数控机床第一章概论.ppt

1.4.3数控机床的出现和发展1952年3月，世界上第一台三坐标数控铣床试制成功，可作直线插补，由美国的巴森兹(Parsons)公司和麻省理工学院(MIT)合作研发。日本FANUC德国SIEMENS西班牙FAGOR1959年，由美国的克耐·杜列克(KeaneyTrecker)首次研制开发了具有自动换刀装置和回转工作台的加工中心(MachiningCenter，MC)。20世纪60年代末，出现了直接数控系统(DirectNC,DNC)，由一台计算机直接管理和控制一群数控机床。1967年，英国出现了由多台数控机床连接而成的柔性加工系统，即现在的柔性制造系统(FlexibleManufacturingSystem，FMS)的前身。20世纪末，出现了以数控机床为基本加工单元的计算机集成制造系统(ComputerIntegratedManufacturingSystem，CIMS)。20世纪80年代初，出现了以加工中心或车削中心为主体，配备工件自动装卸和监控检验装置的柔性制造单元(FlexibleManufacturingCell，FMC)。第38页,共56页，星期六，2024年，5月高速切削高精度控制高度柔性化资源网络化系统智能化高速切削可通过高速运算、快速差补运算、超高速通信和高速主轴等技术来实现。高主轴转速可减少切削力，有利于克服机床振动，传入零件中的热量大大降低，排屑加快，热变形减小，加工精度和表面质量可得到显著改善。21世纪的CNC系统将是一个高度智能化的系统，可在局部或全局实现加工过程的自适应、自诊断和自调节；智能编程、智能监控；专家系统可降低对操作者的要求。1.4.4数控机床的发展趋势第39页,共56页，星期六，2024年，5月提高切削速度，不但可以提高加工效率、而且还可提高零件的表面加工质量和精度。超高速加工技术对制造业实现高效、优质、低成本生产有广泛的适用性。

90年代以来，欧、美、日各国争相开发应用新一代高速数控机床，加快机床高速化发展步伐。高速主轴单元（电主轴，转速15000－100000r/min）、高速且高加/减速度的进给运动部件（快移速度60~120m/min，切削进给速度高达60m/min）、高性能数控和伺服系统以及数控工具系统都出现了新的突破，达到了新的技术水平。

依靠快速、准确的数字量传递技术对高性能的机床执行部件进行高精密度、高响应速度的实时处理，由于采用了新型刀具，车削和铣削的切削速度已达到5000米~8000米/分以上；主轴转数在30000转/分(有的高达10万转/分)以上；工作台的移动速度：（进给速度），在分辨率为1微米时，在100米/分（有的到200米/分）以上，在分辨率为0.1微米时，在24米/分以上；自动换刀速度在1秒以内；小线段插补进给速度达到12米/分。根据高效率、大批量生产需求和电子驱动技术的飞速发展，高速直线电机的推广应用，开发出一批高速、高效的高速响应的数控机床以满足汽车、农机等行业的需求。1.4.4数控机床的发展趋势1)高速高精度第40页,共56页，星期六，2024年，5月随着现代科学技术的发展，对超精密加工技术不断提出了新的要求。新材料及新零件的出现，更高精度要求的提出等都需要超精密加工工艺，发展新型超精密加工机床，完善现代超精密加工技术，以适应现代科技的发展。

当前，机械加工高精度的要求如下：普通的加工精度提高了一倍，达到5微米；精密加工精度提高了两个数量级，超精密加工精度进入纳米级（0.001微米），主轴回转精度要求达到0.01~0.05微米，加工圆度为0.1微米，加工表面粗糙度Ra=0.003微米等。

精密化是为了适应高新技术发展的需要，也是为了提高普通机电产品的性能、质量和可靠性，减少其装配时的工作量从而提高装配效率的需要。随着高新技术的发展和对机电产品性能与质量要求的提高，机床用户对机床加工精度的要求也越来越高。为了满足用户的需要，近10多年来，普通级数控机床的加工精度已由±10μm提高到±5μm，精密级加工中心的加工精度则从±3~5μm，提高到±1~1.5μm第41页,共56页，星期六，2024年，5月第42页,共56页，星期六，2024年，5月加工精度的变化RaδVfVc250.10100002