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數(shù)控車床的組成及特點

日期：2009年11月16　來源：沈陽第一機(jī)床廠　關(guān)鍵字：數(shù)控車床
    數(shù)控車床的組成
    1．機(jī)械部分
    機(jī)械部分是整個機(jī)床的基礎(chǔ)，主要由如下部件組成：床身、主軸箱、進(jìn)給裝置、刀架、尾座、卡盤、安全防護(hù)、托架、其他輔助裝置等。
    1)床身
    床身是整個機(jī)床的基礎(chǔ)的基礎(chǔ)。床身部分最關(guān)鍵的部位是導(dǎo)軌，導(dǎo)軌一般要經(jīng)過二次時效、中頻淬火和精密磨削后才能使用。常用的導(dǎo)軌形式有滑動導(dǎo)軌、滾動導(dǎo)軌和直線導(dǎo)軌。導(dǎo)軌是關(guān)系到機(jī)床精度和穩(wěn)定性的部件。
    2)主軸
    主軸是車床輸出動力的主要部件。隨著現(xiàn)在科技的發(fā)展，土軸的結(jié)構(gòu)形式越來越簡單，由原來的齒輪傳動逐步發(fā)展成了電動主軸、主軸單元等多種形式。轉(zhuǎn)速也越來越高，由原來的幾千轉(zhuǎn)／分，發(fā)屜到幾萬轉(zhuǎn)／分甚至幾十萬轉(zhuǎn)／分．
    3)進(jìn)給裝置
    一般車床有兩個方向的進(jìn)給，橫向(x軸)和縱向(z軸)。伺服電機(jī)帶動旗珠絲杠拖動床鞍等，實現(xiàn)數(shù)控車床的自動加工。
    4)刀架
    一般數(shù)控車床都配有電動、氣動、液壓或伺服刀架。刀架是數(shù)控車床最重要的輔助裝置之一，刀架的檔次是評判數(shù)控車床高中低的依據(jù)之一．
    5)尾座
    為了滿足重型切削和較長丁件的加工要求，一般車床都配有尾座。尾座分手動、電動、氣動和液壓尾座等。
    6)卡盤
    卡盤安裝在主軸上，用來夾持工件，分為手動三爪自定心卡盤、電動卡盤、氣動F盤、液壓卡盤和四爪卡盤等等。數(shù)控車床的標(biāo)準(zhǔn)配置一般為三爪自定心卡盤。
    7)安全防護(hù)
    數(shù)控車床一般都有全封閉防護(hù)或半封閉防護(hù)．來滿足勞動生產(chǎn)要求。機(jī)床的防護(hù)和外觀越來越受到用戶的關(guān)注。
    8)托架
    托架一般包含中心架和跟刀架。數(shù)控車床的標(biāo)準(zhǔn)配置一般不含托架，托架是滿足特殊加工要求而配備。
    2．電氣部分
    數(shù)控車床的電氣系統(tǒng)由以下幾部分組成；計算機(jī)數(shù)字控制設(shè)備(CNC)、可編程序控制器(PLC)、進(jìn)給驅(qū)動裝置、主軸驅(qū)動裝置、外圍執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制元件等部分組成。
    1)計算機(jī)數(shù)字控制設(shè)備(CNC)
    CNC裝置是數(shù)控車床的核心，包括硬件(EP后0電路扳、顯示器、鍵盤等)以及相應(yīng)的軟件．目前市場主流的車床CNC裝置有德國西門子公司(SIEMENS)的802系列，日本發(fā)那科公司(FANUC)的酗系列，國產(chǎn)的有廣州數(shù)控的980系列，武漢華中數(shù)控“世紀(jì)星”系列等。
    2)可編程序控制器(PLC)
    PLC在數(shù)控車床上是人機(jī)進(jìn)行信息交換的主要途徑，也是機(jī)床完成各種復(fù)雜動作的重要部件．可編程序控制器一般分兩類：一類是內(nèi)裝型PLC，內(nèi)裝型PLC作為數(shù)控系統(tǒng)基本的或可選擇的功能提供給用戶，其軟件和硬件被作為CNC系統(tǒng)的基本功能而與CNC其他功能一起設(shè)計制造，因此具有較強(qiáng)的針對性；另一類是獨立型PLC，其獨立于CNC裝置外，具有完備的硬件和軟件，能夠獨立完成規(guī)定的控制任務(wù)。
    3)進(jìn)給驅(qū)動裝置
    進(jìn)給驅(qū)動裝置是數(shù)控車床兩個軸運(yùn)動的動力裝置。進(jìn)給驅(qū)動可以分為4大類。
    (1)步進(jìn)電機(jī)：它價格低，無反饋元件，調(diào)整簡單，但它轉(zhuǎn)速較低，尤過扭矩能力，有共振區(qū)，有步距角要求，控制精度較低．這是一種開環(huán)控制裝置。
    (2)直流伺服裝置：它是發(fā)展較早的一種電機(jī)調(diào)速裝置。這種進(jìn)給裝置過扭矩能力大，控制精度較高，但其電機(jī)制造成本高，且電機(jī)需要日常維護(hù)，現(xiàn)在車床上逐步被淘汰。
