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1歷史發(fā)展

數(shù)控（英文名字：Numerical Control 簡稱:NC）技術(shù)是指用數(shù)字、文字和符號組成的數(shù)字指令來實(shí)現(xiàn)一臺或多臺機(jī)械設(shè)備動作控制的技術(shù)。數(shù)控一般是采用通用或*計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)數(shù)字程序控制，因此數(shù)控也稱為計(jì)算機(jī)數(shù)控（Computerized Numerical Control ），簡稱CNC，國外一般都稱為CNC，很少再用NC這個概念了。 它所控制的通常是位置、角度、速度等機(jī)械量和與機(jī)械能量流向有關(guān)的開關(guān)量。數(shù)控的產(chǎn)生依賴于

 數(shù)據(jù)載體和二進(jìn)制形式數(shù)據(jù)運(yùn)算的出現(xiàn)。1908年，穿孔的金屬薄片互換式數(shù)據(jù)載體問世；19世紀(jì)末，以紙為數(shù)據(jù)載體并具有輔助功能的控制系統(tǒng)被發(fā)明；1938年，香農(nóng)在美國麻省理工學(xué)院進(jìn)行了數(shù)據(jù)快速運(yùn)算和傳輸，奠定了現(xiàn)代計(jì)算機(jī)，包括計(jì)算機(jī)數(shù)字控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)。數(shù)控技術(shù)是與機(jī)床控制密切結(jié)合發(fā)展起來的。1952年，臺數(shù)控機(jī)床問世，成為世界機(jī)械工業(yè)*一件劃時代的事件，推動了自動化的發(fā)展。

數(shù)控技術(shù)也叫計(jì)算機(jī)數(shù)控技術(shù)（CNC，Computerized Numerical Control），它是采用計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)數(shù)字程序控制的技術(shù)。這種技術(shù)用計(jì)算機(jī)按事先存貯的控制程序來執(zhí)行對設(shè)備的運(yùn)動軌跡和外設(shè)的操作時序邏輯控制功能。由于采用計(jì)算機(jī)替代原先用硬件邏輯電路組成的數(shù)控裝置，使輸入操作指令的存儲、處理、運(yùn)算、邏輯判斷等各種控制機(jī)能的實(shí)現(xiàn)，均可通過計(jì)算機(jī)軟件來完成，處理生成的微觀指令傳送給伺服驅(qū)動裝置驅(qū)動電機(jī)或液壓執(zhí)行元件帶動設(shè)備運(yùn)行。現(xiàn)在國內(nèi)比較好的公司有：沈陽機(jī)床，青島五重?cái)?shù)控機(jī)床有限公司等。

2選用安裝

數(shù)控車床又稱為 CNC車床，即計(jì)算機(jī)數(shù)字控制車床，是目前國內(nèi)使用量大，覆蓋面廣的一種數(shù)控機(jī)床，約占數(shù)控機(jī)床總數(shù)的25%。數(shù)控機(jī)床是集機(jī)械、電氣、液壓、氣動、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、率、高自動化和高柔性化等優(yōu)點(diǎn)的工作母機(jī)。

數(shù)控機(jī)床

數(shù)控機(jī)床的技術(shù)水平高低及其在金屬切削加工機(jī)床產(chǎn)量和總擁有量的百分比是衡量一個國家國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展和工業(yè)制造整體水平的重要標(biāo)志之一。數(shù)控車床是數(shù)控機(jī)床的主要品種之一，它在數(shù)控機(jī)床中占有非常重要的位置，幾十年來一直受到世界各國的普遍重視并得到了迅速的發(fā)展。

數(shù)控車床、車削中心，是一種高精度、率的自動化機(jī)床。它具有廣泛的加工藝性能，可加工直線圓柱、斜線圓柱、圓弧和各種螺紋。具有直線插補(bǔ)、圓弧插補(bǔ)各種補(bǔ)償功能，并在復(fù)雜零件的批量生產(chǎn)中發(fā)揮 了良好的經(jīng)濟(jì)效果。

3機(jī)床組成

●主機(jī)，他是數(shù)控機(jī)床的主體，包括機(jī)床身、立柱、主軸、進(jìn)給機(jī)構(gòu)等機(jī)械部件。他是用于完成各種切削加工的機(jī)械部件。

●數(shù)控裝置，是數(shù)控機(jī)床的核心，包括硬件（印刷電路板、CRT顯示器、鍵盒、紙帶閱讀機(jī)等）以及相應(yīng)的軟件，用于輸入數(shù)字化的零件程序，并完成輸入信息的存儲、數(shù)據(jù)的變換、插補(bǔ)運(yùn)算以及實(shí)現(xiàn)各種控制功能。

