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1、第一章数数控机床床概述数控技术术是综合合应用计计算机、自自动控制制、自动动检测及及精密机机械等高高新技术术的产物物，它已已开始在在各个领领域普及及，并且且它所带带来的巨巨大效益益已引起起了世界界各国科科技与工工业届的的普遍重重视。20世纪纪40年代以以来，汽汽车、飞飞机和导导弹制造造工业发发展迅速速，原来来的加工工设备已已无法承承担加工工航空工工业需要要的复杂杂型面零零件。数数控技术术是为了了解决复复杂型面面零件加加工的自自动化而而产生的的。19448年，美国国帕森斯斯（Parrsonns）公司司在研制制加工直直升机叶叶片轮廓廓检验用用样板的的机床时时，首先先提出了了应用电电子计算算机控制制机
2、床加加工样板板曲线的的设想。后后来与美美国空军军签订合合同，帕帕森斯（Parrsonns）公司司与麻省省理工学学院（MIT）伺服服机构研研究所合合作进行行研制成成功。19552年试制制成功第第一台三三坐标立立式数控控铣床。后后来，又又经过改改进并开开展自动动编程技技术的研研究，于于19555年进入入实验阶阶段，这这对加工工复杂曲曲面和促促进美国国飞机制制造业的的发展起起了重要要作用。19588年我国国开始研研制数控控机床，19775年研制制出第一一台加工工中心。目目前，在在数控技技术领域域，我国国同先进进国家之之间还存存在不小小的差距距，但这这种差距距正在缩缩小。数数控技术术的应用用也从机机床
3、控制制拓展到到其他控控制设备备，如数数控电火火花线切切割机床床、数控控测量机机和工业业机器人人等。1.1数数控机床床的产生与与发展科学技术术和社会会生产的的不断发发展，对对机械产产品的性性能、质质量、生生产率和和成本提提出了越越来越高高的要求求。机械械加工工工艺过程程自动化化是实现现上述要要求的重重要技术术措施之之一。单单件、小小批生产产占机械械加工的的80%左右，一一种适合合于产品品更新换换代快、品品种多、质质量和生生产率高高、成本本低的自自动化生生产设备备的应用用已迫在在眉睫。而而数控机机床则能能适应这这种要求求，满足足目前生生产需求求。1.1.1数控控机床的的产生与与发展过过程19466
4、年诞生生了世界界上第一一台电子子计算机机，它为为人类进进入信息息社会奠奠定了基基础。19552年，计计算机技技术应用用到机床床上，在在美国诞诞生了第第一台数数控机床床。从此此，传统统机床产产生了质质的变化化。近半半个世纪纪以来，数数控机床床经历了了两大阶阶段和六六代的发发展。1.数控控（NC）阶段段（19552年-19970年）早期计算算机的运运算速度度底,这对当当时的科科学计算算和数据据处理影影响还不不大,但不能能适应机机床的实实施控制制要求.人们不不得不采采用数字字逻辑电电路制成成一台机机床专用用计算机机作为数数控系统统,这被称称为硬件件连接数数控(HAARD-WIRRED NC),简称为
5、为数控(NCC)。随随着元器器件的发发展,这个阶阶段经历历了三代代,即19552年的第第一代电子管管数控机机床；19559年的第第二代晶体管管数控机机床；19665年的第第三代集成电电路数控控机床。2.计算算机数控控（CNC）阶段段（19770年-现在）直到19970年,通用小小型计算算机业出出现并成成批生产产,其运算算速度比比20世纪五五六十年年代有了了大幅度度的提高高,这比逻逻辑电路路专用计计算机成成本低，可可靠性高高。于是是将它移移植过来来作为数数控系统统的核心心部件，从从此进入入了计算算机数控控（CNC）阶段段。19771年，美美国Inttel公司在在世界上上第一次次将计算算机的两两个
