数控车工(考证必看)第一章

数控车工(高级）主讲：陈云光第一章概述

了解数控机床的工作原理及其特点；了解数控车床的主要机械结构；了解典型车床所用数控系统；掌握数控车床的编程方法；掌握数控车床初级水平的加工方法。第一章概述第一章概述目录第一节数控机床的特点一、数控机床的工作原理及基本组成二、数控机床的特点第二节数控车床的机械结构一、数控车床的结构特点二、数控车床的主轴部件三、数控车床的进给传动系统四、数控车床的自动换刀机构第三节典型车床数控系统介绍一、FANUC数控系统二、SIEMENS数控系统三、国产系统四、其他系统第四节数控车床的编程一、数控车床G代码应用二、数车的辅助代码应用第五节数控车床初级水平的加工方法一、数控车床的对刀与尺寸检测二、数控车床的安全操作规程上机操作题第一节数控机床的特点（1）输入/输出装置数（2）数控装置

1.数控机床的工作原理2.数控系统的组成图1-1数控装置的组成及其工作过程一、数控机床的工作原理及基本组成第一节数控机床的特点

（3）伺服装置

数控装置与机床本体间的电传动联系环节，也是数控系统的执行部分。包括驱动和执行机构两大部分（4）检测和反馈装置的作用是检测位移和速度，将反馈信号发送到数控装置。数控机床的加工精度主要是由检测反馈装置的精度决定的。可分为数字式与模拟式。第一节数控机床的特点二、数控机床的特点

加工精度高、生产率高、自动化程度高、劳动强度低、柔性强、经济效益好、有利于现代化管理等特点。第二节数控车床的机械结构

数控机床对机床主机部分的结构设计提出了高精度、高刚度、低转动惯量、低摩擦、高谐振频率、适当的阻尼等要求。一、数控车床的结构特点

1）简化机械传动结构。

2）采用“三刚”支承构件。

3）采用效率、刚性和精度等各方面好的传动元件

4）改善劳动条件，提高生产率。5）减小机床热变形二、数控车床的主轴部件

良好的回转精度、结构刚性、抗振性、热稳定性、部件的耐磨性和精度的保持性。有些数控车床，还具有自动夹紧装置、主轴准停装置和切屑清除装置等结构。1．对主轴结构的要求第二节数控车床的机械结构（1）数控机床的常用轴承一般中小型数控机床的主轴部件多数采用滚动轴承；重型数控机床的主轴部件多数采用液体静压轴承；高精度数控机床采用气体静压轴承；有高转速要求的主轴采用磁力轴承或陶瓷滚珠轴承。2．主轴部件的支承（2）主轴常用的几种滚动轴承图1-2主轴常用滚动轴承的结构形式第二节数控车床的机械结构

（3）主轴滚动轴承的预紧两种方法：

1）轴承内圈移动。调整螺母一般采用细牙螺纹,便于微量调整,而且在调好后要能锁紧防松。图1-4滚动轴承的预紧

2）修磨座圈或隔套第二节数控车床的机械结构

图1-6主轴组件3．数控车床的主轴组件

主轴内孔用于通过长的棒料，也可用于通过气动、液压夹紧装置(动力夹盘)。第二节数控车床的机械结构4．数控车床的主轴驱动和主轴调速方式图1-7数控机床主轴驱动的几种配置方式a)齿轮变速b)带传动c)两个电动机分别驱动d)电动机直接驱动e)内装电动机主轴传动结构第二节数控车床的机械结构三、数控车床的进给传动系统2．数控车床对进给传动机构的要求

由于数控机床的进给运动是数字控制的直接对象，被加工工件的最终位置精度和轮廓精度都与进给运动的传动精度、灵敏度和稳定性有关。摩擦阻力小、传动精度和传动刚度高、传动零件的惯量小、系统具有适度阻尼、稳定性好、寿命长、使用维护方便。3．滚珠丝杠副

普通丝杠副采用滑动摩擦，滚珠丝杠副采用滚动摩擦。因此，滚珠丝杠副的传动要比普通丝杠副灵敏且传动效率高。1．进给传动副的作用第二节数控车床的机械结构

（1）滚珠丝杠副的循环方式内循环和外循环图1-8滚珠丝杠副的内循环方式

1—丝杠2—螺母

3—滚珠4—返向器图1-9滚珠丝杠副的外循环方式

1—弯管2—压板3—丝杠

4—滚珠5—螺纹管道第二节数控车床的机械结构

（2）滚珠丝杠螺母副的预紧方法预紧方法的基本原理都是使两个螺母产生轴向位移，以消除它们之间的间隙和施加预紧力。图1-10垫片调整方式这种调整方法具有结构简单可靠、刚性好和装卸方便等优点，但调整较费时间，很难在一次修磨中完成调整。第二节数控车床的机械结构

图1-11所示的结构是利用螺纹来调整实现预紧的结构图1-11螺纹调整式的滚珠丝杠螺母副1、5—螺母2—返向器3—垫圈4—锁紧螺母图1-12齿差式调整间隙结构图1-12所示为双螺母齿差式调整间隙结构

这种调整的方式的结构复杂，但调整方便，通过简单的计算便可获得精确的调整量，可实现定量精密微调，是目前应用较广的一种结构。第二节数控车床的机械结构四、数控车床的自动换刀机构自动换刀装置应当满足换刀时间短，道具重复定位精度高，道具储存量足够，刀库占地面积小及安全可靠等基本要求。1．自动回转刀架的种类图1-13四刀位回转刀架图1-14多刀位回转刀架第二节数控车床的机械结构

四刀位回转刀架是经济型数控车床上普遍使用的刀架，该刀架具有良好的强度和刚度，能承受粗加工时较大的切削抗力，切削过程中刀架位移变形小，每次转位之后具有较高的重复定位精度（一般为0.001～0.005mm）。其换刀过程如下：（1）刀架抬起（2）刀架转位（3）刀架压紧2．典型数控车回转刀架结构及其工作过程第三节典型车床数控系统介绍一、FANUC数控系统二、SIEMENS数控系统三、国产系统

航天数控集团、机电集团、华中数控、蓝天数控国产数控系统的共同特点是编程与操作方便、性价比高、维修简便。国产系统的编程方法和指令格式（包括固定循环）与FANUC等系统基本相同。因此，国产车床数控系统的编成均可按其编程说明书或参照FANUC等系统的规定进行。四、其他系统

日本三菱数控系统和大森数控系统，法国施耐德数控系统，西班牙的法格数控系统和美国的AB数控系统等。第四节数控车床的编程

（1）机床性能的检验机床性能主要包括主轴系统性能，进给系统性能，自动换刀系统、电气装置、安全装置、润滑装置、气液装置及各附属装置等性能。机床性能检查主要是通过“耳闻目睹”和试运转的方式进行。

（2）数控功能的检验数控功能的检测验收包括该机床应具备的主要功能。一、数控车床的外观验收1．开箱检验2．外观检查3．机床性能及数控功能的验证第五节数控车床初级水平的加工方法。

数控机床对电源也没有什么特殊要求，一般都允许波动±10%。1．数控车床使用的环境要求一、数控车床的使用要求2．数控车床使用的电源要求3．数控车床使用时对操作人员要求

数控机床的操作人员必须有较强的责任心，善于合作，技术基础较好，有一定的机加工实践经验，同时要善于动脑，勤于学习，对数控技术有钻研精神。1．数控机床及系统的高度智能化主要体现在哪些方面？2．什么是NC？什么是CNC？3．数控系统主要有哪几部分组成？各有何作用？4．现代数控机床具有哪些特点？5．按运动方式，数控机床可分成哪几类？各有何特点？6．按控制方式，数控机床可分成哪几类？各有何特点？7．数控机床的结构有哪些特点？8．数控车床的主轴驱动和主轴调速方式有哪些？9．数控机床对进给传动件有哪些要求？10．滚珠丝杠螺母副的预紧方式有哪些？如何进行预紧？11．四刀