11-1 数控机床《机械制造工艺基础》（劳动版·第八版）河南省（对口招生）装备制造类 知识点讲解

河南省（对口招生）装备制造类《机械制造工艺基础》 知识点讲解 11-1 数控机床 【课程要求】 1.熟记数控技术、数控机床的基础定义，能区分普通机床与数控机床概念差异； 2. 精准记住数控机床五大组成部分名称：控制介质、数控装置、伺服系统、测量反馈装置、机床主体； 3.理解五大组成部件各自功能、相互配合关系； 4.读懂数控机床工作原理图，明白伺服电机、数控装置在加工中的信号传递原理； 5.对比普通机床，透彻理解数控机床高精度、高效率、自动化的成因； 6.区分数控车床、车削中心、数控铣床、加工中心、数控磨床、数控电火花 / 线切割机床的应用场景与加工方式差异。 【知识网络】 【知识要点】 知识点1 数控机床基础概念 1. 数控技术定义 采用数字及字符编制指令，实现设备自动控制的技术，是制造业自动化、柔性化、集成化生产的基础技术。 2. 数控机床定义 按照零件加工工艺预先编制加工程序，控制系统下发数字指令控制工件切削加工的机床；在普通机床基础上加装数控系统后，即可成为对应数控机床（例：普通车床→数控车床、普通铣床→数控铣床）。 3. 数控机床诞生背景 现代制造业对零件加工精度、复杂曲面、产品迭代速度要求不断提升，传统普通机床无法适配高精度、复杂异型零件批量加工需求，催生数控技术与数控机床。 知识点2 数控机床五大组成系统 1. 控制介质 · 定义：存储零件加工程序，将加工信息传递至数控装置的程序载体； · 分类：存储卡、移动硬盘、U 盘；拓展补充：早期穿孔纸带； · 现代应用：依托 CAD/CAM 计算机辅助设计与制造软件，电脑端完成编程后，通过数据通信直接把程序传入数控装置，无需传统纸质载体。 2. 数控装置 · 硬件构成：专用计算机系统，由输入部件（键盘）、运算控制器、输出部件（显示屏）组成； · 工作原理：接收控制介质 / 手动键盘输入的数字化加工程序，内部软件完成程序译码、运算、逻辑处理，向伺服系统下发动作指令，是整台设备的 “大脑”。 3. 伺服系统 · 组成：驱动装置 + 伺服电动机（执行部件）； · 分类：主轴伺服系统、进给伺服系统； · 功能：接收数控装置发出的位移、转速指令，把电信号转化为机械运动，精准驱动机床工作台 / 主轴按指定轨迹、速度运动，直接决定机床加工精度与进给速度，是数控机床执行机构。 4. 测量反馈装置 · 安装位置：工作台、丝杠、主轴等运动部件； · 工作原理：实时采集机床运动部件实际位移、速度数据，转化为电信号回传给数控装置；数控装置对比指令参数与实际参数，自动补偿误差、修正动作，保障加工尺寸精度。 5. 机床主体 · 基础机械部件：床身、主轴、进给传动机构（继承普通机床基础结构）； · 辅助配套装置：冷却系统、润滑系统、自动换刀机构、工件夹紧装置，是实现切削加工的机械本体。 知识点3 数控机床工作过程 1.步骤 1：工艺分析与程序编制：依据零件图纸、加工工艺，确定刀具型号、切削参数、主轴转速、走刀轨迹，编写数控加工程序； 2.步骤 2：程序录入：通过 U 盘 / 数据线 / 手动键盘，将编好的程序输入数控装置； 3.步骤 3：数控系统运算处理：数控装置内部软件解析程序代码，拆分 X/Z 轴等各轴运动指令，向对应伺服系统发送脉冲指令； 4.步骤 4：伺服驱动执行：伺服电机接收脉冲信号，驱动主轴旋转、刀架 / 工作台进给，配合冷却、夹紧等辅助装置联动； 5.步骤 5：反馈闭环修正：测量反馈装置实时采集实际位移数据回传数控系统，实时修正加工误差，刀具与工件相对运动完成零件切削成型。 知识点4 数控机床特点 1.加工零件适应性强、灵活性好 只需修改数控加工程序，即可更换加工零件品种，适配单件、小批量、多规格复杂异型零件生产，普通机床无法快速改型； 2.加工精度高、尺寸稳定性好 由数控程序 + 反馈闭环控制加工，规避人工操作误差；中小型数控设备定位精度可达 0.005mm，重复定位精度 0.002mm，同批次零件尺寸一致性优秀； 3.综合加工能力强、生产效率高 相较普通机床效率提升 2~3 倍，复杂零件加工效率提升数十倍；机床刚性强可大切深切削，搭配自动变速、自动换刀、自动上下料功能，大幅缩短辅助工时； 4.自动化程度高、降低工人劳动强度 自动换刀、启停切削液、自动变速，大部分动作无需人工干预，改善操作工劳动环境； 5.生产成本降低、经济效益佳 减少操作人员、降低废品率；单件小批量生产省去划线、反复试切工时，实现一机多用，节省厂房与设备投入； 6.