6、核心心部件运算器器和控制制器，采采用大规规模集成成电路技技术集成成在一块块芯片上上，称之之为微处理理器（MICCRO-PROOCESSSOR），又又称中央央处理单单元（简简称CPU）。19774年，微微处理器器被应用用于数控控系统。这这是因为为小型计计算机功功能强大大，控制制一台机机床能力力有多余余，但不不及采用用微处理理器经济济合理，而而且当时时的小型型计算机机可靠性性也不太太理想。虽虽然早期期的微处处理器速速度和功功能都还还不够高高，但可可以通过过多处理理器结构构来解决决。因为微处处理器是是通用计计算机的的核心部部件，故故称为计计算机数数控。到到了19990年，PC机（个个人计算算机，国国
7、内习惯惯称为微微机）的的性能已已发展到到很高的的阶段，可可满足作作为数控控系统核核心部件件的要求求，而且且PC机生产产批量很很大，价价格便宜宜，可靠靠性高。数数控系统统从此进进入了基基于PC的阶段段。总之，计计算机数数控阶段段也经历历了三代代，即19770年的第第四代小型计计算机数数控机床床；19774年的第第五代微型计计算机数数控系统统；19990年的第第六代基于PC（国外外称为PCBASSED）的数数控机床床。1.1.2数控机床床的发展展趋势随着现代代制造技技术向着着高速、高高效、高高精度方方向的发发展，制制造业发发生了根根本性的的变化。由由于数控控技术的的广泛应应用，普普通机械械被高效效
8、率、高高精度的的数控机机械所代代替，形形成了巨巨大的生生产力。机机械制造造业是国国民经济济的基础础产业，是是支撑整整个工业业和国民民经济发发展的基基石。数数控机床床作为机机械制造造的基本本装备，又又是基础础的基础础。数控控机床是是集现代代先进制制造技术术、计算算机技术术、通讯讯技术、控控制技术术、液压压气动技技术、光光电技术术于一体体，具有有高效率率、高精精度、高高自动化化、高柔柔性的特特点，是是典型的的数字化化控制技技术与精精密制造造技术有有机结合合的机电电一体化化产品。目前，国国内外数数控机床床产品技技术发展展方向主主要体现现在高速速、复合合、精密密、智能能、环保保等方面面。1.高速速高速
9、切削削加工不不仅可以以提高生生产效率率，而且且可以改改善加工工质量，所所以自20世纪90年代初初以来，便便成为机机床技术术重要的的发展方方向。各各国相继继推出了了许多主主轴转速速100000rr/miin至600000rr/miin以上的的加工中中心和数数控铣床床。高速速切削加加工正与与硬切削削加工、干干切削和和准干切切削加工工以及超超精密切切削加工工相结合合；从铣铣削向车车、钻、镗镗等其它工艺艺扩展，向较大切削负荷方向发展。高速加工工对机床床的要求求是：主主轴速度度应能达达到122000400000r/minn；进给给速度应应达到4060 m/mmin；快速速移动速速度应达达到80mm/mi
10、in；高刚刚性的机机械结构构；高稳稳定、高高刚度、冷冷却良好好的高速速主轴；精确的的热补偿偿系统；高速处处理能力力的控制制系统（具具有NURRBS插补功功能和预预处理能能力的控控制系统统）。在数控机机床高速速化上，国国外直线线电机驱驱动技术术，应用于于进给驱驱动系统统已实现实用用化、普普及化；机床的的主轴转转速和切切削进给给速度普普遍提高高。主轴轴转速一一般都在在100000 rr/miin以上，快快移速度度也因普普遍采用用直线电电机而提提高到1000m/mmin以上。瑞瑞士的MIKKRONN公司生生产的HSMM立式加加工中心心，它在在主轴转转速在300000rr/miin、进给给速度40mm
