1、第五章第五章 傳統制造技術傳統制造技術 v傳統制造技術通常指傳統制造技術通常指切削切削和和磨削磨削加工技術。加工技術。 這兩種加工方法是機械制造應用最多、這兩種加工方法是機械制造應用最多、 最廣、最為主要的金屬切削加工方法（占最廣、最為主要的金屬切削加工方法（占 機械制造的機械制造的30%-40%）。）。 第一節第一節 切削加工切削加工 1 第二節第二節 通用機床通用機床2 第三節第三節 專用機床專用機床3 第四節第四節 數控機床數控機床4 第五節第五節 加工中心加工中心5 第六節第六節 柔性制造系統柔性制造系統6 第一節第一節 切削加工切削加工 v切削加工是用切削工具，把坯料或工件切削加工是

2、用切削工具，把坯料或工件 上多余的材料層切去，使工件獲得規定上多余的材料層切去，使工件獲得規定 的幾何形狀、尺寸和表面質量的加工方的幾何形狀、尺寸和表面質量的加工方 法。法。 . 一、切削加工的概念一、切削加工的概念 切削加工基本條件 切削刀具切削刀具 具有鋒利的刃 口，材質堅硬、耐磨； 其切削方式由其結構和 機床運動形式決定。 被加工零件被加工零件 通常由基本的 幾何表面組成 切削運動切削運動 是指在金 屬切削機床上切削 工件時，刀具與工 件之間的相對運動 。 刀具刀具 工件工件 切削切削 運動運動 第一節第一節 切削加工切削加工 第一節第一節 切削加工切削加工 第一節第一節 切削加工切削加

3、工 v用刃形和刃數都用刃形和刃數都固定固定的刀具進行切削的方的刀具進行切削的方 法有車削、鉆削、鏜削、銑削、刨削、拉法有車削、鉆削、鏜削、銑削、刨削、拉 削、鋸切等。削、鋸切等。 v用刃形和刃數都用刃形和刃數都不固定不固定的磨具或磨料進行的磨具或磨料進行 切削的方法有磨削、研磨、珩磨和拋光等。切削的方法有磨削、研磨、珩磨和拋光等。 . 拉削拉削 v用拉刀在拉力作用下作用拉刀在拉力作用下作 軸向運動，加工工件內、軸向運動，加工工件內、 外表面的方法外表面的方法 珩磨珩磨 v用鑲嵌在珩磨頭上的油石對用鑲嵌在珩磨頭上的油石對 工件表面施加一定壓力，珩磨工件表面施加一定壓力，珩磨 工具或工件同時作相對

4、旋轉和工具或工件同時作相對旋轉和 軸向直線往復運動，切除工件軸向直線往復運動，切除工件 上極小余量的精加工方法。上極小余量的精加工方法。 第一節第一節 切削加工切削加工 v切削加工的歷史可追溯到原始人創造石劈、切削加工的歷史可追溯到原始人創造石劈、 骨鉆等勞動工具的舊石器時代。骨鉆等勞動工具的舊石器時代。 v商代中期使用研磨法加工銅鏡。商代中期使用研磨法加工銅鏡。 v西漢時期，使用加沙研磨西漢時期，使用加沙研磨“金縷玉衣金縷玉衣”。 . 二、切削加工的歷史二、切削加工的歷史 第一節第一節 切削加工切削加工 . 第一節第一節 切削加工切削加工 v17世紀中葉，中國開始用畜力代替人力驅世紀中葉，中

5、國開始用畜力代替人力驅 動刀具進行切削加工。動刀具進行切削加工。 v18世紀后半期使用蒸汽作為切削加工動力。世紀后半期使用蒸汽作為切削加工動力。 v19世紀世紀70年代使用電力作為切削加工動力。年代使用電力作為切削加工動力。 . 第一節第一節 切削加工切削加工 v1.按工藝特征分類按工藝特征分類 工藝特征取決于工藝特征取決于切削工具的結構切削工具的結構及及切削切削 工具與工件的相對運動形式工具與工件的相對運動形式。 常分為車削、銑削、鉆削、鏜削、絞削、常分為車削、銑削、鉆削、鏜削、絞削、 刨削、插削、拉削、鋸切、研磨、珩磨刨削、插削、拉削、鋸切、研磨、珩磨 、 超精加工、拋光、齒輪加工、蝸輪加

6、工、超精加工、拋光、齒輪加工、蝸輪加工、 螺紋加工、人工刮削等。螺紋加工、人工刮削等。 . 三、切削加工的分類三、切削加工的分類 第一節第一節 切削加工切削加工 v2.按材料切除率和加工精度分類按材料切除率和加工精度分類 常分為粗加工、半精加工、精加工、精常分為粗加工、半精加工、精加工、精 整加工、修飾加工、超精密加工等整加工、修飾加工、超精密加工等 . v3.按表面形成方法分類按表面形成方法分類 常分為刀尖軌跡法、成形刀具法、展成常分為刀尖軌跡法、成形刀具法、展成 法。法。 . 第一節第一節 切削加工切削加工 v切削加工質量主要指工件的切削加工質量主要指工件的加工精度加工精度和和表表 面質量

7、面質量。包括表面粗糙度、殘留應力和表。包括表面粗糙度、殘留應力和表 面硬化。面硬化。 v影響切削加工質量的主要因素有：機床、影響切削加工質量的主要因素有：機床、 刀具、夾具、工件毛坯、工藝方法、加工刀具、夾具、工件毛坯、工藝方法、加工 環境等。環境等。 . 四、切削加工質量四、切削加工質量 第一節第一節 切削加工切削加工 v 非金屬材料有木材、塑料、橡膠、大理石等。非金屬材料有木材、塑料、橡膠、大理石等。 v 非金屬材料的加工方法因其材料各異。非金屬材料的加工方法因其材料各異。 . 五、非金屬材料的切削加工五、非金屬材料的切削加工 v 木材：主要在各種木工機床上加工。加工方法有木材：主要在各種

8、木工機床上加工。加工方法有：鋸切、鋸切、 刨削、車削、銑削、鉆削。刨削、車削、銑削、鉆削。 v 玻璃：切割、鉆孔、玻璃：切割、鉆孔、研磨研磨、拋光等、拋光等 v 大理石：切割、大理石：切割、車削車削、鉆孔、刨削、研磨、鉆孔、刨削、研磨、 拋光等拋光等 v 塑料：切削、鉆孔、磨削等塑料：切削、鉆孔、磨削等 . 第一節第一節 切削加工切削加工 v機床是對金屬（或其它材料）的坯料（或工件）機床是對金屬（或其它材料）的坯料（或工件） 進行加工（包括成形加工、切削加工或特種加進行加工（包括成形加工、切削加工或特種加 工），使之獲得所要求的幾何形狀、尺寸精度工），使之獲得所要求的幾何形狀、尺寸精度 和表面

9、質量的機器，是機械制造裝備的一個分和表面質量的機器，是機械制造裝備的一個分 支。支。 六、切削加工所用的機器六、切削加工所用的機器-機床機床 第一節第一節 切削加工切削加工 v1.機床的起源與發展機床的起源與發展 . 第一節第一節 切削加工切削加工 v 1.機床的起源與發展機床的起源與發展 . 第一節第一節 切削加工切削加工 v2.機床的分類機床的分類 按按加工方式或加工對象加工方式或加工對象分為車床、鉆床、分為車床、鉆床、 鏜床、磨床、齒輪加工機床、螺紋加工機鏜床、磨床、齒輪加工機床、螺紋加工機 床、銑床、刨床、拉床、特種加工機床、床、銑床、刨床、拉床、特種加工機床、 鋸床等鋸床等 按按工件

10、大小和機床重量工件大小和機床重量可分為儀表機床、可分為儀表機床、 中小型機床、大型機床、重型機床和超重中小型機床、大型機床、重型機床和超重 型機床型機床 . 第一節第一節 切削加工切削加工 v2.機床的分類機床的分類 按按加工精度加工精度可分為普通精度機床、精密可分為普通精度機床、精密 機床和超精度機床機床和超精度機床 按按自動化程度自動化程度可分為手動操作機床、半可分為手動操作機床、半 自動機床和自動機床自動機床和自動機床 按按機床的自動控制方式機床的自動控制方式分為仿形機床、分為仿形機床、 程序控制機床、數字控制機床、適應控制程序控制機床、數字控制機床、適應控制 機床、加工中心和柔性制造系

