指令信号，经过编译、逻辑判别和运算，再经功率放大后驱动相应的电器，带动车床的机械、液压、气动等辅助装置完成指令规定的开关量动作。这些控制包括主轴运动部件的变速、换向和启停指令，刀具的选择和交换指令，冷却、润滑装置的启动停止，工件和机床部件的松开、夹紧等辅助动作。

由于可编程控制器（PLC）具有响应快、性能可靠、使用方便、编程和调试程序容易等特点，并可直接驱动部件机床电器，因此，被广泛用作数控车床的辅助控制装置。目前，大多数数控系统都带有内部PLC，用于处理数控机床的辅助指令，从而简化了机床的辅助控制装置。

6、车床本体 车床本体与传统车床相似，由主轴传动装置、进给传动装置、床身、工作台以及运动装置、液压气动系统、润滑系统、冷却装置等组成。但数控车床特别是车削中心在整体布局、外观造型、传动系统、刀具系统的结构以及操作机构等方面都已发生了较大的变化。这种变化的目的是为了满足数控车床的要求和充分发挥数控车床的特点。归纳起来包括以下几个方面的变化。

（1）采用高性能主传动及主轴部件、具有传递功率大、刚度高、抗振性好及热变形小等优点。

（2）进给传动采用高效传动件、具有传动链短、结构简单、传动精度高等特点，一般采用滚珠丝杠副、直线滚动导轨副等。

（3）具有完善的刀具自动变换和管理系统。 （4）车床本身具有很高的动、静刚度。

（5）采用全封闭罩壳。由于数控车床是自动完成加工，为了操作安全等，一般采用移动门结构的全封闭罩壳，对车床的加工部件进行全封闭。

2．2数控车床的特点

1、数控车床的优点

（1）加工对象改型的适应性强 由于在数控车床上改革加工零件时，只需要重新编制程序就能实现对零件的加工，它不同于传统的车床，不需要改造、更新许多工夹具和检具，更不需要重新新调整车床。因此，数控车床可以快速地从加工一种零件转变为加工另一种零件，这就为单件、小批以及试制新产品提供了极大的便利。它不仅缩短了生产准备周期，而且节省了大量工艺装备费用。

（2）加工精度高 数控车床是以数字形式给出的指令进行加工的，由于目前数控装置的脉冲当量（即每输出一个脉冲后数控机床移动部件相应的移动量）一般达到了0.001mm，而且进给传动链的反向间隙与丝杠螺距误差等均可由数控装置进行补偿，因此，数控车床能达到比较高的加工精度和质量稳定性。这是由数控车床结构设计采用了必要的措施，以及机电结合的特点决定的，首先是结构上引入了滚珠丝杠螺母机构、各种消除间隙结构等，使机械传动的误差尽可能小；其次是采用了软件精度补偿技术，使机械误差进一步减少；第三是用程序控制加工，减少了人为因素对加工精度的影响。这些措施不仅保证了较高的加工精度，同时还保证了较高的质量稳定性。

（3）生产效率高 零件加工所需要的时间包括机动时间与辅助时间两部分。数控车床能够有效地减少这两部分时间，因而加工生产率比一般车床高得多。数控车床主轴转速和进给量的范围比普通车床的范围大，每一道工序都能选用最有利的切削用量，良好的结构刚性允许数控车床进行大切削用量的强力切削，有效地节省了机动时间。数控车床移动部件的快速移动和定位采用了加速与减速措施，因而选用了很高的空行程运动速度，消耗在快进、快退和定位的时间要比一

般车床少的多。

数控车床的加工精度比较稳定，一般只做首件检验或工序间关键尺寸的抽样检验，因而可以减少停机检验的时间。在使用带有刀库和自动换刀装置的数控车削中心机床时，在一台机床上实现了多道工序的连续加工，减少了半成品的周转时间，生产效率的提高就更为明显。

