第一章 数控铣床的基本知识和特点
1.1数控铣床的特性
数控铣床是在一般铣床的基础上发展起来的,两者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.
数控铣床一般由数控系统、主传动系统、进给伺服系统、冷却润滑系统等几大部分组成： 1.1.1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，主轴转速范围和输出扭矩对加工有直接的影响。 1.1.2进给伺服系统 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。1.1.3控制系统 数控铣床运动控制的中心，执行数控加项目序控制机床进行加工。1.1.4辅助装置
如液压、气动、润滑、冷却系统和排屑、防护等装置。1.1.5机床基础件
通常是指底座、立柱、横梁等，它是整个机床的基础和框架。 1.2数控铣床的工作原理
1.2.1根据零件形状、尺寸、精度和表面粗糙度等技术要求制定加工工艺
选择加工参数。通过手工编程或利用CAM 软件自动编程，将编好的加项目序输入到控制器。控制器对加项目序处理后，向伺服装置传送指令。伺服装置向伺服电机发出控制信号。主轴电机使刀具旋转，X、Y 和Z向的伺服电机控制刀具和工件按一定的轨迹相对运动
，
从
而
实
现
工
件
的
切
削
。
数控铣床主要由床身、铣头、纵向工作台、横向床鞍、升降台、电气控制系统等组成。能够完成基本的铣削、镗削、钻削、攻螺纹及自动工作循环等工作，可加工各种形状复杂的凸轮、样板及模具零件等。数控铣床的床身固定在底座上，用于安装和支承机床各部件，控制台上有彩色液晶显示器、机床操作按钮和各种开关及指示灯。纵向工作台、横向溜板安装在升降台上，通过纵向进给伺服电机、横向进给伺服电机和垂直升降进给伺服电机的驱动，完成X、Y、Z坐标的进给。电器柜安装在床身立柱的后面，其中装有电器控制部分。 1.2.2数控铣床的性能指标 1.2.3 点位控制功能
可以实现对相互位置精度要求很高的孔系加工。 1.2.4 连续轮廓控制功能
可以实现直线、圆弧的插补功能及非圆曲线的加工。 1.2.5刀具半径补偿功能
可以根据零件图样的标注尺寸来编程，而不必考虑所用刀具的实际半径尺寸，从而减少编程时的复杂数值计算。 1.2.6 刀具度补偿功能
可以自动补偿刀具的长短，以适应加工中对刀具长度尺寸调整的要求。
1.2.7 比例及镜像加工功能
比例功能可将编好的加项目序按指定比例改变坐标值来执行。镜像加工又称轴对称加工，如果一个零件的形状关于坐标轴对称，那么只要编出一个或两个象限的程序，而其余象限的轮廓就可以通过镜像加工来实现。 1.2.8 旋转功能
可将编好的加项目序在加工平面内旋转任意角度来执行。 1.2.9 子程序调用功能
有些零件需要在不同的位置上重复加工同样的轮廓形状，将一轮廓形状的加项目序作为子程序，在需要的位置上重复调用，就可以完成对该零件的加工。 1.2.10 宏程序功能
可用一个总指令代表实现某一功能的一系列指令，并能对变量进行运算，使程序更具灵活性和方便性。 1.3数控铣床的坐标系 1.3.1铣床相对运动的规定
在机床上，始终认为工件静止，而刀具是运动的。这样编程人员在不考虑机床上工件与刀具具体运动的情况下，就可以依据零件图样，确定机床的加工过程。 1.3.2机床坐标系的规定
标准机床坐标系中X、Y、Z坐标轴的相互关系用右手笛卡尔直角坐标系决定。
在数控机床上，机床的动作是由数控装置来控制的，为了确定数控机床上的成形运动和辅助运动，必须先确定机床上运动的位移和运动的方向，这就需要通过坐标系来实现，这个坐标系被称之为机床坐标系。 例如铣床上，有机床的纵向运动、横向运动以及垂向运动，如图1所示。在数控加工中就应该用机床坐标系来描述，如图2所示。请按图2中按钮观察机床坐标系的相互关系。 标准机床坐标系中X、Y、Z坐标轴的相互关系用右手笛卡尔直角坐标系决定：
图1坐标系
1、伸出右手的大拇指、食指和中指，并互为90度。则大拇指代表X坐
标，食指代表Y坐标，中指代表Z坐标。
2、大拇指的指向为X坐标的正方向，食指的指向为Y坐标的正方向，中
指的指向为Z坐标的正方向。
右手直角笛卡尔坐标系 编程平面与坐标系
3、围绕X、Y、Z坐标旋转的旋转坐标分别用A、B、C表示，根据右手螺旋定则，大拇指的指向为X、Y、Z坐标中任意一轴的正向，则其余四指的旋转方向即为旋转坐标A、B、C的正向。 请按图1中按钮观察机床运动的方向
4运动方向的规定
增大刀具与工件距离的方向即为各坐标轴的正方向。 3坐标轴方向确定 1.3.3 Z坐标
Z坐标的运动方向是由传递切削动力的主轴所决定的，即平行于主轴轴线的坐标轴即为
Z坐标，Z坐标的正向为刀具离开工件的方向。
如果机床上有几个主轴，则选一个垂直于工件装夹平面的主轴方向为Z坐标方向；如果主轴能够摆动，则选垂直于工件装夹平面的方向为Z坐标方向；如果机床无主轴，则选垂直于工件装夹平面的方向为Z坐标方向。图3 所示为数控车床的Z坐标。
图2 Z坐标系
1.3.4 X坐标
X坐标平行于工件的装夹平面，一般在水平面内。如果工件做旋转运动，则刀具离开工件的方向为X坐标的正方向； 如果刀具做旋转运动，则分为两种情况：
1>Z坐标水平时，观察者沿刀具主轴向工件看时，+X运动方向指向右
第一章数控铣床基本知识特点