●驅(qū)動裝置，他是數(shù)控機(jī)床執(zhí)行機(jī)構(gòu)的驅(qū)動部件，包括主軸驅(qū)動單元、進(jìn)給單元、主軸電機(jī)及進(jìn)給電機(jī)等。他在數(shù)控裝置的控制下通過電氣或電液伺服系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)主軸和進(jìn)給驅(qū)動。當(dāng)幾個進(jìn)給聯(lián)動時，可以完成定位、直線、平面曲線和空間曲線的加工。

●輔助裝置，指數(shù)控機(jī)床的一些必要的配套部件，用以保證數(shù)控機(jī)床的運(yùn)行，如冷卻、排屑、潤滑、照明、監(jiān)測等。它包括液壓和氣動裝置、排屑裝置、交換工作臺、數(shù)控轉(zhuǎn)臺和數(shù)控分度頭，還包括*及監(jiān)控檢測裝置等。

●編程及其他附屬設(shè)備，可用來在機(jī)外進(jìn)行零件的程序編制、存儲等。

CK系列數(shù)控端面車床是按高精度，高剛性和率的發(fā)展要求，采用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)以及有限元分析等*設(shè)計(jì)手段研制開發(fā)的數(shù)控機(jī)床產(chǎn)品。主要針對盤套類，短軸類零件的粗，精加工。X，Z向移動采用十字滑臺結(jié)構(gòu)，保證機(jī)床移動的精度；床身主體為箱式結(jié)構(gòu)保證機(jī)床整體剛性；機(jī)床主軸采用高精度軸承及高感性主軸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，并配置國內(nèi)外的數(shù)控系統(tǒng)，能使機(jī)床實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的高精度切削加工。

4三要素

選擇原則

確定三要素的基本原則；根據(jù)切削要求先確定背吃刀量ap，再查表得到進(jìn)給量，，然后再經(jīng)過查表通過公式計(jì)算出主切削速度U。

在許多場合我們可以通過經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)來確定這三要素的值。

選取方法

實(shí)踐證明合理切削用量的選擇與機(jī)床、*、工件及工藝等多種因素有關(guān)。合理選擇加工用量的方法如下：

粗加工時，主要要保證較高的生產(chǎn)效率，故應(yīng)選擇較大的背吃刀量a。較大的進(jìn)給量，切削速度U選擇中低速度。

精加工時，主要保證零件的尺寸和表面精度的要求，故選擇較小的背吃刀量ap，較小的進(jìn)給量，．切削速度U選擇較高速度。

粗加工時，一般要充分發(fā)揮機(jī)床潛力和*的切削能力。數(shù)控車床廠半精加工和精加工時，應(yīng)重點(diǎn)考慮如何保證加工質(zhì)量，并在此基礎(chǔ)上盡量提高生產(chǎn)率。數(shù)控車床廠在選擇切削用量時應(yīng)保證*能加工完成一個零件或保證*的耐用度不低于一個工作班，少也不低于半個工作班的工作時間。數(shù)控車床廠具體數(shù)值應(yīng)根據(jù)機(jī)床說明書中的規(guī)定、*耐用度及實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)選取。

（1）背吃刀量唧的選擇。背吃刀量的選擇要根據(jù)機(jī)床、夾具、月具和工件的剛度以及機(jī)床的功率來確定。在工藝系統(tǒng)允許的情況下，盡可能選取較大的背吃刀量。除留給以后工序的余量外，其余的粗加工余量盡可能一次切除，以使走刀次數(shù)少。

通常在中等功率機(jī)床上，粗加工的背吃刀量為8—10 mm（單邊）。數(shù)控車床廠半精加工背吃刀量為0.5—5 mm;精加工時背吃刀量為0 2-1.5 mm。

（2）進(jìn)給量，的確定。進(jìn)給量是指在單位時間內(nèi)*措進(jìn)給方向的。數(shù)控車床廠移動的距離。確定進(jìn)給速度的原則是：當(dāng)工件的質(zhì)量要求能夠保證時，為提高生產(chǎn)率，可選擇較高的進(jìn)給速度。數(shù)控車床廠切斷、車削深孔或精車時，宜選擇較低的進(jìn)給速度。進(jìn)給速度應(yīng)與主軸轉(zhuǎn)速和背吃刀量相適應(yīng)。粗加工時，進(jìn)給量，的選擇受切削力的限制。

5基本組成

數(shù)控車床由數(shù)控裝置、床身、主軸箱、刀架進(jìn)給系統(tǒng)、尾座、液壓系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、潤滑系統(tǒng)、排屑器等部分組成。

