第五章傳統(tǒng)制造技術(shù)1匯總

1、第五章第五章 傳統(tǒng)制造技術(shù)傳統(tǒng)制造技術(shù)v傳統(tǒng)制造技術(shù)通常指?jìng)鹘y(tǒng)制造技術(shù)通常指切削切削和和磨削磨削加工技術(shù)。加工技術(shù)。 這兩種加工方法是機(jī)械制造應(yīng)用最多、這兩種加工方法是機(jī)械制造應(yīng)用最多、最廣、最為主要的金屬切削加工方法（占最廣、最為主要的金屬切削加工方法（占機(jī)械制造的機(jī)械制造的30%-40%）。）。第一節(jié)第一節(jié) 切削加工切削加工1第二節(jié)第二節(jié) 通用機(jī)床通用機(jī)床2第三節(jié)第三節(jié) 專用機(jī)床專用機(jī)床3第四節(jié)第四節(jié) 數(shù)控機(jī)床數(shù)控機(jī)床4第五節(jié)第五節(jié) 加工中心加工中心5第六節(jié)第六節(jié) 柔性制造系統(tǒng)柔性制造系統(tǒng)6第一節(jié)第一節(jié) 切削加工切削加工v切削加工是用切削工具，把坯料或工件切削加工是用切削工具，把坯料或工件

2、上多余的材料層切去，使工件獲得規(guī)定上多余的材料層切去，使工件獲得規(guī)定的幾何形狀、尺寸和表面質(zhì)量的加工方的幾何形狀、尺寸和表面質(zhì)量的加工方法。法。 . 一、切削加工的概念一、切削加工的概念切削加工基本條件切削刀具切削刀具 具有鋒利的刃口，材質(zhì)堅(jiān)硬、耐磨；其切削方式由其結(jié)構(gòu)和機(jī)床運(yùn)動(dòng)形式?jīng)Q定。被加工零件被加工零件 通常由基本的幾何表面組成切削運(yùn)動(dòng)切削運(yùn)動(dòng) 是指在金屬切削機(jī)床上切削工件時(shí)，刀具與工件之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。刀具刀具工件工件切削切削運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)第一節(jié)第一節(jié) 切削加工切削加工第一節(jié)第一節(jié) 切削加工切削加工第一節(jié)第一節(jié) 切削加工切削加工v用刃形和刃數(shù)都用刃形和刃數(shù)都固定固定的刀具進(jìn)行切削的方的刀具進(jìn)行

3、切削的方法有車削、鉆削、鏜削、銑削、刨削、法有車削、鉆削、鏜削、銑削、刨削、拉拉削削、鋸切等。、鋸切等。 v用刃形和刃數(shù)都用刃形和刃數(shù)都不固定不固定的磨具或磨料進(jìn)行的磨具或磨料進(jìn)行切削的方法有磨削、研磨、切削的方法有磨削、研磨、珩磨珩磨和拋光等。和拋光等。. 拉削拉削v用拉刀在拉力作用下作用拉刀在拉力作用下作軸向運(yùn)動(dòng)，加工工件內(nèi)、軸向運(yùn)動(dòng)，加工工件內(nèi)、外表面的方法外表面的方法 珩磨珩磨v用鑲嵌在珩磨頭上的油石對(duì)用鑲嵌在珩磨頭上的油石對(duì)工件表面施加一定壓力，珩磨工件表面施加一定壓力，珩磨工具或工件同時(shí)作相對(duì)旋轉(zhuǎn)和工具或工件同時(shí)作相對(duì)旋轉(zhuǎn)和軸向直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)，切除工件軸向直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)，切除工件上極小

4、余量的精加工方法。上極小余量的精加工方法。 第一節(jié)第一節(jié) 切削加工切削加工v切削加工的歷史可追溯到原始人創(chuàng)造石劈、切削加工的歷史可追溯到原始人創(chuàng)造石劈、骨鉆等勞動(dòng)工具的舊石器時(shí)代。骨鉆等勞動(dòng)工具的舊石器時(shí)代。v商代中期使用研磨法加工銅鏡。商代中期使用研磨法加工銅鏡。v西漢時(shí)期，使用加沙研磨西漢時(shí)期，使用加沙研磨“金縷玉衣金縷玉衣”。. 二、切削加工的歷史二、切削加工的歷史第一節(jié)第一節(jié) 切削加工切削加工. 第一節(jié)第一節(jié) 切削加工切削加工v17世紀(jì)中葉，中國(guó)開始用畜力代替人力驅(qū)世紀(jì)中葉，中國(guó)開始用畜力代替人力驅(qū) 動(dòng)刀具進(jìn)行切削加工。動(dòng)刀具進(jìn)行切削加工。v18世紀(jì)后半期使用蒸汽作為切削加工動(dòng)力。世紀(jì)

5、后半期使用蒸汽作為切削加工動(dòng)力。v19世紀(jì)世紀(jì)70年代使用電力作為切削加工動(dòng)力。年代使用電力作為切削加工動(dòng)力。. 第一節(jié)第一節(jié) 切削加工切削加工v1.按工藝特征分類按工藝特征分類 工藝特征取決于工藝特征取決于切削工具的結(jié)構(gòu)切削工具的結(jié)構(gòu)及及切削切削工具與工件的相對(duì)運(yùn)動(dòng)形式工具與工件的相對(duì)運(yùn)動(dòng)形式。 常分為車削、銑削、鉆削、鏜削、絞削、常分為車削、銑削、鉆削、鏜削、絞削、刨削、插削、拉削、鋸切、研磨、珩磨刨削、插削、拉削、鋸切、研磨、珩磨 、超精加工、拋光、齒輪加工、蝸輪加工、超精加工、拋光、齒輪加工、蝸輪加工、螺紋加工、人工刮削等。螺紋加工、人工刮削等。. 三、切削加工的分類三、切削加工的分類

