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第二節(jié)數(shù)控車床的功能、組成及分類
日期：2010年06月02 來源：沈陽機(jī)床（集團(tuán)） 關(guān)鍵字：數(shù)控車床
第二節(jié)數(shù)控車床的功能、組成及分類
數(shù)控車床又稱為cNc(comFater Numerical contl01)車床，即用計(jì)算機(jī)數(shù)字控制的車床，也是目前使用較為廣泛的數(shù)控機(jī)床之一。數(shù)控車床是將編制好的加工程序輸入到數(shù)控系統(tǒng)中由數(shù)控系統(tǒng)通過并、z坐標(biāo)軸伺服電動機(jī)去控制車床進(jìn)給運(yùn)動部件的動作順序、移動量和進(jìn)給速度，再配以主軸的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向，便能加工出各種形狀不同的軸類或盤類回轉(zhuǎn)體零件。普通臥式車床是靠手工操作機(jī)床來完成各種切削加工的，數(shù)控車床從原理上講與普通車床基本相同，但由于它增加了數(shù)字控制功能，加工過程中自動化程度高，與普通車床相比具有更強(qiáng)的通用性和靈活性以及更高的加工效率和加工精度。
數(shù)控車床的功能及特點(diǎn)
車削加工一般是通過工件旋轉(zhuǎn)和刀具進(jìn)給完成切削過程的。其主要加工對象是回轉(zhuǎn)體零件，加工內(nèi)容包括車外圓、車端面、切斷和車槽、鉆中心}L、鉆孔、車孔、鉸孔、锪孔、車螺紋、車圓錐面、車成形面、滾花和攻螺紋等。由于數(shù)控車床能自動完成內(nèi)外圓柱面、圓錐面、圓弧面、端面、螺紋等工序的切削加工，所以，特別適合加工形狀復(fù)雜的軸類或盤類零件。
數(shù)控車床具有加工靈活、通用性強(qiáng)、能適應(yīng)產(chǎn)品品種和規(guī)格頻繁變化的特點(diǎn)，能夠滿足新產(chǎn)品的開發(fā)和多品種、小批量、生產(chǎn)自動化的要求，因此，被廣泛應(yīng)用于機(jī)械制造業(yè)，例如汽車制造廠、發(fā)動機(jī)制造廠等。
數(shù)控車床的結(jié)構(gòu)、布局和特點(diǎn)
1．?dāng)?shù)控車床的結(jié)構(gòu)
數(shù)控車床也是由主軸箱、刀架、進(jìn)給傳動系統(tǒng)、床身、液壓系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、潤滑系統(tǒng)等部分組成的，只是數(shù)控車床的進(jìn)給系統(tǒng)與臥式車床的進(jìn)給系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)上存在著本質(zhì)上的差別，典型數(shù)控車床的機(jī)械結(jié)構(gòu)組成。臥式車床主軸的運(yùn)動經(jīng)過掛輪架、進(jìn)給箱、溜板箱傳刀架，實(shí)現(xiàn)縱向和橫向進(jìn)給運(yùn)動。而數(shù)控車床是采用伺服電動機(jī)，經(jīng)滾珠絲杠傳到滑板和刀架，實(shí)現(xiàn)z向(縱向)和x向(橫向)進(jìn)給運(yùn)動。數(shù)控車床也有加工各種螺紋的功能，主軸旋轉(zhuǎn)與刀架移動間的運(yùn)動關(guān)系通過數(shù)控系統(tǒng)來控制。數(shù)控車床主軸箱內(nèi)安裝有脈沖編碼器，主軸的運(yùn)動通過同步齒形帶l l地傳到脈沖編碼器。當(dāng)主軸旋轉(zhuǎn)時，脈沖編碼器便發(fā)出檢測脈沖信號給數(shù)控系統(tǒng)．使主軸電動機(jī)的旋轉(zhuǎn)與刀架的切削進(jìn)給保持加工螺紋所需的運(yùn)動關(guān)系，即實(shí)現(xiàn)加工螺紋時主軸轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)．刀架z向移動工件一個導(dǎo)程。
2．?dāng)?shù)控車床的布局
