【正文】 ( ) ? (6) 伺服系統(tǒng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)常采用直流或交流伺服電動(dòng)機(jī)。 ? A. 經(jīng)濟(jì)型 B. 中、高檔 C. 精密 ? (3) 加工中心與數(shù)控銑床的主要區(qū)別是 ( )。 習(xí) 題 ? 填空題 ? (1) 數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給伺服系統(tǒng)分為 ________、 ________和________三類。數(shù)控加工是現(xiàn)代制造技術(shù)的基礎(chǔ)，世界上主要工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家都十分重視數(shù)控加工技術(shù)的研究和發(fā)展。它的產(chǎn)生給自動(dòng)化技術(shù)帶來了新的概念，推動(dòng)了加工自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展。 ? (7) 對(duì)剛度小的工件，應(yīng)保證最小的夾緊變形，如使夾緊點(diǎn)靠近支承點(diǎn)，避免把夾緊力作用在工件的中空區(qū)域等。同時(shí)，數(shù)控加工的夾具還有它本身的特點(diǎn)。德國(guó)DIN 69880工具系統(tǒng)屬于此類系統(tǒng)。不同結(jié)構(gòu)、尺寸的工具用不同的代碼表示。 ? 數(shù)控鏜銑類工具系統(tǒng)一般由與機(jī)床連接的錐柄、延伸部分的連桿和工作部分的刀具組成。 ? 立銑刀：立銑刀是數(shù)控機(jī)床上用得最多的一種銑刀。 ? (2) 鉆削刀具，如圖 (f)所示，分小孔、短孔、深孔、攻螺紋、鉸孔等。金剛石刀具適用于高效地加工有色金屬和非金屑材料。目前，硬質(zhì)合金刀具使用最普遍，涂層硬質(zhì)合金刀片是在韌性較好的工具表面涂上一層耐磨損、耐溶蝕、耐反應(yīng)的物質(zhì)，使刀具在切削中同時(shí)具有既硬而又不易破損的性能。 ? 硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位刀片的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)采用了 ISO國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。 ? (2) 刀片或刀具的熱變形小，耐磨性要好。 ? (2) 帶機(jī)械手交換刀具方式：如圖 ，它是依靠機(jī)械手實(shí)現(xiàn)換刀動(dòng)作的，當(dāng)主軸上的刀具完成一個(gè)工步后，機(jī)械手把這一工步的刀具送回刀庫(kù)，并把下一工步所需要的刀具從刀庫(kù)中取出來裝入主軸以便繼續(xù)進(jìn)行加工。 ? (3) 帶刀庫(kù)的自動(dòng)換刀裝置。 ? 數(shù)控機(jī)床對(duì)自動(dòng)換刀裝置的要求是：換刀迅速、時(shí)間短，重復(fù)定位精度高，刀具儲(chǔ)存量足夠，所占空間位置小，工作穩(wěn)定可靠。但是它的制造成本較高。多楔帶安裝時(shí)需較大的張緊力，使得主軸和電動(dòng)機(jī)承受較大的徑向負(fù)載，這是多楔帶的一大缺點(diǎn)。主軸上設(shè)計(jì)有刀具自動(dòng)裝卸、主軸定向停止和主軸孔內(nèi)的切屑清除裝置。這樣能使數(shù)控機(jī)床進(jìn)行大功率切削和高速切削，實(shí)現(xiàn)高效率加工。脈沖當(dāng)量越小，數(shù)控機(jī)床的加工精度和表面質(zhì)量越高。 5軸連續(xù)控制是一種很重要的加工形式，如圖 ，這時(shí) 3個(gè)坐標(biāo) X、Y、 Z與轉(zhuǎn)臺(tái)的回轉(zhuǎn)、刀具的擺動(dòng)同時(shí)聯(lián)動(dòng)。 ? ④ 混合環(huán)控制數(shù)控機(jī)床。 ? 4) 按伺服系統(tǒng)類型分類 ? ① 開環(huán)控制數(shù)控機(jī)床 。 ? ② 直線控制數(shù)控機(jī)床。金屬切削類：數(shù)控車床、數(shù)控銑床、數(shù)控磨床等；金屬成型類： 數(shù)控壓力機(jī) 、 數(shù)控沖床 、 數(shù)控折彎?rùn)C(jī) 等；特種加工類： NC線切割機(jī)床 、 NC電火花成型機(jī)床 、 數(shù)控激光切割機(jī) 等。