    (3)交流進(jìn)給伺服裝置：它是基于交流變頻技術(shù)發(fā)展而發(fā)展起來的一種進(jìn)給裝置，它控制精度較高，運(yùn)行平穩(wěn)，有一定的過扭矩能力，且價格適中，不用日常維護(hù)，所以發(fā)展迅猛，特別是現(xiàn)在的全數(shù)字交流進(jìn)給伺服裝置．交流伺服裝置是現(xiàn)在進(jìn)給裝置的主導(dǎo)產(chǎn)品。
    (4)直線電機(jī)進(jìn)給裝置，它是將機(jī)械，電氣和現(xiàn)代科技相結(jié)合的一種產(chǎn)物，它改變了現(xiàn)在的機(jī)床結(jié)構(gòu)形式，使得速度更快(可達(dá)幾十米／分)．椅度更高(可達(dá)到納米要求)，體積更小等，直線電機(jī)是進(jìn)給系統(tǒng)的發(fā)展方向。
    4)主軸驅(qū)動裝置
    主軸驅(qū)動裝置是數(shù)控車床主運(yùn)動一旋轉(zhuǎn)運(yùn)動的動力裝置，也可以分為4大類。
    (1)普通三相異步電動機(jī)：這種主軸驅(qū)動裝置不需要驅(qū)動單元，價格低廉，機(jī)床主軸的變速一般采用手動變速或電氣掖壓控制的機(jī)械變速。
    (2)用變頻器控制三相異步電動機(jī)的主軸驅(qū)動裝置：它的價格為主軸伺服電機(jī)價格113~1／2，又能滿足機(jī)床無級變速的要求，隨著變頻技術(shù)的日趨成熟，這幾年這種變速裝置正在迅速發(fā)展。
    (3)主軸伺服電機(jī)：它轉(zhuǎn)速高，響應(yīng)快，可實現(xiàn)無級調(diào)速、恒線速切削、主軸定位等功能，它一般用在較高檔的數(shù)控車床上。
    (4)電主軸：這是近幾年新推出的一種主軸裝置，它將電機(jī)和主軸結(jié)合在一起，具有體積小轉(zhuǎn)速高(一般幾千到幾十萬轉(zhuǎn)／分)噪聲低等優(yōu)點，但因價格高和其自身技術(shù)等方面的原因，現(xiàn)階段尚未普及，從長遠(yuǎn)來看它是主軸的發(fā)展方向。
    5)外圍執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制元件
    主要由開關(guān)、按鈕、接觸鋁、繼電器、電磁閥等組成．
    3．液壓部分
    一臺完整的數(shù)控車床，液壓部分是必不可少的．它主要用來主軸變速、換刀、夾緊或松開工件等，液壓系統(tǒng)由動力元件、執(zhí)行元件、控制元件和輔助元件組成。
    (1)動力元件——液壓泵，是把機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)橐簤耗艿脑?br />     (2)執(zhí)行元件一一液壓缸，液壓馬達(dá)等，是把液體的壓力能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能的元件。
    (3)控制元件一各種控制閩類，用寒控制流體的壓力、流量和方向，從而控制執(zhí)行部件的作用力、運(yùn)動速度和方向。也可用來卸載、過載保護(hù)和程序控制等。
    (4)輔助元件一一除上述3部分元件以外的其他元件，這類元件的品種較多，如實現(xiàn)上述3部分連接作用的管道，接頭、油箱，保證系統(tǒng)性船用的濾油器。加熱器、冷卻器，改善系統(tǒng)性能用的蓄能楞等。
當(dāng)然，數(shù)控車床除了上述3大部分外還有為了保證船正常加工的冷卻系統(tǒng)，為保證機(jī)床機(jī)械系統(tǒng)正常運(yùn)轉(zhuǎn)潤滑系統(tǒng)以及排屑系統(tǒng)等。
    數(shù)控車床的特點
    數(shù)控車床較普通車床有如下特點：
    (1)能完成復(fù)雜型面軸類、套類、盤類的零件加工。
    (2)可以提高零件加工精度，穩(wěn)定產(chǎn)品質(zhì)量。由于數(shù)控機(jī)床是按照預(yù)定的程序自動加工，加工過程不需要人工干預(yù)，而且加工精度還可以利用軟件來進(jìn)行校正和修補(bǔ)，因此可以獲得比機(jī)床本身精度還要高的加工精度及重復(fù)精度。
    (3)可以提高生產(chǎn)串。一般一臺數(shù)控車床比一臺普通車床可提高效率2—3倍。
    (4)大大減輕了工人的勞動強(qiáng)度．特別是在加丁螺紋時。
    (5)減少了在制品，從而加速了流動資金的周轉(zhuǎn)，提高了經(jīng)濟(jì)效益。

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