6、第一節(jié)第一節(jié) 切削加工切削加工v2.按材料切除率和加工精度分類按材料切除率和加工精度分類 常分為粗加工、半精加工、精加工、精常分為粗加工、半精加工、精加工、精整加工、修飾加工、超精密加工等整加工、修飾加工、超精密加工等. v3.按表面形成方法分類按表面形成方法分類 常分為刀尖軌跡法、成形刀具法、展成常分為刀尖軌跡法、成形刀具法、展成法。法。. 第一節(jié)第一節(jié) 切削加工切削加工v切削加工質(zhì)量主要指工件的切削加工質(zhì)量主要指工件的加工精度加工精度和和表表面質(zhì)量面質(zhì)量。包括表面粗糙度、殘留應(yīng)力和表。包括表面粗糙度、殘留應(yīng)力和表面硬化。面硬化。v影響切削加工質(zhì)量的主要因素有：機(jī)床、影響切削加工質(zhì)量的主要因

7、素有：機(jī)床、刀具、夾具、工件毛坯、工藝方法、加工刀具、夾具、工件毛坯、工藝方法、加工環(huán)境等。環(huán)境等。. 四、切削加工質(zhì)量四、切削加工質(zhì)量第一節(jié)第一節(jié) 切削加工切削加工v 非金屬材料有木材、塑料、橡膠、大理石等。非金屬材料有木材、塑料、橡膠、大理石等。v 非金屬材料的加工方法因其材料各異。非金屬材料的加工方法因其材料各異。. 五、非金屬材料的切削加工五、非金屬材料的切削加工v 木材：主要在各種木工機(jī)床上加工。加工方法有木材：主要在各種木工機(jī)床上加工。加工方法有：鋸切、鋸切、刨削、車削、銑削、鉆削。刨削、車削、銑削、鉆削。v 玻璃：切割、鉆孔、玻璃：切割、鉆孔、研磨研磨、拋光等、拋光等v 大理石：

8、切割、大理石：切割、車削車削、鉆孔、刨削、研磨、鉆孔、刨削、研磨、 拋光等拋光等v 塑料：切削、鉆孔、磨削等塑料：切削、鉆孔、磨削等. 第一節(jié)第一節(jié) 切削加工切削加工v機(jī)床是對(duì)金屬（或其它材料）的坯料（或工件）機(jī)床是對(duì)金屬（或其它材料）的坯料（或工件）進(jìn)行加工（包括成形加工、切削加工或特種加進(jìn)行加工（包括成形加工、切削加工或特種加工），使之獲得所要求的幾何形狀、尺寸精度工），使之獲得所要求的幾何形狀、尺寸精度和表面質(zhì)量的機(jī)器，是機(jī)械制造裝備的一個(gè)分和表面質(zhì)量的機(jī)器，是機(jī)械制造裝備的一個(gè)分支。支。六、切削加工所用的機(jī)器六、切削加工所用的機(jī)器-機(jī)床機(jī)床第一節(jié)第一節(jié) 切削加工切削加工v1.機(jī)床的起源

9、與發(fā)展機(jī)床的起源與發(fā)展. 第一節(jié)第一節(jié) 切削加工切削加工v 1.機(jī)床的起源與發(fā)展機(jī)床的起源與發(fā)展. 第一節(jié)第一節(jié) 切削加工切削加工v2.機(jī)床的分類機(jī)床的分類 按按加工方式或加工對(duì)象加工方式或加工對(duì)象分為車床、鉆床、分為車床、鉆床、鏜床、磨床、齒輪加工機(jī)床、螺紋加工機(jī)鏜床、磨床、齒輪加工機(jī)床、螺紋加工機(jī)床、銑床、刨床、拉床、特種加工機(jī)床、床、銑床、刨床、拉床、特種加工機(jī)床、鋸床等鋸床等 按按工件大小和機(jī)床重量工件大小和機(jī)床重量可分為儀表機(jī)床、可分為儀表機(jī)床、中小型機(jī)床、大型機(jī)床、重型機(jī)床和超重中小型機(jī)床、大型機(jī)床、重型機(jī)床和超重型機(jī)床型機(jī)床. 第一節(jié)第一節(jié) 切削加工切削加工v2.機(jī)床的分類機(jī)床的

10、分類 按按加工精度加工精度可分為普通精度機(jī)床、精密可分為普通精度機(jī)床、精密機(jī)床和超精度機(jī)床機(jī)床和超精度機(jī)床 按按自動(dòng)化程度自動(dòng)化程度可分為手動(dòng)操作機(jī)床、半可分為手動(dòng)操作機(jī)床、半自動(dòng)機(jī)床和自動(dòng)機(jī)床自動(dòng)機(jī)床和自動(dòng)機(jī)床 按按機(jī)床的自動(dòng)控制方式機(jī)床的自動(dòng)控制方式分為仿形機(jī)床、分為仿形機(jī)床、程序控制機(jī)床、數(shù)字控制機(jī)床、適應(yīng)控制程序控制機(jī)床、數(shù)字控制機(jī)床、適應(yīng)控制機(jī)床、加工中心和柔性制造系統(tǒng)機(jī)床、加工中心和柔性制造系統(tǒng). 第一節(jié)第一節(jié) 切削加工切削加工v3.機(jī)床的構(gòu)造機(jī)床的構(gòu)造 機(jī)床由動(dòng)力系統(tǒng)、傳動(dòng)系統(tǒng)、操縱控制機(jī)床由動(dòng)力系統(tǒng)、傳動(dòng)系統(tǒng)、操縱控制系統(tǒng)、執(zhí)行末端件、支承部件。系統(tǒng)、執(zhí)行末端件、支承部件。 對(duì)

11、于切削機(jī)床還包括刀具系統(tǒng)或儲(chǔ)存對(duì)于切削機(jī)床還包括刀具系統(tǒng)或儲(chǔ)存刀具的部件、潤(rùn)滑系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、機(jī)床刀具的部件、潤(rùn)滑系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、機(jī)床附屬裝置。附屬裝置。. 第一節(jié)第一節(jié) 切削加工切削加工v4.機(jī)床技術(shù)水平的發(fā)展趨勢(shì)機(jī)床技術(shù)水平的發(fā)展趨勢(shì) 對(duì)于復(fù)雜零件、難加工零件加工工藝的對(duì)于復(fù)雜零件、難加工零件加工工藝的創(chuàng)新，及開放式數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展、新穎刀創(chuàng)新，及開放式數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展、新穎刀具技術(shù)的革新，在確保精度的基礎(chǔ)上，機(jī)具技術(shù)的革新，在確保精度的基礎(chǔ)上，機(jī)床向著復(fù)合化方向發(fā)展。床向著復(fù)合化方向發(fā)展。. 第二節(jié)第二節(jié) 通用機(jī)床通用機(jī)床v車床能對(duì)軸、盤、環(huán)等多種類型工件進(jìn)行車床能對(duì)軸、盤、環(huán)等多種類型工件

12、進(jìn)行多種工序的加工，常用于加工工件的內(nèi)外多種工序的加工，常用于加工工件的內(nèi)外回轉(zhuǎn)表面、端面和各種內(nèi)外螺紋回轉(zhuǎn)表面、端面和各種內(nèi)外螺紋.v 采用相應(yīng)的刀具和附件，還可進(jìn)行鉆孔、采用相應(yīng)的刀具和附件，還可進(jìn)行鉆孔、擴(kuò)孔、攻絲和滾花等，是機(jī)械制造和修配擴(kuò)孔、攻絲和滾花等，是機(jī)械制造和修配工廠中使用最廣的一類機(jī)床。工廠中使用最廣的一類機(jī)床。. 一、車床一、車床第二節(jié)第二節(jié) 通用機(jī)床通用機(jī)床v1.車床的產(chǎn)生與發(fā)展車床的產(chǎn)生與發(fā)展v1845年美國(guó)的菲奇發(fā)明了轉(zhuǎn)塔車床年美國(guó)的菲奇發(fā)明了轉(zhuǎn)塔車床v1848年又出現(xiàn)回輪車床年又出現(xiàn)回輪車床v1873年美國(guó)的斯潘塞制成單軸自動(dòng)車床年美國(guó)的斯潘塞制成單軸自動(dòng)車床v2

13、0世紀(jì)初出現(xiàn)電機(jī)帶動(dòng)有齒輪變速箱的車床世紀(jì)初出現(xiàn)電機(jī)帶動(dòng)有齒輪變速箱的車床v20世紀(jì)世紀(jì)60年代起數(shù)控車床年代起數(shù)控車床第二節(jié)第二節(jié) 通用機(jī)床通用機(jī)床v2.車床的分類車床的分類 （1）普通車床）普通車床 （2）轉(zhuǎn)塔車床和回轉(zhuǎn)車床）轉(zhuǎn)塔車床和回轉(zhuǎn)車床 （3）多刀半自動(dòng)車床）多刀半自動(dòng)車床 （4）仿形車床）仿形車床 （5）立式車床）立式車床普通車床普通車床轉(zhuǎn)塔車床轉(zhuǎn)塔車床立式車床立式車床仿形車床仿形車床3.車床的總布局主電機(jī)及變速機(jī)構(gòu)掛輪箱床頭箱進(jìn)給箱卡盤中心架溜板箱尾架絲桿光桿第二節(jié)第二節(jié) 通用機(jī)床通用機(jī)床v銑床是用銑刀對(duì)工件進(jìn)行銑削加工的機(jī)床。銑床是用銑刀對(duì)工件進(jìn)行銑削加工的機(jī)床。 銑床可以加

14、工平面、溝槽、輪齒、螺紋銑床可以加工平面、溝槽、輪齒、螺紋和花鍵軸及比較復(fù)雜的型面，效率較刨床和花鍵軸及比較復(fù)雜的型面，效率較刨床高，在機(jī)械制造和修理部門得到廣泛應(yīng)用。高，在機(jī)械制造和修理部門得到廣泛應(yīng)用。. 二、二、銑床銑床第二節(jié)第二節(jié) 通用機(jī)床通用機(jī)床v1.銑床的發(fā)展歷史銑床的發(fā)展歷史v1818年美國(guó)惠特尼創(chuàng)制臥式銑床年美國(guó)惠特尼創(chuàng)制臥式銑床v1862年美國(guó)布朗創(chuàng)制萬(wàn)能銑床（銑螺旋槽）年美國(guó)布朗創(chuàng)制萬(wàn)能銑床（銑螺旋槽）v1884年龍門銑床年龍門銑床v20世紀(jì)世紀(jì)20年代半自動(dòng)銑床年代半自動(dòng)銑床v20世紀(jì)世紀(jì)70年代數(shù)控銑床年代數(shù)控銑床第二節(jié)第二節(jié) 通用機(jī)床通用機(jī)床v2.銑床的分類銑床的分類

15、v通常按布局形式和使用范圍分為：升降臺(tái)銑通常按布局形式和使用范圍分為：升降臺(tái)銑床、龍門銑床、單柱銑床、單臂銑床、仿形床、龍門銑床、單柱銑床、單臂銑床、仿形銑床、工具銑床等銑床、工具銑床等升降臺(tái)銑床升降臺(tái)銑床主軸箱主軸箱主軸主軸橫溜板橫溜板工作臺(tái)工作臺(tái)升降臺(tái)升降臺(tái)底座底座銑床的基本結(jié)構(gòu)銑床的基本結(jié)構(gòu)龍門銑床龍門銑床第二節(jié)第二節(jié) 通用機(jī)床通用機(jī)床v刨床是用刨刀對(duì)工件進(jìn)行刨削加工的機(jī)床。刨床是用刨刀對(duì)工件進(jìn)行刨削加工的機(jī)床。 刨床主要用于加工平面和溝槽。其主運(yùn)刨床主要用于加工平面和溝槽。其主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)都是直線運(yùn)動(dòng)。動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)都是直線運(yùn)動(dòng)。 主要分為龍門刨和牛頭刨。主要分為龍門刨和牛頭刨。. 三

16、、刨床三、刨床牛頭刨床牛頭刨床:刨刀的直線往刨刀的直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)是主運(yùn)動(dòng)，工件復(fù)運(yùn)動(dòng)是主運(yùn)動(dòng)，工件在刨刀返回行程將結(jié)束在刨刀返回行程將結(jié)束時(shí)作橫向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。時(shí)作橫向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。牛頭刨床主要用于加工牛頭刨床主要用于加工中小型零件中小型零件龍門刨床龍門刨床:工作臺(tái)往復(fù)運(yùn)動(dòng)，橫梁上工作臺(tái)往復(fù)運(yùn)動(dòng)，橫梁上的刀架可以水平或垂直運(yùn)動(dòng)的刀架可以水平或垂直運(yùn)動(dòng)龍門刨床主要用于加工大型零件龍門刨床主要用于加工大型零件牛頭刨床牛頭刨床龍門刨床龍門刨床第二節(jié)第二節(jié) 通用機(jī)床通用機(jī)床v鉆床是加工孔的機(jī)床。鉆床是加工孔的機(jī)床。 加工時(shí)工件固定在工作臺(tái)上不動(dòng)，刀具加工時(shí)工件固定在工作臺(tái)上不動(dòng)，刀具在旋轉(zhuǎn)主運(yùn)動(dòng)的同時(shí)，還沿其軸

17、線移動(dòng)，在旋轉(zhuǎn)主運(yùn)動(dòng)的同時(shí)，還沿其軸線移動(dòng)，完成進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。完成進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。 在鉆床上，可進(jìn)行鉆孔、擴(kuò)孔、鉸孔、在鉆床上，可進(jìn)行鉆孔、擴(kuò)孔、鉸孔、锪孔、攻絲、锪端面等锪孔、攻絲、锪端面等. 四、鉆床四、鉆床第三節(jié)第三節(jié) 專用機(jī)床專用機(jī)床v鉆床可分為：立式鉆床、臺(tái)式鉆床、鉆床可分為：立式鉆床、臺(tái)式鉆床、搖臂搖臂鉆床鉆床和其它專門化鉆床和其它專門化鉆床. 第二節(jié)第二節(jié) 通用機(jī)床通用機(jī)床第三節(jié)第三節(jié) 專用機(jī)床專用機(jī)床v專用機(jī)床是專門為了某一種零件的某一道專用機(jī)床是專門為了某一種零件的某一道特定工序?qū)ｉT設(shè)計(jì)的機(jī)床。特定工序?qū)ｉT設(shè)計(jì)的機(jī)床。v工藝范圍較窄，通常適用于大批量生產(chǎn)。工藝范圍較窄，通常適用于大批量

18、生產(chǎn)。. 第三節(jié)第三節(jié) 專用機(jī)床專用機(jī)床v組合機(jī)床組合機(jī)床是根據(jù)零件的加工要求，以標(biāo)準(zhǔn)是根據(jù)零件的加工要求，以標(biāo)準(zhǔn)化的通用部件為基礎(chǔ)，配以少量按工件特化的通用部件為基礎(chǔ)，配以少量按工件特定形狀和加工工藝設(shè)計(jì)的專用部件和夾具，定形狀和加工工藝設(shè)計(jì)的專用部件和夾具，組成的半自動(dòng)或自動(dòng)高效專用機(jī)床。組成的半自動(dòng)或自動(dòng)高效專用機(jī)床。. 一、組合機(jī)床的工藝范圍和特點(diǎn)一、組合機(jī)床的工藝范圍和特點(diǎn)第三節(jié)第三節(jié) 專用機(jī)床專用機(jī)床v組合機(jī)床的工藝范圍：銑平面、車平面、組合機(jī)床的工藝范圍：銑平面、車平面、锪平面、鉆孔、擴(kuò)孔、鉸孔、鏜孔、倒角锪平面、鉆孔、擴(kuò)孔、鉸孔、鏜孔、倒角切槽、攻螺紋等切槽、攻螺紋等v適合加工

19、箱體類及盤類零件。適合加工箱體類及盤類零件。. 第三節(jié)第三節(jié) 專用機(jī)床專用機(jī)床v組合機(jī)床的特點(diǎn)：組合機(jī)床的特點(diǎn)： （1）設(shè)計(jì)、制造周期短，便于使用維修，）設(shè)計(jì)、制造周期短，便于使用維修，成本低成本低 （2）加工效率高）加工效率高 （3）加工精度穩(wěn)定）加工精度穩(wěn)定 （4）自動(dòng)化程度高，勞動(dòng)強(qiáng)度低）自動(dòng)化程度高，勞動(dòng)強(qiáng)度低 （5）配置靈活）配置靈活. v1.組成組成 組合機(jī)床一般由側(cè)底座、立柱底座、立柱、動(dòng)組合機(jī)床一般由側(cè)底座、立柱底座、立柱、動(dòng)力箱、滑臺(tái)及中間底座等通用部件及多軸箱、夾力箱、滑臺(tái)及中間底座等通用部件及多軸箱、夾具等主要專用部件組成。具等主要專用部件組成。第三節(jié)第三節(jié) 專用機(jī)床專用

20、機(jī)床發(fā)電機(jī)主軸機(jī)床發(fā)電機(jī)主軸機(jī)床第三節(jié)第三節(jié) 專用機(jī)床專用機(jī)床v2.配置形式配置形式 可分為單工位組合機(jī)床和多工位組合機(jī)床?？煞譃閱喂の唤M合機(jī)床和多工位組合機(jī)床。 單工位組合機(jī)床單工位組合機(jī)床：加工時(shí)工件安裝在機(jī)床的固定夾：加工時(shí)工件安裝在機(jī)床的固定夾具里不動(dòng)，由動(dòng)力部件移動(dòng)完成各種加工。具里不動(dòng)，由動(dòng)力部件移動(dòng)完成各種加工。 多工位組合機(jī)床多工位組合機(jī)床有有2個(gè)或個(gè)或2個(gè)以上的加工工位。個(gè)以上的加工工位。. 第四節(jié)第四節(jié) 數(shù)控機(jī)床數(shù)控機(jī)床v 數(shù)控技術(shù)的基本概念數(shù)控技術(shù)的基本概念數(shù)字控制數(shù)字控制：是一種借助數(shù)字化信息（數(shù)字、符號(hào)）是一種借助數(shù)字化信息（數(shù)字、符號(hào)）對(duì)某一工作過(guò)程（如加工、測(cè)量、

