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數控機床與數控技術(shù)
一、數控機床的構成
數控機床一般由以下幾個(gè)部分組成
1．主機這是數控機床的主體，主要指的是機 床的床身、立柱、主軸和其他主要的機械部件。
根據切削加工要素的不同，主機可以分為各種 不同的機床，如車(chē)床、銑床、鉆床、銷(xiāo)床等等。從 表面上看，數控機床的主機結構與普通機床有相似 的地方，也可分為床身、立柱等主要構件。但實(shí)際 上數控機床主機結構一般都是經(jīng)過(guò)專(zhuān)門(mén)設計的。因 為數控系統是高度自動(dòng)化的設備，它的結構必須滿(mǎn) 足自動(dòng)化生產(chǎn)的要求、如動(dòng)態(tài)品質(zhì)的要求、熱變形 的要求等等。所以數控機床的主機結構在很大程度 上是經(jīng)過(guò)CAD設計而得到。 2．數控系統這是數控機床的核心。包括數控 硬件(電路板、顯示器、鍵盤(pán)、存儲等)數控軟件 兩大部分。
現代數控機床的數控系統大多是采用計算機控 制的，數控系統具有下列一些主要的功能：多坐標 控制(多軸聯(lián)動(dòng))；多種函數的插補；各種編程代碼 的轉化；各種形式的數據輸入；各種加工方式的選 擇；故障的自診斷等等。因此我們把數控系統稱(chēng)為 CNC系統。
由于CNC系統是數控機床的核心，因此數控機 床的技術(shù)水平在很大程度上依賴(lài)于數控系統的技術(shù) 水平。而數控軟件則是這個(gè)核心的關(guān)鍵所在�，F在 國內已有很多技術(shù)部門(mén)自行開(kāi)發(fā)研制出高水平的數 控軟件。在每?jì)赡暌淮?ldquo;中國機床展”上我們都能 看到各種國產(chǎn)的高水平數控系統。這樣才使我國的 數控機床工業(yè)有了堅實(shí)的基礎。
3．驅動(dòng)裝置這是數控機床執行機構的驅動(dòng)部 件。主要包括主軸驅動(dòng)單元、各個(gè)坐標軸的驅動(dòng)單 元、主軸電機、各個(gè)坐標軸的驅動(dòng)電機等。
普通機床的主軸和進(jìn)給系統是由電機驅動(dòng)進(jìn)給 箱和主軸箱的齒輪來(lái)實(shí)現傳動(dòng)和變速。而數控機床 的主軸和進(jìn)給運動(dòng)則是由數控系統發(fā)出指令，通過(guò) 電氣和液壓系統的動(dòng)作來(lái)實(shí)現。這樣就對數控機床 的驅動(dòng)裝置有了一些特殊的要求。比如數控機床的 伺服驅動(dòng)要有良好的快速響應能力，能夠準確而靈 敏地跟蹤數控系統發(fā)出的指令。
4．輔助裝置指的是數控機床的一些必需的配 套部件。
輔助裝置包含的面很廣，幾乎包括了機床上的 電氣、液壓、氣動(dòng)和與機床加工相關(guān)的冷卻、防護、 潤滑、照明、排屑等—系列設備。由于輔助裝置對 機床的功能具有很大的影響，所以它們的發(fā)展極為 迅速�，F在我國生產(chǎn)的數控機床上的輔助裝置的國 產(chǎn)化率已經(jīng)很高了。
5．編程機隨著(zhù)數控系統功能和數控機床加工 能力的增強而增加的機床輔助設備。
隨著(zhù)數控機床技術(shù)水平的提高，三個(gè)以上坐標 軸的多坐標控制已經(jīng)成為許多數控機床的標準配置。 這種標準配置對于機械加工來(lái)說(shuō)是很重要。而多坐 標加工的程序編制是一件比較困難事情。手工編程 費時(shí)費力，而且程序的準確性不高。這樣，采用計 算機編程就成為多坐標數控機床必不可少的編程方 式�，F在微型計算機發(fā)展很快，大部分的機外編程 可以在微型計算機上完成。但是大型復雜曲面的零 件程序還必須采用小型計算機來(lái)實(shí)現。
近十幾年以來(lái)，數控機床的功能有了很大的發(fā) 展，加工范圍和加工對象日益擴大。所以，數控機 床的組成也有了一些變化。圖1中指出的組成只是 —個(gè)大概的分類(lèi)。不過(guò)從圖1中，我們已經(jīng)可以大 致地了解到數控機床的基本構成情況。
二、數控機床的加工特點(diǎn)
數控機床是一種高度自動(dòng)化的機床，它對于解 決復雜型面和高精度零件的加工，小批量零件的加 工，復雜零件的加工，都有十分重要的意義。
數控機床與普通機床相比有著(zhù)許多突出的優(yōu)點(diǎn)。 數控機床能夠完成許多普通機床難以完成，或者根 本不能加工的復雜零件的加工；可以大大提高零件 的加工精度，穩定產(chǎn)品的質(zhì)量；可以大大的提高生 產(chǎn)率；幾乎不需要專(zhuān)門(mén)的工裝卡具，適應多品種小 批量的產(chǎn)品加工；減少在制品的數量，加快資金的 流動(dòng)。當然，數控機床也有初期投入比較大，對操 作人員的技術(shù)水平要求較高等問(wèn)題。表1說(shuō)明了數 控機床與普通機床的對比。
所以應當合理的選擇和使用數控機床，降低生 產(chǎn)成本，以提高經(jīng)濟效益與競爭能力。
三、數控機床的適用范圍
不是所有的零件都是用于數控加工的，只有某 些零件才適用于數控加工。圖2說(shuō)明數控機床、專(zhuān) 用機床和普通機床各自的使用范圍，圖3表示了各 種機床的加工批量與成本的關(guān)系。
從圖2、圖3中我們可以看出，數控機床適用于 加工那些比較復雜而生產(chǎn)批量不大的零件。在零件 復雜程度相當，而生產(chǎn)批量較大時(shí)應采用專(zhuān)用機床 進(jìn)行加工。適用于數控加工的零件有：
(1)批量小而又多次重復生產(chǎn)的零件；
(2)幾何形狀復雜的零件；
(3)貴重零件加工；
(4)需要全部檢驗的零件；
(5)其他適用于數控加工的零件。
對上述零件采用數控加工，才能最大限度地發(fā) 揮出數控加工的特點(diǎn)。
數控加工技術(shù)是一門(mén)比較新的學(xué)科，又是一門(mén) 實(shí)踐性很強的學(xué)科。
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