数字化生产、便于生产管理 系统自动统计单件加工工时，便于生产排产、物料管控；设备可联网组建车间工业局域网，实现全流程数字化管控。 知识点5 常用数控机床分类 1.数控车床、车削中心 · 数控车床：工件做主旋转主运动，刀具做进给运动，完成轴类、盘类车削加工； · 车削中心：配备动力刀架，主轴可分度定位，自带刀库自动换刀，除车削外可完成铣、钻、镗复合加工； 2.数控铣床 + 加工中心 · 数控铣床：铣刀旋转为主运动，工件 / 铣刀移动进给，用于箱体、模具型腔铣削； · 加工中心：自带刀库 + 自动换刀装置，集铣、钻、镗、铰多工序于一体，一次装夹完成多表面复合加工； 3.数控磨床 依靠砂轮磨削加工，细分平面磨、外圆磨、无心磨、成型磨等，用于高精度淬火件精加工； 4.数控钻床 钻头旋转主运动、轴向进给，专注零件孔系钻削加工； 5.特种数控设备（电火花成型、线切割机床） · 数控电火花成型机床：两极在绝缘工作液中脉冲放电蚀除金属，加工复杂型腔、盲孔，适配高硬度难切削材料、模具加工； · 数控线切割机床：金属钼丝做工具电极，脉冲放电切割板材零件，原理同电火花成型。 【练习题】 一、单项选择题 1.数控机床的控制运算核心部件是（ ） A. 伺服系统 B. 测量反馈装置 C. 数控装置 D. 机床主体 2.用来存储数控加工程序、向数控装置传递加工信息的是（ ） A. 伺服电机 B. 控制介质 C. 床身 D. 冷却装置 3.可实现一次装夹，自动换刀，集铣、钻、镗多工序加工的设备是（ ） A. 加工中心 B. 普通数控车床 C. 数控外圆磨床 D. 数控线切割机床 4.能够实时采集机床运动实际参数、反馈误差实现补偿的装置为（ ） A. 控制介质 B. 数控面板 C. 刀架 D. 测量反馈装置 5.轴类、盘类零件外圆、内孔成型加工首选设备是（ ） A. 数控铣床 B. 数控车床 C. 数控钻床 D. 数控成型磨床 6.伺服系统的组成主要包含伺服电动机和（ ） A. 驱动装置 B. 刀库 C. 尾座 D. 润滑系统 7.利用钼丝作为电极、依靠脉冲放电切割板材工件的设备是（ ） A. 数控电火花成型机床 B. 数控磨床 C. 数控线切割机床 D. 数控钻床 8.下列不属于数控机床六大优点的是（ ） A. 加工适应性强 B. 加工精度高 C. 自动化程度高 D. 设备采购成本低于普通车床 9.工件旋转做主运动、刀具做进给运动的机床是（ ） A. 数控铣床 B. 数控车床 C. 数控钻床 D. 加工中心 10.数控程序经计算机编程后常用（ ）作为控制介质传入数控系统 A.U 盘 B. 穿孔纸带 C. 砂轮 D. 钼丝 二、判断题 1.数控装置相当于数控机床的大脑，负责程序译码与运算。（ ） 2.测量反馈装置只安装在机床防护罩外壳位置。（ ） 3.车削中心配备动力刀架，除车削外还可完成钻、铣加工。（ ） 4.数控机床依靠闭环反馈控制，尺寸稳定性优于普通手工机床。（ ） 5.数控铣床加工时工件永远固定不动，刀具完成全部进给。（ ） 6.控制介质作用是存储加工程序，实现程序向数控装置传输。（ ） 7.伺服系统只控制主轴转速，不控制坐标轴进给移动。（ ） 8.数控电火花成型机床依靠脉冲放电蚀除金属完成型腔加工。（ ） 三、名词解释 1. 数控技术 2. 数控装置 3. 伺服系统 4. 加工中心 四、简答题 简述数控机床五大组成部分，并简要说明数控机床完整加工工作过程。 【答案】 一、单项选择题 1.C 2.B 3.A 4.D 5.B 6.A 7.C 8.D 9.B 10.A 二、判断题 1.√ 2.× 3.√ 4.√ 5.× 6.√ 7.× 8.√ 三、名词解释 1. 数控技术：采用数字及字符编制指令，实现设备自动控制的技术，是制造业自动化、柔性化、集成化生产的基础技术。 2. 数控装置：数控机床的控制核心，由输入部件、运算控制器、输出部件组成，接收加工程序并运算处理，向伺服系统发送控制指令。 3. 伺服系统：由驱动装置与伺服电机组成，接收数控装置指令，将电信号转化为机械运动，驱动机床部件精准动作。 4. 加工中心：配有刀库与自动换刀装置，可一次装夹完成铣、钻、镗、铰等多工序复合加工的数控设备。 四、简答题 组成：控制介质、数控装置、伺服系统、测量反馈装置、机床主体。 工作过程：①依据零件图纸工艺分析，编制数控加工程序；②通过控制介质将程序录入数控装置；③数控装置解析运算程序，向伺服系统发送指令；④伺服系统接收指令驱动机床主轴、进给部件完成切削动作；⑤测量反馈装置实时采集运动数据回传系统，自动修正加工误差，最终完成零件加工。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $