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数控机床的产生与发展

发布时间:2019/05/23

  随着社会生产和科学技术的迅速发展,机械产品日趋精密复杂,且需求频繁改型,特别是在宇航、造船、军事等领域所需的机械零件,精度要求高,形状复杂,批量小。加工这类产品需要经常改装或调整设备,普通机床或专用化程度高的自动化机床已不能适应这些要求。为了解决上述问题,一种新型的机床——数控机床应运而生。这种新型机床具有适应性强、加工精度高、加工质量稳定和生产效率高等优点。它综合应用了电子计算机、自动控制、伺服驱动、精密测量和新型机械结构等多方面的技术成果,是今后数控机床的发展方向。
  数控机床的产生
  世界上第一台成功研制的数控机床是一台三坐标的数控铣床,于1952年由美国帕森斯公司(Parsons)和麻省理工学院(MIT)合作完成。早在1948年,美国在研制加工直升机叶片轮廓检查用样板的加工机床任务时,就提出了研制数控机床的初始设想。1949年,在美国空军部门的支持下,帕森斯公司正式接受委托,与麻省理工学院伺服机构实验室合作,开始从事数控机床的研制工作。经过三年时间的研究,于1952年试制成功世界上第一台数控机床试验性样机。这是一台采用脉冲乘法器原理的真线插补三坐标连续控制铣床。其控制装置由2000多个电子管组成,占了一个普通实验室那么大。这台数控铣床的诞生,标志着机械制造的数字控制时代的开始。
  数控铣床加工
  铣床的加工表面形状一般是由直线、圆弧或其他曲线所组成。普通铣床操作者根据图样的要求。不断改变刀具与工件之间的相对位置,再与选定的铣刀转速相配合,使刀具对工件进行切削加工,便可加工出各种不同形状的工件。
  数控机床加工是把刀具与工件的运动坐标分割成最小的单位量,即最小位移量。由数控系统根据工件程序的要求,使各坐标移动若干个最小位移量,从而实现刀具与工件的相对运动,以完成零件的加工。
  数控铣削加工除了具有普通铣床加工的特点外,还有如下特点:
  1、零件加工的适应性强、灵活性好,能加工轮廓形状特别复杂或难以控制尺寸的零件,如模具类零件、壳体类零件等;
  2、能加工普通机床无法加工或很难加工的零件,如用数学模型描述的复杂曲线零件以及三维空间曲面类零件;
  3、能加工一次装夹定位后,需进行多道工序加工的零件;
  4、加工精度高、加工质量稳定可靠,数控装置的脉冲当量一般为0.001mm,高精度的数控系统可达0.1μm,另外,数控加工还避免了操作人员的操作失误;
  5、生产自动化程度高,可以减轻操作者的劳动强度。有利于生产管理自动化;
  6、生产效率高,数控铣床一般不需要使用专用夹具等专用工艺设备,在更换工件时只需调用存储于数控装置中的加工程序、装夹工具和调整刀具数据即可,因而大大缩短了生产周期。其次,数控铣床具有铣床、镗床、钻床的功能,使工序高度集中,大大提高了生产效率。另外,数控铣床的主轴转速和进给速度都是无级变速的,因此有利于选择最佳切削用量;

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