品的多樣化及復雜化發展趨勢越來越明顯。傳統加工方法已逐漸不能滿足現代產品加工的需要。

如圖所示的運動鞋鞋底模具，底模輪廓復雜，用傳統的切削加工技術能否加工？再圖中所示的汽車車門，它的傳統加工工藝是先平鈑、切孔再成形，這種工藝會造成很多拐角，棱角上的已加工孔在成型過程中發生變形，而現代加工工藝則使車身整體毫發無損，它是怎樣實現的？任務四了解特種加工技術及其應用P.96鞋底模具奧運福娃工藝品學習情境又如圖所示為奧運福娃工藝品這樣輪廓復雜的零件，用制作模具后打樣，不但加工成本高、生產周期長，而且還有產品質量不合格等風險。有沒有可使制作成本低、生產周期短而又能符合用戶需求的新技術呢？任務四了解特種加工技術及其應用P.96P.97任務四了解特種加工技術及其應用

活動一了解電火花加工技術及其應用一、認識電火花加工及其設備

1.電火花加工電火花加工，是利用浸在工作液中的兩極間脈沖放電時產生的電蝕作用，蝕除導電材料的特種加工方法，又稱放電加工或電蝕加工。

電火花加工零件的數量在3000件以下時，比模具、沖壓零件在經濟上更加合理。其主要應用在各類沖模、鍛膜、塑料膜等模具加工，航空航天、機械等部門中高溫合金等難加工材料的加工，各種成型刀具、樣板工具、量具、螺紋等成型零件加工，以及化纖異形噴絲孔、電子顯微鏡柵孔等孔徑為0.01～1mm的微細精密型孔加工。

2.電火花加工的設備電火花加工機床主要用于加工各類高硬度材料，如硬質合金和淬火鋼等形狀復雜的模具零件，以及切割、開槽和去除折斷在工件孔內的工具，如鉆頭和絲錐等。典型的電火花機床如圖所示。電火花加工P.97任務四了解特種加工技術及其應用

活動一了解電火花加工技術及其應用一、認識電火花加工及其設備

2.電火花加工的設備典型的電火花機床操作面板數控系統主軸頭：由伺服進給機構、導向和防扭機構以及輔助機構三部分組成，用以控制工件與電極之間的放電間隙工作臺：主要用來支撐和裝夾工件。通過轉動縱橫向絲杠來改變電極與工件的相對位置，工作臺上裝有工作液箱，使電極和工件浸泡在工作，夜里起冷卻、排屑作用主軸頭工作液和循環過濾系統：工作液主要起絕緣、冷卻與排屑的作用。循環過濾系統主要起冷卻、清潔工作液的作用。伺服進給系統脈沖電源把工頻交流電轉換成供給火花放電間隙所需要的能量來蝕除金屬P.98任務四了解特種加工技術及其應用

活動一了解電火花加工技術及其應用二、了解電火花加工原理

如圖所示，工具電極和工件分別接脈沖電源兩極，浸入工作液或將工作液充入放電間隙，通過自動進給調節裝置，控制工具電極向工件進給，當兩電極達到一定距離時，兩電極上的脈沖電壓將工作液擊穿，產生火花放電。

在放電的微細通道中瞬時集中溫度可達10000°C以上,壓力也隨之急劇變化，從而使該點工件表面局部微量金屬材料立刻融化、汽化，并爆炸式的飛濺到工作液中，再迅速冷凝并形成切屑微粒被工作液帶走，工件表面留下一個微小的凹坑痕跡，放電短暫停歇，兩電極間的工作液恢復絕緣狀態。電火花加工原理

上述過程連續重復，就能加工出與工具電極相應的形狀。P.98任務四了解特種加工技術及其應用

活動一了解電火花加工技術及其應用二、了解電火花加工原理

電火花加工所用的工具電極常用導電性良好、熔點較高、易加工的耐電蝕材料，如銅、石墨、銅鎢合金和鉬等制造。工作液既是放電介質，又在加工中起冷卻與排屑作用。常用工作液如煤油、去離子水和乳化液等。過濾器主要起過濾工作液的作用。電火花加工原理P.99任務四了解特種加工技術及其應用

