1历史发展

数控（英文名字：Numerical Control 简称:NC）技术是指用数字、文字和符号组成的数字指令来实现一台或多台机械设备动作控制的技术。数控一般是采用通用或*计算机实现数字程序控制，因此数控也称为计算机数控（Computerized Numerical Control ），简称CNC，国外一般都称为CNC，很少再用NC这个概念了。 它所控制的通常是位置、角度、速度等机械量和与机械能量流向有关的开关量。数控的产生依赖于

 数据载体和二进制形式数据运算的出现。1908年，穿孔的金属薄片互换式数据载体问世；19世纪末，以纸为数据载体并具有辅助功能的控制系统被发明；1938年，香农在美国麻省理工学院进行了数据快速运算和传输，奠定了现代计算机，包括计算机数字控制系统的基础。数控技术是与机床控制密切结合发展起来的。1952年，台数控机床问世，成为世界机械工业*一件划时代的事件，推动了自动化的发展。

数控技术也叫计算机数控技术（CNC，Computerized Numerical Control），它是采用计算机实现数字程序控制的技术。这种技术用计算机按事先存贮的控制程序来执行对设备的运动轨迹和外设的操作时序逻辑控制功能。由于采用计算机替代原先用硬件逻辑电路组成的数控装置，使输入操作指令的存储、处理、运算、逻辑判断等各种控制机能的实现，均可通过计算机软件来完成，处理生成的微观指令传送给伺服驱动装置驱动电机或液压执行元件带动设备运行。现在国内比较好的公司有：沈阳机床，青岛五重数控机床有限公司等。

2选用安装

数控车床又称为 CNC车床，即计算机数字控制车床，是目前国内使用量大，覆盖面广的一种数控机床，约占数控机床总数的25%。数控机床是集机械、电气、液压、气动、微电子和信息等多项技术为一体的机电一体化产品。是机械制造设备中具有高精度、率、高自动化和高柔性化等优点的工作母机。

数控机床

数控机床的技术水平高低及其在金属切削加工机床产量和总拥有量的百分比是衡量一个国家国民经济发展和工业制造整体水平的重要标志之一。数控车床是数控机床的主要品种之一，它在数控机床中占有非常重要的位置，几十年来一直受到世界各国的普遍重视并得到了迅速的发展。

数控车床、车削中心，是一种高精度、率的自动化机床。它具有广泛的加工艺性能，可加工直线圆柱、斜线圆柱、圆弧和各种螺纹。具有直线插补、圆弧插补各种补偿功能，并在复杂零件的批量生产中发挥 了良好的经济效果。

3机床组成

●主机，他是数控机床的主体，包括机床身、立柱、主轴、进给机构等机械部件。他是用于完成各种切削加工的机械部件。

●数控装置，是数控机床的核心，包括硬件（印刷电路板、CRT显示器、键盒、纸带阅读机等）以及相应的软件，用于输入数字化的零件程序，并完成输入信息的存储、数据的变换、插补运算以及实现各种控制功能。

●驱动装置，他是数控机床执行机构的驱动部件，包括主轴驱动单元、进给单元、主轴电机及进给电机等。他在数控装置的控制下通过电气或电液伺服系统实现主轴和进给驱动。当几个进给联动时，可以完成定位、直线、平面曲线和空间曲线的加工。

●辅助装置，指数控机床的一些必要的配套部件，用以保证数控机床的运行，如冷却、排屑、润滑、照明、监测等。它包括液压和气动装置、排屑装置、交换工作台、数控转台和数控分度头，还包括*及监控检测装置等。

●编程及其他附属设备，可用来在机外进行零件的程序编制、存储等。

CK系列数控端面车床是按高精度，高刚性和率的发展要求，采用计算机辅助设计以及有限元分析等*设计手段研制开发的数控机床产品。主要针对盘套类，短轴类零件的粗，精加工。X，Z向移动采用十字滑台结构，保证机床移动的精度；床身主体为箱式结构保证机床整体刚性；机床主轴采用高精度轴承及高感性主轴结构设计，并配置国内外的数控系统，能使机床实现稳定的高精度切削加工。