11、/miin、加速速度17mm/s22的情况况下，实实现平稳稳运行；日本安安田公司司生产的的YBMM9500V型立式式加工中中心，其其主轴在在200000300000 r/mmin高速运运转时，仍仍十分平平稳，铣铣削平面面的粗糙糙度可达达0.4m。2.复合合数控机床床复合以以功能复复合为基基础，以以提高工工序集中中度为目目标，尽尽量减少少重复装装卡次数数，可大大幅度提提高生产产效率和和工作精精度。近近几年，数数控机床床复合又又在向更更高层次次发展，国国际上已已经出现现了加工工中心与与车削中中心复合合机床，加加工中心心与激光光加工复复合机床床，集车车、磨、铣铣、钻、铰铰、镗、滚滚齿等工工序于一一体
12、的车车磨复合合机床，集平面磨、内圆磨、外圆磨为一体的磨削中心，集各种机床及测量机于一体的虚拟轴机床，五轴联动激光切割机等。日本MAAZAKK公司的MACCTURRN 2250/3500系列车车铣中心心，可进进行外径径车削、倾倾斜面加加工、滚滚齿加工工、凸轮轮和偏心心加工；德国BWF公司开开发的STRRATOOS系列车车磨中心心，可以以对齿轮轮和类似似工件以以及内孔孔、端面面、锥面面进行硬硬车和磨磨削。我我国复合合加工机机床从19999年刚刚刚起步，发发展速度度较快，主主要是车车铣复合合加工机机。3.精密密精密加工工须由高高精度机机床保证证。高速速高精度度加工机机床，不不仅要有有高切削削速度，而
13、而且要有有高进给给速度和和加速度度，同时时应当具具有微米米级的加加工精度度。在高高精度机机床领域域，直线线电机驱驱动和滚滚珠丝杠杠驱动方方式虽然然还会并并存相当当长一段段时间，但但总的趋趋势是直直线电机机驱动所所占比重重愈来愈愈大，很很有可能能在不久久的将来来成为此此种机床床进给驱驱动的主主流。当前，在在数控机机床精密密化方面面，美国国的水平平最高，不仅生产中小型精密机床，而且由于国防和尖端技术的需要，研究开发了大型精密机床。其代表产品有LLNL实验室研制成功的DTM-3型精密车床和LODTM大型光学金刚石车床，它们是世界公认水平最高的，达到当前技术最前沿的大型精密机床。其它国家也相应研制成功
14、各种类似的装备，如英国的Cranfield、日本的东芝机械等。近年来我国对超精密机床的研制也一直在进行。北京机床研究所研制成功了JCS-027型超精密车床、JCS-031型超精密铣床、JCS-035型数控超精密车床等。4.智能能智能机床床是指能能对制造造过程主主动做出出最优运运动决策策的机床床，它能能采集整整个制造造过程中中的参数数，通过过诊断分分析、应应用监控控、补偿偿等措施施及时进进行调整整，并能能判断机机床中轴轴承、导导轨等关关键件的的磨损和和刀具的的寿命情情况，作作出维修修和更换换的合理理时间建建议。因因此，智智能机床床将为实实现全盘盘自动化化创造条条件，减减少机床床管理的的工作量量，
15、并能能获得最最大功效效和稳定定的加工工精度。在上世纪纪80年代，虽虽然美国国曾提出出智能化化雏形的的适应控控制机床床，但由由于受到到自动化化检测、控控制和动动态补偿偿等技术术的制约约，除了了在控制制因素较较简单的的电加工工机床和和注塑机机上得到到应用外外，总体体上进展展较为缓缓慢。但但是进入入本世纪纪后，由由于信息息技术和和控制技技术的发发展，出出现了新新一代智智能型数数控系统统，它具具有强大大的信息息分析处处理能力力和优化化控制的的功能。其其次微机机电系统统型传感感器技术术的应用用，以及及机床结结构的振振动、热热误差等等机理的的深入研研究，可可实施在在多信息息融合下下的优化化重构，实实现经济
16、济地优质质高产的的集约制制造。计算机技技术及其其软件控控制技术术在数控控机床技技术含量量中所占占比重越越来越大大，计算算机系统统及应用用软件的的复杂化化同时带带来机床床系统及及其硬件件结构的的简化。通通过赋予予机床网网络化功功能，使使机床的的远程通通讯、远远程控制制、远程程故障排排除和维维护、远远程服务务成为可可能。日本MAAZAKK公司的的日本工工厂是世世界上为为数不多多的智能能管理的的代表。整整个工厂厂实行计计算机网网络智能能化管理理。20006年的美国IMTTS和日日本JIMMTOFF国际机机床展览览会上，日日本MAZZAK公司展展出智能能机床具具有自动动抑制振振动、优优化控制制热位移移
