第11章 数控机床的选择与使用 93
数控机床课件
第二节 数控机床概论
复习思考题
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第一节 金属切削机床
一、金属切削机床
金属切削机床通常是指用切削的方法将金属毛坯加工成 机器零件的一种机器。
二、金属切削机床的分类与编号
1.机床的分类 按照万能程度，机床又分为： （1）通用机床 （2）专门化机床 （3）专用机床 2.机床型号的编制方法 （1）型号表示方法。型号的构成如下：
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第二节 立式加工中心
一、立式加工中心基本布局结构形式
中型加工中心应用最普遍的形式是单柱水平刀库布局(图3 -2),它是立式加工中心的基本布局方式。
图3-2 单柱水平刀库布局 1-切屑箱 2-X轴伺服电机 3-Z轴伺服电机 4-主轴电动机 5-主轴箱 6-刀库 7-数据柜 8-操纵面板 9-驱动电柜 10-工作台 11-滑座
二、加工中心的分类
l.按加工范围分类 2.按机床结构分类 3.按数控系统分类 4.按精度分类
第一节 加工中心概述
三、加工中心的发展
1.高速化 (1)主轴转速的高速化 1)选用陶瓷轴承 2)主轴轴承采用预紧量可调装置 3)改进主轴轴承润滑、冷却方式 ①油气润滑方式 ②喷注润滑。这是近年开始采用的新型润滑方式，其原理 如图3-1所示。 (2)进给速度的高速化 (3)自动换刀的高速化 (4)自动托盘交换装置的高速化
2.1 数控车床的机械部分由哪几个主要部件组成？ 他们的各自作用是什么？
2.2 数控车床上有哪些运动传动是属于外传动链？ 哪些运动传动属于内传动链？
2.3 机床传动系统图有哪些作用? 2.4 在TND360机床上，当主轴转速为500r/min时， 主轴电动机的实际转速为多少？ 2.5 在TND360机床上，为什么安全联轴器能保护 进给系统的安全？
数控机床选型与配置的基本原则与注意事项
数控机床选型与配置的基本原则与注意事项随着科技的不断发展，数控机床在制造业中扮演着越来越重要的角色。
在购买数控机床时，正确的选型与配置是至关重要的。
本文将介绍数控机床选型与配置的基本原则与注意事项，帮助读者更好地选择与配置数控机床。
一、选型原则1. 生产需求：在选型时，首先要明确自己的生产需求，包括加工材料、加工工艺、加工精度等。
不同的数控机床适用于不同的生产需求，所以要根据实际情况选择合适的数控机床类型。
2. 品牌信誉：数控机床的品牌信誉也是选型的重要考虑因素。
选择知名品牌的数控机床，可以保证机床的质量和售后服务，并且具有更好的性能和稳定性。
3. 经济效益：选型时还要考虑机床的经济效益。
要综合考虑机床的价格、使用寿命、维修成本等因素，选择性价比较高的数控机床。
二、配置原则1. 控制系统：数控机床的控制系统是其核心部件，直接影响机床的性能和加工精度。
常见的控制系统有国产系统和进口系统，选择时要根据自己的需求和预算进行选择。
2. 主轴：主轴是数控机床的重要组成部分，影响加工效果和效率。
要选择适合自己加工需求的主轴类型，包括功率、转速范围、夹持方式等。
3. 传动方式：数控机床的传动方式有直线传动和滚珠丝杠传动等。
直线传动具有高速、高精度的特点，适用于高精度加工；滚珠丝杠传动则适用于中小型机床。
4. 辅助装置：数控机床的辅助装置包括自动换刀系统、自动送料系统等，可以提高机床的生产效率和自动化程度。
根据自己的需求选择合适的辅助装置。
三、注意事项1. 售后服务：在购买数控机床时，要关注售后服务的质量和承诺。
了解供应商的售后服务体系，包括维修、培训等，确保在使用过程中能够得到及时的支持和帮助。
2. 机床精度：数控机床的加工精度是衡量其质量的重要指标。
在选购时要了解机床的加工精度参数，并通过实际加工测试来验证。
3. 设备保养：数控机床的保养对于延长机床寿命和保持加工精度非常重要。
在购买数控机床时，要了解设备的保养要求，并制定相应的保养计划。
数控机床使用方法及步骤详解
数控机床使用方法及步骤详解数控机床是一种能够通过数字化命令控制机床运动的设备，它是现代制造工业中不可或缺的一部分。
相比传统机床，数控机床具有更高的自动化程度和精度，能够大大提高生产效率。
本文将详细介绍数控机床的使用方法及步骤，以帮助读者更好地掌握这一技术。
首先，使用数控机床前，正确的操作流程是非常重要的。
在操作数控机床之前，操作者需要对机床进行检查，确保各部件处于正常工作状态。
同时，操作者还需要查阅相应的机床操作手册，了解该机床的基本参数、功能和操作方法。
接下来，操作者需要正确设置数控机床的工作坐标系。
工作坐标系是数控机床上加工所需位置和方向之间的相互关系，它直接影响到加工件的加工精度。
一般来说，工作坐标系可以通过机床控制器的相关命令进行设置。
操作者需要确保所设置的坐标系与实际加工件的位置和方向一致。
在设置好工作坐标系之后，操作者需要进行刀具的选择和装夹。
刀具的选择要根据具体加工要求和加工材料来确定，一般来说，硬度较高的材料需要使用耐磨刀具，而对于加工深槽或大孔的工作，可以选择较长的刀具。
装夹刀具时，需要注意刀具与刀夹的配套性，确保刀具夹紧牢固，不会在加工过程中产生松动。
接下来，操作者需要编写加工程序。
加工程序是数控机床进行加工操作所需的指令序列。
编写加工程序可以使用相应的编程软件，常见的编程语言有G代码和M代码。
在编写加工程序时，操作者需要仔细考虑每一道工序的加工参数，包括切削速度、进给速度、进给深度等。
编写好加工程序后，操作者可以将其上传到机床控制器中。
在上传加工程序之后，操作者需要进行加工前准备工作。
准备工作包括将加工件固定在工作台上，并调整加工床的位置和方向。
在调整加工床的位置和方向时，操作者可以通过机床控制器的相关命令来完成。
最后，操作者需要在机床控制器上启动加工程序。
在加工过程中，操作者需要密切关注机床的运动状态，确保加工过程的稳定进行。
同时，操作者还需要注意加工过程中的安全事项，避免发生意外事故。
数控机床的选型
数控机床的选型数控技术是当今制造业中不可或缺的一部分。
这些设备能够让企业更有效地生产出高质量的产品，通过精密的执行令设计团队感到满意。
数控机床是最常见的数控设备之一，选择适合企业需求的数控机床是至关重要的。
在选型之前，了解数控机床的种类以及其功能相当重要。
数控机床可以分为两类：加工中心和车床。
加工中心可以同时进行多项任务，例如铣削、钻孔、攻丝等，是需要对平面或模板消耗较多的制品制造商的首选。
车床则专注于旋转材料的切削，适合需要部件圆度较高的行业。
选择数控机床的时候，需要考虑您的生产需求。
数控机床的规格是您选择的关键之一。
很多制造商对于机床尺寸有要求，所以必须选择最适合的尺寸。
大型数控机床通常适用于生产较大的部件，例如汽车零部件，小型数控机床则更适合生产小型零件，例如细密的电子元器件。
选择规模时需要对问题进行深入调查，考虑实际需求以及您目前的生产流程。
数控机床的可靠性对于任何生产企业都极为重要。
生产线在生产时非常依赖数控机床的持续运作。
如何选择一台可靠的数控机床？首先，查看潜在的配件，例如电机、轴承、气动件等。
选择优质的、持久的部件可以提高机床的可靠性。
其次，了解机床的制造商和经销商对数控机床的保修期限以及售后服务的质量保证。
这些企业提供的报修和维护服务可以帮助您的机床更快、更有效的得到修复。
用户友好的数控机床还提供了容易使用的界面和简单的操作程序。
这样的机床可以帮助提高生产效率和减少生产中的人为错误。
如果您的员工没有使用过数控机床，则您可能需要选择用户友好的数控机床，这些机床需要拥有容易理解的操作屏幕，可以让员工快速掌握基本操作。
