【正文】 軸 夾緊狀態(tài)時，蝶形彈簧通過拉桿及夾頭，拉住刀柄的尾部，使刀具錐柄和主軸錐孔緊密配合；松刀時，通過氣缸活塞推動拉桿，壓縮蝶形彈簧，使夾頭松開，夾頭與刀柄上的拉釘脫離，即可拔出刀具，進(jìn)行新、舊刀具的交換，新刀裝入后，氣缸活塞后移，新刀具又被蝶形彈簧拉緊。如果主軸錐孔中落入了切屑、灰塵或其它污物，在拉緊刀桿時，錐孔表面和刀桿的錐柄就會被劃傷，甚至?xí)沟稐U發(fā)生偏斜，破壞刀桿的正確定位，影響零件的加工精度，甚至?xí)沽慵顖髲U。用于臥式銑床，表面以眾多分布的螺紋孔安裝工件。數(shù)控銑床使用的刀具通過刀柄與主軸相連，刀柄通過拉釘和主軸內(nèi)的拉刀裝置固定在主軸上，由刀柄夾持傳遞速度、扭矩，如圖 45 所示。其中， BT 表示采用日本標(biāo)準(zhǔn) MAS403 的刀柄，其后數(shù)字為相應(yīng)的 ISO 錐度號：如 50 和 40 分別代表大端直徑 和 的 7 ∶ 42 錐度。 采用液壓夾緊，可提供較大夾緊力。 （ 5 ）按所夾持的刀具分 ①圓柱銑刀刀柄 用于各種尺寸孔的鏜削加工，有單刃、雙刃以及重切削等類型。使用這種刀柄要求機(jī)床具有相應(yīng)的中心冷卻功能。 常用刀柄使用方法 ②球頭銑刀 刀具選擇的原則及步驟： ①根據(jù)加工表面特點及尺寸選擇刀具類型； ②根據(jù)工件材料及加工要求選擇刀片材料及尺寸； ③根據(jù)加工條件選取刀柄。 ③安裝面清潔、完好程度 利用此功能，可方便地采用三軸聯(lián)動銑削螺旋線、螺紋及孔，如圖 414 所示。在直線插補(bǔ)中，加工程序里有太大量的 G01 ，精度要求越高，此情形越明顯，以致出現(xiàn)計算趕不上進(jìn)給而使機(jī)床經(jīng)常等待的“爬行”現(xiàn)象，當(dāng)曲面變化越大、計算越復(fù)雜、精度要求越高、進(jìn)給速度要求越快時，越易出現(xiàn)該情形，而采用 NURBS 插補(bǔ)則不會出現(xiàn)上述問題，可實現(xiàn)高速加工。這種先進(jìn)的定位裝夾方法適應(yīng)了高精度、高效率加工的需要，正得到日益廣泛的應(yīng)用。加工中心通常具有多個進(jìn)給軸（三軸以上），甚至多個主軸，聯(lián)動的軸數(shù)也較多，如三軸聯(lián)動、五軸聯(lián)動、七軸聯(lián)動等，因此能夠自動完成多個平面和多個角度位置的加工，實現(xiàn)復(fù)雜零件的高精度加工。加工中心可復(fù)合車削功能、磨削功能等，如圓工作臺可驅(qū)動工件高速旋轉(zhuǎn)，刀具只做主運(yùn)動不進(jìn)給，完成類似車削加工，這使加工中心有更廣泛的加工范圍。 立式加工中心裝夾工件方便，便于操作，易于觀察加工情況，但加工時切屑不易排除，且受立柱高度和換刀裝置的限制，不能加工太高的零件。加工中心適用于復(fù)雜、工序多、精度要求高、需用多種類型普通機(jī)床和繁多刀具、工裝，經(jīng)過多次裝夾和調(diào)整才能完成加工的具有適當(dāng)批量的零件。在航空航天、汽車、船舶、國防等領(lǐng)域的產(chǎn)品中，復(fù)雜曲面類占有較大的比重，如葉輪、螺旋槳、各種曲面成型模具等。如果工件存在加工干涉區(qū)或加工盲區(qū)，就必須考慮采用四坐標(biāo)或五坐標(biāo)聯(lián)動的機(jī)床。 與立式加工中心相比，臥式加工中心的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，占地面積大，價格也較高。 