把機(jī)床加工過程中所需的全部指令信息，都用數(shù)字化的代碼來表示，由編程人員編制成規(guī)定的加工程序，這些指令信息包括加工過程所需的各種操作 (如主軸變速、主軸啟動(dòng)和停止、工件夾緊與松開、選擇刀具與換刀、刀架或工作臺(tái)轉(zhuǎn)位、進(jìn)刀與退刀、冷卻液開關(guān)等 )、機(jī)床各部件的動(dòng)作順序以及刀具與工件之間的相對(duì)位移量等。其中，電氣控制系統(tǒng)按所用驅(qū)動(dòng)元件的類型，又有步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、直流伺服電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和交流電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)伺服系統(tǒng)之分。例如，數(shù)控機(jī)床的最高移動(dòng)速度、定位精度等重要指標(biāo)，均取決于進(jìn)給伺服系統(tǒng)的靜、動(dòng)態(tài)特性。對(duì)于數(shù)控機(jī)床，如果說 CNC裝置是數(shù)控機(jī)床的“大腦”，是發(fā)布“命令”的“指揮機(jī)構(gòu)”，那么伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)便是數(shù)控機(jī)床的“四肢”，是一種“執(zhí)行機(jī)構(gòu)”，準(zhǔn)確地執(zhí)行由 CNC裝置發(fā)出的運(yùn)動(dòng)命令。 ? 內(nèi)裝型 PLC與 CNC其他電路同裝在一個(gè)機(jī)箱內(nèi)，共用一個(gè)電源和地線。 ? 運(yùn)算器接受控制器的指令，及時(shí)地對(duì)輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)算，并按控制器的控制信號(hào)不斷地向輸出接口輸出脈沖信號(hào)。有的數(shù)控機(jī)床還有“手輪”，它由手搖脈沖發(fā)生器、坐標(biāo)軸選擇開關(guān)組成。如圖 ，虛線框內(nèi)的部分屬于數(shù)控系統(tǒng)。數(shù)控加工極大地減輕了體力勞動(dòng)強(qiáng)度，同時(shí)，數(shù)控機(jī)床的安全防護(hù)以及防粉塵污染措施較普通機(jī)床加工有很大的進(jìn)步，極大地改善了勞動(dòng)環(huán)境，也減輕了加工所造成的環(huán)境污染。 ? (3) 提高生產(chǎn)效率。具體地說，數(shù)控加工具有如下優(yōu)點(diǎn)。 ?數(shù)控加工系統(tǒng)。數(shù)控加工就是用數(shù)控機(jī)床加工零件，它是在傳統(tǒng)加工基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，是伴隨數(shù)控機(jī)床的產(chǎn)生而逐步發(fā)展起來的一種應(yīng)用技術(shù)。掌握數(shù)控加工的基本過程。 ? 數(shù)控加工經(jīng)歷了半個(gè)多世紀(jì)的發(fā)展，已成為應(yīng)用于當(dāng)代各個(gè)制造領(lǐng)域的先進(jìn)制造技術(shù)的基礎(chǔ)。 ，重復(fù)定位精度為177。 ? (5) 容易實(shí)現(xiàn)操作過程的自動(dòng)化。本節(jié)重點(diǎn)介紹數(shù)控機(jī)床的組成及工作原理，按照不同方式對(duì)數(shù)控機(jī)床的分類以及數(shù)控機(jī)床的主要性能指標(biāo)。 數(shù)控機(jī)床組成及工作原理 ? 2. 數(shù)控系統(tǒng) ? 一般地說，數(shù)控系統(tǒng)由操作面板、輸入輸出接口、數(shù)控裝置、可編程控制器、伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)組成。一般由輸入輸出接口、存儲(chǔ)器、控制器、運(yùn)算器及相應(yīng)的軟件等組成。 ? 在中、高檔數(shù)控機(jī)床中， PLC是 CNC裝置的重要組成部分。 數(shù)控機(jī)床組成及工作原理 ? 通常，單微處理器的 CNC裝置采用內(nèi)裝型 PLC為多，而獨(dú)立型 PLC主要用在多微處理器CNC裝置上。 數(shù)控機(jī)床組成及工作原理 圖 伺服進(jìn)給驅(qū)動(dòng)單元和伺服電機(jī) 數(shù)控機(jī)床組成及工作原理 ? 對(duì)于閉環(huán)控制系統(tǒng)，則還包括工作臺(tái)等機(jī)床運(yùn)動(dòng)部件的位移檢測(cè)裝置。 ? 