21、裝配等）發(fā)出指對(duì)某一工作過(guò)程（如加工、測(cè)量、裝配等）發(fā)出指令并實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制的技術(shù)。令并實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制的技術(shù)。數(shù)控系統(tǒng)數(shù)控系統(tǒng)：采用數(shù)字控制技術(shù)的自動(dòng)控制系統(tǒng)。采用數(shù)字控制技術(shù)的自動(dòng)控制系統(tǒng)。數(shù)控機(jī)床數(shù)控機(jī)床：采用數(shù)字控制技術(shù)對(duì)機(jī)床的加工過(guò)程進(jìn)采用數(shù)字控制技術(shù)對(duì)機(jī)床的加工過(guò)程進(jìn)行自動(dòng)控制的一類機(jī)床。是一種裝有程序控制系統(tǒng)行自動(dòng)控制的一類機(jī)床。是一種裝有程序控制系統(tǒng)（數(shù)控系統(tǒng)）的高效自動(dòng)化機(jī)床。（數(shù)控系統(tǒng)）的高效自動(dòng)化機(jī)床。 第四節(jié)第四節(jié) 數(shù)控機(jī)床數(shù)控機(jī)床第四節(jié)第四節(jié) 數(shù)控機(jī)床數(shù)控機(jī)床v一、數(shù)控機(jī)床的發(fā)展歷史一、數(shù)控機(jī)床的發(fā)展歷史 1947年，美國(guó)年，美國(guó)Parson公司生產(chǎn)直升機(jī)機(jī)翼檢公司生產(chǎn)直升

22、機(jī)機(jī)翼檢查樣板時(shí)，提出使用穿孔卡片控制機(jī)床。查樣板時(shí)，提出使用穿孔卡片控制機(jī)床。 得到軍費(fèi)支持后，開始研究以脈沖方式控制機(jī)得到軍費(fèi)支持后，開始研究以脈沖方式控制機(jī)床各軸運(yùn)動(dòng)，可加工復(fù)雜輪廓。床各軸運(yùn)動(dòng)，可加工復(fù)雜輪廓。 1952年研制出了能進(jìn)行年研制出了能進(jìn)行3軸控制的銑床樣機(jī)。軸控制的銑床樣機(jī)。第四節(jié)第四節(jié) 數(shù)控機(jī)床數(shù)控機(jī)床v采用電子管元件，體積大，造價(jià)高，只用于少數(shù)采用電子管元件，體積大，造價(jià)高，只用于少數(shù)行業(yè)。行業(yè)。v 1959年，制成晶體管元件及印刷電路板，使數(shù)年，制成晶體管元件及印刷電路板，使數(shù)控機(jī)床體積縮小，成本降低?？貦C(jī)床體積縮小，成本降低。v1960年，點(diǎn)位控制數(shù)控鉆床和直線控

23、制數(shù)控銑年，點(diǎn)位控制數(shù)控鉆床和直線控制數(shù)控銑床得到較快發(fā)展。床得到較快發(fā)展。v目前，數(shù)控技術(shù)已應(yīng)用到各種加工機(jī)床中。目前，數(shù)控技術(shù)已應(yīng)用到各種加工機(jī)床中。第五代：微處理器數(shù)控第五代：微處理器數(shù)控(1974(1974年年) )第四代：小型機(jī)數(shù)控第四代：小型機(jī)數(shù)控(1967(1967年年) )第三代：集成電路式第三代：集成電路式(1965(1965年年) )第二代：晶體管分立元件式第二代：晶體管分立元件式(1959(1959年年) )第一代：電子管、繼電器式第一代：電子管、繼電器式(1952(1952年）年） 硬、軟件數(shù)控硬、軟件數(shù)控軟件數(shù)控軟件數(shù)控硬件數(shù)控硬件數(shù)控 數(shù)控系統(tǒng)的產(chǎn)生和發(fā)展數(shù)控系統(tǒng)的

24、產(chǎn)生和發(fā)展 目前知名數(shù)控系統(tǒng)目前知名數(shù)控系統(tǒng) 日本日本FANUCFANUC德國(guó)西門子德國(guó)西門子SIEMENS SIEMENS 日本三菱日本三菱MITSUBISHI MITSUBISHI 日本山崎馬扎克日本山崎馬扎克(MAZAK) (MAZAK) 西班牙發(fā)格西班牙發(fā)格(FAGOR) (FAGOR) 華中數(shù)控系統(tǒng)華中數(shù)控系統(tǒng) 廣州數(shù)控系統(tǒng)廣州數(shù)控系統(tǒng) 國(guó)內(nèi)知名：國(guó)內(nèi)知名： 第四節(jié)第四節(jié) 數(shù)控機(jī)床數(shù)控機(jī)床第四節(jié)第四節(jié) 數(shù)控機(jī)床數(shù)控機(jī)床v二、二、數(shù)控機(jī)床數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)的特點(diǎn) 1.加工精度高，具有穩(wěn)定的加工質(zhì)量；加工精度高，具有穩(wěn)定的加工質(zhì)量； 2.可進(jìn)行多坐標(biāo)的聯(lián)動(dòng)，能加工形狀復(fù)雜的零件；可進(jìn)行多坐標(biāo)

25、的聯(lián)動(dòng)，能加工形狀復(fù)雜的零件； 3.加工零件改變時(shí)，一般只需要更改數(shù)控程序，可加工零件改變時(shí)，一般只需要更改數(shù)控程序，可節(jié)省生產(chǎn)準(zhǔn)備時(shí)間；節(jié)省生產(chǎn)準(zhǔn)備時(shí)間； 4.機(jī)床本身的精度高、剛性大，可選擇有利的加工機(jī)床本身的精度高、剛性大，可選擇有利的加工用量，生產(chǎn)率高（一般為普通機(jī)床的用量，生產(chǎn)率高（一般為普通機(jī)床的35倍）；倍）； 5.機(jī)床自動(dòng)化程度高，可以減輕勞動(dòng)強(qiáng)度；機(jī)床自動(dòng)化程度高，可以減輕勞動(dòng)強(qiáng)度； 6.對(duì)操作人員的素質(zhì)要求較高，對(duì)維修人員的技術(shù)對(duì)操作人員的素質(zhì)要求較高，對(duì)維修人員的技術(shù)要求更高。要求更高。 第四節(jié)第四節(jié) 數(shù)控機(jī)床數(shù)控機(jī)床v三、數(shù)控機(jī)床的構(gòu)成三、數(shù)控機(jī)床的構(gòu)成 主要由機(jī)床主體