二、臥式加工中心 高投入 加工中心帶有刀庫和自動換刀裝置，在加工前將需要的刀具先裝入刀庫，在加工時能夠通過程序控制自動更換刀具。 模塊五 加工中心 四、自動對刀 必須按規(guī)定的順序、步驟、方法進(jìn)行，如扳手的垂直度或傾斜度，用力大小，操作順序等。因此，在安裝刀片時需注意如下問題： ①刀片本身精度 形狀類似于端銑刀，不同的是，刀具的每個刀齒均有一個較大圓角半徑，從而使其具備類似球頭銑刀的切削能力，同時又可加大刀具直徑以提高生產(chǎn)率，并改善切削性能（中間部分不需刀刃），刀片依然可采用機(jī)夾類。 四、旋轉(zhuǎn)刀具 刀具種類 、 90 176。 ④角度刀柄 （ 6 ）其他刀柄 ①增速刀柄 用于夾持莫氏錐度刀桿的鉆頭、鉸刀等，帶有扁尾槽及裝卸槽 。 （ 4 ）按允許轉(zhuǎn)速分 ①低速刀柄 采用 ER 型卡簧，適用于夾持 16mm 以下直徑的銑刀進(jìn)行銑削加工；若采用 KM 型卡簧，則稱為強(qiáng)力夾頭刀柄，可以提供較大夾緊力，適用于夾持 16mm 以上直徑的銑刀進(jìn)行強(qiáng)力銑削。（ 2 ）按刀柄與主軸連接方式分 ①一面約束 如圖 47 所示，這種刀柄直接夾住刀具，剛性好，但需針對不同的刀具分別配備，其規(guī)格、品種繁多，給管理和生產(chǎn)帶來不便。刀柄與主軸孔的配合錐面一般采用 7 ∶ 24 的錐度，這種錐柄不自鎖，換刀方便，與直柄相比有較高的定心精度和剛度。 二、數(shù)控銑削刀具系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn) 方形回轉(zhuǎn)工作臺 如圖 4 4 所示，數(shù)控銑床的進(jìn)給傳動裝置多采用伺服電機(jī)直接帶動滾珠絲杠旋轉(zhuǎn)，在電動機(jī)軸和滾珠絲杠之間用錐環(huán)無鍵連接或高精度十字聯(lián)軸器結(jié)構(gòu)，以獲得較高的傳動精度，具體進(jìn)給傳動部件可參見模塊 二相關(guān)內(nèi)容。 三、端面鍵 機(jī)床基礎(chǔ)件 通常是指底座、立柱、橫梁等，它是整個機(jī)床的基礎(chǔ)和框架。如 圖 4 1 所示，加工面與水平面的夾角呈連續(xù)變化的零件稱為變斜角類零件，以飛機(jī)零部件常見。自診斷是數(shù)控系統(tǒng)在運(yùn)轉(zhuǎn)中的自我診斷，它是數(shù)控系統(tǒng)的一項重要功能，對數(shù)控機(jī)床的維修具有重要的作用。該功能使機(jī)床在刀具改變運(yùn)動方向時自動調(diào)整進(jìn)給速度，保持正常而良好的加工狀態(tài)，避免造成刀具變形、工件表面受損、加工過程速度不穩(wěn)等情形。 固定循環(huán) 二、按數(shù)控系統(tǒng)的功能分類 經(jīng)濟(jì)型數(shù)控銑床 臥式數(shù)控銑床的主軸軸線與工作臺面平行，主要用來加工箱體類零件。 主軸無級變速且變速范圍寬 程序編制后的加工模擬，可通仿真軟件實現(xiàn)，也可通過機(jī)床實現(xiàn)，這里是指機(jī)床所自帶的模擬功能。 液壓動力卡盤用于夾持加工零件，它主要由固定在主軸后端的液壓缸和固定在主軸前端的卡盤兩部分組成，其夾緊力的大小通過調(diào)整液壓系統(tǒng)的壓力進(jìn)行控制 , 具有結(jié)構(gòu)緊湊、動作靈敏、能夠?qū)崿F(xiàn)較大夾緊力的特點。