17、、防止止碰撞的的智能安安全防护护以及语语音提示示等四大大智能。日日本OKUUMA公司也也推出了了称之为为Thiinc的智能能化数字字控制系系统，它它可以在在不需人人的干预预下做出出“聪明”决策，并并通过自自学习功功能使其其功能不不断优化化增长。美美国GEFFANUUC公司展展示的效效率机床床4.0可收集集完整的的基本数数据作出出判断分分析，使使机床的的平均无无故障时时间（MTBBF）增长长。此外外，美国国辛辛那那提公司司开发的的自动平平衡装置置以及瑞瑞士MIKKRONN公司研研发的高高级工艺艺控制系系统有助助于提高高切削性性能和效效率。这这些事例例说明智智能机床床已取得得了突破破性的进进展，预
18、预计在今今后的若若干年内内年内它它将在不不断完善善的基础础上逐步步推广应应用，成成为高档档数控机机床的一一个主要要技术发发展方向向。5.环保保随着人们们环境保保护意识识的加强强，对环环保的要要求越来来越高。不不仅要求求机床在制造过过程中不不产生对对环境的的污染，也也要求机机床在使用过过程中不不产生二二次污染染。在这这种形势势下，装装备制造造领域对对机床提提出了无无冷却、无无润滑、无无气味的的环保要要求，机机床的排排屑、除除尘等装装置也发发生了深深刻的变变化。绿绿色加工工工艺愈愈来愈受受到机械械制造业业的重视视，目前前在欧洲洲的大批批量机械械加工中中，已有有1015的加加工实行行了干切切削或准准
19、干切削削。美国国HARRDINNG的QUEEST系列车车床、德德国HUEELLEER的高速速加工中中心均采采用了干干切削技技术；日日本原洲洲公司加加工中心心采用了了液氮冷冷却技术术；日本本富士公公司的数数控车床床采用了了冷风冷冷却技术术。我国国干切削削技术的的研究也也已起步步。成都都工具研研究所、山山东工业业大学和和清华大大学等单单位对超超硬刀具具材料（如如陶瓷、立立方氮化化硼、金金刚石等等）及刀刀具涂层层技术进进行过系系统的研研究，并并取得了了不少的的研究成成果。北北京机床床研究所所最近开开发成功功的KT系列加加工中心心已能实实现高速速干切削削。1.1.3我国数数控机床床的发展展状况机床产业
20、业是国民民经济发发展的基基础，装装备制造造业发展展的重中中之重。国国家中长长期科学学和技术术发展规规划纲要要（20006-220200年）将将“高档数数控机床床与基础础制造装装备”确定为16个科技技重大专专项之一一。通过过国家相相关计划划的支持持，我国国在数控控机床关关键技术术研究方方面有了了较大突突破，创创造了一一批具有有自主知知识产权权的研究究成果和和核心技技术。主主要体现现在以下下几个方方面：1.中高高档数控控机床的的开发取取得了较较大进展展，在五五轴联动动、复合合加工、数数字化设设计以及及高速加加工等一一批关键键技术上上取得了了突破，自自主开发发了包括括大型、五五轴联动动数控加加工机床
21、床，精密密及超精精密数控控机床以以及一大大批专门门化、高性能能机床，并并形成了了一批中中高档数控控机床产产业化基基地。2.关键键功能部部件的技技术水平平、制造造质量逐逐年稳步步提高，功功能逐步步完善，部部分性能能指标接接近国际际先进水水平，形形成了一一批具有有自主知知识产权权的功能能部件。开开发出了了高速主主轴单元元、高速速滚珠丝丝杠、重重载直线线导轨、高高速导轨轨防护装装置、直直线电机机、数控控转台、刀刀库与机机械手、A/C轴数控控铣头、高高速工具具系统、数数字化量量仪等高高性能功功能部件件样机，其其中有的的品种已已实现小小批量生生产。 3.中中高档数数控系统统开发研研究与应应用取得得一定成