26、、數(shù)控裝置、伺服驅(qū)動(dòng)裝置、主要由機(jī)床主體、數(shù)控裝置、伺服驅(qū)動(dòng)裝置、輔助裝置構(gòu)成。輔助裝置構(gòu)成。數(shù)控機(jī)床的工作過(guò)程 數(shù)控機(jī)床仍采用刀具和磨具對(duì)材料進(jìn)行切削加工，這點(diǎn)數(shù)控機(jī)床仍采用刀具和磨具對(duì)材料進(jìn)行切削加工，這點(diǎn)在本質(zhì)上和普通機(jī)床并無(wú)區(qū)別。但在如何控制切削運(yùn)動(dòng)等方在本質(zhì)上和普通機(jī)床并無(wú)區(qū)別。但在如何控制切削運(yùn)動(dòng)等方面則與傳統(tǒng)切削加工存在本質(zhì)上的差別，如下圖。面則與傳統(tǒng)切削加工存在本質(zhì)上的差別，如下圖。零件圖零件圖編制工藝卡編制工藝卡工人操作機(jī)床工人操作機(jī)床編制程序編制程序零件圖零件圖鍵盤輸入鍵盤輸入加工運(yùn)動(dòng)加工運(yùn)動(dòng)數(shù)控裝置數(shù)控裝置伺服裝置伺服裝置加工運(yùn)動(dòng)加工運(yùn)動(dòng)檢測(cè)檢測(cè)(a)普通機(jī)床加工普通機(jī)床

27、加工(b)數(shù)控機(jī)床加工數(shù)控機(jī)床加工信息反饋信息反饋第四節(jié)第四節(jié) 數(shù)控機(jī)床數(shù)控機(jī)床v四、數(shù)控加工的基本原理四、數(shù)控加工的基本原理 一般情況下，用戶程序給出軌跡的起點(diǎn)和終一般情況下，用戶程序給出軌跡的起點(diǎn)和終點(diǎn)以及軌跡的類型，并規(guī)定其走向，由數(shù)控系統(tǒng)點(diǎn)以及軌跡的類型，并規(guī)定其走向，由數(shù)控系統(tǒng)在控制過(guò)程中計(jì)算出軌跡運(yùn)動(dòng)的各個(gè)中間點(diǎn)，這在控制過(guò)程中計(jì)算出軌跡運(yùn)動(dòng)的各個(gè)中間點(diǎn)，這個(gè)過(guò)程稱為個(gè)過(guò)程稱為插補(bǔ)插補(bǔ)，即，即“插入插入”、“補(bǔ)上補(bǔ)上”軌跡運(yùn)軌跡運(yùn)動(dòng)的各個(gè)中間點(diǎn)。動(dòng)的各個(gè)中間點(diǎn)。第五節(jié)第五節(jié) 加工中心加工中心第五節(jié)第五節(jié) 加工中心加工中心v一、加工中心的特點(diǎn)和分類一、加工中心的特點(diǎn)和分類1.特點(diǎn)特點(diǎn)

28、 加工中心是數(shù)控機(jī)床的一種，通常指具有加工中心是數(shù)控機(jī)床的一種，通常指具有刀刀庫(kù)庫(kù)和和自動(dòng)換刀功能自動(dòng)換刀功能的數(shù)控銑床。的數(shù)控銑床。 工件在加工中心上一次裝夾之后，數(shù)控系統(tǒng)工件在加工中心上一次裝夾之后，數(shù)控系統(tǒng)能控制機(jī)床按不同工序，自動(dòng)選擇和更換刀具，能控制機(jī)床按不同工序，自動(dòng)選擇和更換刀具，自動(dòng)改變機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速、進(jìn)給量和刀具相對(duì)工件自動(dòng)改變機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速、進(jìn)給量和刀具相對(duì)工件的運(yùn)動(dòng)軌跡及其它輔助機(jī)能，依次完成工件幾個(gè)的運(yùn)動(dòng)軌跡及其它輔助機(jī)能，依次完成工件幾個(gè)面上多工序的加工。面上多工序的加工。第五節(jié)第五節(jié) 加工中心加工中心v可連續(xù)完成鉆、鏜、銑、鉸、攻絲等多種工序，可連續(xù)完成鉆、鏜、銑、鉸、

29、攻絲等多種工序，因而大大減少了工件裝夾時(shí)間、測(cè)量和機(jī)床調(diào)整因而大大減少了工件裝夾時(shí)間、測(cè)量和機(jī)床調(diào)整等輔助工序時(shí)間，對(duì)加工形狀比較復(fù)雜，精度要等輔助工序時(shí)間，對(duì)加工形狀比較復(fù)雜，精度要求較高，品種更換頻繁的零件具有良好的經(jīng)濟(jì)效求較高，品種更換頻繁的零件具有良好的經(jīng)濟(jì)效果。果。 第五節(jié)第五節(jié) 加工中心加工中心v2.加工中心發(fā)展加工中心發(fā)展v20世紀(jì)世紀(jì)40年代末，美國(guó)開始研究數(shù)控機(jī)床，年代末，美國(guó)開始研究數(shù)控機(jī)床，1952年，美國(guó)麻省理工學(xué)院年，美國(guó)麻省理工學(xué)院(mit)伺服機(jī)構(gòu)實(shí)伺服機(jī)構(gòu)實(shí)驗(yàn)室成功研制出第一臺(tái)數(shù)控銑床，并于驗(yàn)室成功研制出第一臺(tái)數(shù)控銑床，并于1957年年投入使用。投入使用。v第一

