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四、為什么發(fā)展、使用數(shù)控機床

1、數(shù)控機床的優(yōu)點：

(1)數(shù)控機床可以加工出普通機床難以加工或不能加工的復雜型面;

(2)數(shù)控機床按預先編寫的零件加工程序自動加工，加工過程中沒有人為干擾，加工精度還可以利用軟件進行校正和補償，因此可以獲得高的加工精度和重復精度;

(3)與普通機床加工相比，在數(shù)控機床上加工可提高生產(chǎn)率2～3倍，對于一些復雜零件，生產(chǎn)率可提高十幾倍甚至幾十倍等等。

(4)數(shù)控機床加工一般借用通用夾具，幾乎不需要專用的工裝夾具，只需更換零件的加工程序，即可實現(xiàn)零件的加工，縮短生產(chǎn)周期;

(5)節(jié)省時間、廠房面積;

(6)加速資金周轉，提高經(jīng)濟效益;

(7)減輕勞動強度;

(8)實現(xiàn)精確的成本核算、生產(chǎn)進度安排。

2、數(shù)控機床與普通機床的性能比較列表

表5-1　數(shù)控機床與普通機床的性能比較表

序號 項目 數(shù)控機床 普通機床

1 加工異型復雜零件的能力 強 弱

2 改變加工對象的柔性程度 高 低

3 加工零件質量和加工精度 高 低

4 加工效率 高 低

5 設備利用率 高 低

6 產(chǎn)品優(yōu)化設計與CAD(計算機輔助設計)連接功能 高 低

7 前期投資 高 低

8 對操作人員素質的要求 高 低

9 對生產(chǎn)計劃、生產(chǎn)準備和生產(chǎn)調度的要求 高 低

10 運行費 低 高

11 維修技術與維修費 高 低

12 對不合格產(chǎn)品再加工(即回用)的費用 低 高

五、數(shù)控機床的組成

數(shù)控機床可以分為兩大部分：CNC系統(tǒng)和機床主機(包括輔助裝置)

(一)CNC系統(tǒng)

CNC系統(tǒng)由程序、輸入輸出(I / O)設備、CNC裝置及主軸、進給控制單元組成。

1、CNC 裝置是 CNC 系統(tǒng)的核心，它由三部分組成，即計算機(包括硬件和軟件)、可編程序控制器(PLC)和接口電路。

零件加工程序是CNC系統(tǒng)的重要組成部分。

2、輸入輸出設備主要用于零件加工程序的編制、存儲、顯示、打印等。

3、在數(shù)控機床中，有主軸驅動系統(tǒng)和進給驅動系統(tǒng)。

主軸驅動裝置由主軸控制單元、交直流主軸電動機與速度檢測元件組成。

進給驅動裝置由進給控制單元、進給伺服電動機與檢測元件組成。

(二)主機

主機是數(shù)控機床的主體，是用于完成各種切削加工的機械部分。

數(shù)控機床的機械結構具以下一些特點：

1、高剛度和高抗振性

機床剛度是機床的性能之一，它反映了機床結構抵抗變形的能力。機床剛度分為靜剛度和動剛度。

(1)提高機床靜剛度和固有頻率，改進機床結構的阻尼特性是提高機床動剛度和抗振性的有效方法。

(2)通過機床結構、筋板的合理布局，例如加大主軸的支承軸徑，縮短主軸端部的受力懸伸段，床身采用鋼板焊接結構等方法來提高剛度;采用新材料，特殊結構也可以提高動剛度和抗振能力。

2、小的機床熱變形

為了減小熱變形，常采取以下措施：

(1)采用熱對稱結構及熱平衡措施;對于發(fā)熱部件(如主軸箱、靜壓導軌液壓油等)采取散熱、風冷、液冷等控制溫升;對切削部位采取強冷措施;

(2)專門采用熱位移補償，即預測熱變形規(guī)律，建立數(shù)學模型，存入計算機，來進行實時補償。

3、高效率、無間隙、低摩擦傳動

為保證數(shù)控機床在告訴下運行平穩(wěn)、具有高定位精度，要求進給系統(tǒng)中的機械傳動裝置和元件具有高靈敏度、低摩擦阻力、無間隙以及高壽命等特點，為此，數(shù)控機床的導軌多采用采用滾動導軌、靜壓導軌、滾珠絲杠、塑料滑動導軌等。

4、簡化的機械傳動結構

采用高性能、寬調速范圍的交直流主軸電動機和伺服電動機，使主軸箱、進給變速箱及其傳動系統(tǒng)大為簡化，提高傳動精度和可靠性。

(三)輔助裝置

必要的輔助裝置包括：電器、液壓、氣動元件及系統(tǒng);冷卻、排屑、防護、潤滑、照明、儲運等裝置;交換工作臺，數(shù)控轉臺，數(shù)控分度頭;刀具及其監(jiān)控檢測裝置等。

【例題1•多選題】 數(shù)控機床主機包括( )。

A. 主軸

B. 導軌

C. 床身

D. 交換工作臺

E. 排屑裝置

答案：ABC

【例題2•多選題】下列各項中，( )是組成中、高檔CNC系統(tǒng)不可缺少的部分。

A. 程序

B. 輸入、輸出設備

C. 主軸、進給伺服電動機

D. 主軸、進給控制單元

E. 位置檢測器

答案：ABD

CNC系統(tǒng)由程序、輸入輸出(I / O)設備、CNC裝置及主軸、進給控制單元組成。

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（責任編輯：中大編輯）

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