11、統機床、加工中心和柔性制造系統 . 第一節第一節 切削加工切削加工 v3.機床的構造機床的構造 機床由動力系統、傳動系統、操縱控制機床由動力系統、傳動系統、操縱控制 系統、執行末端件、支承部件。系統、執行末端件、支承部件。 對于切削機床還包括刀具系統或儲存對于切削機床還包括刀具系統或儲存 刀具的部件、潤滑系統、冷卻系統、機床刀具的部件、潤滑系統、冷卻系統、機床 附屬裝置。附屬裝置。 . 第一節第一節 切削加工切削加工 v4.機床技術水平的發展趨勢機床技術水平的發展趨勢 對于復雜零件、難加工零件加工工藝的對于復雜零件、難加工零件加工工藝的 創新，及開放式數控系統的發展、新穎刀創新，及開放式數控系

12、統的發展、新穎刀 具技術的革新，在確保精度的基礎上，機具技術的革新，在確保精度的基礎上，機 床向著復合化方向發展。床向著復合化方向發展。 . 第二節第二節 通用機床通用機床 v車床能對軸、盤、環等多種類型工件進行車床能對軸、盤、環等多種類型工件進行 多種工序的加工，常用于加工工件的內外多種工序的加工，常用于加工工件的內外 回轉表面、端面和各種內外螺紋回轉表面、端面和各種內外螺紋. v 采用相應的刀具和附件，還可進行鉆孔、采用相應的刀具和附件，還可進行鉆孔、 擴孔、攻絲和滾花等，是機械制造和修配擴孔、攻絲和滾花等，是機械制造和修配 工廠中使用最廣的一類機床。工廠中使用最廣的一類機床。 . 一、車

13、床一、車床 第二節第二節 通用機床通用機床 v1.車床的產生與發展車床的產生與發展 v1845年美國的菲奇發明了轉塔車床年美國的菲奇發明了轉塔車床 v1848年又出現回輪車床年又出現回輪車床 v1873年美國的斯潘塞制成單軸自動車床年美國的斯潘塞制成單軸自動車床 v20世紀初出現電機帶動有齒輪變速箱的車床世紀初出現電機帶動有齒輪變速箱的車床 v20世紀世紀60年代起數控車床年代起數控車床 第二節第二節 通用機床通用機床 v2.車床的分類車床的分類 （1）普通車床）普通車床 （2）轉塔車床和回轉車床）轉塔車床和回轉車床 （3）多刀半自動車床）多刀半自動車床 （4）仿形車床）仿形車床 （5）立式車

14、床）立式車床 普通車床普通車床 轉塔車床轉塔車床 立式車床立式車床 仿形車床仿形車床 3.車床的總布局 主電機及變速機構 掛輪箱 床頭箱 進 給 箱 卡 盤 中 心 架 溜 板 箱 尾 架 絲 桿 光 桿 第二節第二節 通用機床通用機床 v銑床是用銑刀對工件進行銑削加工的機床。銑床是用銑刀對工件進行銑削加工的機床。 銑床可以加工平面、溝槽、輪齒、螺紋銑床可以加工平面、溝槽、輪齒、螺紋 和花鍵軸及比較復雜的型面，效率較刨床和花鍵軸及比較復雜的型面，效率較刨床 高，在機械制造和修理部門得到廣泛應用。高，在機械制造和修理部門得到廣泛應用。 . 二、二、銑床銑床 第二節第二節 通用機床通用機床 v1.

