数控技术及应用课件
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数控技术及应用
数控技术及应用
第一部分 数控机床
项目1 走近数控机床 项目2 数控机床的典型结构 项目3 数控机床的主传动系统及主轴部件 项目4 数控机床的进给传动系统
第一部分 数控机床
项目2 数控机床的典型结构
数控机床机械结构的组成及要求 数控机床的布局形式 数控机床的导轨、换刀装置和工作台
项目2 数控机床的典型结构
2. 任意选择
根据程序指令的要求来选择所需要的刀具，刀具在刀库中不必按照 工件的加工顺序排列，可任意存放。
必须有刀具识别装置，每把刀具或刀座都编上代码，当某把刀具的 代码与数控指令的代码相符合时，该刀具就被选中。
与顺序选择相比，其优点是： ①刀库中刀具的排列顺序与加工零件的加工顺序无关，无论加工任何零 件，都不必改变刀具在刀库中原有的排列顺序，这就增加了系统的柔性； ②同一刀具可供不同工件、不同工步共同使用，减少了刀具数量。 缺点有： ①需设置刀具识别装置，使刀库的控制与驱动复杂； ②需对刀具或刀座编码，增加了辅助工作量； ③维护比顺序选择的要复杂。
✓ 立式数控镗铣床（加工中心）常用布局形式
项目2 数控机床的典型结构
任务三 数控机床的导轨 数控机床对导轨的基本要求
1）导向精度高 2）精度保持性好 3）足够的刚度 4）良好的摩擦特性
项目2 数控机床的典型结构
数控机床导轨的种类
➢ 按运动部件的运动轨迹 ： 直线运动导轨和圆周运动导轨
➢ 按导轨接合面的摩擦特性： 滑动导轨、滚动导轨和静压导轨
项目2 数控机床的典型结构
任务四 数控机床的自动换刀装置 自动换刀装置的形式
1. 数控车床回转刀架装置
四方刀架
六角刀架
项目2 数控机床的典型结构
2. 转塔式自动换刀装置
转塔式数控镗铣床
项目2 数控机床的典型结构
3. 车削中心动力刀架
项目2 数控机床的典型结构
4. 带刀库的自动换刀系统
由刀库和刀具换刀机构组成。 （1）无机械手交换刀具方式
软带导轨粘合
项目2 数控机床的典型结构
2）环氧型耐磨涂层（注塑导轨）
1-滑座 2-胶条 3-注塑层
项目2 数控机床的典型结构
3. 滚动导轨块的结构
1-防护板 2-端盖 3-滚柱 4-导向片 5-保持器 6-本体
项目2 数控机床的典型结构
4. 直线滚动导轨
项目2 数控机床的典型结构
5. 静压导轨
项目2 数控机床的典型结构
刀具的选择
1. 顺序选择
将刀具按加工工序的顺序，依次放入刀库的每一个刀座内。每次换刀时， 刀库按顺序转动一个刀座的位置，并取出所需要的刀具。
优点：①刀库的控制与驱动简单；②无需刀具识别装置；③维护简单。 缺点： ①当加工零件改变后，刀库中的刀具顺序需按照新零件的工艺顺序重新排列 ，降低了系统的柔性； ②当工艺过程中有些工步所用的刀具相同时，也不允许重复使用同一把刀， 必须按加工顺序排列几把相同的刀具，增加了刀具数量和刀库储存量； ③操作人员必须在加工前仔细检查刀具的排列顺序，否则会造成严重事故。
项目2 数控机床的典型结构
数控机床机械结构组成
主传动系统：实现主运动； 进给系统：实现进给运动； 机床基础部件：床身、底座、立柱等，支撑机床本体； 辅助装置：液压、气动、润滑、冷却、防护、排屑等装置，
实现某些动作和辅助功能； 实现工件回转、分度定位的装置，如回转工作台； 刀库、刀架和自动换刀装置（ATC）； 自动托盘交换装置（APC）； 特殊功能装置，如刀具破损检测、精度检测、监控装置等。
其中，滑动导轨又分为：普通滑动导轨和塑料（滑动）导轨。
项目2 数控机床的典型结构
1. 滑动导轨常见截面形状
矩形
三角形
燕尾槽形
圆柱形
项目2 数控机床的典型结构
2. 塑料滑动导轨 塑料导轨常用在导轨副的运动导轨上，与之相配的金 属导轨是铸铁或钢质导轨。 1）聚四氟乙烯导轨软带（贴塑导轨）
1-床身 2-工作台 3-下压板 4-导轨软带 5-镶条
刀库的类型与容量
1. 刀库类型
盘式刀库布局形式
项目2 数控机床的典型结构
链式刀库
链式刀库布局形式
项目2 数控机床的典型结构
格子箱式刀库
单面
多面
项目2 数控机床的典型结构
2. 刀库容量