數(shù)控車床的刀架分為轉(zhuǎn)塔式和排刀式刀架兩大類。 主軸的后支承為圓錐孔雙列圓柱滾子軸承 14 ，軸 承間隙由螺母 1 和 6 來調(diào)整。、60176。水平床身配上傾斜放置的滑板和斜床身配置斜滑板布局形式被中、小型數(shù)控車床所普遍采用。數(shù)控車床主要用于軸類或盤類零件的內(nèi)、外圓柱面、任意角度的內(nèi)外圓錐面、復(fù)雜回轉(zhuǎn)內(nèi)外曲面和圓柱、圓錐螺紋等的切削加工，并能進(jìn)行切槽、鉆孔、擴(kuò)孔、鉸孔及鏜孔等，特別適合加工形狀復(fù)雜的零件。 圓弧插補(bǔ)功能 這是較高檔次的數(shù)控車床，具有刀尖圓弧半徑自動補(bǔ)償、恒線速、倒角、固定循環(huán)、螺紋切削、圖形顯示、用戶宏程序等功能，加工能力強(qiáng)， 適宜加工精度高、形狀復(fù)雜、工序多、循環(huán)周期長、品種多變的單件或中小批量零件的加工。 主軸轉(zhuǎn)速高，工件裝夾安全可靠。 為不斷提高刀具切削性能，數(shù)控刀具中，越來越多地采用涂層硬質(zhì)合金，涂層材料及涂層技術(shù)的迅猛發(fā)展，為數(shù)控刀具的性能提高提供了良好的條件。 二、對床身的要求 盤式刀庫 刀具呈環(huán)行排列，空間利用率低，容量不大但結(jié)構(gòu)簡單。 五、刀庫 一、自動換刀裝置的作用 增量式測量是指只測位移增量，由系統(tǒng)所發(fā)脈沖量累計計算位移。滾動導(dǎo)軌是在導(dǎo)軌面之間放置滾珠、滾柱或滾針等滾動體，使導(dǎo)軌面之間為滾動摩擦而不是滑動擦擦。導(dǎo)軌是進(jìn)給傳動系統(tǒng)的重要環(huán)節(jié)，是機(jī)床基本結(jié)構(gòu)的要素之一，它在很大程度上決定數(shù)控機(jī)床的剛度、精度與精度保持性。為 了擴(kuò)大數(shù)控機(jī)床的工藝范圍，數(shù)控機(jī)床除了沿 X、 Y、 Z 三個坐標(biāo)軸作直線進(jìn)給外，往往還需要有繞 Y 或 Z 軸的圓周進(jìn)給運(yùn)動。 直線電機(jī)伺服進(jìn)給系統(tǒng) 三、進(jìn)給傳動系統(tǒng)種類 步進(jìn)伺服電機(jī)伺服進(jìn)給系統(tǒng)潤滑與冷卻該方式處理好散熱、潤滑非常關(guān)鍵，一般應(yīng)用于高速機(jī)床。有足夠的功率和扭矩 四、常見數(shù)控系統(tǒng) （ 3 ）可靠性 數(shù)控系統(tǒng)的工作應(yīng)有高的可靠性，使其長時期連續(xù)工作而不出現(xiàn)故障。有些CNC裝置中還有刀具加工軌跡的靜態(tài)和動態(tài)圖形顯示。 插補(bǔ) 目前在比較好的CNC裝置中，刀具補(bǔ)償?shù)墓ぜ€包括程序段之間的自動轉(zhuǎn)接和過切削判別，這就是所謂的C刀具補(bǔ)償。不論系統(tǒng)工作在MDI方式還是存儲器方式，都是將零件程序以一個程序段為單位進(jìn)行處理，把其中的各種零件輪廓信息(如起點、終點、直線或圓弧等)、加工速度信息(F 代碼)和其他輔助信息(M、S、T代碼等)按照一定的語法規(guī)則解釋成計算機(jī)能夠識別的數(shù)據(jù)形式，并以一定的數(shù)據(jù)格式存放在指定的內(nèi)存專用單元。X 軸——裝夾平面內(nèi)的水平向； 綜上，對數(shù)控機(jī)床布局特點的了解是合理選用機(jī)床、操作機(jī)床的必備基礎(chǔ)。 