活動一了解電火花加工技術及其應用三、了解電火花加工類型按工藝過程中工具與工件相對運動的特點和用途不同，電火花加工有電火花成形、電火花線切割、電火花磨削、電火花展成加工等四大類：電火花成形加工

（1）電火花成形加工工具電極相對于工件做時給運動。將工具電極的形狀和尺寸復制在工件上，從而加工出所需要的零件。適用于加工各類熱鍛模、壓鑄模、擠壓模、塑料模和膠木模的型腔。電火花線切割加工

（2）電火花線切割加工電火花線切割加工，利用軸向移動的金屬絲做工具電極，工件按照所需形狀和尺寸做軌跡運動以切割導電材料。適用于加工各種沖裁模（沖孔和落料用）、樣板以及各種形狀復雜的形孔、形面和窄縫等。P.99任務四了解特種加工技術及其應用

活動一了解電火花加工技術及其應用三、了解電火花加工類型電火花磨削加工

（3）電火花磨削加工將金屬絲或成型導電魔輪做工具電極進行小孔磨削或成形磨削。適用于加工硬質合金成型刀具，可轉位刀具刀片，淬硬的。鑲拼模具或齒條等。電火花展成加工

（4）電火花線展成加工工件與工具電極各自按一定的規律做回轉運動，運用空間共軛的原理把工件加工成型。適用于加工螺紋環規、螺紋塞規和齒輪等。P.99任務四了解特種加工技術及其應用

活動一了解電火花加工技術及其應用四、了解電火花加工特點電火花加工是一種特種加工，其主要特點如下：

（1）可以加工任何高強度、高硬度、高韌性、高脆性以及高純度的導電材料。

（2）加工時無明顯機械力，適用于低剛度工件和微細結構的加工。

（3）脈沖參數可根據需要調節，可在同一機床上進行粗加工、半精加工和精加工。

（4）電火花加工后的表面呈現的凹坑有利于儲油和降低噪音。

（5）生產率低于切削加工。

（6）放電過程有部分能量消耗在工具電極上，導致電極損耗。影響成形精度。

（7）電火花加工的尺寸精度一般為0.01～0.05mm，精密細微加工可達0.002～0.004mm。精加工時的表面粗糙度小于0.8μm。精密細微加工的表面粗糙度不大于0.1μm。P.100任務四了解特種加工技術及其應用

活動二了解激光加工技術及其應用一、認識激光加工技術激光加工及工藝品激光加工技術是利用激光束與物質相互作用的特性，對金屬與非金屬材料進行切割、焊接、表面處理、打孔和微加工等的一門高新技術。如圖所示為激光加工及其工藝品。激光加工的原理激光加工是利用激光器發射高功率密度的激光束照射工件，使工件材料融化、汽化而進行穿孔、切割和焊接的特種加工。通常用于加工的激光器主要是氣體激光器和固體激光器。P.100任務四了解特種加工技術及其應用

活動二了解激光加工技術及其應用一、認識激光加工技術二氧化碳激光切割器工作原理如圖所示為以二氧化碳為介質的氣體激光器切割工件的原理。從圖中可見，高強度激光束從激光器輸出，經轉向反射鏡折射到聚焦透鏡上，再由聚焦透鏡聚焦到工件加工處實施加工。在光束出口處裝有噴嘴，用于噴吹氧、氮等輔助氣體以提高切割速度和切口質量。

激光焦點處的功率密度高達。107～1012W/cm2，溫度高達10000°C以上。任何材料都會瞬時熔化、汽化。激光加工就是利用這種光能的熱效應，對材料進行焊接、打孔和切割等加工。P.101 任務四了解特種加工技術及其應用

活動二了解激光加工技術及其應用二、了解激光加工的設備典型的激光器結構激光技術是涉及光、機電、材料及檢測等多門學科的綜合性先進制造技術。激光器組成常用的激光加工設備主要包括激光器、電源、光學系統與機械系統四部分。其中激光器是激光加工的核心設備，典型的激光器結構如圖所示。從圖中可以看出，激光器主要由激光工作物質、激勵源及諧振腔組成。P.101 任務四了解特種加工技術及其應用

活動二了解激光加工技術及其應用二、了解激光加工的設備激光器

1）激光工作物質實現粒子數反轉，并