22、成果。通通过自主主研发或或与国外外开展技技术合作作，在中中档数控控系统的的开发和和生产上上取得明明显进展展。初步步解决了了多坐标标联动、远远程数据据传输等等技术难难题。为为适应数数控系统统的配套套要求，相相继开发发出交流流伺服驱驱动系统统和主轴轴交流伺伺服控制制系统，并并形成了了系列化化产品。1.1.4国外数数控机床床的发展展状况1.美国国美国政府府重视机机床工业业，美国国国防部部等部门门因其军军事方面面的需求求而不断断提出机机床的发发展方向向、科研研任务,并且提提供充足足的经费费，且网网罗世界界人才，特特别讲究究“效率”和“创新”，注重重基础科科研。因因而在机机床技术术上不断断创新，如195
23、2年研制出世界第一台数控机床，1958年研制出加工中心，70年代初研制成FMS，1987年首创开放式数控系统等。由于美国首先结合汽车、轴承生产需求，充分发展了大批量生产自动化所需的自动线，而且电子、计算机技术在世界上领先，因此，其数控机床的主机设计、制造及数控系统基础扎实，且一贯重视科研和创新，故其高性能数控机床技术在世界也一直领先。当今美国生产宇航等使用的高性能数控机床，其存在的教训是：偏重于基础科研，忽视应用技术。且在上世纪80代政府一度放松了引导，致使数控机床产量增加缓慢，于1982年被后进的日本超过，并大量进口。从90年代起，纠正过去偏向，数控机床技术上转向实用，产量又逐渐上升。2.德
24、国国德国政府府一贯重重视机床床工业的的重要战战略地位位，在多多方面大大力扶持持。于19556年研研制出第第一台数数控机床床后。德德国特别别注重科科学试验验，理论论与实际际相结合合，基础础科研与与应用技技术科研研并重。企企业与大大学科研研部门紧紧密合作作，对数数控机床床的共性性和特性性问题进进行深入入的研究究，在质质量上精精益求精精。德国国的数控控机床质质量及性性能良好好、先进进实用、货货真价实实，出口口遍及世世界，尤其是是大型、重重型、精精密数控控机床。德德国特别别重视数数控机床床主机及及配套件件之先进进实用，其其机、电电、液、气气、光、刀刀具、测测量、数数控系统统及各种功功能部件件，在质质量
25、、性性能上居居世界前前列。如如西门子子公司之之数控系系统，均均为世界界闻名，竞竞相采用用。1.1.5国内与国国外数控控机床发发展的差距1.高档档数控机机床的国国内供应应能力不不足尽管我国国机床行行业近年年来取得得了很大大的发展展，数控控化率稳稳步提高高，但机机床消费费和生产产的结构构性矛盾盾仍然比比较突出出。目前前，国内内对中高高档机床床的需求求量逐渐渐超过低低档机床床。但国国产数控控机床以以低档为为主，高高档数控控机床绝绝大部分分依赖进进口。2.自主主创新能能力不足足长期以来来，我国国机床制制造业的的基础、共共性技术术研究工工作，主要在在行业性性的研究究院所进进行。能能力薄弱弱，技术术创新投
26、投入不足足，引进进消化吸吸收能力力差，低低水平生生产能力力过剩，自自主创新新能力不不高，缺缺乏优秀秀技术人人才。虽虽然国产产数控机机床制造造商通过过技术引引进、海海内外并并购重组组以及国国外采购购等获得得了一些些先进数数控技术术，但缺缺乏对基基础共性性技术的的研究，忽忽视了自自主开发发能力的的培育，使得企业的市场响应速度缓慢。3.产品品质量、可可靠性及及服务等等能力不不强国产机床床在质量量、交货货期和服服务等方方面与国国外著名名品牌相相比存在在较大的的差距。在在质量方方面，国国产数控控系统的的可靠性性指标MTBBF与国际际先进数数控系统统相差较较大。国国产数控控车床、加加工中心心的MTBBF与
