數(shù)控機床原理與結(jié)構(gòu)內(nèi)容簡介

《數(shù)控機床原理與結(jié)構(gòu)》在簡要說明數(shù)控技術(shù)的基本概念、軌跡控制(插補)原理的基礎(chǔ)上，介紹了數(shù)控裝置的硬件結(jié)構(gòu)、組成、工作原理，數(shù)控機床各組成部分的結(jié)構(gòu)原理，數(shù)控系統(tǒng)中的檢測技術(shù)和伺服控制技術(shù)以及數(shù)控機床機械部件的構(gòu)成特點、調(diào)整方法等。利用電氣控制系統(tǒng)這條主線，把數(shù)控機床各組成部分有機地串連起來，并通過“數(shù)控機床設(shè)計入門”這一章的說明，使初學(xué)者建立一個數(shù)控機床控制的整體概念，以便較快地掌握數(shù)控機床各組成部分的結(jié)構(gòu)原理。

第1章　數(shù)控技術(shù)原理

1.1　數(shù)控裝置加工原理

1.1.1　數(shù)控加工技術(shù)基礎(chǔ)

1.1.2　數(shù)控裝置的插補原理

1.1.3　插補方法的分類

1.1.4　評價插補算法的指標(biāo)

1.1.5　刀具半徑補償

1.2　數(shù)控系統(tǒng)的硬件組成

1.2.1　數(shù)控系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)

1.2.2　輔助控制接口模塊

1.2.3　數(shù)控系統(tǒng)的PLC

1.2.4　位置控制模塊(伺服系統(tǒng))

1.2.5　功能接口模塊

1.3　數(shù)控裝置的技術(shù)特征

1.3.1　CNC裝置

1.3.2　NC、CNC、SV與PLC

1.3.3　現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)的特征

復(fù)習(xí)與思考題

第2章　數(shù)控機床基礎(chǔ)

2.1　數(shù)控機床的組成及分類

2.1.1　數(shù)控機床的組成

2.1.2　數(shù)控機床的分類

2.2　數(shù)控機床的電氣控制系統(tǒng)

2.2.1　數(shù)控系統(tǒng)的電氣控制

2.2.2　數(shù)控機床的電氣控制

2.3　國內(nèi)外數(shù)控機床的現(xiàn)狀

2.3.1　國外數(shù)控機床的發(fā)展與現(xiàn)狀

2.3.2　我國數(shù)控機床的現(xiàn)狀

2.4　數(shù)控機床的發(fā)展趨勢

2.4.1　高速、高效、高精度與高可靠性

2.4.2　復(fù)合化、多軸化、柔性化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化與綠色化

2.4.3　新型功能部件

2.4.4　重視新技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范的建立

復(fù)習(xí)與思考題

第3章　數(shù)控機床的主體結(jié)構(gòu)

3.1　數(shù)控機床的特點

3.1.1　數(shù)控機床的加工特點

3.1.2　數(shù)控機床的結(jié)構(gòu)特點

3.2　數(shù)控機床的結(jié)構(gòu)要求

3.2.1　較高的結(jié)構(gòu)剛度

3.2.2　良好的抗振性能

3.2.3　低速進給運動的平穩(wěn)性和運動精度

3.2.4　減小機床的熱變形

3.3　床身

3.3.1　床身結(jié)構(gòu)

3.3.2　床身截面形狀

3.3.3　床身的剛度

3.4　導(dǎo)軌副

3.4.1　數(shù)控機床對導(dǎo)軌的要求

3.4.2　數(shù)控機床上導(dǎo)軌的種類

3.5　數(shù)控機床的總體布局

3.5.1　總布局與工件形狀、尺寸和質(zhì)量的關(guān)系

3.5.2　運動分配與部件的布局

3.5.3　總體布局與機床結(jié)構(gòu)性能

3.5.4　自動換刀數(shù)控臥式鏜銑床(加工中心)的總布局

3.5.5　機床的使用要求與總布局

3.5.6　數(shù)控機床總布局的其他趨向

復(fù)習(xí)與思考題

第4章　數(shù)控機床的主傳動系統(tǒng)

