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                                                                                                                                数控铣床概述简介 

第一章 数控铣床简介

一、数控加工的基本概念

随着数控技术的发展，数控机床不仅在宇航、造船、军工等领域广泛使用，而且也进入 了汽车、机床等民用机械制造行业。目前，在机械制造行业中，单件、小批量的生产所占有 的比例越来越大，机械产品的精度和质量也在不断地提高。所以，普通机床越来越难以满足 加工精密零件的需要。同时，由于生产水平的提高，数控机床的价格在不断下降，因此，数 控机床在机械行业中的使用已很普遍。 1、 数控技术 数字控制技术（Numerical Control） ，简称数控技术，是指用数字化的信息实现加工自动 化的控制技术。控制对象不仅可以是位移、角度、速度等机械量，也可以是温度、压力、流 量、颜色等物理量，这些量的大小不仅是可以测量的，而且可以经 A/D 或 D/A 转换，用数 字信号来表示。 数控技术是近代发展起来的一种自动控制技术， 是机械加工现代化的重要基 础与关键技术。 2、 计算机数控技术 计算机数控技术（Computer Numerical Control） ，是采用存储程序的专用计算机或通用 计算机来实现部分或全部数控功能。 3、数控加工 数控加工是指采用数字信息对零件加工过程进行定义， 并控制机床进行自动运行的一种 自动化加工方法。 数控加工技术是 20 世纪 40 年代后期为适应加工复杂外形零件而发展起来 的一种自动化技术。 1947 年，美国帕森斯（Parsons）公司为了精确地制作直升机机翼、浆 叶和飞机框架， 提出了用数字信息来控制机床自动加工外形复杂零件的设想， 他们利用电子 计算机对机翼加工路径进行数据处理， 并考虑到刀具直径对加工路径的影响， 使得加工精度 达到±0.0015 英寸(0.0381mm)，这在当时的水平来看是相当高的。1949 年美国空军为了能 在短时间内制造出经常变更设计的火箭零件，与帕森斯公司和麻省理工学院(MIT)伺服机构 研究所合作，于 1952 年研制成功世界上第一台数控机床─三坐标立式铣床，可控制铣刀进 行连续空间曲面的加工，揭开了数控加工技术的序幕。
二、数控加工的特点

（一）具有复杂形状加工能力 复杂形状零件在飞机、汽车、造船、模具、动力设备和国防军工等制造部门具有重要地
位， 其加工质量直接影响整机产品的性能。 数控加工运动的任意可控性使其能完成普通加工 方法难以完成或者无法进行的复杂型面加工。 （二）高质量 数控加工是用数字程序控制实现自动加工， 排除了人为误差因素， 且加工误差还可以由 数控系统通过软件技术进行补偿校正。 因此， 采用数控加工可以提高零件加工精度和产品质 量。 （三）高效率 与采用普通机床加工相比，采用数控加工一般可提高生产率 2—3 倍，在加工复杂零件 时生产率可提高十几倍甚至几十倍。 特别是五面体加工中心和柔性制造单元等设备， 零件一 次装夹后能完成几乎所有表面的加工， 不仅可消除多次装夹引起的定位误差， 还可大大减少 加工辅助操作，使加工效率进一步提高。 （四）高柔性 只需改变零件程序即可适应不同品种的零件加工， 且几乎不需要制造专用工装夹具， 因 而加工柔性好， 有利于缩短产品的研制与生产周期， 适应多品种、 中小批量的现代生产需要。 （五）减轻劳动强度，改善劳动条件 数控加工是按事先编好的程序自动完成的， 操作者不需要进行繁重的重复手工操作， 劳 动强度和紧张程度大为改善，劳动条件也相应得到改善。 （六）有利于生产管理 数控加工可大大提高生产率、稳定加工质量、缩短加工周期、易于在工厂或车间实行计 算机管理。 数控加工技术的应用， 使机械加工的大量前期准备工作与机械加工过程联为一体， 使零件的计算机辅助设计(CAD)、 计算机辅助工艺规划(CAPP)和计算机辅助制造(CAM)的一 体化成为现实，宜于实现现代化的生产管理。 （七）数控机床价格昂贵，维修较难 数控机床是一种高度自动化机床， 必须配有数控装置或电子计算机， 机床加工精度因受 切削用量大、连续加工发热多等影响，使其设计要求比通用机床更严格，制造要求更精密， 因此数控机床的制造成本较高。此外，由于数控机床的控制系统比较复杂，一些元件、部件 精密度较高以及一些进口机床的技术开发受到条件的限制， 所以对数控机床的调试和维修都 比较困难。
三、数控机床

1、 数控机床 数控机床就是按加工要求预先编制程序， 由控制系统发出以数字量作为指令信息进行工 作的机床。数控机床将零件加工过程所需的各种操作（如主轴变速、主轴起动和停止、松夹 工件、进刀退刀、冷却液开或关等）和步骤以及刀具与工件之间的相对位移量都用数字化的 代码来表示，由编程人员编制成规定的加工程序，通过输入介质（磁盘等）送入计算机控制 系统，由计算机对输入的信息进行处理与运算，发出各种指令来控制机床的运动，使机床自 动地加工出所需要的零件。 现代数控机床综合应用了微电子技术、计算机技术、精密检测技术、伺服驱动技术以及 精密机械技术等多方面的最新成果，是典型的机电一体化产品。 2、 数控铣床 数控铣床使用计算机数字化信号控制的铣床。 它可以加工由直线和圆弧两种几何要素构 成的平面轮廓，也可以直接用逼近法加工非圆曲线构成的平面轮廓（采用多轴联动控制） ， 还可以加工立体曲面和空间曲线。 XK714D 数控铣床的结构布局如图 1-1 所示， 它可进行镗、 铣、扩、铰等多种工序的加工，主要适用于板类、盘类、壳体类等复杂零件的加工，特别适 用于汽车制造业和模具业。
三、数控铣床的组成部分

数控铣床一般由铣床主机、控制部分、驱动部分及辅助部分等组成。 1、 铣床主机 它是数控铣床的机械本体，包括床身、主轴箱、工作台和进给机构等。 2、 控制部分 它是数控铣床的控制核心，本课程讲述的是 CNC 系统为 BEIJING-FANUC 0i – MB 系 统。 3、 驱动部分 它是数控铣床执行机构的驱动部件，它包括主轴电动机和进给伺服电动机等。 4、 辅助部分 它是数控铣床的一些配套部件，包括刀库、液压装置、气动装置、冷却系统、润滑系统 和排屑装置等。
 

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