30、臺(tái)加工中心是第一臺(tái)加工中心是1958年年由美國(guó)卡尼由美國(guó)卡尼-特雷克公特雷克公司首先研制成功的。它在數(shù)控臥式鏜銑床的基礎(chǔ)司首先研制成功的。它在數(shù)控臥式鏜銑床的基礎(chǔ)上增加了上增加了自動(dòng)換刀裝置自動(dòng)換刀裝置，從而實(shí)現(xiàn)了工件一次裝，從而實(shí)現(xiàn)了工件一次裝夾后即可進(jìn)行銑削、鉆削、鏜削、鉸削和攻絲等夾后即可進(jìn)行銑削、鉆削、鏜削、鉸削和攻絲等多種工序的集中加工。這是制造技術(shù)發(fā)展過(guò)程中多種工序的集中加工。這是制造技術(shù)發(fā)展過(guò)程中的一個(gè)重大突破，標(biāo)志著制造領(lǐng)域中數(shù)控加工時(shí)的一個(gè)重大突破，標(biāo)志著制造領(lǐng)域中數(shù)控加工時(shí)代的開始。代的開始。第五節(jié)第五節(jié) 加工中心加工中心v二十世紀(jì)二十世紀(jì)70年代以來(lái)，加工中心得到迅速發(fā)展

31、，年代以來(lái)，加工中心得到迅速發(fā)展，出現(xiàn)了可換主軸箱加工中心，它備有多個(gè)可以自出現(xiàn)了可換主軸箱加工中心，它備有多個(gè)可以自動(dòng)更換的裝有刀具的多軸主軸箱，能對(duì)工件同時(shí)動(dòng)更換的裝有刀具的多軸主軸箱，能對(duì)工件同時(shí)進(jìn)行多孔加工。進(jìn)行多孔加工。v我國(guó)于我國(guó)于1958年開始研制數(shù)控機(jī)床，成功試制出年開始研制數(shù)控機(jī)床，成功試制出配有子管數(shù)控系統(tǒng)的數(shù)控床，配有子管數(shù)控系統(tǒng)的數(shù)控床，1965年開始批量年開始批量生產(chǎn)配有晶體管數(shù)控系統(tǒng)的三坐標(biāo)數(shù)控銑床。經(jīng)生產(chǎn)配有晶體管數(shù)控系統(tǒng)的三坐標(biāo)數(shù)控銑床。經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展，目前的數(shù)控機(jī)床已實(shí)現(xiàn)了計(jì)算過(guò)幾十年的發(fā)展，目前的數(shù)控機(jī)床已實(shí)現(xiàn)了計(jì)算機(jī)控制并在工業(yè)界得到廣泛應(yīng)用，在模具制造

32、行機(jī)控制并在工業(yè)界得到廣泛應(yīng)用，在模具制造行業(yè)的應(yīng)用尤為普及。業(yè)的應(yīng)用尤為普及。 90年代初可以制造加工中年代初可以制造加工中心。心。 第五節(jié)第五節(jié) 加工中心加工中心v3.加工中心分類加工中心分類 按主軸的布置方式分為按主軸的布置方式分為:立式、臥式。立式、臥式。 臥式加工中心一般有分度轉(zhuǎn)臺(tái)，可加工工件臥式加工中心一般有分度轉(zhuǎn)臺(tái)，可加工工件的各個(gè)側(cè)面，也可做多個(gè)坐標(biāo)的聯(lián)合運(yùn)動(dòng)。的各個(gè)側(cè)面，也可做多個(gè)坐標(biāo)的聯(lián)合運(yùn)動(dòng)。 立式加工中心一般不帶轉(zhuǎn)臺(tái)，僅做頂面加工。立式加工中心一般不帶轉(zhuǎn)臺(tái)，僅做頂面加工。4.加工中心的組成 v 基礎(chǔ)部件：基礎(chǔ)部件： 基礎(chǔ)部件是加工中心基礎(chǔ)部件是加工中心的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，它主要

33、由床的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，它主要由床身、工作臺(tái)、立柱三大部身、工作臺(tái)、立柱三大部分組成；分組成； （一般為鑄鐵）（一般為鑄鐵）v 主軸部件：主軸部件： 主軸部件由主軸箱、主軸主軸部件由主軸箱、主軸電機(jī)、主軸和主軸軸承等零電機(jī)、主軸和主軸軸承等零部件組成，主軸是加工中心部件組成，主軸是加工中心切削加工的功率輸入部件，切削加工的功率輸入部件，它的起動(dòng)、停止、變速、換它的起動(dòng)、停止、變速、換向等都由數(shù)控系統(tǒng)控制。主向等都由數(shù)控系統(tǒng)控制。主軸的旋轉(zhuǎn)精度和定位精度是軸的旋轉(zhuǎn)精度和定位精度是影響加工精度的重要因素。影響加工精度的重要因素。 v 數(shù)控系統(tǒng)：數(shù)控系統(tǒng)： 數(shù)控系統(tǒng)由數(shù)控系統(tǒng)由CNCCNC裝裝置、可編程序控

34、制器置、可編程序控制器、伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)等組、伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)等組成。成。v 自動(dòng)換刀系統(tǒng)：自動(dòng)換刀系統(tǒng)： 由刀庫(kù)和換刀裝置由刀庫(kù)和換刀裝置組成。工件在一次裝組成。工件在一次裝夾后，可連續(xù)完成對(duì)夾后，可連續(xù)完成對(duì)工件表面自動(dòng)進(jìn)行鉆工件表面自動(dòng)進(jìn)行鉆孔、擴(kuò)孔、鉸孔、鏜孔、擴(kuò)孔、鉸孔、鏜孔、攻螺紋、銑削等孔、攻螺紋、銑削等多工步的加工。多工步的加工。 v 輔助裝置：輔助裝置： 潤(rùn)滑、冷卻、潤(rùn)滑、冷卻、排屑、液壓、氣動(dòng)排屑、液壓、氣動(dòng)等等 第五節(jié)第五節(jié) 加工中心加工中心v二、車削中心二、車削中心v車削中心車削中心是在數(shù)控車床的基礎(chǔ)上，配置刀庫(kù)和機(jī)是在數(shù)控車床的基礎(chǔ)上，配置刀庫(kù)和機(jī)械手，使之可選擇使用的刀具數(shù)