27、国际际上先进进水平也也有较大大差距。在在交货期期方面，绝绝大多数数企业由由于任务务重拖期期交货。服服务体系系不健全全，在市市场开拓拓、成套套技术服服务、快快速反应应能力等等方面不不能满足足市场快快节奏和和个性化化的要求求。4.功能能部件发发展滞后后机床是由由各种功功能部件件（主轴轴单元及及主轴头头、滚珠珠丝杠副副、回转转工作台台和数控控伺服系系统等）在在床身、立立柱等基基础机架架上集装装而成的的，功能能部件是是数控机机床的重重要组成成部分。数数控机床床整体技技术与数数控机床床功能部部件的发发展是相相互依赖赖、共同同发展的的，所以以功能部部件的创创新也深深深地影影响着数数控机床床的发展展。我国国
28、数控机机床功能能部件已已有一定定规模，电电主轴、主主轴单元元、数控控系统等等也有专专门的制制造厂家家，其中中个别产产品的制制造水平平接近国国际先进进水平。但但整体上上，我国国机床功功能部件件发展缓缓慢、品品种少、产产业化程程度低，精精度指标标和性能能指标的的综合情情况还不不过硬。目目前，滚滚珠丝杠杠、数控控刀架、电电主轴等等功能部部件仅能能满足中中低档数数控机床床的配套套需要。衡衡量数控控机床水水平的高高档数控控系统、高高速精密密电主轴轴、高速速滚动功功能部件件等还依依赖进口口。1.2数数控机床床的组成成与工作作原理1.2.1数控机机床的组组成数控机床床是利用用数控技技术，准准确地按按照事先先
29、编制好好的程序序，自动动加工出出所需工工件的机机电一体体化设备备。在现现代机械械制造中中，特别别是在航航空、造造船、国国防、汽汽车模具具及计算算机工业业中得到到广泛应应用。数数控机床床通常由由控制介介质、数数控装置置、伺服服系统和和机床来来组成。数数控机床床的各部部分组成成如图1.1所示。图1.11 数控控机床的的组成框框图1.控制制介质数控机床床是按照照输入的的零件加加工程序序运行的的。零件加加工程序序中包括括机床上上刀具和和零件的的相对运运动轨迹迹、工艺艺参数（如如进给量量，主轴轴转速等等）和辅辅助运动动等。将将零件加加工程序序以一定定的格式式和代码码存储在在一种介介质中，这这种介质质称为
30、控控制介质质。控制制介质可可以是磁磁盘、磁磁带、硬硬盘和闪闪存卡等等。2.数控控装置数控装置置是数控控系统的的核心，主主要包括括CPU、存储储器、局局部总线线、外围围逻辑电电路和输输入输出出控制等等。数控装置置的功能能是接收收从输入入装置送送来的脉脉冲信号号，并将将信号通通过数控控装置的的系统软软件或逻逻辑电路路的编译译、运算算和逻辑辑处理后后，输出出各种信信号和控控制指令令。在这这些控制制指令中中，除了了送给伺伺服系统统的位置置和速度度指令外外，还送送给辅助助控制装装置的机机床辅助助动作指指令。最最终控制制机床的的各个部部分，使使其按照照规定的的、有序序的动作作执行。3.伺服服系统伺服系统统
31、是数控控装置和和机床的的联系环环节，它它的作用用是把来来自数控控装置的的微弱指指令信号号解调、转转换、放放大后驱驱动伺服服电机，通通过执行行部件驱驱动机床床移动部部件的运运动，使使工作台台精确定定位或使使刀具和和工件及及主轴按按规定的的轨迹运运动，最最后加工工出符合合图样要要求的零零件，它它的伺服服精度和和动态相相应是影影响数控控机床加加工精度度、表面面质量和和生产率率的重要要因素。伺服系统统包括驱驱动装置置和执行行装置两两大部分分，数控控机床的的驱动装装置包括括主轴伺伺服单元元（转速速控制）、进进给驱动动单元（位位置和速速度控制制）、回回转工作作台和刀刀库伺服服控制装装置以及及它们相相应的伺
32、伺服电机机等。常常用的伺伺服电动动机有步步进电动动机、直直流伺服服电动机机和交流流伺服电电动机。伺伺服电动动机是系系统的执执行元件件，驱动动控制系系统则是是伺服电电动机的的动力源源。数控控系统发发出的指指令信号号与位置置反馈信信号比较较后作为为位移指指令，在在经过驱驱动系统统的功率率放大后后，驱动动电动机机运转，通通过机械械传动装装置带动动工作台台或刀架架运动。4.测量量装置监测装置置有利于于提高数数控机床床的加工工精度。它它的作用用是：将将机床导导轨的主主轴移动动的位移移量、移移动速度度等参数数检测出出来，通通过模数数转换变变成数字字信号，并并反馈到到数控装装置中，数数控装置置根据反反馈回来