15、銑床的發展歷史銑床的發展歷史 v1818年美國惠特尼創制臥式銑床年美國惠特尼創制臥式銑床 v1862年美國布朗創制萬能銑床（銑螺旋槽）年美國布朗創制萬能銑床（銑螺旋槽） v1884年龍門銑床年龍門銑床 v20世紀世紀20年代半自動銑床年代半自動銑床 v20世紀世紀70年代數控銑床年代數控銑床 第二節第二節 通用機床通用機床 v2.銑床的分類銑床的分類 v通常按布局形式和使用范圍分為：升降臺銑通常按布局形式和使用范圍分為：升降臺銑 床、龍門銑床、單柱銑床、單臂銑床、仿形床、龍門銑床、單柱銑床、單臂銑床、仿形 銑床、工具銑床等銑床、工具銑床等 升降臺銑床升降臺銑床 主軸箱主軸箱 主軸主軸 橫溜板橫

16、溜板 工作臺工作臺 升降臺升降臺 底座底座 銑床的基本結構銑床的基本結構 龍門銑床龍門銑床 第二節第二節 通用機床通用機床 v刨床是用刨刀對工件進行刨削加工的機床。刨床是用刨刀對工件進行刨削加工的機床。 刨床主要用于加工平面和溝槽。其主運刨床主要用于加工平面和溝槽。其主運 動和進給運動都是直線運動。動和進給運動都是直線運動。 主要分為龍門刨和牛頭刨。主要分為龍門刨和牛頭刨。 . 三、刨床三、刨床 牛頭刨床牛頭刨床:刨刀的直線往刨刀的直線往 復運動是主運動，工件復運動是主運動，工件 在刨刀返回行程將結束在刨刀返回行程將結束 時作橫向進給運動。時作橫向進給運動。 牛頭刨床主要用于加工牛頭刨床主要用

17、于加工 中小型零件中小型零件 龍門刨床龍門刨床:工作臺往復運動，橫梁上工作臺往復運動，橫梁上 的刀架可以水平或垂直運動的刀架可以水平或垂直運動 龍門刨床主要用于加工大型零件龍門刨床主要用于加工大型零件 牛頭刨床牛頭刨床 龍門刨床龍門刨床 第二節第二節 通用機床通用機床 v鉆床是加工孔的機床。鉆床是加工孔的機床。 加工時工件固定在工作臺上不動，刀具加工時工件固定在工作臺上不動，刀具 在旋轉主運動的同時，還沿其軸線移動，在旋轉主運動的同時，還沿其軸線移動， 完成進給運動。完成進給運動。 在鉆床上，可進行鉆孔、擴孔、鉸孔、在鉆床上，可進行鉆孔、擴孔、鉸孔、 锪孔、攻絲、锪端面等锪孔、攻絲、锪端面等

18、. 四、鉆床四、鉆床 第三節第三節 專用機床專用機床 v鉆床可分為：立式鉆床、臺式鉆床、鉆床可分為：立式鉆床、臺式鉆床、搖臂搖臂 鉆床鉆床和其它專門化鉆床和其它專門化鉆床 . 第二節第二節 通用機床通用機床 第三節第三節 專用機床專用機床 v專用機床是專門為了某一種零件的某一道專用機床是專門為了某一種零件的某一道 特定工序專門設計的機床。特定工序專門設計的機床。 v工藝范圍較窄，通常適用于大批量生產。工藝范圍較窄，通常適用于大批量生產。 . 第三節第三節 專用機床專用機床 v組合機床組合機床是根據零件的加工要求，以標準是根據零件的加工要求，以標準 化的通用部件為基礎，配以少量按工件特化的通用部

19、件為基礎，配以少量按工件特 定形狀和加工工藝設計的專用部件和夾具，定形狀和加工工藝設計的專用部件和夾具， 組成的半自動或自動高效專用機床。組成的半自動或自動高效專用機床。 . 一、組合機床的工藝范圍和特點一、組合機床的工藝范圍和特點 第三節第三節 專用機床專用機床 v組合機床的工藝范圍：銑平面、車平面、組合機床的工藝范圍：銑平面、車平面、 锪平面、鉆孔、擴孔、鉸孔、鏜孔、倒角锪平面、鉆孔、擴孔、鉸孔、鏜孔、倒角 切槽、攻螺紋等切槽、攻螺紋等 v適合加工箱體類及盤類零件。適合加工箱體類及盤類零件。 . 第三節第三節 專用機床專用機床 v組合機床的特點：組合機床的特點： （1）設計、制造周期短，便

