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第二节数控车床的功能、组成及分类
日期：2010年06月02 来源：沈阳机床（集团） 关键字：数控车床
第二节数控车床的功能、组成及分类
数控车床又称为cNc(comFater Numerical contl01)车床，即用计算机数字控制的车床，也是目前使用较为广泛的数控机床之一。数控车床是将编制好的加工程序输入到数控系统中由数控系统通过并、z坐标轴伺服电动机去控制车床进给运动部件的动作顺序、移动量和进给速度，再配以主轴的转速和转向，便能加工出各种形状不同的轴类或盘类回转体零件。普通卧式车床是靠手工操作机床来完成各种切削加工的，数控车床从原理上讲与普通车床基本相同，但由于它增加了数字控制功能，加工过程中自动化程度高，与普通车床相比具有更强的通用性和灵活性以及更高的加工效率和加工精度。
数控车床的功能及特点
车削加工一般是通过工件旋转和刀具进给完成切削过程的。其主要加工对象是回转体零件，加工内容包括车外圆、车端面、切断和车槽、钻中心}L、钻孔、车孔、铰孔、锪孔、车螺纹、车圆锥面、车成形面、滚花和攻螺纹等。由于数控车床能自动完成内外圆柱面、圆锥面、圆弧面、端面、螺纹等工序的切削加工，所以，特别适合加工形状复杂的轴类或盘类零件。
数控车床具有加工灵活、通用性强、能适应产品品种和规格频繁变化的特点，能够满足新产品的开发和多品种、小批量、生产自动化的要求，因此，被广泛应用于机械制造业，例如汽车制造厂、发动机制造厂等。
数控车床的结构、布局和特点
1．数控车床的结构
数控车床也是由主轴箱、刀架、进给传动系统、床身、液压系统、冷却系统、润滑系统等部分组成的，只是数控车床的进给系统与卧式车床的进给系统在结构上存在着本质上的差别，典型数控车床的机械结构组成。卧式车床主轴的运动经过挂轮架、进给箱、溜板箱传刀架，实现纵向和横向进给运动。而数控车床是采用伺服电动机，经滚珠丝杠传到滑板和刀架，实现z向(纵向)和x向(横向)进给运动。数控车床也有加工各种螺纹的功能，主轴旋转与刀架移动间的运动关系通过数控系统来控制。数控车床主轴箱内安装有脉冲编码器，主轴的运动通过同步齿形带l l地传到脉冲编码器。当主轴旋转时，脉冲编码器便发出检测脉冲信号给数控系统．使主轴电动机的旋转与刀架的切削进给保持加工螺纹所需的运动关系，即实现加工螺纹时主轴转一转．刀架z向移动工件一个导程。
2．数控车床的布局
数控车床的主轴、尾座等部件相对床身的布局形式与卧式车床基本一致，而刀架和导轨的布局形式发生了根本的变化，这是因为刀架和导轨的布局形式直接影响数控车床的使用性能及机床的结构和外观。另外，数控车床都设有封闭的防护装置。
(1)床身和导轨的布局。数控车床床身导轨与水平面的相对位置，共有4种布局形式。水平床身的工艺性好，便于导轨面的加工。水平床身配上水平配置的刀架可提高刀架的运动速度，一般可用于大型数控车床或小型精密数控车床的布局。但是，水平床身下部空问小，导致排屑困难。从结构尺寸上看．刀架水平放置使得滑板横向尺寸较长，从而加大了机床宽度方向的结构尺寸。
水平床身配上倾斜放置的滑板并配置倾斜式导轨防护罩的布局形式，一方面，有水平床工艺性好的特点；另一方面，机床宽度方向的尺寸较水平配置滑板的要小，且排屑方便。
水平床身配上倾斜放置的滑板和斜床身配置斜滑板的布局形式被中小型数控车床所普遍采用。这是由于此两种布局形式排屑容易，切屑不会堆积在导轨上，也便于安装自动排屑器；操作方便，易于安装机械手，以实现单机自动化；机床占地面积小，外形简洁、美观，容易实现封闭式防护。
斜床身导轨倾斜的角度可为300、45。、60。、75。和90。(称为立式床身)等几种。倾斜角度小，排屑不便；倾斜角度大，导轨的导向性差，受力情况也差。导轨倾斜角度的大小还会直接影响机床外形尺寸高度与宽度的比例。综合考虑上面的诸因素，中小规格的数控车床其床身的倾斜度以60。为宜。
(2)刀架的布局。数控车床的刀架是机床的重要组成部分，刀架是用于夹持切削刀具的，因此．其结构直接影响机床的切削性能和切削效率，在一定程度上，刀架结构和性能体现了数控车床的设计与制造水平。随着数控车床的不断发展，刀架结构形式不断创新．但总体来说大致可以分为两大类，即排刀式刀架和转塔式刀架。有的车削中心还采用带刀库的自动换刀装置。
排刀式刀架一般用于小型数控车床，各种刀具排列并夹持在可移动的滑板上，换刀时可实现自动定位。
转塔式刀架也称刀塔或刀台，有立式和卧式两种结构形式。具有多刀位自动定位装置，通过转塔头的旋转、分度和定位来实现机床的自动换刀动作。转塔式刀架应分度准确、定位可靠、重复定位精度高、转位速度快、夹紧刚性好，以保证数控车床的高精度和高效率。有的转塔式刀架不仅可以实现自动定位，还可以传递动力。目前，两坐标联动车床多采用12工位的转塔式刀架，也有采用6工位、8工位、10工位转塔式刀架的。转塔式刀架在机床上的布局有两种形式：一种是用于加工盘类零件的转塔式刀架，其回转轴垂直于主轴；另一种是用于加工轴类和盘类零件的转塔式刀架，其回转轴平行于主轴。
四坐标控制的数控车床的床身上安装有两个独立的滑板和转塔式刀架，故称为双刀架四坐标数控车床。其中，每个刀架的切削进给量是分别控制的，因此，两刀架可以同时切削同一工件的不同部位，既扩大了加工范围，又提高了加工效率。四坐标数控车床结构复杂，且需要配置专门的数控系统，实现对两个独立刀架的控制，适合加工曲轴、飞机零件等形状复杂、批量较大的零件。
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