车床的加工原理及数控车床的多功能设计

车床是金属切削机床中应用最广泛的一种。车床类机床主要用于加工各种回转表面，如内圆、外圆、圆锥、成形面、螺纹面和回转体的端面等。车床上的刀具主要使用各种车刀，其次是各种孔加工刀具（如钻头、扩孔钻、铰刀等）和螺纹刀具（板牙、丝锥等）。

（1）普通车床

车床的种类很多，按结构和用途的不同，可分为卧式车床、转塔车床、立式车床、单轴自动车床、多轴自动和半自动车床、仿形车床、多刀车床、专门化车床（如凸轮轴车床、曲轴车床）等，其中卧式车床的应用最广。卧式车床由主轴箱、进给箱、溜板箱、刀架、尾座和床身等部件组成，如图4.32所示。车床的主运动是工件的旋转运动，进给运动是刀具的移动。

卧式车床的加工范围很广，它能完成多种加工，主要包括各种轴类、套类和盘类等零件上的回转表面，如车外圆、镗孔、车锥面、车环槽、切断、车成形面等；车端面；车螺纹；还能进行钻中心孔、钻孔、铰孔、攻丝、滚花等，如图4.3所示。

图4.32　卧式车床

1—主轴箱；2—刀架；3—尾座；4—床身；5、9—床腿；6—光杆；7—丝杠；8—溜板箱；10—进给箱；11—挂轮变速机构

（2）数控车床

数控车床的加工原理和适宜加工对象与普通车床相同。随着计算机控制技术的发展，现代的数控车床在结构上与普通车床有很大差异，如图4.33所示，其功能和加工工艺范围也大大拓宽，主要体现在以下几个方面。(www.xing528.com)

①数控车床刀架的两个方向运动分别由两台伺服电动机驱动，所以它的传动链短，不必使用挂轮、光杆等传动部件，用伺服电动机直接与丝杠联结带动刀架运动。伺服电动机与丝杠间也可以用同步皮带副或齿轮副联结。

图4.33　数控车床外形

②多功能数控车床是采用直流或交流主轴控制单元来驱动主轴，按控制指令作无级变速，主轴之间不必用多级齿轮副来进行变速。床头箱内的结构已比传统车床简单得多。为了与控制系统的高精度控制相匹配，以能适应高精度的加工，数控车床总体刚度都较大。

③数控车床多采用低惯量、轻拖动系统。刀架移动一般采用滚珠丝杠副。滚珠丝杠副是数控车床的关键机械部件之一，滚珠丝杠两端安装的滚动轴承出厂时就已经成对配对安装好，压力角比常用的向心推力球轴承要大得多。

④数控车床一般采用镶钢导轨，其滑动导轨耐磨性也很好，机床的精度保持时间长，所以控制系统可靠性和使用寿命大，价格较高。

⑤数控车床还具有加工冷却充分、防护较严密、自润滑等特点，自动运转时一般都处于全封闭或半封闭状态。

⑥数控车床一般还配有多刀自动转位刀架和自动排屑等装置。