20、于使用維修，）設計、制造周期短，便于使用維修， 成本低成本低 （2）加工效率高）加工效率高 （3）加工精度穩定）加工精度穩定 （4）自動化程度高，勞動強度低）自動化程度高，勞動強度低 （5）配置靈活）配置靈活 . v1.組成組成 組合機床一般由側底座、立柱底座、立柱、動組合機床一般由側底座、立柱底座、立柱、動 力箱、滑臺及中間底座等通用部件及多軸箱、夾力箱、滑臺及中間底座等通用部件及多軸箱、夾 具等主要專用部件組成。具等主要專用部件組成。 第三節第三節 專用機床專用機床 發電機主軸機床發電機主軸機床 第三節第三節 專用機床專用機床 v2.配置形式配置形式 可分為單工位組合機床和多工位組合機床。

21、可分為單工位組合機床和多工位組合機床。 單工位組合機床單工位組合機床：加工時工件安裝在機床的固定夾：加工時工件安裝在機床的固定夾 具里不動，由動力部件移動完成各種加工。具里不動，由動力部件移動完成各種加工。 多工位組合機床多工位組合機床有有2個或個或2個以上的加工工位。個以上的加工工位。 . 第四節第四節 數控機床數控機床 v 數控技術的基本概念數控技術的基本概念 數字控制數字控制：是一種借助數字化信息（數字、符號）是一種借助數字化信息（數字、符號） 對某一工作過程（如加工、測量、裝配等）發出指對某一工作過程（如加工、測量、裝配等）發出指 令并實現自動控制的技術。令并實現自動控制的技術。 數控

22、系統數控系統：采用數字控制技術的自動控制系統。采用數字控制技術的自動控制系統。 數控機床數控機床：采用數字控制技術對機床的加工過程進采用數字控制技術對機床的加工過程進 行自動控制的一類機床。是一種裝有程序控制系統行自動控制的一類機床。是一種裝有程序控制系統 （數控系統）的高效自動化機床。（數控系統）的高效自動化機床。 第四節第四節 數控機床數控機床 第四節第四節 數控機床數控機床 v一、數控機床的發展歷史一、數控機床的發展歷史 1947年，美國年，美國Parson公司生產直升機機翼檢公司生產直升機機翼檢 查樣板時，提出使用穿孔卡片控制機床。查樣板時，提出使用穿孔卡片控制機床。 得到軍費支持后，

23、開始研究以脈沖方式控制機得到軍費支持后，開始研究以脈沖方式控制機 床各軸運動，可加工復雜輪廓。床各軸運動，可加工復雜輪廓。 1952年研制出了能進行年研制出了能進行3軸控制的銑床樣機。軸控制的銑床樣機。 第四節第四節 數控機床數控機床 v采用電子管元件，體積大，造價高，只用于少數采用電子管元件，體積大，造價高，只用于少數 行業。行業。 v 1959年，制成晶體管元件及印刷電路板，使數年，制成晶體管元件及印刷電路板，使數 控機床體積縮小，成本降低。控機床體積縮小，成本降低。 v1960年，點位控制數控鉆床和直線控制數控銑年，點位控制數控鉆床和直線控制數控銑 床得到較快發展。床得到較快發展。 v目

24、前，數控技術已應用到各種加工機床中。目前，數控技術已應用到各種加工機床中。 第五代：微處理器數控第五代：微處理器數控(1974(1974年年) ) 第四代：小型機數控第四代：小型機數控(1967(1967年年) ) 第三代：集成電路式第三代：集成電路式(1965(1965年年) ) 第二代：晶體管分立元件式第二代：晶體管分立元件式(1959(1959年年) ) 第一代：電子管、繼電器式第一代：電子管、繼電器式(1952(1952年）年） 硬、軟件數控硬、軟件數控 軟件數控軟件數控 硬件數控硬件數控 數控系統的產生和發展數控系統的產生和發展 目前知名數控系統目前知名數控系統 日本日本FANUCF

25、ANUC 德國西門子德國西門子SIEMENS SIEMENS 日本三菱日本三菱MITSUBISHI MITSUBISHI 日本山崎馬扎克日本山崎馬扎克(MAZAK) (MAZAK) 西班牙發格西班牙發格(FAGOR) (FAGOR) 華中數控系統華中數控系統 廣州數控系統廣州數控系統 國內知名：國內知名： 第四節第四節 數控機床數控機床 第四節第四節 數控機床數控機床 v二、二、數控機床數控機床的特點的特點 1.加工精度高，具有穩定的加工質量；加工精度高，具有穩定的加工質量； 2.可進行多坐標的聯動，能加工形狀復雜的零件；可進行多坐標的聯動，能加工形狀復雜的零件； 3.加工零件改變時，一般只需

26、要更改數控程序，可加工零件改變時，一般只需要更改數控程序，可 節省生產準備時間；節省生產準備時間； 4.機床本身的精度高、剛性大，可選擇有利的加工機床本身的精度高、剛性大，可選擇有利的加工 用量，生產率高（一般為普通機床的用量，生產率高（一般為普通機床的35倍）；倍）； 5.機床自動化程度高，可以減輕勞動強度；機床自動化程度高，可以減輕勞動強度； 6.對操作人員的素質要求較高，對維修人員的技術對操作人員的素質要求較高，對維修人員的技術 要求更高。要求更高。 第四節第四節 數控機床數控機床 v三、數控機床的構成三、數控機床的構成 主要由機床主體、數控裝置、伺服驅動裝置、主要由機床主體、數控裝置、

27、伺服驅動裝置、 輔助裝置構成。輔助裝置構成。 數控機床的工作過程 數控機床仍采用刀具和磨具對材料進行切削加工，這點數控機床仍采用刀具和磨具對材料進行切削加工，這點 在本質上和普通機床并無區別。但在如何控制切削運動等方在本質上和普通機床并無區別。但在如何控制切削運動等方 面則與傳統切削加工存在本質上的差別，如下圖。面則與傳統切削加工存在本質上的差別，如下圖。 零件圖零件圖編制工藝卡編制工藝卡工人操作機床工人操作機床 編制程序編制程序 零件圖零件圖 鍵盤輸入鍵盤輸入 加工運動加工運動 數控裝置數控裝置伺服裝置伺服裝置加工運動加工運動 檢測檢測 (a)普通機床加工普通機床加工 (b)數控機床加工數控

28、機床加工 信息反饋信息反饋 第四節第四節 數控機床數控機床 v四、數控加工的基本原理四、數控加工的基本原理 一般情況下，用戶程序給出軌跡的起點和終一般情況下，用戶程序給出軌跡的起點和終 點以及軌跡的類型，并規定其走向，由數控系統點以及軌跡的類型，并規定其走向，由數控系統 在控制過程中計算出軌跡運動的各個中間點，這在控制過程中計算出軌跡運動的各個中間點，這 個過程稱為個過程稱為插補插補，即，即“插入插入”、“補上補上”軌跡運軌跡運 動的各個中間點。動的各個中間點。 第五節第五節 加工中心加工中心 第五節第五節 加工中心加工中心 v一、加工中心的特點和分類一、加工中心的特點和分類 1.特點特點 加

29、工中心是數控機床的一種，通常指具有加工中心是數控機床的一種，通常指具有刀刀 庫庫和和自動換刀功能自動換刀功能的數控銑床。的數控銑床。 工件在加工中心上一次裝夾之后，數控系統工件在加工中心上一次裝夾之后，數控系統 能控制機床按不同工序，自動選擇和更換刀具，能控制機床按不同工序，自動選擇和更換刀具， 自動改變機床主軸轉速、進給量和刀具相對工件自動改變機床主軸轉速、進給量和刀具相對工件 的運動軌跡及其它輔助機能，依次完成工件幾個的運動軌跡及其它輔助機能，依次完成工件幾個 面上多工序的加工。面上多工序的加工。 第五節第五節 加工中心加工中心 v可連續完成鉆、鏜、銑、鉸、攻絲等多種工序，可連續完成鉆、鏜

30、、銑、鉸、攻絲等多種工序， 因而大大減少了工件裝夾時間、測量和機床調整因而大大減少了工件裝夾時間、測量和機床調整 等輔助工序時間，對加工形狀比較復雜，精度要等輔助工序時間，對加工形狀比較復雜，精度要 求較高，品種更換頻繁的零件具有良好的經濟效求較高，品種更換頻繁的零件具有良好的經濟效 果。果。 第五節第五節 加工中心加工中心 v2.加工中心發展加工中心發展 v20世紀世紀40年代末，美國開始研究數控機床，年代末，美國開始研究數控機床， 1952年，美國麻省理工學院年，美國麻省理工學院(mit)伺服機構實伺服機構實 驗室成功研制出第一臺數控銑床，并于驗室成功研制出第一臺數控銑床，并于1957年年