33、来的信息息进行判判断并发发出相应应的指令令，纠正正所产生生的错误误。常用用的监测测装置有有编码器器、感应应同步器器、光栅栅、磁尺尺、霍尔尔检测元元件等。5.机床床数控机床床的本体体是指其其机械结结构的实实体。它它是实现现加工零零件的执执行部件件，主要要由主运运动部件件（主轴轴、主运运动传动动机构）、进进给运动动部件（工工作台、托托板及相相应的传传动机构构）、支支撑件（床床身、立立柱等）以以及辅助助装置等等组成。1.2.2数控机机床的工工作原理理1.根据据零件加加工图样样进行工工艺分析析，拟定定加工工工艺方案案，确定定加工工工艺过程程、工艺艺参数和和刀具位位移数据据。2.用规规定的程程序代码码和
34、格式式编写零零件加工工程序，或或用CADD/CAAM软件直直接生成成零件的的加工程程序。3.把零零件加工工程序输输入或传传输到数数控系统统。4.数控控系统对对加工程程序进行行译码与与运算，发发出相应应的命令令，通过过伺服系系统驱动动机床的的各个运运动部件件，并控控制刀具具与工件件的相对对运动，最最后加工工出形状状、尺寸寸与精度度符合要要求的零零件。1.3数数控机床床的优缺缺点数控机床床与普通通机床的的结构、加加工对象象及工艺艺有着相相似之处处，但由由于数控控系统的的存在,使得它它们之间间有着很很大的区区别。与普通机机床相比比，数控控机床具有有以下特特点：1.数控控机床采采用了全全封闭或或半封闭
35、闭防护装装置，可防止止切屑或或切削液液飞出，给给操作者者带来意意外伤害害。2.数控控机床可可以加工工出传统统机床加加工不出出来的曲曲线、曲曲面等复复杂的零零件。3.数控控机床可可以实现现加工的的柔性自自动化，从从而效率率比普通通机床提提高37倍。4.数控控机床加加工零件件的精度度高，尺尺寸分散散度小，使使装配容容易，不不再需要要“修配”。可实现现多工序序的集中中，减少少零件在在机床间间的频繁繁搬运。5.拥有有自动报报警、自自动监控控、自动动补偿等等多种自自律功能能，可实实现长时时间无人人看管加加工。6.数控控机床的主主传动系系统与进进给传动动系统采用用了各自自独立的的伺服系系统、电电机，使使传
36、动链链变得简简单、可可靠，同同时，各各电机既既可单独独运动，也也可实现现多轴联联动。1.4数数控机床床的应用用数控机床床具有普普通机床床不具备备的许多多优点，数数控机床床的应用用范围正正在不断断扩大，但但目前它它并不能能完全代代替普通通机床，也也还不能能以最经经济的方方式解决决机械加加工中的的所有问问题。数数控机床床最适合合加工具具有以下下特点的的工件：1.单件件、多品品种、小小批量的的生产零零件。2.形状状复杂，加加工精度度较高的的零件。3.需进进行多种种工序集集中加工工的零件件。4.价格格昂贵、不不允许报报废的零零件。5.需要要频繁改改型的零零件。6.需要要最少生生产周期期的急需需件。7.批量量、高精精度、高高要求的的工件。由于数控控机床的的自动化化程度、生生产率高高，可最最大限度度地减少少操作人人工。因因此，大大批量生生产的零零件采用用数控机机床加工工，在经经济上也也是可行行的。广广泛推广广和使用用数控机机床的最最大障碍碍是设备备的初始始投资大大。由于于数控本本身的复复杂性，又又增加了了维修的的技术难难度和维维修费用用。考虑虑到上述述种种原原因，在在决定选选择数控控机床加加工时，需需要进行行科学的的经济分分析，使使数控机机床发挥挥它最大大的经济济效益。