在公司的生产过程中，时间是钱。
数控机床的生产效率是影响生产时间和成本的关键因素之一。
更快的加工模式可以加速生产领域中的平衡秤，并增加生产的容量。
所以选择适合的加工速度是关键。
当你选择数控机床时，需要了解它的加工速度，确保您的生产计划与机床实际的加工速度匹配。
此外，您还需要考虑加工时的切削质量，确保产品在生产过程中保持高质量。
如何选择适合你的数控机床
如何选择适合你的数控机床随着工业技术的进步和制造业的发展，数控机床作为一种高精度、高效率的加工设备，越来越受到企业和个人的青睐。
然而，市场上数控机床种类繁多，如何选择适合自己的数控机床成为了许多人面临的问题。
本文将从几个关键方面为您介绍如何选择适合自己的数控机床。
一、加工需求分析在购买数控机床之前，首先需要明确自己的加工需求。
不同的数控机床适用于不同的加工对象和加工方式。
例如，车床适用于轴类零部件的车削加工，铣床适用于平面和曲面的铣削加工，钻床适用于孔加工等。
因此，根据自己的加工需求，选择适合的数控机床类型是至关重要的。
二、精度要求评估在选择适合的数控机床时，精度是一个重要的考虑因素。
不同的数控机床有不同的精度等级，例如高精度数控机床可以实现微米级的加工精度，而普通数控机床则只能达到毫米级的精度。
因此，在确定自己的加工需求后，需要评估所需的加工精度，以便选择合适的数控机床型号。
三、性能参数比较除了精度外，还有其他一些性能参数需要比较和评估。
这些参数包括最大工件尺寸、最大切削深度、主轴转速范围、切削速度范围等。
通过比较这些参数，可以更好地了解不同数控机床的性能特点，从而选择适合自己的机床。
四、供应商信誉和服务选择数控机床供应商时，供应商的信誉和提供的售后服务也是需要考虑的因素。
一个信誉良好、提供质优价廉的数控机床供应商能够为您提供更好的产品质量和技术支持，解决您在使用过程中遇到的问题，减少生产中的困扰。
五、费用预算最后，购买数控机床需要考虑费用预算。
数控机床的价格因型号和配置的不同而有所差异，因此在购买之前需要明确自己的预算限制，并据此选择合适的数控机床。
综上所述，选择适合自己的数控机床需要全面考虑自身的加工需求、精度要求、性能参数、供应商信誉和服务以及费用预算等因素。
只有根据自身情况综合考虑这些因素，才能选购到最适合的数控机床，提升生产效率，为企业发展注入更大的动力。
数控机床选型
数控机床选型数控机床选型数控机床是目前工业制造业中不可或缺的设备，很多制造业者都会面临数控机床选型的问题。
因为不同的数控机床适合加工不同类型的零件，并且价格和维护成本也不同，所以在选型之前需要考虑许多因素。
1. 零件类型首先要考虑的是将要加工的零件类型，这通常取决于工厂或车间的类型和生产需求。
不同的数控机床专门用于不同类型的零件，如铣床用于制作精密金属零件，钻床用于钻孔和排列孔等等。
因此，在选择合适的数控机床时，要知道使用它来加工的具体零件类型，比较它们与许多不同品牌和型号的数控机床，然后选择最适合自己需求的数控机床。
2. 数控机床的精度和速度在考虑数控机床的选型时，生产效率和精密度也是两个需要考虑的重要因素。
速度通常指的是数控机床的加工速度，这通常是取决于切削速度，因此需要考虑机器的功率和控制系统。
当需要加工高精度零件时，就需要数控机床能够提供高精度的加工，控制系统以及链轮、电机和传动装置都需要具备更高的精度。
3. 制造商的信誉和支持第三个需要考虑的因素是制造商的信誉和支持。
选择一家声誉良好和专业的制造商，可以获得更好的品质和良好的售后服务。
制造商的专业技术和销售支持是很重要的，因为他们能够帮助贵公司在使用与维护数控机床时有更全面的设备知识，确保能够最大限度地利用机器的性能以及及时调整机器，修复机器故障。
4. 价格和维护成本最后，需要考虑数控机床的价格与维护成本。
