项目二 数控铣(加工中心)机床初步知识项目内容1.数控机床发展历史和发展趋势2.了解铣（加工中心）的结构3.了解数控铣（加工中心）的分类项目目的 1.了解数控机床发展历史和发展趋势2.了解数控铣（加工中心）的结构3.了解数控铣（加工中心）的分类项目实施过程任务一 数控机床概述课题 1 数控机床发展历史和发展趋势一、数控机床发展历史1948 年，美国帕森斯公司接受美国空军委托，研制飞机螺旋桨叶片轮廓样板的加工设备。由于样板形状复杂多样，精度要求高，一般加工设备难以适应，于是提出计算机控制机床的设想。1949 年，该公司在美国麻省理工学院（MIT）伺服机构研究室的协助下，开始数控机床研究，并于 1952 年试制成功第一台由大型立式仿形铣床改装而成的三坐标数控铣床，不久即开始正式生产，于 1957 年正式投入使用。这是制造技术发展过程中的一个重大突破，标志着制造领域中数控加工时代的开始。数控加工是现代制造技术的基础，这一发明对于制造行业而言，具有划时代的意义和深远的影响。世界上主要工业发达国家都十分重视数控加工技术的研究和发展。当时的数控装置采用电子管元件，体积庞大，价格昂贵，只在航空工业等少数有特殊需要的部门用来加工复杂型面零件；1959 年，制成了晶体管元件和印刷电路板，使数控装置进入了第二代，体积缩小，成本有所下降；1960 年以后，较为简单和经济的点位控制数控钻床，和直线控制数控铣床得到较快发展，使数控机床在机械制造业各部门逐步获得推广。我国于 1958年开始研制数控机床，成功试制出配有电子管数控系统的数控机床，1965 年开始批量生产配有晶体管数控系统的三坐标数控铣床。1965 年，出现了第三代的集成电路数控装置，不仅体积小，功率消耗少，且可靠性提高，价格进一步下降，促进了数控机床品种和产量的发展。60 年代末，先后出现了由一台计算机直接控制多台机床的直接数控系统（简称 DNC），又称群控系统；采用小型计算机控制的计算机数控系统（简称 CNC）,使数控装置进入了以小型计算机化为特征的第四代。1974 年，研制成功使用微处理器和半导体存贮器的微型计算机数控装置（简称 MNC），这是第五代数控系统。第五代与第三代相比，数控装置的功能扩大了一倍，而体积则缩小为原来的 1/20，价格降低了 3/4，可靠性也得到极大的提高。 80 年代初，随着计算机软、硬件技术的发展，出现了能进行人机对话式自动编制程序的数控装置；数控装置愈趋小型化，可以直接安装在机床上；数控机床的自动化程度进一步提高，具有自动监控刀具破损和自动检测工件等功能。二、数控机床发展历史和发展趋势1.高速加工如数控机床主轴的转速从每分钟几千转发展到几万转、几十万转；快速移动速度从每分钟十几米发展到几十米和超过百米；换刀时间从十几秒下降到 10 秒、3 秒、1 秒以下，换刀速度加快了几倍到十几倍。应用高速加工技术达到缩短切削时间和辅助时间，从而实现加工制造的高质量和高效率。2.精密加工通过机床结构优化、制造和装配的精化，数控系统和伺服控制的精密化，高精度功能部件的采用和温度、振动误差补偿技术的应用等，从而提高机床加工的几何精度、运动精度，减少形位误差、表面粗糙度。现已进入亚微米超精加工时代。 三是技术集成和技术复合趋势明显3.技术集成和技术复合技术集成和技术复合是数控机床技术最活跃的发展趋势之一，如工序复合型车、铣、钻、镗、磨、齿轮加工技术复合，跨加工类别技术复合金切与激光、冲压与激光、金属烧结与镜面切削复合等，目前已由机加工复合发展到非机加工复合，进而发展到零件制造和管理信息及应用软件的兼容，目的在于实现复杂形状零件的全部加工及生产过程集约化管理。技术集成和复合形成了新一类机床复合加工机床，并呈现出复合机床多样性的创新结构。4.数字化控制 数字化控制技术发展经历了三个阶段:数字化控制技术对机床单机控制；集合生产管理信息形成生产过程自动控制；生产过程远程控制，实现网络化和无人化工厂的智能化新阶段。智能化指工作过程智能化，利用计算机、信息、网络等智能化技术有机结合，对数控机床加工过程实行智能监控和人工智能自动编程等。课题 2 数控铣（加工中心）的结构数控铣床是在一般铣床的基础上发展起来的,两都的加工工艺基本相同,结构也有些相似,但数控铣床是靠程序控制的自动加工机床,所以其结构也与普通铣床有很大区别. 其组成如图 2-1。表 2-1 数控铣床的结构名 称 结构及作用主轴箱 包括主轴箱体和主轴传动系统，用于装夹刀具并带动刀具旋转。伺服系统 由进给电机和进给执行机构组成，按照程序设定的进给速度实现刀具和工件之间的相对运动，包括直线进给运动和旋转运动。控制系统 数控铣床运动控制的中心，执行数控加工程序控制机床进行加工。辅助装置 如液压、气动、润滑、冷却系统和排屑、防护等装置。基础件 通常是指底座、立柱、横梁等，它是整个机床的基础和框架。图 2.1 数控铣床的组成课题 3 数控铣/加工中心的分类一、按数控铣床的构造分类1.工作台升降式数控铣床2.主轴头升降式数控铣床3.数控仿形铣床4.龙门式数控铣床图 2.2 工作台升降式数控铣床【特点】 工作台移动、升降，而主轴不动的方式，预留数控接口，适于小型企业生产。图 2.3 主轴头升降式数控铣床【特点】 工作台纵向和横向移动，且主轴沿垂向溜板上下运动 。图 2.4 数控仿形铣床【特点】 用于各种不规则的三维曲面和复杂边界进行铣削加工。有手动、轮廓、部分轮廓、数字仿形等多种仿形方式。图 2.5 龙门式数控铣床【特点】铣床主轴可以在龙门架的横向与垂向溜板上运动，而龙门架则沿床身作纵向运动。二、按通用铣床分类1.数控立式铣床2.卧式数控铣床3.立卧两用数控铣床4.多功能机床图 2.6 数控立式铣床【特点】数量上占数控铣床的大多数，应用范围也最广。目前 3 坐标数控立铣仍占大多数；除此之外 4 坐标和 5 坐标数控立铣。图 2.6 卧式数控铣床【特点】主轴轴线平行于水平面。控转盘或万能数控转盘来的回转来改变工位，进行“四面加工” 。图 2.7 立卧两用数控铣床【特点】主轴方向可以更换，特别是生产批量小，品种较多，又需要立、卧两种方式加工时。能达到一台机床上既立式加工，又可以卧式加工，图 2.8 多功能机床【特点】车、钻、铣三功能，纵横向机动走刀，主轴无级变速，预留数控接口，适于小型企业生产。