资源简介

(共36张PPT)
数控铣床结构与维护
项目一 数控铣床的组成与结构
★【学习目标】
知识目标
1.了解车间安全防护规定
2.了解数控铣床结构与性能的关系及数控铣床的布局特点。
技能目标
1.能按照车间安全防护规定，穿戴劳保用品，执行安全操作流程。
2.能描述数控铣床的组成、结构、功能，并能按照数控铣床的安全操作规程操作机床。
3.通过参观工厂培养有效沟通的能力。
4.能够掌握企业的质量目标及岗位质量要求。
★【职业技能鉴定点】
1. 能按照操作规程启动及停止机床
2. 能使用操作面板上的常用功能键（如回零、手动、MDI、修调等）
任务一 参观生产现场
【任 务 单】
工作任务 参观生产现场
工作任务 描 述 通过参观生产现场，了解安全文明生产的重要性，掌握数控铣床的组成、结构、功能，了解数控铣床的布局特点，并能按照数控铣床的安全操作规程操作机床。
使用工具 笔、笔记本、记录设备
学习目标 技能点：自我学习，自我管理，与人交际
知识点：1.安全操作规程
2.车间管理规定
一、参观前准备
做好充分的准备工作，在参观时才能达到参观目的和效果。在参观之前需要做好以下准备工作：
1.了解参观的目的，列出需要解决的问题。
2.联系参观车间的相关人员。
3.准备好要去生产现场的概况资料，带上笔记本和笔、其他记录设备。
4.了解参观车间的管理规定，在进入车间后要严格遵守车间管理规定，沿通道行走，未经允许不得做与参观无关的内容。
5.提前了解需要参观的地方，对着装有什么要求，参观生产现场时着装按照车间要求。
6.学习安全文明操作规程。
比较下图，说一说生产现场的着装要求。
正确着装
不规范着装
二、车间管理规定
车间管理是指对车间所从事的各项生产经营活动进行计划、组织、指挥、协调和控制的一系列管理工作。为了维持良好的生产秩序，提高劳动生产率，保证生产工作的顺利进行所制订的管理制度。
车间管理包括早会制度、请假制度、清洁卫生制度、车间生产现场管理制度等。以下主要介绍下车间生产现场管理的规定，有4S、5S、6S、7S、8S，主要讲解6S管理制度。
6S管理是企业生产现场管理的基础活动，其实质是对生产现场的环境进行全局性的综合考虑，并实施可行的措施，即对生产现场实施规范化管理，以保证在生产过程中有一个干净、美观、整齐、规范的现场环境，继而保证员工在工作中拥有较好的精神面貌和所生产产品的质量水平。
1.整理（SEIRI）
将工作场所的任何物品区分为有必要和没有必要的，除了有必要的留下来，其他的都清除掉。腾出空间，空间活用，防止误用，塑造清爽的工作场所。
（1）通道畅通、整洁。
（2）工作场所的设备、物料堆放整齐，不放置不必要的东西。
（3）办公桌上、抽屉内办公物品归类放置整齐。
（4）料架的物品摆放整齐。
2.整顿（SERION）
把留下来的必要的物品依规定位置摆放，并放置整齐加以标示。工作场所一目了然，消除寻找物品的时间，整整齐齐的工作环境，消除过多的积压物品。
（1）机器设备定期保养并有设备保养卡，摆放整齐，处于最佳状态。
（2）工具定位放置，定期保养。
（3）零部件定位摆放，统一标识。
（4）工具、模具明确定位，标识明确，取用方便。
（5）车间各区域有6S责任区及责任人。
3.清扫（SEISO）
将工作场所内看得见与看不见的地方清扫干净，保持工作场所干净、亮丽的环境。稳定品质，减少工业伤害。
（1）保持通道干净、作业场所东西存放整齐，地面无任何杂物。
（2）办公桌、工作台面以及四周环境整洁。
（3）窗、墙壁、天花板干净整洁。
（4）工具、机械、机台随时清理。
4.清洁（SEIKETSU）
将整理、整顿、清扫进行到底，并且制度化，经常保持环境处在美观的状态。创造明朗现场，维持上面3S成果，具体操作步骤如下：
（1）通道作业台划分清楚，通道顺畅。
（2）每天上、下班前5分钟做“6S”工作。
（3）对不符合的情况及时纠正。
（4）保持整理、整顿、清扫成果并改进。
5.素养（SHITSUKE）
每位成员养成良好的习惯，并遵守规则做事，培养积极主动的精神（也称习惯性）。培养好习惯，遵守规则的生产管理员工，营造团员精神。
（1）员工戴厂牌。
（2）穿厂服清洁得体，仪容整齐大方。
（3）员工言谈举止文明有礼，对人热情大方。
（4）员工工作精神饱满。
（5）员工有团队精神，互帮互助，积极参加“6S”活动，时间观念强。
6.安全（SAFETY）
重视全员安全教育，每时每刻都有安全第一观念，防范于未然。建立起安全生产管理的环境，所有的生产管理工作应建立在安全的前提下。
（1）重点危险区域有安全警示牌。
（2）遵守安全操作规程，保障生产正常进行，不损坏公物。
（3）班前不酗酒，不在禁烟区内吸烟。
6s管理作用
（1）降低安全事故发生的概率。
（2）节省寻找物料的时间，提升工作效率。
（3）降低在制品的库存。
（4）保证环境整洁，现场宽敞明亮。
（5）提升员工归属感。
●【活动】参观生产现场
步骤一：参观时根据现场场地情况分组进行参观
步骤二：以小组为单位，每组选出一个负责人
步骤三：按照指定路线参观
步骤四：在参观时，做好记录
任务二 认识数控铣床的组成
一、机床的发展史
二、数控铣床的概念
三、数控铣床的特点
四、数控铣床的组成
五、数控铣床工作原理
六、数控铣床的分类
七、数控铣床的结构性能
一、机床的发展史
机床（machine tool），制造机械的机械，又称为“工作母机”或“工具机”，习惯上简称机床。
广义：将固体材料，经由一动力源推动，以物理的、化学的或其他方法作成形加工的机械。
狭义：指加工材料以金属工件为主的机床。加工方式则以切削或轮磨等机型方式将工件制成所需的形状、尺寸及表面精度，按造其功用可分为切削型、成形型、及使用高级技术三类。
主要有两大类：
传统金属切削机，数控机床（NC和CNC）
传统机床的分类
车床
镗床
刨床
铣床
磨床
钻床
锯床
拉床
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雏形
1. 古代树木机床
公元前二千多年出现的树木车床是机床最早的雏形。工作时，脚踏绳索下端的套圈，利用树枝的弹性使工件由绳索带动旋转，手拿贝壳或石片等作为刀具，沿板条移动工具切削工件。
2.中世纪的弹性杆棒车床运用的仍是这一原理。
发展
十五世纪
由于制造钟表和武器的需要，出现了钟表匠用的螺纹车床和齿轮加工机床，以及水力驱动的炮筒镗床。
1500年左右，意大利人列奥纳多·达芬奇曾绘制过车床、镗床、螺纹加工机床和内圆磨床的构想草图，其中已有曲柄、飞轮、项尖和轴承等新机构。
中国明朝出版的《天工开物》中也载有磨床的结构，用脚踏的方法使铁盘旋转，加上沙子和水剖切玉石。
工业革命
十八世纪的工业革命推动了机床的发展。
1774年，英国人威尔金森发明了较精密的炮筒镗床。次年，他用这台炮筒镗床镗出的汽缸，满足了瓦特蒸汽机的要求。为了镗制更大的汽缸，他又于1776年制造了一台水轮驱动的汽缸镗床，促进了蒸汽机的发展。从此，机床开始用蒸汽机通过天轴驱动。
1797年，英国人莫兹利创制成的车床由丝杠传动刀架，能实现机动进给和车削螺纹，这是机床结构的一次重大变革。莫兹利也因此被称为“英国机床工业之父”。
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19世纪
由于纺织、动力、交通运输机械和军火生产的推动，各种类型的机床相继出现。
1817年，英国人罗伯茨创制龙门刨床；
1818年美国人惠特尼制成卧式铣床；
1876年，美国制成万能外圆磨床；
1835和1897年又先后发明滚齿机和插齿机。
惠特沃斯，19世纪最优秀的工程师
1834年制成了测长机，该测长机可以测量出长度误差万分之一英寸左右。1835年，发明滚齿机。建议全部的机床生产业者都采用同一尺寸的标准螺纹。
此时，工业发展中心已经移到美国。
20世纪前期
1900年进入精密化时期19世纪末到20世纪初，单一的车床已逐渐演化出了铣床、刨床、磨床、钻床等，并且这些主要机床已经基本定型，也为精密机床和生产机械化和半自动化创造了条件。
二十世纪初，为了加工精度更高的工件、夹具和螺纹加工工具，相继创制出坐标镗床和螺纹磨床。
1920年进入半自动化时期在1920年以后的30年中，机械制造技术进入了半自动化时期，液压和电器元件在机床和其他机械上逐渐得到了应用。1938年，液压系统和电磁控制不但促进了新型铣床的发明，而且在龙门刨床等机床上也推广使用。30年代以后，行程开关——电磁阀系统几乎用到各种机床的自动控制上了。适应汽车了和轴承等工业大量生产的需要。此时也出现了自动生产线。
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二战之后，数控机床诞生
1949年，在麻省理工学院的参加和协助下，帕森斯提出世界第一台数控机床（铣床）的方案。
1952年，制成了第一台电子管数控机床样机，这是数控机床的第一代。
1953年，美国空军和MIT合作，APT自动编程开始。
1958年，美国克耐·杜列克公司研制成能自动更换刀具，以进行多工序加工的加工中心。
以后，一方面数控原理从铣床扩展到铣镗床、钻床和车床，另一方面，则从电子管向晶体管、集成电路方向过渡，并在数控装置广泛采用，标志着第二代数控时代。
1965年，小规模集成电路应用于数控系统，进入第三代数控系统。
1968年，英国的毛林斯机械公司研制成了世界第一条数控机床组成的自动线，到70年代中期，出现了自动化车间，自动化工厂也已开始建造。
以上三代都是NC机床，采用专业控制计算机的硬逻辑数控系统。
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1967年，英国把几台数控机床联接成具有柔性的加工系统，这就是最初的柔性制造系统制造（FMS）。
由于小型计算机广泛应用于机床控制，更是使数控技术得到了突破，许多数控功能由软件实现，这种系统称为计算机数控系统（CNC）。1970年，在芝加哥国际机床展览会上首次展出，这是第四代数控系统。
1974年以后，微处理器数控系统的数控机床飞速发展，这是第五代数控系统（MNC）。
20世纪80年代，国际上出现了柔性制造单元（FMC）。
目前，数控系统处于计算机集成制造系统（CIMS）阶段。在这个系统中，相应的计算机辅助系统，如计算机辅助设计(CAD)、计算机辅助制造(CAM)计算机辅助工艺规划(CAPP)、计算机辅助测试(CAT)、计算机辅助质量控制(CAQ)等，集成化的全局效应更为明显。
进一步发展
我国机床发展的历史及现状
1958年，我国开始研制数控机床， 第一台数控机床在沈阳第一机床厂试制成功。这是一台2轴的车床，由程序配电器控制，由哈尔滨工业大学研制。同年9月第一台真正意义上的数控铣床由清华大学和铣床研究所合作研发完成并在北京第一机床厂试制成功。
1975年，研制出第一台加工中心。
1986年开始，我国数控机床进入国际市场。
与美国，欧洲，日本等发达国家，差距约20年。主要体现在技术水平，产业化生产和人才这三个方面。
二、数控继床的概念
数控即数字控制（Numerical Control）是用数字化的信号对机床运动及其加工过程进行控制的一种方法，简称NC。
数控机床是数字控制机床（Computer numerical control machine tools）的简称，是一种装有程序控制系统的自动化机床。该控制系统能够逻辑地处理具有控制编码或其他符号指令规定的程序，并将其译码，用代码化的数字表示，通过信息载体输入数控装置。经运算处理由数控装置发出各种控制信号，控制机床的动作，按图纸要求的形状和尺寸，自动地将零件加工出来。数控铣床较好地解决了复杂、精密、小批量、多品种的零件加工问题，是一种柔性的、高效能的自动化机床，代表了现代机床控制技术的发展方向，是一种典型的机电一体化产品。
三、数控铣床的特点
与普通机床相比，数控铣床有如下特点：
1.具有高度柔性
2.加工精度高
3.加工质量稳定
4.生产效率高
5.利于生产管理现代化
6.劳动条件好
7.适应性强灵活性好
8.使用维护技术要求高
9.自动化程度高
10.传动链短
11.刚性高
12.轻拖动
四、数控铣床的组成
数控铣床的基本组成包括加工程序载体、数控装置、伺服驱动装置、机床主体和其他辅助装置，其结构如下：
1.加工程序载体
数控铣床工作时，不需要工人直接去操作机床，要对数控铣床进行控制，必须编制加工程序或通过操作面板控制操作铣床。零件加工程序中，包括铣床上刀具和工件的相对运动轨迹、工艺参数（进给量、主轴转速等）和辅助运动等。将零件加工程序用一定的格式和代码，存储在一种程序载体上，如穿孔纸带、盒式磁带、软磁盘等，通过数控铣床的输入装置，将程序信息输入到CNC单元。
2．数控装置
数控装置是数控铣床的核心。现代数控装置均采用CNC（Computer Numerical Control）形式，这种CNC装置一般使用多个微处理器，以程序化的软件形式实现数控功能，因此又称软件数控（Software NC）。CNC系统是一种位置控制系统，它是根据输入数据插补出理想的运动轨迹，然后输出到执行部件加工出所需要的零件。因此，数控装置主要由输入、处理和输出三个基本部分构成。而所有这些工作都由计算机的系统程序进行合理地组织，使整个系统协调地进行工作。
3．伺服与测量反馈系统
伺服系统是数控铣床的重要组成部分，用于实现数控铣床的进给伺服控制和主轴伺服控制。伺服系统的作用是把接受来自数控装置的指令信息，经功率放大、整形处理后，转换成机床执行部件的直线位移或角位移运动。由于伺服系统是数控铣床的最后环节，其性能将直接影响数控铣床的精度和速度等技术指标，因此，对数控铣床的伺服驱动装置，要求具有良好的快速反应性能，准确而灵敏地跟踪数控装置发出的数字指令信号，并能忠实地执行来自数控装置的指令，提高系统的动态跟随特性和静态跟踪精度。
4．机床主体
机床主机是数控铣床的主体。它包括床身、底座、立柱、横梁、滑座、工作台、主轴箱、进给机构、刀架及自动换刀装置等机械部件。它是在数控铣床上自动地完成各种切削加工的机械部分。
5．数控铣床辅助装置
辅助装置是保证充分发挥数控铣床功能所必需的配套装置，常用的辅助装置包括：气动、液压装置，排屑装置，冷却、润滑装置，回转工作台和数控分度头，防护，照明等各种辅助装置。
五、数控铣床工作原理
六、数控铣床的分类
七、数控铣床的结构性能
1.数控铣床对机械结构的要求
在数控铣床发展的最初阶段，其机械结构与通用机床相比没有多大的变化，只是在自动变速、刀架和工作台自动转位和手柄操作等方面作些改变。随着数控技术的发展，考虑到它的控制方式和使用特点，才对机床的生产率、加工精度和寿命提出了更高的要求。根据数控铣床的适用场合和机构特点，对数控铣床机械结构提出以下要求：
（1）具有较高的静、动刚度和良好的抗振性。
（2）具有良好的热稳定性。
（3）具有较高的运动精度与良好的低速稳定性。
（4）具有良好的操作、安全防护性能。
2.数控铣床布局特点
数控铣床的总体结构布局应，既满足从铣床性能、加工适应范围等内部因素考虑确定各构件间位置，同时亦满足从外观、操作、管理到人机关系等外部因素考虑安排铣床总布局。
数控铣床不同的布局形式给铣床工作带来了不同的影响，从而成不同的特点，其影响主要表现在如下几个方面：
（1）不同布局适应不同的工件形状、尺寸及重量
（2）不同布局有不同的运动分配及工艺范围
（3）不同布局有不同的铣床结构性能
★【思考训练】
1.指出下图数控铣床的组成部分及各部分作用？
2.数控铣床布局与加工有什么关系？
3.数控铣床的分类？

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