一个数控机床的价格往往与它的性能和精密度有关。
因此，在购买数控机床时，需要计算整体的成本，并确保能够支付维护和维修费用，以便最大程度地利用它的性能和寿命。
总之，数控机床的选型需要考虑很多因素，具体而言就是加工零件的类型、机器的加工精度和速度、制造商的信誉和支持、价格和维护成本等方面。
如果能够仔细考虑每个方面，就可以选择适合自己需求的数控机床，并且这台机床将为企业带来高效和可靠的加工。
数控机床的选用
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五、工时和节拍的估算
选择机床时必须作可行性分析， 一年之内该机床能加工出多少 典型零件。 对每个典型零件，可根据准备给机床配置的刀具情 况来确定切削用量， 并计算每道工序的切削时间t切及相应辅助时间t辅 （t辅≈10%-20%t切）。 中小型加工中心每次的换刀时间约为10-20s，这时 单工序时间为t工序= t切+t辅+（10-20s） 按300个工作日，两班制，一天有效工作时间14-15h 10 计算，可算出机床的年生产能力。
二、数控机床规格的选择
数控机床的规格应根据确定的典 型工件进行。 数控机床的最主要规格就是几个 数控坐标的行程范围和主轴电机 功率。
机床的三个基本直线坐标(X,Y,Z)行程反映该机床允 许的加工空间。 一般情况下加工件的轮廓尺寸应在机床的加工空间 范围之内； 选用工作台面比典型零件稍大一些是考虑到安装夹 具所需的空间。 工作台面的大小基本上确定了加工空间的大小。 4
主轴电动机功率反映了数控机床 的切削效率，也从一个侧面反映 了机床在切削时的刚性。 功率较大的直流或交流调速电机可用于高速切削， 但在低速切削中转矩受到一定限制。 在选择规格时应考虑产品发展趋势，尺寸大一点， 对产品开发的适应能力也强一些。 对少量特殊工件仅靠三个直线坐标加工的数控机床 还不能满足要求，要另外增加回转坐标(A,B,C)，或 附加坐标(U,V,W)等。
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七、数控机床驱动电动机的选择
机床的驱动电动机包括进给伺服电动机和主 轴电动机两大类。 1、进给驱动伺服电动机的选择 原则上应根据负载条件来选择伺服电动机。 在电动机轴上所加的负载有两种，即阻尼转矩和惯 量负载。其值应满足以下条件： ①当机床作空载运行时，加在伺服电动机轴上的负 载转矩应在转矩－速度特性曲线的连续工作区。 ②最大负载转矩、加载周期及过载时间都应在提供 的特性曲线的允许范围以内。 17
如何正确选择数控机床的使用参数
如何正确选择数控机床的使用参数数控机床作为一种重要的现代化加工设备，广泛应用于汽车制造、航空航天、机械制造等领域。
选择正确的使用参数对于保证加工质量、提高生产效率至关重要。
本文将从机床的类型、加工材料、加工工艺等方面来探讨如何正确选择数控机床的使用参数。
首先，在选择数控机床的使用参数之前，我们需要了解加工的具体需求以及机床的类型。
数控机床有多种类型，包括铣床、车床、钻床等，每一种类型的机床在使用参数上也会有所不同。
例如，在选择车床的使用参数时，需要考虑所加工零件的直径、长度、精度等因素。
在选择铣床的使用参数时，则需要考虑工件的尺寸、表面粗糙度要求、加工刀具的类型等因素。
因此，在选择数控机床的使用参数时，必须充分了解所加工零件的具体要求，合理选择机床类型，并根据不同类型的机床进行参数的设置。
其次，在选择数控机床的使用参数时，需考虑所加工材料的类型、性质和硬度。
不同的材料对机床的使用参数有着不同的要求。
例如，对于硬度较高的金属材料，应选择较高的切削速度和进给速度，以确保切削刀具与工件之间的接触时间较短，并减小切削力，提高加工效率。