35、量大大增加。械手，使之可選擇使用的刀具數(shù)量大大增加。v車削中心主要以車削為主，還可以進(jìn)行銑、鉆、車削中心主要以車削為主，還可以進(jìn)行銑、鉆、擴(kuò)、鉸、攻螺紋等加工。其加工對(duì)象主要有：復(fù)擴(kuò)、鉸、攻螺紋等加工。其加工對(duì)象主要有：復(fù)雜零件的錐面、復(fù)雜曲線為母線的回轉(zhuǎn)體。在車雜零件的錐面、復(fù)雜曲線為母線的回轉(zhuǎn)體。在車削中心上還能進(jìn)行鉆徑向孔、銑鍵槽、銑凸輪槽削中心上還能進(jìn)行鉆徑向孔、銑鍵槽、銑凸輪槽和螺旋槽、錐螺紋和變螺距螺紋等加工。和螺旋槽、錐螺紋和變螺距螺紋等加工。第五節(jié)第五節(jié) 加工中心加工中心v車削中心一般還具有以下兩種先進(jìn)功能。車削中心一般還具有以下兩種先進(jìn)功能。 1)動(dòng)力刀具功能動(dòng)力刀具功能。即

36、刀架上某些刀位或所有的刀。即刀架上某些刀位或所有的刀位可以使用回轉(zhuǎn)刀具位可以使用回轉(zhuǎn)刀具(如銑刀、鉆頭如銑刀、鉆頭)通過(guò)刀架內(nèi)通過(guò)刀架內(nèi)的動(dòng)力使這些刀具回轉(zhuǎn)。的動(dòng)力使這些刀具回轉(zhuǎn)。 2)c 軸位置控制功能軸位置控制功能。即可實(shí)現(xiàn)主軸周向的任意。即可實(shí)現(xiàn)主軸周向的任意位置控制。實(shí)現(xiàn)位置控制。實(shí)現(xiàn)XC、ZC聯(lián)動(dòng)。另外，有些聯(lián)動(dòng)。另外，有些車削中心還具有車削中心還具有Y 軸功能。軸功能。 車削中心車削中心第五節(jié)第五節(jié) 加工中心加工中心v三、鉆削中心三、鉆削中心 可進(jìn)行鉆孔、擴(kuò)孔、鉸孔、攻絲及連續(xù)輪廓可進(jìn)行鉆孔、擴(kuò)孔、鉸孔、攻絲及連續(xù)輪廓控制銑削的數(shù)控機(jī)床?？刂沏娤鞯臄?shù)控機(jī)床。 主要用于航空航天、汽車

37、機(jī)車、儀器儀表、主要用于航空航天、汽車機(jī)車、儀器儀表、輕工紡織、電子電器和機(jī)械制造等行業(yè)的中小型輕工紡織、電子電器和機(jī)械制造等行業(yè)的中小型箱體、蓋、板殼，盤等零件的加工。箱體、蓋、板殼，盤等零件的加工。鉆削中心鉆削中心第六節(jié)第六節(jié) 柔性制造系統(tǒng)柔性制造系統(tǒng)v一、柔性制造系統(tǒng)的基本概念一、柔性制造系統(tǒng)的基本概念 在成組技術(shù)的基礎(chǔ)上，以多臺(tái)在成組技術(shù)的基礎(chǔ)上，以多臺(tái)(種種)數(shù)控機(jī)床數(shù)控機(jī)床或數(shù)組柔性制造單元為核心，通過(guò)自動(dòng)化物流系或數(shù)組柔性制造單元為核心，通過(guò)自動(dòng)化物流系統(tǒng)將其聯(lián)接，統(tǒng)一由主控計(jì)算機(jī)和相關(guān)軟件進(jìn)行統(tǒng)將其聯(lián)接，統(tǒng)一由主控計(jì)算機(jī)和相關(guān)軟件進(jìn)行控制和管理，組成多品種變批量和混流方式生產(chǎn)控

38、制和管理，組成多品種變批量和混流方式生產(chǎn)的自動(dòng)化制造系統(tǒng)。的自動(dòng)化制造系統(tǒng)。 v二、二、FMS的發(fā)展歷史的發(fā)展歷史v1967年，英國(guó)莫林斯公司首次根據(jù)年，英國(guó)莫林斯公司首次根據(jù)威廉森威廉森提出提出的的FMS基本概念，研制了基本概念，研制了“系統(tǒng)系統(tǒng)24”。其主要。其主要設(shè)備是六臺(tái)模塊化結(jié)構(gòu)的多工序數(shù)控機(jī)床，目標(biāo)設(shè)備是六臺(tái)模塊化結(jié)構(gòu)的多工序數(shù)控機(jī)床，目標(biāo)是在無(wú)人看管條件下，實(shí)現(xiàn)晝夜是在無(wú)人看管條件下，實(shí)現(xiàn)晝夜24小時(shí)連續(xù)加工，小時(shí)連續(xù)加工，但最終由于經(jīng)濟(jì)和技術(shù)上的困難而未全部建成但最終由于經(jīng)濟(jì)和技術(shù)上的困難而未全部建成 。第六節(jié)第六節(jié) 柔性制造系統(tǒng)柔性制造系統(tǒng)v1967年，美國(guó)的懷特年，美國(guó)的懷特森斯特蘭公司建成森斯特蘭公司建成Omniline I系統(tǒng)，它由八臺(tái)加工中心和兩臺(tái)系統(tǒng)，它由八臺(tái)加工中心和兩臺(tái)多多軸鉆床軸鉆床組成，工件被裝在托盤上的夾具中，按固組成，工件被裝在托盤上的夾具中，按固定順序以一定節(jié)拍在各機(jī)床間傳送和進(jìn)行加工。定順序以一定節(jié)拍在各機(jī)床間傳送和進(jìn)行加工。這種柔性自動(dòng)化設(shè)備適于少品種、大批量