4三要素

选择原则

确定三要素的基本原则；根据切削要求先确定背吃刀量ap，再查表得到进给量，，然后再经过查表通过公式计算出主切削速度U。

在许多场合我们可以通过经验数据来确定这三要素的值。

选取方法

实践证明合理切削用量的选择与机床、*、工件及工艺等多种因素有关。合理选择加工用量的方法如下：

粗加工时，主要要保证较高的生产效率，故应选择较大的背吃刀量a。较大的进给量，切削速度U选择中低速度。

精加工时，主要保证零件的尺寸和表面精度的要求，故选择较小的背吃刀量ap，较小的进给量，．切削速度U选择较高速度。

粗加工时，一般要充分发挥机床潜力和*的切削能力。数控车床厂半精加工和精加工时，应重点考虑如何保证加工质量，并在此基础上尽量提高生产率。数控车床厂在选择切削用量时应保证*能加工完成一个零件或保证*的耐用度不低于一个工作班，少也不低于半个工作班的工作时间。数控车床厂具体数值应根据机床说明书中的规定、*耐用度及实践经验选取。

（1）背吃刀量唧的选择。背吃刀量的选择要根据机床、夹具、月具和工件的刚度以及机床的功率来确定。在工艺系统允许的情况下，尽可能选取较大的背吃刀量。除留给以后工序的余量外，其余的粗加工余量尽可能一次切除，以使走刀次数少。

通常在中等功率机床上，粗加工的背吃刀量为8—10 mm（单边）。数控车床厂半精加工背吃刀量为0.5—5 mm;精加工时背吃刀量为0 2-1.5 mm。

（2）进给量，的确定。进给量是指在单位时间内*措进给方向的。数控车床厂移动的距离。确定进给速度的原则是：当工件的质量要求能够保证时，为提高生产率，可选择较高的进给速度。数控车床厂切断、车削深孔或精车时，宜选择较低的进给速度。进给速度应与主轴转速和背吃刀量相适应。粗加工时，进给量，的选择受切削力的限制。

5基本组成

数控车床由数控装置、床身、主轴箱、刀架进给系统、尾座、液压系统、冷却系统、润滑系统、排屑器等部分组成。

平行双主轴数控车床

数控车床分为立式数控车床和卧式数控车床两种类型。

立式数控车床用于回转直径较大的盘类零件车削加工。

卧式数控车床用于轴向尺寸较长或小型盘类零件的车削加工。

卧式数控车床按功能可进一步分为经济型数控车床、普通数控车床和车削加工中心。

（1）经济型数控车床：采用步进电动机和单片机对普通车床的车削进给系统进行改造后形成的简易型数控车床。成本较低，自动化程度和功能都比较差，车削加工精度也不高，适用于要求不高的回转类零件的车削加工。

（2）普通数控车床：根据车削加工要求在结构上进行专门设计，配备通用数控系统而形成的数控车床。数控系统功能强，自动化程度和加工精度也比较高，适用于一般回转类零件的车削加工。这种数控车床可同时控制两个坐标轴，即x轴和z轴。

车削中心

（3）车削加工中心：在普通数控车床的基础上，增加了C轴和动力头，更的机床还带有刀库，可控制X、Z和C三个坐标轴，联动控制轴可以是（X、Z）、（X、C）或（Z、C）。由于增加了C轴和铣削动力头，这种数控车床的加工功能大大增强，除可以进行一般车削外，还可以进行径向和轴向铣削、曲面铣削、中心线不在零件回转中心的孔和径向孔的钻削等加工。

2.液压卡盘和液压尾架

液压卡盘是数控车削加工时夹紧工件的重要附件，对一般回转类零件可采用普通液压卡盘；对零件被夹持部位不是圆柱形的零件，则需要采用*卡盘；用棒料直接加工零件时需要采用弹簧卡盘。