而对于脆性材料，应选择较小的进给速度和切削速度，以避免过大的切削力造成工件断裂或表面破坏。
在选择数控机床使用参数时，必须根据材料的性质和硬度来调整切削速度、进给速度、进给深度等参数，以实现最佳的加工效果。
此外，在选择数控机床使用参数时，还需要考虑具体的加工工艺。
不同的加工工艺对机床使用参数有着不同的要求。
例如，在进行粗加工时，应选择较大的进给速度和切削速度，以提高加工效率；而在进行精加工时，则需要选择较小的进给速度和切削速度，以提高加工精度。
另外，还需要注意切削液的使用，以降低加工温度、延长刀具寿命，并减少切削过程中产生的摩擦和磨损。
在选择数控机床使用参数时，必须根据具体的加工工艺要求，合理调整各项参数，以实现高效、精确的加工。
最后，在选择数控机床使用参数时，还需要充分考虑机床本身的性能指标和技术参数。
数控机床的正确使用方法与操作步骤
数控机床的正确使用方法与操作步骤随着科技的不断进步，数控机床在现代工业生产中扮演着重要的角色。
它的出现极大地提高了生产效率和产品质量。
然而，由于数控机床的复杂性和高度自动化，正确的使用方法和操作步骤对于保证机床的正常运行和延长使用寿命至关重要。
本文将介绍数控机床的正确使用方法与操作步骤，以帮助读者更好地掌握数控机床的使用技巧。
首先，正确的使用数控机床需要熟悉机床的结构和功能。
数控机床通常由床身、主轴、进给系统、控制系统等部分组成。
在使用之前，操作人员应该了解各个部件的作用和相互关系，并熟悉机床的操作面板和控制软件。
只有对机床的结构和功能有足够的了解，才能更好地进行操作和维护。
其次，正确的使用数控机床需要进行合理的加工工艺规划。
在进行加工之前，操作人员应该根据零件的形状、尺寸和材料特性，选择合适的切削工具、切削参数和加工路径。
合理的加工工艺规划可以提高加工效率和产品质量，同时减少加工过程中的刀具磨损和机床负荷。
另外，正确的使用数控机床需要进行严格的操作规范。
在开机之前，操作人员应该检查机床各个部分的工作状态，确保机床处于正常工作状态。
在操作过程中，操作人员应该按照机床的操作规程和安全操作规范进行操作，严禁违规操作和超负荷使用机床。
同时，操作人员应该及时清理机床上的切屑和冷却液，保持机床的清洁和良好的工作环境。
此外，正确的使用数控机床需要进行定期的维护和保养。
操作人员应该按照机床的维护手册和保养计划，定期对机床进行检查、清洁和润滑。
特别是对于液压系统、润滑系统和电气系统等关键部分，应该定期检查和更换液压油、润滑油和电气元件，以确保机床的正常运行和延长使用寿命。
最后，正确的使用数控机床需要进行不断的学习和提升。
由于数控机床的技术不断更新和发展，操作人员应该密切关注最新的技术动态和应用案例，不断学习和掌握新的操作技巧和解决故障的方法。
同时，操作人员还应该参加相关的培训和考核，提高自身的技术水平和操作能力。
数控机床的选择与使用
七、 数控机床使用刀具（刀柄）的选择
选择刀柄时应注意以下几个问题：
（１） 标准刀柄应包括连接刃具的接合面和连接主轴的接合面。 （２） 在工具系统中大部分刀柄是不带刃具的，它们只是一个过渡连接杆， 必须配置相应的刃具和附件工具。 （３） 目前提供成套刀柄系统的公司已很多，每个公司的系列产品都有几十种 以上，用户如果无目的配置将占用很多资金，而且也很难配齐。 建议用户根据 已确定的典型零件的工艺卡片来选择并填写工具卡片。 （４） 目前数控机床用的刀柄主要分为整体式刀柄、模块式刀柄和复合刀柄。 （５） 刀具预调仪的选择。
式中： t切 ———纯切削时间； t辅 ———加工中辅助运动时间，估算中可取用 t辅＝（１０％ ～２０％）t切 ； t换刀 ———机床上自动交换加工工具的时间，指旧刀具离开加工区域到换上新
刀具进入加工区域的总时间，小型机床为 2 ～3ｓ，中型机床为 10 ～20s t转位 ———采用立、卧转位工作台的机床在加工过程中，转台多次转位占用的
