數控機床的特點

　　數控機床的特點

　　摘 要 20世紀40年代以來，隨著科學技術和社會生產力的迅速發展，人們對各種產品的質量和生產效率提出了越來越高的要求。

　　飛機、汽車、農機、家電等生產企業大多采用了自動機床、組合機床和自動生產線，既保證了產品質量，又提高了生產效率，降低了生產成本，改善工人的勞動條件，減輕了勞動強度。

　　然而，進行單一產品零件生產的高效率和高度自動化的剛性機床及專用機床生產方式，需要巨大的初期投資和很長的生產準備周期，因此，它僅適用于批量較大的零件生產。

　　關鍵詞 高精度 粗糙度 勞動強度

　　現在各類仿形加工設備在過去的生產中部分地解決了小批量、復雜零件的加工問題。

　　但在更換零件時，必須重新制造靠模并調整設備，既耗費大量的手工勞動，延長生產準備周期，又由于靠模加工誤差的影響，零件的加工精度很難達到較高的要求。

　　為了解決上述這些問題，一種靈活、通用、高精度、高效率的“柔性”自動化生產技術――數控技術應運而生。

　　以下是數控機床與傳統機床相比較的特點：

　　1加工對象

　　(1)由于數控機床的剛性好，制造和對刀精度高，以及能方便和精確地進行人工補償甚至自動補償，所以它能夠加工尺寸精度要求高的零件。

　　在有些場合可以以車代磨。

　　此外，由于數控加工時刀具運動是通過高精度插補運算和伺服驅動來實現的，再加上機床的剛性好和制造精度高，所以它能加工對直線度、圓度、圓柱度要求高的零件。

　　(2)數控機床能加工出表面粗糙度小的零件，不但是因為機床的剛性好和制造精度高，還由于它具有恒線速度切削功能。

　　在材質、精車余量和刀具已定的情況下，表面粗糙度取決于進給速度和切削速度。

　　使用數控機床的橫線速度切削功能，就可選用最佳線速度來切削端面，這樣切出的粗糙度既小又一致。

　　數控機床還適合于加工各部位表面粗糙度要求不同的零件。

　　粗糙度小的部位可以減小進給速度的方法來達到，而這在傳統機床上是做不到的。

　　(3)數控機床具有圓弧插補功能，所以可直接使用圓弧指令來加工圓弧輪廓。

　　數控機床也可以加工由任意平面曲線所組成的輪廓回轉零件，既能加工可用方程描述的曲線，那么加工復雜轉體零件就只能使用數控機床。

　　(4)傳統機床所能加工的螺紋相當有限，它只能加工等節距的直、錐面公、英制螺紋，而且一臺機床只限定加工若干節距。

　　數控機床不但能加工任何等節距的直、錐面公、英制螺紋和端面螺紋，而且能加工增節距、減節距，以及要求等節距、變節距之間平滑過渡的螺紋。

　　數控機床配有精密螺紋切削功能，再加上一般采用硬質合金刀片，所以加工出來的螺紋精度高、表面粗糙度小，因此包括絲杠在內的螺紋零件很適合于在數控機床上加工。

　　(5)磁盤、錄像機磁頭、激光打印機的多面反射體、復印機的回轉鼓、照相機等光學設備的透鏡及其模具，以及隱形眼鏡等要求的輪廓精度和超低的表面粗糙度值，它們適合于在高精度、高功能的數控機床上加工。

　　以往很難加工的塑料散光用的透視的鏡，現在也可以用數控機床來加工。

　　超精加工的輪廓精度可達到0.1微米，表面粗糙度可達0.2微米。

　　超精車削零件的材質以前主要是金屬，現已擴大到塑料和陶瓷。

　　2按結構和工作特點

　　(1)采用了全封閉或半封閉防護裝置。

　　數控機床采用封閉防護裝置可防止由于切屑或切削液飛出給操作者帶來的意外傷害。

　　(2)采用自動排屑裝置。

　　數控車床大都采用斜床身布局，排屑方便，便于采用自動排屑機。

　　(3)主軸轉速高，工件裝夾安全可靠。

　　數控機床大都采用了液壓卡盤，夾緊力調整方便可靠，同時也降低了操作工人的勞動強度。

　　(4)可自動換刀。

　　數控機床都采用了自動回轉刀架或刀庫，在加工過程中可自動換刀，連續完成多道工序的加工。

　　(5)雙伺服電路驅動。

　　由于數控機床刀架的兩個方向運動分別有兩臺伺服電動機驅動，所以它的傳動鏈短。

　　不必使用掛輪、光杠等傳動部件，用伺服電動機直接與絲杠聯接帶動刀架運動。

　　伺服電動機絲杠間也可以用同步皮帶副或齒輪副聯接。

　　(6)多功能數控機床是采用直流或交流主軸控制單元來驅動主軸，按控制指令作無級變速，主軸之間不必用多級齒輪副來進行變速。

　　為擴大變速范圍，現在一般還要通過一級齒輪副，以實現分段無極調速。

　　數控機床的另一個結構特點是剛度大，這是為了與控制系統的高精度控制相匹配，以便適應高精度的加工。

　　(7)數控機床的最后一個結構特點是輕拖動。

　　刀架移動一般采用滾珠絲杠副。

　　滾珠絲桿副是數控車床的關鍵機械部件之一，滾珠絲杠兩端安裝的滾動軸承是專用軸承，它的壓力角比常用的向心推力球軸承要大得多。

　　這種專用軸承配對安裝，是選配，最好在軸承出廠時就是成對的。

　　由于數控機床的上述特點，適用于數控加工的零件有：批量小而又多次重復生產的零件、幾何形狀復雜的零件、貴重零件、需要全部檢驗的零件、試制件。

　　對以上各類零件采用數控加工，才能最大限度地發揮出數控加工的優勢。

　　隨著數控技術的發展，采用數控系統的機床品種日益增多，有車床、銑床、鏜床、鉆床、磨床、齒輪加工機床和電火花加工機床等。

　　此外還有能自動換刀、一次裝夾進行多工序加工的鏜銑加工中心、車削加工中心等。

　　參考文獻

　　[1] 劉蔡保.數控車床編程與操作[M].化學工業出版社，2014(08).

　　[2] 何雪明，吳曉光，劉有余.數控技術[M].華中科技大學出版社，2014(01).

　　[3] 任立軍.數控機床[M].機械工業出版社，2012(02).

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