31、 投入使用。投入使用。 v第一臺加工中心是第一臺加工中心是1958年年由美國卡尼由美國卡尼-特雷克公特雷克公 司首先研制成功的。它在數控臥式鏜銑床的基礎司首先研制成功的。它在數控臥式鏜銑床的基礎 上增加了上增加了自動換刀裝置自動換刀裝置，從而實現了工件一次裝，從而實現了工件一次裝 夾后即可進行銑削、鉆削、鏜削、鉸削和攻絲等夾后即可進行銑削、鉆削、鏜削、鉸削和攻絲等 多種工序的集中加工。這是制造技術發展過程中多種工序的集中加工。這是制造技術發展過程中 的一個重大突破，標志著制造領域中數控加工時的一個重大突破，標志著制造領域中數控加工時 代的開始。代的開始。 第五節第五節 加工中心加工中心 v二十

32、世紀二十世紀70年代以來，加工中心得到迅速發展，年代以來，加工中心得到迅速發展， 出現了可換主軸箱加工中心，它備有多個可以自出現了可換主軸箱加工中心，它備有多個可以自 動更換的裝有刀具的多軸主軸箱，能對工件同時動更換的裝有刀具的多軸主軸箱，能對工件同時 進行多孔加工。進行多孔加工。 v我國于我國于1958年開始研制數控機床，成功試制出年開始研制數控機床，成功試制出 配有子管數控系統的數控床，配有子管數控系統的數控床，1965年開始批量年開始批量 生產配有晶體管數控系統的三坐標數控銑床。經生產配有晶體管數控系統的三坐標數控銑床。經 過幾十年的發展，目前的數控機床已實現了計算過幾十年的發展，目前的

33、數控機床已實現了計算 機控制并在工業界得到廣泛應用，在模具制造行機控制并在工業界得到廣泛應用，在模具制造行 業的應用尤為普及。業的應用尤為普及。 90年代初可以制造加工中年代初可以制造加工中 心。心。 第五節第五節 加工中心加工中心 v3.加工中心分類加工中心分類 按主軸的布置方式分為按主軸的布置方式分為:立式、臥式。立式、臥式。 臥式加工中心一般有分度轉臺，可加工工件臥式加工中心一般有分度轉臺，可加工工件 的各個側面，也可做多個坐標的聯合運動。的各個側面，也可做多個坐標的聯合運動。 立式加工中心一般不帶轉臺，僅做頂面加工。立式加工中心一般不帶轉臺，僅做頂面加工。 4.加工中心的組成 v 基礎

34、部件：基礎部件： 基礎部件是加工中心基礎部件是加工中心 的基礎結構，它主要由床的基礎結構，它主要由床 身、工作臺、立柱三大部身、工作臺、立柱三大部 分組成；分組成； （一般為鑄鐵）（一般為鑄鐵） v 主軸部件：主軸部件： 主軸部件由主軸箱、主軸主軸部件由主軸箱、主軸 電機、主軸和主軸軸承等零電機、主軸和主軸軸承等零 部件組成，主軸是加工中心部件組成，主軸是加工中心 切削加工的功率輸入部件，切削加工的功率輸入部件， 它的起動、停止、變速、換它的起動、停止、變速、換 向等都由數控系統控制。主向等都由數控系統控制。主 軸的旋轉精度和定位精度是軸的旋轉精度和定位精度是 影響加工精度的重要因素。影響加工

35、精度的重要因素。 v 數控系統：數控系統： 數控系統由數控系統由CNCCNC裝裝 置、可編程序控制器置、可編程序控制器 、伺服驅動系統等組、伺服驅動系統等組 成。成。 v 自動換刀系統：自動換刀系統： 由刀庫和換刀裝置由刀庫和換刀裝置 組成。工件在一次裝組成。工件在一次裝 夾后，可連續完成對夾后，可連續完成對 工件表面自動進行鉆工件表面自動進行鉆 孔、擴孔、鉸孔、鏜孔、擴孔、鉸孔、鏜 孔、攻螺紋、銑削等孔、攻螺紋、銑削等 多工步的加工。多工步的加工。 v 輔助裝置：輔助裝置： 潤滑、冷卻、潤滑、冷卻、 排屑、液壓、氣動排屑、液壓、氣動 等等 第五節第五節 加工中心加工中心 v二、車削中心二、車

