1.3 数控机床的特点和适用范围

知识导图

1.3.1 数控机床的特点

与普通机床相比，数控机床是一种机电一体化的高效自动机床，它具有以下特点。

1.具有广泛的适应性和较高的灵活性

数控机床更换加工对象，只需要重新编制和输入加工程序即可实现加工，在某些情况下，甚至只要修改程序中部分程序段或利用某些特殊指令就可实现加工（例如利用缩放功能指令就可实现加工形状相同、尺寸不同的零件）。这为单件、小批量多品种生产，产品改型和新产品试制提供了极大的方便，大大缩短了生产准备及试制周期。

2.加工精度高、质量稳定

由于数控机床采用了数字控制伺服系统，数控装置每输出一个脉冲，通过伺服执行机构使机床产生相应的位移量（称为脉冲当量），可达0.1～1μm；机床传动丝杠采用间歇补偿，螺距误差及其传动误差可由闭环系统加以控制，因此数控机床能达到较高的加工精度。例如普通精度加工中心，定位精度一般可达到每300mm长度误差不超过±(0.005～0.008)mm，重复精度可达到0.001mm。另外，数控机床结构刚性和热稳定性都较好，制造精度能保证，其自动加工方式避免了操作者的人为操作误差，加工质量稳定，合格率高，同批加工的零件几何尺寸一致性好。数控机床能实现多轴联动，可以加工普通机床很难加工甚至不可能加工的复杂曲面。

3.加工生产率高

在数控机床上可选择最有利的加工参数，实现多道工序连续加工，也可实现多机看管。由于采用了加速、减速措施，使机床移动部件能快速移动和定位，大大节省了加工过程中的空程时间。

4.可获得良好的经济效益

虽然数控机床分摊到每个零件上的设备费（包括折旧费、维修费、动力消耗费等）较高，但生产效率高，单件、小批量生产时节省辅助时间（如划线、机床调整、加工检验等），节省直接生产费用。数控机床加工精度稳定，减少废品率，使生产成本进一步降低。

1.3.2 数控机床的适用范围

数控机床是一种可编程的通用加工设备，但是因设备投资费用较高，还不能用数控机床完全替代其他类型的设备，因此，数控机床的选用有其一定的适用范围。图1-13可粗略地表示数控机床的适用范围。

一般而言，数控机床最适宜加工以下类型的零件：

1）生产批量小的零件（100件以下）。

2）需要进行多次改型设计的零件。

3）加工精度要求高、结构形状复杂的零件，如箱体类零件，曲线、曲面类零件。

4）需要精确复制和尺寸一致性要求高的零件。

5）价格昂贵的零件。这种零件虽然生产量不大，但是如果加工中因出现差错而报废，将产生巨大的经济损失。

任务实践

1.带领学生到实训车间，让学生观察数控车床与普通车床的结构，分析数控机床的特点。

2.带领学生到实训车间，通过通用机床、专用机床及数控机床的实际加工，让学生分析并总结出不同种类机床的适用范围。

3.以实物为教具，让学生更直观地了解所学内容，提高学生的积极性。

4.数控机床加工范围较宽，用勇于创新的眼光拓展一下数控机床的应用范围。

学习情境小结

本学习情境讲述了数控机床的基本概念，概述了数控机床的产生和发展；数控机床一般由控制介质、数控装置、伺服系统、机床和测量反馈装置等组成。数控机床可以按多种方式进行分类。按运动轨迹可分为点位控制、直线控制和轮廓控制的数控机床；按控制轴数可分两轴联动、两轴半联动、三轴联动、四轴联动和五轴联动数控机床；按伺服系统的控制原理可分开环、闭环和半闭环数控机床；按功能水平可分低、中、高三档数控机床；按工艺用途可分成数控金属切削机床、数控金属成形机床及特种加工机床等。最后介绍了数控机床的特点和适用范围。