图４－５ 切削试件图
６．输入程序
７．程序试运行
８．试切削
９．试加工后应注意的事项
（１） 全面检查加工后试件的各项加工精度，根据结果调整参数，修改有关程序。 （２） 及时输出经过试切合格的加工程序（纸带或磁盘），以便备案保存。 （３） 对工艺文件和程序单进行总结优化。
二、 使用数控机床的成套工程要求
２．确定工件的加工部位、顺序及相关工艺内容
（１） 决定工件需要在本机床上完成的工序内容与其前后工序的联系。
（２） 安排能充分发挥机床效率的加工内容。
（３） 确定加工工序。
（４） 应该注意的一些工艺问题： １） 在加工中心上加工时，一次装夹完成多少加工内容应经过慎重考虑。 ２） 在流水线生产中，根据各工序间工时基本平衡的原则考虑每台机床上 加工该工件的加工内容。 ３） 对一个零件完整工艺过程中的自动测量因素、手工调整、手动检测因素 都应考虑，在确保加工质量前提下，应做到最少人工干预，否则将会大大影响 机床效率。
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考虑因素 • 在机型选择中应在满足加工工艺要 求的前提下越简单越好; 求的前提下越简单越好 • 一般情况下加工工件的轮廓尺寸应在 机床的加工空间范围之内; 机床的加工空间范围之内; • 考虑机床工作台的允许承载能力 考虑机床工作台的允许承载能力; • 以及工件是否与机床交换刀刀具的空 间干涉、 间干涉、与机床防护罩等附件发生干 涉等系列问题; 涉等系列问题
• 轻型机床在价格上肯定便宜，要求用户 轻型机床在价格上肯定便宜， 根据自己的典型工件毛坯余量大小、 根据自己的典型工件毛坯余量大小、切 削能力（单位时间金属切除量）、 ）、要求 削能力（单位时间金属切除量、要求 达到的加工精度、 达到的加工精度、实际能配置什么样刀 具等因素综合选择机床。 具等因素综合选择机床。 • 对少量特殊工件仅靠三个直线坐标加工 不能满足要求，要另外增加回转坐标（ 、 不能满足要求，要另外增加回转坐标（A、 B、C）或附加工坐标 、Ｖ、Ｗ 等， 、Ｖ、Ｗ)等 、 ）或附加工坐标(U、Ｖ、Ｗ
目前机床市场上这些要求都能满 足,but机床价格会增长很多 机床价格会增长很多
四、机床精度的选择
• 典型零件的关键部位加工精度要求决定了 选择数控机床的精度等级。 选择数控机床的精度等级。数控机床根据 用途又分为简易型、全功能型、 用途又分为简易型、全功能型、超精密型 其能达到的精度也是各不一样的。 等，其能达到的精度也是各不一样的。简 易型目前还用于一部分车床和铣床， 易型目前还用于一部分车床和铣床，其最 小运动分辩率为0.01mm，运动精度和加 小运动分辩率为 ， 工精度都在(0.03～0.05)mm以上。超精 以上。 工精度都在 ～ 以上 密型用于特殊加工，其精度可达0.001mm 密型用于特殊加工，其精度可达 以下。 以下。这里主要讨论应用最多的全功能数 控机床（以加工中心为主）。 控机床（以加工中心为主）。
• 数控机床的主电机功率在同类规格机床上 也可以有各种不同的配置， 也可以有各种不同的配置，一般情况下反 映了该机床的切削刚性和主轴高速性能。 映了该机床的切削刚性和主轴高速性能。 • Eg: 轻型机床比标准型机床主轴电机功率 就可能小1～2级。目前一般加工中心主轴 就可能小 ～ 级 转速在(4000～8000)r/min，高速型机床 转速在 ～ ， 立式机床可达(20000～70000)r/min，卧 立式机床可达 ～ ， 式机床(10000～20000)r/min，其主轴电 式机床 ～ ， 机功率也成倍加大。 机功率也成倍加大。主轴电机功率反映了 机床的切削效率， 机床的切削效率，从另一个侧面也反映了 切削刚性和机床整体刚度。 切削刚性和机床整体刚度。
• 铣削圆柱面精度或铣削空间螺旋 螺纹） 槽（螺纹）是综合评价该机床有 关数控轴（两轴或三轴） 关数控轴（两轴或三轴）伺服跟 随运动特性和数控系统插补功能 的指标， 的指标，评价方法是测量加工出 圆柱面的圆度。 圆柱面的圆度。在数控机床试切 件中还有铣斜方形四边加工法， 件中还有铣斜方形四边加工法， 也可判断两个可控轴在直线插补 运动时的精度。 运动时的精度。
For example
• 传动链各环节的间隙、弹性变形和接触 传动链各环节的间隙、 刚度等变化因素， 刚度等变化因素，它们往往随着工作台 的负载大小、移动距离长短、 的负载大小、移动距离长短、移动定位 速度的快慢等反映出不同的瞬时运动量。 速度的快慢等反映出不同的瞬时运动量。 在一些开环和半闭环进给伺服系统中， 在一些开环和半闭环进给伺服系统中， 测量元件以后的机械驱动元件， 测量元件以后的机械驱动元件，受各种 偶然因素影响， 偶然因素影响，也有相当大的随机误差 影响， 影响，如滚珠丝杠热伸长引起的工作台 实际定位位置漂移等。 实际定位位置漂移等。
一、确定典型加工工件“族” 确定典型加工工件“
• 确定加工什么样零件是选择设备的第一 企业根据技术改造和生产发展需要， 步。企业根据技术改造和生产发展需要， 确定有哪些零件、 确定有哪些零件、那些工序准备用新的 加工设备来完成， 加工设备来完成，要考虑到产品发展的 远景规划。 远景规划。用成组技术把这些零件进行 分组归类， 分组归类，确定准备主要加工对象的典 型零件族。 型零件族。在归类中往往会遇到零件规 格大小相差很多、零件形状相差较大、 格大小相差很多、零件形状相差较大、 各类零件加工工时大大
第 十一章 数控机床的选择与使用
第一节数控机床的选择
概述 • 对一个制造企业来说，提高生产能力 对一个制造企业来说， 往往从生产管理、制造工艺、 往往从生产管理、制造工艺、生产设 备等方面入手进行技术改造， 备等方面入手进行技术改造，而这几 部分内容又是互为影响和制约的。 部分内容又是互为影响和制约的。在 技改中对生产设备、数控机床的更新、 技改中对生产设备、数控机床的更新、 维修、 维修、采购等的选择上必须考虑到要 在什么样环境下使用、如何管理、 在什么样环境下使用、如何管理、怎 样能达到最好的经济效果等问题
数控车床（ ☆轴类零件：铣端面打中心孔→数控车床（粗加 轴类零件：铣端面打中心孔 数控车床 数控磨床（ 工）→数控磨床（精加工）； 数控磨床 精加工）； 法兰和盘类件：数控车床（粗加工） 车削中 ☆法兰和盘类件：数控车床（粗加工）→车削中 精加工）； 心（精加工）； 型腔模具零件：普通机床加工外形及基面→数 ☆型腔模具零件：普通机床加工外形及基面 数 控铣床加工型面→高速数控铣精加工 控铣床加工型面 高速数控铣精加工→ 高速数控铣精加工 抛光或电腐蚀型面； 抛光或电腐蚀型面； 板类零件：双轴铣床或龙门铣床加工大平面→ ☆板类零件：双轴铣床或龙门铣床加工大平面 立式加工中心上加工各类孔； 立式加工中心上加工各类孔； 箱体零件：立式加工中心上加工底面→卧式加 ☆箱体零件：立式加工中心上加工底面 卧式加 工中心上加工四周面各工艺面。 工中心上加工四周面各工艺面。
三、数控机床主要特征规格的选择 • 机床特征规格应包括机型、机床规格 机床特征规格应包括机型、 参数和机床主电机功率等。 参数和机床主电机功率等。 在确定工
艺内容的前提下，机型选择就较明确了。 艺内容的前提下，机型选择就较明确了。 • For example:回转体零件加工主要可供 回转体零件加工主要可供 选择设备有车床、车削中心、 选择设备有车床、车削中心、数控磨床 等；箱体的加工则应以立式或卧式加工 中心为主。 中心为主。
• 单轴定位精度是指在该轴行程内任意一 个点定位时的误差范围， 个点定位时的误差范围，它直接反映了 机床的加工精度能力， 机床的加工精度能力，所以是数控机床 最关键技术指标。 最关键技术指标。目前全世界各国对这 指标的规定、定义、 指标的规定、定义、测量方法和数据处 理等有所不同， 理等有所不同，在各类数控机床样本资 料介绍中， 料介绍中，常用的标准有美国标准 （NAS）和美国机床制造商协会推荐标 ） 德国标准（ ）、日本标准 准、德国标准（VDI）、日本标准 ）、 ）、国际标准化组织 （JIS）、国际标准化组织（ISO）和我 ）、国际标准化组织（ ） 国国家标准(GB)。 国国家标准 。
普通型 0.02/全长 全长
精密型 0.005/全长 全长 <0.003
单轴重复定 0.008 位精度（ 位精度（mm） ） 铣圆精度 圆度） （圆度）
0.03~0.04圆 0.015/200圆 圆 圆
• 重复定位精度，它反映了该轴在 重复定位精度， 行程内任意定位点的定位稳定性， 行程内任意定位点的定位稳定性， 这是衡量该轴能否稳定可靠工作 的基本指标。 的基本指标。目前数控系统中软 件都有丰富的误差补偿功能， 件都有丰富的误差补偿功能，能 对进给传动链上各环节系统误差 进行稳定的补偿. 进行稳定的补偿
应在生产流程中配置最少的机床数量、 应在生产流程中配置最少的机床数量、最 少的工艺装备和夹具。 少的工艺装备和夹具。 • (4)要考虑生产线或生产车间的各种设备 要考虑生产线或生产车间的各种设备 能力的平衡. 能力的平衡 • (5)在安排数控加工工艺中经常碰到的问 在安排数控加工工艺中经常碰到的问 题是工序集中与工艺加工渐精原则的矛 盾。 • (6)在对典型工件族工艺流程的安排中， 在对典型工件族工艺流程的安排中， 在对典型工件族工艺流程的安排中 应妥善安排各台机床和生产线的手工调 整和检测等工作， 整和检测等工作，即人工干预的影响
• 比较普通和数控两类机床的性能， 比较普通和数控两类机床的性能， 数控机床具有加工复杂形面零件 能力强、适应多种加工对象（ 能力强、适应多种加工对象（柔 性强）；加工质量、 ）；加工质量 性强）；加工质量、精度和加工 效率高；适应CAD/CAM联网、 联网、 效率高；适应 联网 适合制造加工信息集成管理； 适合制造加工信息集成管理；设 备的利用率高、 备的利用率高、正常运行费用低 等特点。 等特点。
在安排工艺流程中考虑下列因素： 在安排工艺流程中考虑下列因素： • (1)选择最短的加工工艺流程。 选择最短的加工工艺流程。 选择最短的加工工艺流程 • (2)数控机床有相当大适应性，但也不是 数控机床有相当大适应性， 数控机床有相当大适应性 万能的，从经济观点考虑， 万能的，从经济观点考虑，典型工件族 中每一种零件都有一个经济批量， 中每一种零件都有一个经济批量，应在 经济批量基础上使用比较先进的工艺手 段。 • (3)尽量发挥机床的各种工艺特点，追求 尽量发挥机床的各种工艺特点， 尽量发挥机床的各种工艺特点 最大限度地发挥数控机床的综合加工能 力特长 (多工序集中的工艺特点 ， 多工序集中的工艺特点)， 多工序集中的工艺特点
• 选择制造设备是要为制造某一些产品服务 的，选择的设备可能用于产品零件的一部 分工序加工、也可能用于全部工序加工。 分工序加工、也可能用于全部工序加工。 制造水平的高低首先取决于工艺过程的设 它将决定用什么方法和手段来加工， 计，它将决定用什么方法和手段来加工， 从而也决定了对使用设备的基本要求， 从而也决定了对使用设备的基本要求，这 也是对生产进行技术组织和管理的依据。 也是对生产进行技术组织和管理的依据。 设备选择的基本要求确定后还要根据市场 上能提供什么样技术水平的装备来选择， 上能提供什么样技术水平的装备来选择， 针对大部分中小批量生产的制造企业， 针对大部分中小批量生产的制造企业，选 择数控机床来替代旧机床或增强生产能力 已是发展趋势。 已是发展趋势。