不同布局有不同的機(jī)床結(jié)構(gòu)性能其中， （ a ）適應(yīng)較輕工件，（ b ）適應(yīng)較大尺寸工件，（ c ）適應(yīng)較重工件，（ d ）適應(yīng)更重更大工件。 有良好的低速運(yùn)動性能 數(shù)控機(jī)床的主體，包括床身、主軸、進(jìn)給傳動機(jī)構(gòu)等機(jī)械部件。數(shù)控裝置是數(shù)控機(jī)床的核心與主導(dǎo)，完成所有加工數(shù)據(jù)的處理、計算工作，最終實現(xiàn)數(shù)控機(jī)床各功能的指揮工作。數(shù)控機(jī)床一般由輸入、輸出裝置、數(shù)控裝置、可編程控制器、伺服系統(tǒng)、檢測反饋裝置和機(jī)床主機(jī)等組成，如圖 21 所示。這些機(jī)床一般都采用矢量控制的變頻驅(qū)動電主軸(電機(jī)與主軸一體化)，主軸徑向跳動小于2μm ，軸向竄動小于1μm 。智能化是21世紀(jì)制造技術(shù)發(fā)展的一個大方向。機(jī)床向高速化方向發(fā)展，不但可大幅度提高加工效率、降低加工成本，而且還可提高零件的表面加工質(zhì)量和精度。 三軸聯(lián)動 閉環(huán)控制系統(tǒng)的定位精度高于半閉環(huán)控制，但結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，調(diào)試維修的難度較大，常用于高精度和大型數(shù)控機(jī)床。采用這類控制的有數(shù)控銑床、數(shù)控車床、數(shù)控磨床和加工中心等。如圖 12 所示，點位直線控制是指數(shù)控系統(tǒng)除控制直線軌跡的起點和終點的準(zhǔn)確定位外，還要控制在這兩點之間以指定的進(jìn)給速度進(jìn)行直線切削。 加工中心 二、數(shù)控機(jī)床的適用范圍機(jī)床自動化程度高，操作人員勞動強(qiáng)度大大降低，工作環(huán)境較好。實現(xiàn)計算機(jī)控制，排除人為誤差，零件的加工一致性好，質(zhì)量穩(wěn)定可靠。 由于樣板形狀復(fù)雜多樣，精度要求高，一般加工設(shè)備難以適應(yīng)，于是提出采用數(shù)字脈沖控制機(jī)床的設(shè)想。1974年，研制成功使用微處理器和半導(dǎo)體存貯器的微型計算機(jī)數(shù)控裝置（簡稱 MNC），這是第五代數(shù)控系統(tǒng)。它是一種高效能自動或半自動機(jī)床，與普通機(jī)床相比，具有以下明顯特點： 適合于復(fù)雜異形零件的加工高生產(chǎn)率數(shù)控機(jī)床是典型的機(jī)電一體化產(chǎn)品，技術(shù)含量高，對維修人員的技術(shù)要求很高。普通數(shù)控機(jī)床在自動化程度上還不夠完善，刀具的更換與零件的裝夾仍需人工來完成。為了使刀具按規(guī)定的軌跡加工工件的曲線輪廓，數(shù)控裝置具有插補(bǔ)運(yùn)算的功能，使刀具的運(yùn)動軌跡以最小的誤差逼近規(guī)定的輪廓曲線，并協(xié)調(diào)各坐標(biāo)方向的運(yùn)動速度，以便在切削過程中始終保持規(guī)定的進(jìn)給速度。 閉環(huán)控制系統(tǒng) 兩軸半聯(lián)動加工可以實現(xiàn)分層加工。通常三軸機(jī)床可以實現(xiàn)二軸、二軸半、三軸加工；五軸機(jī)床也可以只用到三軸聯(lián)動加工，而其他兩軸不聯(lián)動。