數(shù)控車床的主軸、尾座等部件相對床身的布局形式與臥式車床基本一致，而刀架和導(dǎo)軌的布局形式發(fā)生了根本的變化，這是因?yàn)榈都芎蛯?dǎo)軌的布局形式直接影響數(shù)控車床的使用性能及機(jī)床的結(jié)構(gòu)和外觀。另外，數(shù)控車床都設(shè)有封閉的防護(hù)裝置。
(1)床身和導(dǎo)軌的布局。數(shù)控車床床身導(dǎo)軌與水平面的相對位置，共有4種布局形式。水平床身的工藝性好，便于導(dǎo)軌面的加工。水平床身配上水平配置的刀架可提高刀架的運(yùn)動速度，一般可用于大型數(shù)控車床或小型精密數(shù)控車床的布局。但是，水平床身下部空問小，導(dǎo)致排屑困難。從結(jié)構(gòu)尺寸上看．刀架水平放置使得滑板橫向尺寸較長，從而加大了機(jī)床寬度方向的結(jié)構(gòu)尺寸。
水平床身配上傾斜放置的滑板并配置傾斜式導(dǎo)軌防護(hù)罩的布局形式，一方面，有水平床工藝性好的特點(diǎn)；另一方面，機(jī)床寬度方向的尺寸較水平配置滑板的要小，且排屑方便。
水平床身配上傾斜放置的滑板和斜床身配置斜滑板的布局形式被中小型數(shù)控車床所普遍采用。這是由于此兩種布局形式排屑容易，切屑不會堆積在導(dǎo)軌上，也便于安裝自動排屑器；操作方便，易于安裝機(jī)械手，以實(shí)現(xiàn)單機(jī)自動化；機(jī)床占地面積小，外形簡潔、美觀，容易實(shí)現(xiàn)封閉式防護(hù)。
斜床身導(dǎo)軌傾斜的角度可為300、45。、60。、75。和90。(稱為立式床身)等幾種。傾斜角度小，排屑不便；傾斜角度大，導(dǎo)軌的導(dǎo)向性差，受力情況也差。導(dǎo)軌傾斜角度的大小還會直接影響機(jī)床外形尺寸高度與寬度的比例。綜合考慮上面的諸因素，中小規(guī)格的數(shù)控車床其床身的傾斜度以60。為宜。
(2)刀架的布局。數(shù)控車床的刀架是機(jī)床的重要組成部分，刀架是用于夾持切削刀具的，因此．其結(jié)構(gòu)直接影響機(jī)床的切削性能和切削效率，在一定程度上，刀架結(jié)構(gòu)和性能體現(xiàn)了數(shù)控車床的設(shè)計(jì)與制造水平。隨著數(shù)控車床的不斷發(fā)展，刀架結(jié)構(gòu)形式不斷創(chuàng)新．但總體來說大致可以分為兩大類，即排刀式刀架和轉(zhuǎn)塔式刀架。有的車削中心還采用帶刀庫的自動換刀裝置。
排刀式刀架一般用于小型數(shù)控車床，各種刀具排列并夾持在可移動的滑板上，換刀時可實(shí)現(xiàn)自動定位。
轉(zhuǎn)塔式刀架也稱刀塔或刀臺，有立式和臥式兩種結(jié)構(gòu)形式。具有多刀位自動定位裝置，通過轉(zhuǎn)塔頭的旋轉(zhuǎn)、分度和定位來實(shí)現(xiàn)機(jī)床的自動換刀動作。轉(zhuǎn)塔式刀架應(yīng)分度準(zhǔn)確、定位可靠、重復(fù)定位精度高、轉(zhuǎn)位速度快、夾緊剛性好，以保證數(shù)控車床的高精度和高效率。有的轉(zhuǎn)塔式刀架不僅可以實(shí)現(xiàn)自動定位，還可以傳遞動力。目前，兩坐標(biāo)聯(lián)動車床多采用12工位的轉(zhuǎn)塔式刀架，也有采用6工位、8工位、10工位轉(zhuǎn)塔式刀架的。轉(zhuǎn)塔式刀架在機(jī)床上的布局有兩種形式：一種是用于加工盤類零件的轉(zhuǎn)塔式刀架，其回轉(zhuǎn)軸垂直于主軸；另一種是用于加工軸類和盤類零件的轉(zhuǎn)塔式刀架，其回轉(zhuǎn)軸平行于主軸。
四坐標(biāo)控制的數(shù)控車床的床身上安裝有兩個獨(dú)立的滑板和轉(zhuǎn)塔式刀架，故稱為雙刀架四坐標(biāo)數(shù)控車床。其中，每個刀架的切削進(jìn)給量是分別控制的，因此，兩刀架可以同時切削同一工件的不同部位，既擴(kuò)大了加工范圍，又提高了加工效率。四坐標(biāo)數(shù)控車床結(jié)構(gòu)復(fù)雜，且需要配置專門的數(shù)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對兩個獨(dú)立刀架的控制，適合加工曲軸、飛機(jī)零件等形狀復(fù)雜、批量較大的零件。
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