（4）自动化程度高 数控车床对零件的加工是按事先编好的程序自动完成的，操作者除了操作面板、装卸零件、关键工序的中间测量以及观察机床的运行之外，其他的机床动作直至加工完毕，都是自动连续完成，不需要进行繁重的重复性手工操作，劳动强度与紧张程度均大为减少，劳动条件也得到相应的改善。

（5）良好的经济效益 使用失控车床加工零件时，分摊在每个零件上的设备费用是比较昂贵的。但在单件、小批量生产情况下，可以节省工艺装备费用、辅助生产工时、生产管理费用及降低废品率等，因此能够获得良好的经济效益。

（6）有利于生产管理的现代化 用数控车床加工零件，能准确地计算零件的加工工时，并有效地简化了检验和工夹具、半成品的管理工作。这些特点都有利于使生产管理现代化。

数控车床在应用中也有不利的一面，如提高了起始阶段的投资，对设置维护的要求较高，对操作人员的技术水平要求较高等。

2．3、数控车床的适用范围及工作原理

1、数控车床的适用范围 数控车床与卧式车床一样，也是用来加工轴类或盘类的回转体零件。但是由于数控车床是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，所以数控车床特别适合加工形式复杂的轴类或盘类零件。

数控车床具有加工灵活、通用性强、能适应产品的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。

数控车床确实存在一般车床所不具备的许多优点，但是这些优点都是以一定条件为前提的。数控车床的应用范围正在不断扩大，但它并不能完全代替其他类型的机床，也还不能以最经济的方式解决机械加工中的所有问题。数控车床通常最适合加工具有以下特点的零件。

1）多品种小批量生产的零件 从通用车床、专用车床、数控车床的零件加工批量数与综合费用的关系来看，零件加工批量增大对于选用数控车床是不利的。原因在于数控车床设备费用昂贵，以及与大批量生产采用的专用机床相比其效率还不够高。通常，采用数控车床加工的合理生产批量在10~200件之间。目前有向中批量发展的趋势。

2）结构比较复杂的零件 从通用车床、专用车床、数控车床的被加工零件复杂程度与批量数的关系来看。通常数控车床适宜于加工结构比较复杂，在非数控车床上加工时需要有昂贵的工艺装备的零件。

3）需要频繁改型的零件 它节省了大量的工艺装备费用，使综合费用下降。 4）价格昂贵、不允许报废的关键零件。 5）需要最短生产周期的急需零件。

数控车床的初始投资相对较大，由于系统的复杂性，又增加了维修费用。如果缺少完善的售后服务，往往不能及时排除设备故障，将会在一定程度上影响机床的利用率，这些都会增加综合生产费用。

考虑到以上所述的种种原因，在决定选用数控车床加工时，需要进行反复对比和仔细的经济分析，使数控车床发挥它的最佳经济效益。

2、数控车床的工作原理 在传统的金属切削机床上，加工零件是操作者根据图样的要求，通过不断改变刀具的运动轨迹、运动速度等参数，使刀具对工件进行切削加工，最终加工出合格零件。

数控车床的加工，其实质是应用了“微分”原理。其工作原理与过程可简述如下。

1）数控装置根据加工程序要求的刀具轨迹，将轨迹按车床对应的坐标轴，以最小移动量（脉冲当量）进行微分，并计算出各轴需要移动的脉冲数。

2）通过数控装置的插补软件或插补运算器，把要求的轨迹用量小移动单位的等效折线进行拟合，并找出最接近理论轨迹的拟合折线。

3）数控装置根据拟合折线的轨迹，给相应的坐标轴连续不断地分配进给脉冲，并通过伺服驱动使车床坐标轴按分配的脉冲运动。

由上可见：1、只要数控车床的最小移动量（脉冲当量）足够小，所用的拟合折线就完全可以等效代替理论曲线；2、只要改变坐标轴的脉冲分配方式，即可以改变拟合折线的形状，从而达到改变加工轨迹的目的；3、只要改变分配脉冲的频率，即可改变坐标轴（刀具）的运动速度。这样就实现了数控车床控制刀具移动轨迹的根本目的。

以上根据给定的数学函数，在理想轨迹（轮廓）的已知点之间，通过数据点的密化，确定一些中间点的方法，称为补插。能同时参与插补的坐标轴数。显然，当数控机床的联动轴越多，机床加工轮廓的性能就越强。因此，联动轴的数量是衡量数控机床性能的重要技术指标之一。

第三章 典型零件的工艺分析

3.1装配图 CB-03-00

3.1.1装配图 CB-03-00的工艺分析（图3-1-1）

图3-1-1

在装配图中共有4项技术要求，这些技术要求反应了零件与零件之间的尺寸关系。同时也说明每一种零件在加工中的尺寸精度，形为精度零件的轮廓精度对装配技术要求的影响。

①零件-01与-03装配尺寸要求（，影响这一技术要求的因素有图CB-03-01图中尺寸（91±0.02）㎜，和图CB-03-03尺寸（），（），。对于如何保证上述这些主要尺寸，将在单加工中论述。

②三种零件装配后要求CB-03-02图E处，CB-03-01的F处，CB-03-03的H处，对基准A-B的跳动不大于0.08。

这些技术要求主要注意在加工中对零件的找正精度应满足条件的同轴度的

要求。同时也在检验3个零件的形为公差精度（同轴、垂直、跳动0，另一方面也指定了最终检测时所用的基准， 说明中心孔和60°倒角的重要性。

③CB-03-02图中E曲线轮廓与CB-03-01在曲线轮廓相拼后，间隙≤0.04。 影响这些技术要求的因素主要有刀尖圆弧半径补偿值的设定，对刀的精度，对球体的测量方法，两个零件的圆弧的公差方向，圆弧的中心位置尺寸。如CB-03-01图中尺寸（91±0.02），（16±0.02），（93.48±0.02），（46±0.02）,（），61.48等。对CB-03-02图中影响的尺寸有（23±0.02），（39±0.02），（），48，（76±0.02）。虽然影响的尺寸较多，它们中间有许多是连贯尺寸，同时又是一把刀加工形成的，只要在加工过程中合理选择对刀基准，提高对刀精度，掌握测量方法，许多加工尺寸可以直接保证。

④CB-03-02零件的外形轮廓与CB-03-02和CB-03-01零件拼装后形成的外行轮廓的配合间隙不大于0.06。影响这一技术要求的因素主要在加工3个零件时的刀尖半径补偿值，对刀精度，对球体的测量方法、圆弧中心位置、锥体的制造误差，以及在加工每个零件曲线时对基准的选择。

3.2零件一 CB-03-01

3.2.1零件CB-03-01工艺分析(图3-2-1) 图3-2-1

①该零件属于轴类零件，在结构上主要有圆柱体，锥体，椭圆形，内孔，内螺纹组成，零件的加工工艺性较好。

②零件的尺寸精度要求高，多处尺寸精度为IT7，行为精度要求比较高，一般在0.01～0.03之间，多处加工面精度为Ra1.6。加工现场提供的机床精度，控制系统功能，刀具的品种数量、夹盘、辅具都能满足零件加工的要求。

③零件在加工需要两次装夹找正，特别是在第二次找正时，找正的精度为0.01以内，这样才能保证零件的形为精度的要求。如同轴度0.02，圆跳动0.015，垂直度0.01。在第一工序的加工零件左端的尺寸同时也为下一道工序加工出找正的基准如图3-14是CB-03-01第一工序的加工简图。在图中为下一道工序加工出了找正的外圆98，找正的端面H面因为用四爪找正时不但要找正圆拄的跳动、而且还要找正端面的跳动。

在加工时（4.5）槽不能先加工出来，如果在第一道工序加工出来，第二道工序加工另异端时，尺寸（16±0.02）㎜，（46±0.02）㎜，（91±0.02）㎜就很