4.1　主傳動系統(tǒng)的要求

4.1.1　主傳動系統(tǒng)的要求

4.1.2　主傳動變速的配置

4.2　主軸部件結(jié)構(gòu)

4.2.1　主軸本體

4.2.2　主軸部件的支承

4.2.3　刀具自動夾緊和吹屑裝置

4.2.4　主軸的潤滑與密封

4.2.5　主軸準(zhǔn)停裝置

4.3　典型機床主軸的結(jié)構(gòu)

……

第5章　數(shù)控機床的進給系統(tǒng)

第6章　工作臺與自動換刀系統(tǒng)

第7章　數(shù)控機床的伺服系統(tǒng)

第8章　位置檢測裝置

第9章　數(shù)控機床液壓與氣動系統(tǒng)

第10章　數(shù)控機床設(shè)計入門

參考文獻 2100433B

1，按加工工藝方法分類

普通數(shù)控機床

為了不同的工藝需要，普通數(shù)控機床有數(shù)控車床、銑床、鉆床、鏜床及磨床等，而且每一類又有很多品種。

數(shù)控加工中心

數(shù)控加工中心是帶有刀庫和自動換刀裝置的數(shù)控機床。典型的數(shù)控加工中心有鏜銑加工中心和車削加工中心。

多坐標(biāo)數(shù)控機床

多坐標(biāo)聯(lián)動的數(shù)控機床，其特點是數(shù)控裝置能同時控制的軸數(shù)較多，機床結(jié)構(gòu)也較復(fù)雜。坐標(biāo)軸數(shù)的多少取決于加工零件的復(fù)雜程度和工藝要求，現(xiàn)在常用的有四、五、六坐標(biāo)聯(lián)動的數(shù)控機床。

數(shù)控特種加工機床

數(shù)控特種加工機床包括電火花加工機床、數(shù)控線割機床、數(shù)控激光切割機床等。

2，按控制運動的方式分類

點位控制數(shù)控機床

這類機床只控制運動部件從一點移動到另一點的準(zhǔn)確位置，在移動過程中不進行加工，對兩點間的移動速度和運動軌跡沒有嚴(yán)格要求，可以沿多個坐標(biāo)同時移動，也可以沿各個坐標(biāo)先后移動。采用點位控制的機床有數(shù)控鉆床、數(shù)控坐標(biāo)鏜床、數(shù)控沖床和數(shù)控測量機等。

直線控制數(shù)控機床

這類機床不僅要控制點的準(zhǔn)確定位，而且要控制(或工作臺)以一定的速度沿與坐標(biāo)軸平行的方向進行切削加工。

輪廓控制數(shù)控機床

這類機床能夠?qū)蓚€或兩個以上運動坐標(biāo)的位移及速度進行連續(xù)相關(guān)的控制，使合成的平面或空間運動軌跡能滿足零件輪廓的要求。

輪廓控制數(shù)控機床有數(shù)控銑床、車床、磨床和加工中心等。

按所用進給伺服系統(tǒng)的類型分類

開環(huán)數(shù)控機床

開環(huán)數(shù)控機床采用開環(huán)進給伺服系統(tǒng)，伺服驅(qū)動部件通常為反應(yīng)式步進電動機或混合式伺服步進電動機。

閉環(huán)數(shù)控機床

閉環(huán)數(shù)控機床的進給伺服系統(tǒng)是按閉環(huán)原理工作的，帶有直線位移檢測裝置，直接對工作臺的實際位移量進行檢測。伺服驅(qū)動部件通常采用直流伺服電動機和交流伺服電動機。

半閉環(huán)數(shù)控機床

這類控制系統(tǒng)與閉環(huán)控制系統(tǒng)的區(qū)別在于采用角位移檢測元件，檢測反饋信號不是來自工作臺，而是來自與電動機相聯(lián)系的角位移檢測元件。