刀库中的刀具并不是越多越好，太大的容量会增加 刀库的尺寸和占地面积，使选刀过程时间增长。因此， 从使用角度出发，刀库的容量一般取为10-40把。
项目2 数控机床的典型结构
任务二 数控机床的总体布局 数控车床常用布局形式
平床身
斜床身
平床身斜滑板
立床身
项目2 数控机床的典型结构
项目2 数控机床的典型结构
项目2 数控机床的典型结构
项目2 数控机床的典型结构
数控镗铣床及加工中心常用布局形式
✓ 卧式数控镗铣床（加工中心）常用布局形式
项目2 数控机床的典型结构
方式：刀具编码选择、刀座编码选择。
项目2 数控机床的典型结构
➢ 刀具编码方式
采用一种特殊的刀柄结构，对每把刀具进行编码。 此方式对每把经组装刀具都进行二进制编码，并设法把此编 码信息 的载体以某种方式固定在刀具上，由于各种刀具几何形 状和尺寸不同，而刀具的夹头则相同，为便于识别，一般都把 代码信息载体固定在组装刀具的夹头上。此方式的刀具可随机 存放在任一刀座内，但刀具夹头必须专门设计和制造。
项目2 数控机床的典型结构
任务一 数控机床机械结构的组成
CK6132 数 控 车 床 结 构 组 成
数控 系统
防护罩
床身
项目2 数控机床的典型结构
主轴
三爪卡盘
刀架 中托板
尾座 导轨 溜板箱
项目2 数控机床的典型Байду номын сангаас构
主轴 电动机
伺服 电动机
配电柜
项目2 数控机床的典型结构
典型数控铣床结构组成
项目2 数控机床的典型结构
导轨的润滑与防护
1. 导轨的润滑 目的：减少摩擦阻力和摩擦磨损，避免低速爬行，
降低高速时的温升。 润滑剂：滑动导轨—润滑油；
滚动导轨—润滑油（高速）和润滑脂（低速）。 2. 导轨的防护 目的：防止或减少导轨副磨损，延长导轨寿命。 措施：防护装置，刮板式、卷帘式和伸缩式（多数）。
项目2 数控机床的典型结构
无机械手换刀（刀库与主轴相对运动换刀）
项目2 数控机床的典型结构
（2）带机械手交换刀具方式
单、双臂机械手结构
a）单臂单爪回转式 b）单臂双爪摆动式 c）双臂回转式 d）双机械手 e）双臂往复交叉式 f）双臂端面夹紧式
项目2 数控机床的典型结构
机械手换刀
盘式刀 库
项目2 数控机床的典型结构
数控技术及应用
第一部分 数控机床
项目1 走近数控机床 项目2 数控机床的典型结构 项目3 数控机床的主传动系统及主轴部件 项目4 数控机床的进给传动系统
第一部分 数控机床
项目2 数控机床的典型结构
数控机床机械结构的组成及要求 数控机床的布局形式 数控机床的导轨、换刀装置和工作台
项目2 数控机床的典型结构
2. 任意选择
根据程序指令的要求来选择所需要的刀具，刀具在刀库中不必按照 工件的加工顺序排列，可任意存放。
必须有刀具识别装置，每把刀具或刀座都编上代码，当某把刀具的 代码与数控指令的代码相符合时，该刀具就被选中。
与顺序选择相比，其优点是： ①刀库中刀具的排列顺序与加工零件的加工顺序无关，无论加工任何零 件，都不必改变刀具在刀库中原有的排列顺序，这就增加了系统的柔性； ②同一刀具可供不同工件、不同工步共同使用，减少了刀具数量。 缺点有： ①需设置刀具识别装置，使刀库的控制与驱动复杂； ②需对刀具或刀座编码，增加了辅助工作量； ③维护比顺序选择的要复杂。
✓ 立式数控镗铣床（加工中心）常用布局形式
项目2 数控机床的典型结构
任务三 数控机床的导轨 数控机床对导轨的基本要求
1）导向精度高 2）精度保持性好 3）足够的刚度 4）良好的摩擦特性
项目2 数控机床的典型结构
数控机床导轨的种类
➢ 按运动部件的运动轨迹 ： 直线运动导轨和圆周运动导轨
➢ 按导轨接合面的摩擦特性： 滑动导轨、滚动导轨和静压导轨
项目2 数控机床的典型结构
任务四 数控机床的自动换刀装置 自动换刀装置的形式
1. 数控车床回转刀架装置
四方刀架
六角刀架
项目2 数控机床的典型结构
2. 转塔式自动换刀装置
转塔式数控镗铣床
项目2 数控机床的典型结构
3. 车削中心动力刀架
项目2 数控机床的典型结构
4. 带刀库的自动换刀系统
由刀库和刀具换刀机构组成。 （1）无机械手交换刀具方式
软带导轨粘合
项目2 数控机床的典型结构
2）环氧型耐磨涂层（注塑导轨）
1-滑座 2-胶条 3-注塑层