数控轴承车床

对轴向尺寸和径向尺寸的比值较大的零件，需要采用安装在液压尾架上的活对零件尾端进行支撑，才能保证对零件进行正确的加工。尾架有普通液压尾架和可编程液压尾架。

通用刀架

3.数控车床的刀架

数控车床可以配备两种刀架：

（1）*刀架 由车床生产厂商自己开发，所使用的刀柄也是*的。这种刀架的优点是制造成本低，但缺乏通用性。

（2）通用刀架根据一定的通用标准（如VDI，德国工程师协会）而生产的刀架，数控车床生产厂商可以根据数控车床的功能要求进行选择配置。

4.铣削动力头

数控车床刀架上安装铣削动力头后可以大大扩展数控车床的加工能力。如：利用铣削动力头进行轴向钻孔和铣削轴向槽。

5.数控车床的*

在数控车床或车削加工中心上车削零件时，应根据车床的刀架结构和可以安装*的数量，合理、科学地安排*在刀架上的位置，并注意避免*在静止和工作时，*与机床、*与工件以及*相互之间的干涉现象。

6维护保养

数控车床是一种高精度、率的自动化机床。配备多工位刀塔或动力刀塔，机床就具有广泛的加工艺性能，可加工直线圆柱、斜线圆柱、圆弧和各种螺纹、槽、蜗杆等复杂工件，具有直线插补、圆弧插补各种补偿功能，并在复杂零件的批量生产中发挥了良好的经济效果。斜床身数控车床的维护保养如下分析:

为了保证斜床身数控车床的工作精度，延长使用寿命，必须对自用斜床身数控车床进行合理的维护保养工作。车床维护的好坏，直接影响工件的加工质量和生产效率。当中国台湾台钰精机数控车床运行500h以后，需进行一级保养。斜床身数控车床保养工作以操作工人为主，维修工人配合进行。保养时，必须首先切断电探，然后按保养内容和要求进行保养。

7发展趋势

进入21世纪以来，随着数控技术的不断发展和应用领域的扩大，它对国计民生的一些重要行业（IT、汽车、轻工、医疗等）的发展起着越来越重要的作用，因为这些行业所需装备的数字化已是现代发展的大趋势。总体而言，数控车床呈现以下三个发展趋势：

 高速、高精密化

高速、精密是机床发展永恒的目标。随着科学技术突飞猛进的发展，机电产品更新换代速度加快，对零件加工的精度和表面质量的要求也愈来愈高。为满足这个复杂多变市场的需求，当前机床正向高速切削、干切削和准干切削方向发展，加工精度也在不断地提高。另一方面，电主轴和直线电机的成功应用，陶瓷滚珠轴承、高精度大导程空心内冷和滚珠螺母强冷的低温高速滚珠丝杠副及带滚珠保持器的直线导轨副等机床功能部件的面市，也为机床向高速、精密发展创造了条件。

数控车床采用电主轴，取消了皮带、带轮和齿轮等环节，大大减少了主传动的转动惯量，提高了主轴动态响应速度和工作精度，*解决了主轴高速运转时皮带和带轮等传动的振动和噪声问题。采用电主轴结构可使主轴转速达到10000r/min以上。

直线电机驱动速度高，加减速特性好，有优越的响应特性和跟随精度。用直线电机作伺服驱动，省去了滚珠丝杠这一中间传动环节，消除了传动间隙（包括反向间隙），运动惯量小，系统刚性好，在高速下能精密定位，从而*地提高了伺服精度。

直线滚动导轨副，由于其具有各向间隙为零和非常小的滚动摩擦，磨损小，发热可忽略不计，有非常好的热稳定性，提高了全程的定位精度和重复定位精度。通过直线电机和直线滚动导轨副的应用，可使机床的快速移动速度由10～20m/mim提高到60～80m/min，高高达120m/min。

高可靠性

数控机床的可靠性是数控机床产品质量的一项关键性指标。数控机床能否发挥其高性能、高精度和率，并获得良好的效益，关键取决于其可靠性的高低。

数控车床设计CAD化、结构设计模块化

随着计算机应用的普及及软件技术的发展，CAD技术得到了广泛发展。CAD不仅可以替代人工完成繁琐的绘图工作，更重要的是可以进行设计方案选择和大件整机的静、动态特性分析、计算、预测及优化设计，可以对整机各工作部件进行动态模拟仿真。在模块化的基础上在设计阶段就可以看出产品的三维几何模型和逼真的色彩。采用CAD，还可以大大提高工作效率，提高设计的一次成功率，从而缩短试制周期，降低设计成本，提高市场竞争能力。