輔助伺服系統(tǒng)用在各類加工中心或多功能數(shù)控機(jī)床中，用來控制刀庫(kù)、料庫(kù)等輔助系統(tǒng)，一般多采用簡(jiǎn)易的位置控制。為了減小熱變形，數(shù)控機(jī)床常采取以下措施：采用熱對(duì)稱結(jié)構(gòu)及熱平衡措施；對(duì)于發(fā)熱部件 (如主軸箱、靜壓導(dǎo)軌液壓油等 )采取散熱、風(fēng)冷、液冷等控制溫升；對(duì)切削部位采取強(qiáng)冷措施；專門采用熱位移補(bǔ)償，即預(yù)測(cè)熱變形規(guī)律建立數(shù)學(xué)模型存入計(jì)算機(jī)，來進(jìn)行實(shí)時(shí)補(bǔ)償。在此過程中，數(shù)控裝置根據(jù)這些指令信息進(jìn)行運(yùn)算與處理，不斷地發(fā)出各種指令，控制機(jī)床的伺服系統(tǒng)和其他執(zhí)行元件 (如電磁鐵、液壓缸等 )動(dòng)作，自動(dòng)地完成預(yù)定的工作。只能控制工作臺(tái) (或刀具 )從一個(gè)位置 (點(diǎn) )精確地移動(dòng)到另一個(gè)位置 (點(diǎn) )，在移動(dòng)過程中不進(jìn)行加工，各個(gè)運(yùn)動(dòng)軸可以同時(shí)移動(dòng)，也可以依次移動(dòng)。它不僅要控制移動(dòng)部件的起點(diǎn)和終點(diǎn)位置，而且還要控制整個(gè)加工過程中每一點(diǎn)的位置和速度。 ? ③ 半閉環(huán)控制數(shù)控機(jī)床 (如圖 )。 ? 6) 按照可聯(lián)動(dòng) (同時(shí)控制 )軸數(shù)分類 ? 可分為 2軸控制、 、 3軸控制、 4軸控制、 5軸控制等等。 ? ② 重復(fù)定位精度：是指在同一臺(tái)數(shù)控機(jī)床上，應(yīng)用相同程序相同代碼加工一批零件，所得到的連續(xù)結(jié)果的一致程度。世界上最高級(jí)的數(shù)控裝置的聯(lián)動(dòng)軸數(shù)已達(dá)到 24軸，我國(guó)目前達(dá)到的可聯(lián)動(dòng)軸數(shù)為 9軸聯(lián)動(dòng)。 ? (3) 良好的抗振性和熱穩(wěn)定性。 ? (2) 帶傳動(dòng)方式，如圖 (b)所示。靜壓導(dǎo)軌通常在兩個(gè)相對(duì)運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)軌面間通入壓力油，使運(yùn)動(dòng)件浮起。 數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng) ? 2. 滾珠絲杠螺母副傳動(dòng)結(jié)構(gòu) ? (1) 滾珠絲杠螺母副的特點(diǎn) ? ① 摩擦損失小，傳動(dòng)效率高； ? ② 傳動(dòng)靈敏，運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，低速時(shí)無爬行； ? ③ 使用壽命長(zhǎng)； ? ④ 軸向剛度高； ? ⑤ 具有傳動(dòng)的可逆性，不能實(shí)現(xiàn)自鎖； ? ⑥ 制造工藝復(fù)雜，成本高。 ? (2) 轉(zhuǎn)塔式自動(dòng)換刀裝置。優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，換刀的可靠性較高。數(shù)控加工用夾具基本上沿用了傳統(tǒng)加工的裝夾方式，只是在自動(dòng)化水平、精度和速度等方面有所提高。 數(shù)控刀具的分類 ? 1. 從結(jié)構(gòu)上分 ? 整體式、鑲嵌式、特殊型式 (如減震式刀具、內(nèi)冷式刀具等 )。； ? U：尺寸偏差等級(jí) ——U級(jí)； ? M：刀片類型 ——M型 (單面斷屑槽，緊固方式：有圓形中心孔 )； ? 16：刀刃長(zhǎng)度 ——主切削刃尺寸整數(shù)表示，圓刀片用直徑表示； ? 04：刀片厚度 ——； ? 08：刀尖圓弧半徑 ——； ? E：刃口形狀 ——E型； ? R：切削方向 ——右切； ? A2：斷屑槽型與寬度 ——A型，寬度 2mm。 ? (4) 立方氮化硼刀具。機(jī)夾可轉(zhuǎn)位刀具的刀片和刀體都有標(biāo)準(zhǔn)，刀片材料采用硬質(zhì)合金、涂層硬質(zhì)合金以及高速鋼。 ? (4) 銑削刀具，分面銑、立銑、鍵槽銑刀、鼓形銑刀、成形銑刀等刀具。銑刀工作部分常用高速鋼或硬質(zhì)合金材料制造。其優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便、可靠，更換迅速等。數(shù)控車床常采用立式或臥式