按所給數(shù)控裝置類型分類

硬件式數(shù)控機床

硬件式數(shù)控機床（NC機床）使用硬件式數(shù)控裝置，它的輸入、查補運算和控制功能都由專用的固定組合邏輯電路來實現(xiàn)，不同功能的機床，其結(jié)合邏輯電路也不相同。改變或增減控制、運算功能時，需要改變數(shù)控裝置的硬件電路。

軟件式數(shù)控機床

這類數(shù)控機床使用計算機數(shù)控裝置（CNC）。此數(shù)控裝置的硬件電路是由小型或微型計算機再加上通用或?qū)Ｓ玫拇笠?guī)模集成電路制成。數(shù)控機床的主要功能幾乎全部由系統(tǒng)軟件來實現(xiàn)，所以不同功能的機床其系統(tǒng)軟件也就不同，而修改或增減系統(tǒng)功能時，不需改變硬件電路，只需改變系統(tǒng)軟件。

按數(shù)控裝置的功能水平分類

按此分類方法可將數(shù)控機床分為低、中、高檔三類。

數(shù)控機床一般由控制介質(zhì)、數(shù)控裝置、伺服系統(tǒng)、測量反饋裝置和機床本體組成

加工精度

數(shù)控機床是按數(shù)字形式給出的指令進行加工的。目前數(shù)控機床的脈沖當(dāng)量普遍達到了0.001mm，而且進給傳動鏈的反向間隙與絲杠螺距誤差等均可由數(shù)控裝置進行補償，因此，數(shù)控機床能達到很高的加工精度。

對加工對象的適應(yīng)性強

在數(shù)控機床上改變加工零件時，只需從新編制（更換）程序，輸入新的程序就能實現(xiàn)對新的零件的加工，這就為復(fù)雜結(jié)構(gòu)的單件、小批量生產(chǎn)以及試制新產(chǎn)品提供了極大的便利。

自動化程度高，勞動強度低

數(shù)控機床對零件的加工是按事先編好的程序自動完成的，操作者除了安放穿孔帶或操作鍵盤、裝卸工件、關(guān)鍵工序的中間檢測以及觀察機床運行之外，不需要進行繁雜的重復(fù)性手工操作，勞動強度與緊張程度均可大為減輕，加上數(shù)控機床一般都具有較好的安全防護、自動排屑、自動冷卻和自動潤滑裝置，操作者的勞動條件也大為改善。

生產(chǎn)效率高

數(shù)控機床主軸的轉(zhuǎn)速和進給量的變化范圍比普通機床大，因此，數(shù)控機床每一道工序都選用最有利的切削用量。由于數(shù)控機床的結(jié)構(gòu)剛性好，因此允許進行大切削量的強力切削，這就提高了數(shù)控機床的切削功率，節(jié)省了機動時間。

數(shù)控機床更換被加工零件時幾乎不需要重新調(diào)整機床，故節(jié)省了零件安裝、調(diào)整時間。數(shù)控機床加工質(zhì)量穩(wěn)定，一般只做首件檢驗和工序間關(guān)鍵尺寸的抽樣檢驗，因此節(jié)省了停機檢驗時間。

良好的經(jīng)濟效益

在單件、小批量生產(chǎn)的情況下，使用數(shù)控機床加工，可節(jié)省劃線工時，減少調(diào)整、加工和檢驗時間，節(jié)省了直接生產(chǎn)費用；使用數(shù)控機床加工零件一般不需要制作專用夾具，節(jié)省了工藝裝備費用；數(shù)控機床加工精度穩(wěn)定，減少了廢品率，使生產(chǎn)成本進一步下降。

有利于現(xiàn)代化管理

采用數(shù)控機床加工，能準(zhǔn)確地計算出零件加工工時和費用，并有效地簡化了檢驗夾具、半成品的管理工作，這些特點都有利于現(xiàn)代化的生產(chǎn)管理。