36、削中心 v車削中心車削中心是在數控車床的基礎上，配置刀庫和機是在數控車床的基礎上，配置刀庫和機 械手，使之可選擇使用的刀具數量大大增加。械手，使之可選擇使用的刀具數量大大增加。 v車削中心主要以車削為主，還可以進行銑、鉆、車削中心主要以車削為主，還可以進行銑、鉆、 擴、鉸、攻螺紋等加工。其加工對象主要有：復擴、鉸、攻螺紋等加工。其加工對象主要有：復 雜零件的錐面、復雜曲線為母線的回轉體。在車雜零件的錐面、復雜曲線為母線的回轉體。在車 削中心上還能進行鉆徑向孔、銑鍵槽、銑凸輪槽削中心上還能進行鉆徑向孔、銑鍵槽、銑凸輪槽 和螺旋槽、錐螺紋和變螺距螺紋等加工。和螺旋槽、錐螺紋和變螺距螺紋等加工。 第

37、五節第五節 加工中心加工中心 v車削中心一般還具有以下兩種先進功能。車削中心一般還具有以下兩種先進功能。 1)動力刀具功能動力刀具功能。即刀架上某些刀位或所有的刀。即刀架上某些刀位或所有的刀 位可以使用回轉刀具位可以使用回轉刀具(如銑刀、鉆頭如銑刀、鉆頭)通過刀架內通過刀架內 的動力使這些刀具回轉。的動力使這些刀具回轉。 2)c 軸位置控制功能軸位置控制功能。即可實現主軸周向的任意。即可實現主軸周向的任意 位置控制。實現位置控制。實現XC、ZC聯動。另外，有些聯動。另外，有些 車削中心還具有車削中心還具有Y 軸功能。軸功能。 車削中心車削中心 第五節第五節 加工中心加工中心 v三、鉆削中心三、

38、鉆削中心 可進行鉆孔、擴孔、鉸孔、攻絲及連續輪廓可進行鉆孔、擴孔、鉸孔、攻絲及連續輪廓 控制銑削的數控機床。控制銑削的數控機床。 主要用于航空航天、汽車機車、儀器儀表、主要用于航空航天、汽車機車、儀器儀表、 輕工紡織、電子電器和機械制造等行業的中小型輕工紡織、電子電器和機械制造等行業的中小型 箱體、蓋、板殼，盤等零件的加工。箱體、蓋、板殼，盤等零件的加工。 鉆削中心鉆削中心 第六節第六節 柔性制造系統柔性制造系統 v一、柔性制造系統的基本概念一、柔性制造系統的基本概念 在成組技術的基礎上，以多臺在成組技術的基礎上，以多臺(種種)數控機床數控機床 或數組柔性制造單元為核心，通過自動化物流系或數組

39、柔性制造單元為核心，通過自動化物流系 統將其聯接，統一由主控計算機和相關軟件進行統將其聯接，統一由主控計算機和相關軟件進行 控制和管理，組成多品種變批量和混流方式生產控制和管理，組成多品種變批量和混流方式生產 的自動化制造系統。的自動化制造系統。 v二、二、FMS的發展歷史的發展歷史 v1967年，英國莫林斯公司首次根據年，英國莫林斯公司首次根據威廉森威廉森提出提出 的的FMS基本概念，研制了基本概念，研制了“系統系統24”。其主要。其主要 設備是六臺模塊化結構的多工序數控機床，目標設備是六臺模塊化結構的多工序數控機床，目標 是在無人看管條件下，實現晝夜是在無人看管條件下，實現晝夜24小時連續加工，小時連續加工， 但最終由于經濟和技術上的困難而未全部建成但最終由于經濟和技術上的困難而未全部建成 。 第六節第六節 柔性制造系統柔性制造系統 v1967年，美國的懷特年，