我國數(shù)控機(jī)床總量供給能力不凡，產(chǎn)品品種無重要缺門空白，數(shù)控機(jī)床進(jìn)入成熟期，但與先進(jìn)國家相比尚有3050年的差距，機(jī)床數(shù)控化率10% ，數(shù)控機(jī)床應(yīng)用水平較低。 二、多功能 四、高精度 1～ ，甚至更高；超精密加工精度進(jìn)入納米級() ，～ 微米，加工表面粗糙度Ra=。 檢測反饋裝置 機(jī)床的調(diào)整主要包括刀具命名、調(diào)入刀庫、工件安裝、對刀、測量刀位、機(jī)床各部位狀態(tài)等多項工作內(nèi)容。 與普通機(jī)床相比，其靜剛度、動剛度應(yīng)提高 50% 以上。為確保加工精度，在數(shù)控機(jī)床結(jié)構(gòu)布局設(shè)計中可考慮盡量采用對稱結(jié)構(gòu)（如對稱立柱等），進(jìn)行強(qiáng)制冷卻（如采用空冷機(jī)），使排屑通道對稱布置等措施。 如圖 27 所示均為數(shù)控銑床，但四種布局方案適應(yīng)的工件重量、尺寸卻不同。其中，（ a ）主軸立式布置，上下運(yùn)動，對工件頂面進(jìn)行加工；（ b ）主軸臥式布置，加工工作臺上分度工作臺的配合，可加工工件多個側(cè)面；（ c ）在（ b ）基礎(chǔ)上再增加一個數(shù)控轉(zhuǎn)臺，可完成工件上更多內(nèi)容的加工。 二、數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系確定依據(jù) 順序：先 Z 軸，再 X 軸，最后 Y 軸。 數(shù)控系統(tǒng)的作用 通常CNC裝置的零件程序以零件輪廓軌跡編程，刀具補(bǔ)償作用是把零件輪廓軌跡轉(zhuǎn)換成刀具中心軌跡。在有些CNC裝置中，對于機(jī)床允許的最低速度和最高速度的限制、軟件的自動加減速等也在這里處理。 位置控制 CNC裝置的顯示主要為操作者提供方便，通常用于零件程序的顯示、參數(shù)顯示、刀具位置顯示、機(jī)床狀態(tài)顯示、報警顯示等。 （ 2 ）穩(wěn)定性 數(shù)控系統(tǒng)應(yīng)有穩(wěn)定的工作過程，使數(shù)據(jù)處理、運(yùn)算正確無誤，從而保證數(shù)控加工正常而高精度。數(shù)控系統(tǒng)的性能評價指標(biāo)是指數(shù)控系統(tǒng)的主要參數(shù)、功能指標(biāo)及關(guān)鍵部件的功能水平等方面，可參見表 22 。可增加數(shù)控機(jī)床加工適應(yīng)性，便于選擇合理切削速度使切削過程始終處于最佳狀態(tài)。 三、主傳動系統(tǒng)的變速方式 采用變速齒輪傳動亦稱一體化主軸、電主軸，由主軸電機(jī)直接驅(qū)動，電機(jī)、主軸合二為一，主軸為電機(jī)的轉(zhuǎn)子， 如圖 2 18 所示 。自動夾緊一般由液壓或氣壓裝置予以實現(xiàn)；而切屑清除則是通過設(shè)于主軸孔內(nèi)的壓縮空氣噴嘴來實現(xiàn)，其孔眼分布及其角度是影響清除效果的關(guān)鍵。為保證數(shù)控機(jī)床高的加工精度，要求其進(jìn)給傳動系統(tǒng)有高的傳動精度、高的靈敏度（響應(yīng)速度快）、工作穩(wěn)定、有高的構(gòu)件剛度及使用壽命、小的摩擦及運(yùn)動慣量，并能清除傳動間隙。應(yīng)用