项目2 数控机床的典型结构
3. 滚动导轨块的结构
1-防护板 2-端盖 3-滚柱 4-导向片 5-保持器 6-本体
项目2 数控机床的典型结构
4. 直线滚动导轨
项目2 数控机床的典型结构
5. 静压导轨
项目2 数控机床的典型结构
刀具的选择
1. 顺序选择
将刀具按加工工序的顺序，依次放入刀库的每一个刀座内。每次换刀时， 刀库按顺序转动一个刀座的位置，并取出所需要的刀具。
优点：①刀库的控制与驱动简单；②无需刀具识别装置；③维护简单。 缺点： ①当加工零件改变后，刀库中的刀具顺序需按照新零件的工艺顺序重新排列 ，降低了系统的柔性； ②当工艺过程中有些工步所用的刀具相同时，也不允许重复使用同一把刀， 必须按加工顺序排列几把相同的刀具，增加了刀具数量和刀库储存量； ③操作人员必须在加工前仔细检查刀具的排列顺序，否则会造成严重事故。
项目2 数控机床的典型结构
数控机床机械结构组成
主传动系统：实现主运动； 进给系统：实现进给运动； 机床基础部件：床身、底座、立柱等，支撑机床本体； 辅助装置：液压、气动、润滑、冷却、防护、排屑等装置，
实现某些动作和辅助功能； 实现工件回转、分度定位的装置，如回转工作台； 刀库、刀架和自动换刀装置（ATC）； 自动托盘交换装置（APC）； 特殊功能装置，如刀具破损检测、精度检测、监控装置等。
其中，滑动导轨又分为：普通滑动导轨和塑料（滑动）导轨。
项目2 数控机床的典型结构
1. 滑动导轨常见截面形状
矩形
三角形
燕尾槽形
圆柱形
项目2 数控机床的典型结构
2. 塑料滑动导轨 塑料导轨常用在导轨副的运动导轨上，与之相配的金 属导轨是铸铁或钢质导轨。 1）聚四氟乙烯导轨软带（贴塑导轨）
1-床身 2-工作台 3-下压板 4-导轨软带 5-镶条
刀库的类型与容量
1. 刀库类型
盘式刀库布局形式
项目2 数控机床的典型结构
链式刀库
链式刀库布局形式
项目2 数控机床的典型结构
格子箱式刀库
单面
多面
项目2 数控机床的典型结构
2. 刀库容量
刀库中的刀具并不是越多越好，太大的容量会增加 刀库的尺寸和占地面积，使选刀过程时间增长。因此， 从使用角度出发，刀库的容量一般取为10-40把。
项目2 数控机床的典型结构
任务二 数控机床的总体布局 数控车床常用布局形式
平床身
斜床身
平床身斜滑板
立床身
项目2 数控机床的典型结构
项目2 数控机床的典型结构
项目2 数控机床的典型结构
项目2 数控机床的典型结构
数控镗铣床及加工中心常用布局形式
✓ 卧式数控镗铣床（加工中心）常用布局形式
项目2 数控机床的典型结构
方式：刀具编码选择、刀座编码选择。
项目2 数控机床的典型结构
➢ 刀具编码方式
采用一种特殊的刀柄结构，对每把刀具进行编码。 此方式对每把经组装刀具都进行二进制编码，并设法把此编 码信息 的载体以某种方式固定在刀具上，由于各种刀具几何形 状和尺寸不同，而刀具的夹头则相同，为便于识别，一般都把 代码信息载体固定在组装刀具的夹头上。此方式的刀具可随机 存放在任一刀座内，但刀具夹头必须专门设计和制造。
项目2 数控机床的典型结构
任务一 数控机床机械结构的组成
CK6132 数 控 车 床 结 构 组 成
数控 系统
防护罩
床身
项目2 数控机床的典型结构
主轴
三爪卡盘
刀架 中托板
尾座 导轨 溜板箱
项目2 数控机床的典型Байду номын сангаас构
主轴 电动机
伺服 电动机
配电柜
项目2 数控机床的典型结构
典型数控铣床结构组成
项目2 数控机床的典型结构
导轨的润滑与防护
1. 导轨的润滑 目的：减少摩擦阻力和摩擦磨损，避免低速爬行，
降低高速时的温升。 润滑剂：滑动导轨—润滑油；
滚动导轨—润滑油（高速）和润滑脂（低速）。 2. 导轨的防护 目的：防止或减少导轨副磨损，延长导轨寿命。 措施：防护装置，刮板式、卷帘式和伸缩式（多数）。
项目2 数控机床的典型结构
无机械手换刀（刀库与主轴相对运动换刀）
项目2 数控机床的典型结构
（2）带机械手交换刀具方式
单、双臂机械手结构
a）单臂单爪回转式 b）单臂双爪摆动式 c）双臂回转式 d）双机械手 e）双臂往复交叉式 f）双臂端面夹紧式
项目2 数控机床的典型结构
机械手换刀
盘式刀 库
项目2 数控机床的典型结构