平行雙主軸數(shù)控車床

數(shù)控車床分為立式數(shù)控車床和臥式數(shù)控車床兩種類型。

立式數(shù)控車床用于回轉(zhuǎn)直徑較大的盤類零件車削加工。

臥式數(shù)控車床用于軸向尺寸較長或小型盤類零件的車削加工。

臥式數(shù)控車床按功能可進(jìn)一步分為經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床、普通數(shù)控車床和車削加工中心。

（1）經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床：采用步進(jìn)電動機(jī)和單片機(jī)對普通車床的車削進(jìn)給系統(tǒng)進(jìn)行改造后形成的簡易型數(shù)控車床。成本較低，自動化程度和功能都比較差，車削加工精度也不高，適用于要求不高的回轉(zhuǎn)類零件的車削加工。

（2）普通數(shù)控車床：根據(jù)車削加工要求在結(jié)構(gòu)上進(jìn)行專門設(shè)計(jì)，配備通用數(shù)控系統(tǒng)而形成的數(shù)控車床。數(shù)控系統(tǒng)功能強(qiáng)，自動化程度和加工精度也比較高，適用于一般回轉(zhuǎn)類零件的車削加工。這種數(shù)控車床可同時控制兩個坐標(biāo)軸，即x軸和z軸。

車削中心

（3）車削加工中心：在普通數(shù)控車床的基礎(chǔ)上，增加了C軸和動力頭，更的機(jī)床還帶有刀庫，可控制X、Z和C三個坐標(biāo)軸，聯(lián)動控制軸可以是（X、Z）、（X、C）或（Z、C）。由于增加了C軸和銑削動力頭，這種數(shù)控車床的加工功能大大增強(qiáng)，除可以進(jìn)行一般車削外，還可以進(jìn)行徑向和軸向銑削、曲面銑削、中心線不在零件回轉(zhuǎn)中心的孔和徑向孔的鉆削等加工。

2.液壓卡盤和液壓尾架

液壓卡盤是數(shù)控車削加工時夾緊工件的重要附件，對一般回轉(zhuǎn)類零件可采用普通液壓卡盤；對零件被夾持部位不是圓柱形的零件，則需要采用*卡盤；用棒料直接加工零件時需要采用彈簧卡盤。

數(shù)控軸承車床

對軸向尺寸和徑向尺寸的比值較大的零件，需要采用安裝在液壓尾架上的活對零件尾端進(jìn)行支撐，才能保證對零件進(jìn)行正確的加工。尾架有普通液壓尾架和可編程液壓尾架。

通用刀架

3.數(shù)控車床的刀架

數(shù)控車床可以配備兩種刀架：

（1）*刀架 由車床生產(chǎn)廠商自己開發(fā)，所使用的刀柄也是*的。這種刀架的優(yōu)點(diǎn)是制造成本低，但缺乏通用性。

（2）通用刀架根據(jù)一定的通用標(biāo)準(zhǔn)（如VDI，德國工程師協(xié)會）而生產(chǎn)的刀架，數(shù)控車床生產(chǎn)廠商可以根據(jù)數(shù)控車床的功能要求進(jìn)行選擇配置。

4.銑削動力頭

數(shù)控車床刀架上安裝銑削動力頭后可以大大擴(kuò)展數(shù)控車床的加工能力。如：利用銑削動力頭進(jìn)行軸向鉆孔和銑削軸向槽。

5.數(shù)控車床的*

在數(shù)控車床或車削加工中心上車削零件時，應(yīng)根據(jù)車床的刀架結(jié)構(gòu)和可以安裝*的數(shù)量，合理、科學(xué)地安排*在刀架上的位置，并注意避免*在靜止和工作時，*與機(jī)床、*與工件以及*相互之間的干涉現(xiàn)象。

6維護(hù)保養(yǎng)

數(shù)控車床是一種高精度、率的自動化機(jī)床。配備多工位刀塔或動力刀塔，機(jī)床就具有廣泛的加工藝性能，可加工直線圓柱、斜線圓柱、圓弧和各種螺紋、槽、蝸桿等復(fù)雜工件，具有直線插補(bǔ)、圓弧插補(bǔ)各種補(bǔ)償功能，并在復(fù)雜零件的批量生產(chǎn)中發(fā)揮了良好的經(jīng)濟(jì)效果。斜床身數(shù)控車床的維護(hù)保養(yǎng)如下分析:

為了保證斜床身數(shù)控車床的工作精度，延長使用壽命，必須對自用斜床身數(shù)控車床進(jìn)行合理的維護(hù)保養(yǎng)工作。車床維護(hù)的好壞，直接影響工件的加工質(zhì)量和生產(chǎn)效率。當(dāng)中國臺灣臺鈺精機(jī)數(shù)控車床運(yùn)行500h以后，需進(jìn)行一級保養(yǎng)。斜床身數(shù)控車床保養(yǎng)工作以操作工人為主，維修工人配合進(jìn)行。保養(yǎng)時，必須首先切斷電探，然后按保養(yǎng)內(nèi)容和要求進(jìn)行保養(yǎng)。

7發(fā)展趨勢

進(jìn)入21世紀(jì)以來，隨著數(shù)控技術(shù)的不斷發(fā)展和應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)大，它對國計(jì)民生的一些重要行業(yè)（IT、汽車、輕工、醫(yī)療等）的發(fā)展起著越來越重要的作用，因?yàn)檫@些行業(yè)所需裝備的數(shù)字化已是現(xiàn)代發(fā)展的大趨勢。總體而言，數(shù)控車床呈現(xiàn)以下三個發(fā)展趨勢：

 高速、高精密化

高速、精密是機(jī)床發(fā)展永恒的目標(biāo)。隨著科學(xué)技術(shù)突飛猛進(jìn)的發(fā)展，機(jī)電產(chǎn)品更新?lián)Q代速度加快，對零件加工的精度和表面質(zhì)量的要求也愈來愈高。為滿足這個復(fù)雜多變市場的需求，當(dāng)前機(jī)床正向高速切削、干切削和準(zhǔn)干切削方向發(fā)展，加工精度也在不斷地提高。另一方面，電主軸和直線電機(jī)的成功應(yīng)用，陶瓷滾珠軸承、高精度大導(dǎo)程空心內(nèi)冷和滾珠螺母強(qiáng)冷的低溫高速滾珠絲杠副及帶滾珠保持器的直線導(dǎo)軌副等機(jī)床功能部件的面市，也為機(jī)床向高速、精密發(fā)展創(chuàng)造了條件。

數(shù)控車床采用電主軸，取消了皮帶、帶輪和齒輪等環(huán)節(jié)，大大減少了主傳動的轉(zhuǎn)動慣量，提高了主軸動態(tài)響應(yīng)速度和工作精度，*解決了主軸高速運(yùn)轉(zhuǎn)時皮帶和帶輪等傳動的振動和噪聲問題。采用電主軸結(jié)構(gòu)可使主軸轉(zhuǎn)速達(dá)到10000r/min以上。

直線電機(jī)驅(qū)動速度高，加減速特性好，有*的響應(yīng)特性和跟隨精度。用直線電機(jī)作伺服驅(qū)動，省去了滾珠絲杠這一中間傳動環(huán)節(jié)，消除了傳動間隙（包括反向間隙），運(yùn)動慣量小，系統(tǒng)剛性好，在高速下能精密定位，從而*地提高了伺服精度。

直線滾動導(dǎo)軌副，由于其具有各向間隙為零和非常小的滾動摩擦，磨損小，發(fā)熱可忽略不計(jì)，有非常好的熱穩(wěn)定性，提高了全程的定位精度和重復(fù)定位精度。通過直線電機(jī)和直線滾動導(dǎo)軌副的應(yīng)用，可使機(jī)床的快速移動速度由10～20m/mim提高到60～80m/min，高高達(dá)120m/min。

高可靠性

數(shù)控機(jī)床的可靠性是數(shù)控機(jī)床產(chǎn)品質(zhì)量的一項(xiàng)關(guān)鍵性指標(biāo)。數(shù)控機(jī)床能否發(fā)揮其高性能、高精度和率，并獲得良好的效益，關(guān)鍵取決于其可靠性的高低。

數(shù)控車床設(shè)計(jì)CAD化、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)模塊化

隨著計(jì)算機(jī)應(yīng)用的普及及軟件技術(shù)的發(fā)展，CAD技術(shù)得到了廣泛發(fā)展。CAD不僅可以替代人工完成繁瑣的繪圖工作，更重要的是可以進(jìn)行設(shè)計(jì)方案選擇和大件整機(jī)的靜、動態(tài)特性分析、計(jì)算、預(yù)測及優(yōu)化設(shè)計(jì)，可以對整機(jī)各工作部件進(jìn)行動態(tài)模擬仿真。在模塊化的基礎(chǔ)上在設(shè)計(jì)階段就可以看出產(chǎn)品的三維幾何模型和逼真的色彩。采用CAD，還可以大大提高工作效率，提高設(shè)計(jì)的一次成功率，從而縮短試制周期，降低設(shè)計(jì)成本，提高市場競爭能力。