计算机数控技术及理论研究生数控技术第１次课ppt
- 1. 1 机床的计算机数字控制1.1 自动控制机床运动（1学时） 1.2 计算机主控机床一般类型（1学时）
- 2. 1.1 自动控制机床运动（概念1/3）计算机数字控制或是CNC： 计算机数字控制是通过计算机或计算机程序自动控制机床。换言之，由计算机而非人直接控制机床。
- 3. 1.1 自动控制机床运动（2/3）CNC机床轴的运动方式： 由计算机驱动，计算机阅读程序、指令，几个电机以适当的方式移动。相反，电机引起操作台移动，并加工机件。
- 4. 1.1 自动控制机床运动（3/3）CNC机床结构： 典型CNC立式铣床与普通传统铣床一样具有大致相同的组成。每个机床都有一个刚性基座支撑移动零件、一个固定切削刀具的主轴、一个可以从左移向右，由内移向外的工作台。装有导向丝杠的工作台用于将工作台定位到合适的位置。
- 5. 1.2 计算机主控机床一般类型——铣床计算机数控立式铣床与立式加工中心区别： （1）计算机数控立式铣床易于安装，它们的操作具有良好的可视性。计算机数控立式加工中心性能也很好，是万能机床。但它们不是像卧式铣床那样重型的机床。切屑应落入切削区，但切屑很难移除。
- 6. 1.2 计算机主控机床一般类型——铣床计算机数控立式铣床与立式加工中心区别： （2）立式加工中心特别制成床式结构，然而，计算机数控立式铣床使用立式升降台结构。立式升降台铣床相当小，具有可移动的纬管——波里奇波特铣床就使用立式升降台结构。如图1-1所示的床式结构本身是更大的机床。 图1-1 床式计算技数控立式加工中心（VMC）剖面图（Haas Courtesy自动化公司）
- 7. 1.2 计算机主控机床一般类型——铣床计算机数控立式铣床与立式加工中心区别： （3）立式加工中心通常制成像标准铣床一样具有三个线性轴运动。然而，有时也附加第四或第五旋转轴。附加轴可能是一个简单的旋转台，或是一个复杂的铣刀。它们的旋转如图1-2、1-3所示。 1-2 五轴立式铣床能加工其他方法不能加工的 图1-3 旋转台可以起到可编程的第四坐标 复杂几何形状（Hass Courtesy自动化公司） 轴（哈斯Courtesy自动化公司）
- 8. 1.2 计算机主控机床一般类型——铣床计算机数控卧式铣床与卧式加工中心区别： （1）卧式加工中心（HMC）在机构上与传统卧式铣床相似。然而，在使用上却不同。传统卧式铣床通常使用安装在心轴的切削刀具（如图1-4所示）。计算机数控卧式铣床很少使用（或许也能使用）安装在心轴的刀具。卧式加工中心通常使用安装在主轴上的切削刀具。立式加工中心使用同样安装在主轴的切削刀具。事实上，卧式加工中心基本上就是翻转90°的立式加工中心。
- 9. 1.2 计算机主控机床一般类型——铣床卧式加工中心的缺点： 工件经常水平安装在称为“墓碑”的夹具上。对抗重力时，它更难操作支撑并使重型工件对齐。另一个缺点是，对于安装人员和操作员来说，很难打看到它的刀具与切削区。图1-5 轮盘式自动刀具更换装置（ATC）（哈斯Courtesy自动化公司）
- 10. 1.2 计算机主控机床一般类型——铣床立式加工中心与卧式加工中心共同点： 配置了称为托盘转换器装置。托盘基本上是一个可移动的基体，适合安装在轻质量加工台中。托盘只能依次安装到加工台上。托盘系统的优势是当机床加工工件时，操作员可以在另一个托盘上在同样的夹具中加工另一个工件。另一个变化是当第一个托盘决定加工第一个任务时，可以在第二个托盘上开始第二个任务。当机床不产生切屑（或费用）时，这可以减少停工期。
- 11. 1.2 计算机主控机床一般类型——车床优点： 它们可以切削加工圆弧，这对于没有特殊刀具的传统车床来说是不可能的。计算机数控车床在车螺纹中也具有优势。计算机数控车床实际上可以切削任意螺距、任意导程的螺纹。它甚至无需选择或改变刀具就可以切削可变螺距的螺纹。当直径改变时，计算机数控易于在切削边缘维持恒定表面速度。这会提高刀具寿命和一致的表面光洁度。当切削时，计算机数字控制增加或减小主轴RPM维持恒定表面速度。当你在传统车床上操作时，无需停下来改变工具。
- 12. 1.2 计算机主控机床一般类型——车床计算机数控车削中心的特点： （1）切削刀通常安装在称为转塔的装置上。转塔安装在与传统车床相似的重型横向托板、托架上。转塔可以非常快速地转换角度，自动更换为下一个刀具。另一个自动化刀具更换设计是刀具库。刀具库用皮带携带刀具，当需要时将每个刀具装在刀架上。这比转塔速度更慢。
- 13. 1.2 计算机主控机床一般类型——车床计算机数控车削中心的特点： （2）库的主要优点是它可以容纳几十把或更多刀具（几百把刀具也不是没听过）。典型转塔只能容纳16把刀具。图1-7 活刀具当仍安装在车床上时，可用于铣削和钻削工件（哈斯Courtesy自动化公司）
- 14. 1.2 计算机主控机床一般类型——车床计算机数控车削中心的特点： （3）装有改进特征使它们更具生产性。例如多转塔。装有多转塔的计算机数控车削中心可以同时完成两个操作，例如顶部转塔可以在外直径切槽，而底部转塔在工件表面上完成钻削操作。另一个生产性提高是活刀具。所谓活刀具事实上是安装在刀夹具上的小的、轻负荷铣削主轴。活刀具可用来在零件面上钻横向孔或穿孔图案，或用于铣削操作，如切削键槽或将扳手面铣成工件，如图1-7所示。活刀具可以明显减少二次操作的次数，不用经过车床再到铣床，零件也能直接到达用户手中。
- 15. 1.2 计算机主控机床一般类型——车床套式计算机数控车床的机床特点： 套式车床具有平身或斜身结构。它们的主要属性可在它们的横截面与刀具夹持系统中找到。套式车床上的切削刀具安装在刀架上，一个相当长的横截面。切削刀具有许多与转塔车床和螺丝床相同的刀具——这使机床过渡到计算机数控机床更容易。这种机床是为加工短小直径零件而设计的。事实上，横截面不是设计来经过工件表面的。因此切削刀夹具必须从横截面突出几英寸。这种构造的基本优点是刀具总接近工件，这样在长时间生产运行中，可以节省时间。
- 16. 1.2 计算机主控机床一般类型——磨床 平面磨床与汽缸磨床可能是计算机数控系统最后防线。磨削中要求的紧密度容差意味着它们必须等待运动控制技术的发展。当今，定位系统能达到普通磨削精度的五千万分之一英寸。现在通常会发现计算机数控平面磨床与汽缸磨床具有令人印象深刻的特征。例如，多数计算机数控精度磨床当磨损严重时，会进行轮子磨损补偿，自动补偿轮子。自动修正特殊形状为轮子，并在工件上加工轮廓的计算机数控精度磨床是可用的。
- 17. 1.2 计算机主控机床一般类型——其它 不太常用但很重要的计算机数控机床分为两轴机床。设计这些机床来加工像薄板、金属板这样相对薄的平料。它们不能像铣床一样在三个方向完成切削操作。例如计算机数控激光切削，计算机数控水注切削，计算机数控离子、氧燃料切削，计算机数控转塔冲孔。
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