1. 定義與基本原理

數(shù)控車(chē)床是一種裝有程序控制系統(tǒng)的自動(dòng)化車(chē)床。它將加工過(guò)程所需的各種操作（如主軸變速、刀具進(jìn)給、刀具更換等）和步驟，以及刀具與工件之間的相對(duì)位移量等信息，用數(shù)字化的代碼表示，通過(guò)控制介質(zhì)（如穿孔紙帶、磁盤(pán)、USB等）輸入到數(shù)控裝置中。數(shù)控裝置對(duì)這些輸入的信息進(jìn)行運(yùn)算處理后，發(fā)出各種控制信號(hào)，控制車(chē)床的伺服系統(tǒng)（包括電機(jī)、滾珠絲杠等），使車(chē)床自動(dòng)地按照預(yù)先設(shè)定的程序進(jìn)行零件加工。

例如，當(dāng)要車(chē)削一個(gè)外圓時(shí)，操作人員通過(guò)編程設(shè)定好刀具的起始位置、切削路徑（如直線插補(bǔ)指令確定刀具沿著直線運(yùn)動(dòng)）、切削速度、進(jìn)給量等參數(shù)，數(shù)控系統(tǒng)就會(huì)根據(jù)這些指令精確地控制刀具的運(yùn)動(dòng)，從而加工出符合要求的外圓。

2. 結(jié)構(gòu)組成

機(jī)床主體

床身：是數(shù)控車(chē)床的基礎(chǔ)部件，用于支撐和連接其他部件。它通常采用高強(qiáng)度鑄鐵制造，具有足夠的剛性和穩(wěn)定性，能夠抵抗加工過(guò)程中產(chǎn)生的切削力、重力等載荷。床身上有導(dǎo)軌，為溜板箱和刀架的移動(dòng)提供精確的導(dǎo)向，確保刀具與工件之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)精度。

主軸箱：內(nèi)部安裝有主軸和變速機(jī)構(gòu)。主軸是數(shù)控車(chē)床的關(guān)鍵部件，其前端用于安裝卡盤(pán)等夾具來(lái)夾持工件，通過(guò)電機(jī)驅(qū)動(dòng)實(shí)現(xiàn)工件的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，這是車(chē)床進(jìn)行車(chē)削加工的主運(yùn)動(dòng)。變速機(jī)構(gòu)能夠改變主軸的轉(zhuǎn)速，以適應(yīng)不同材料、不同直徑工件以及不同車(chē)削工序的加工要求。

進(jìn)給系統(tǒng)：包括橫向（X軸）和縱向（Z軸）進(jìn)給系統(tǒng)。主要由滾珠絲杠、伺服電機(jī)、導(dǎo)軌和溜板箱等組成。滾珠絲杠將伺服電機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為溜板箱和刀架的直線運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)刀具在X軸和Z軸方向的進(jìn)給。導(dǎo)軌為刀架的移動(dòng)提供精確的導(dǎo)向，保證進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的直線性和精度。

刀架：用于安裝各種車(chē)刀，如外圓車(chē)刀、內(nèi)孔車(chē)刀、切斷刀、螺紋車(chē)刀等。數(shù)控車(chē)床的刀架通常有轉(zhuǎn)塔刀架或排刀式刀架。轉(zhuǎn)塔刀架可以自動(dòng)換刀，一般有4 12個(gè)刀位，能夠在加工過(guò)程中根據(jù)程序的指令快速更換刀具，提高加工效率；排刀式刀架結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，刀具排列在床身的一側(cè)，主要用于簡(jiǎn)單零件的加工或?qū)Φ毒邤?shù)量要求不多的情況。

尾座：主要用于安裝頂尖，在加工長(zhǎng)軸類(lèi)零件時(shí)，與主軸箱一端的卡盤(pán)配合，對(duì)工件進(jìn)行雙頂尖裝夾，起到輔助支撐工件的作用，能夠有效防止工件在加工過(guò)程中因受力而產(chǎn)生變形，保證加工精度。尾座還可以安裝鉆頭、鉸刀等刀具，用于對(duì)工件進(jìn)行鉆孔、鉸孔等加工。

數(shù)控系統(tǒng)

是數(shù)控車(chē)床的核心部分，它由硬件和軟件兩部分組成。硬件包括中央處理器（CPU）、存儲(chǔ)器、輸入輸出接口等。軟件部分則包括系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件。系統(tǒng)軟件用于管理和協(xié)調(diào)數(shù)控系統(tǒng)的各種資源，如控制機(jī)床的運(yùn)動(dòng)、處理輸入輸出信號(hào)等；應(yīng)用軟件則是用戶(hù)根據(jù)加工零件的要求編寫(xiě)的程序，通過(guò)數(shù)控系統(tǒng)的編譯和運(yùn)算，將程序中的指令轉(zhuǎn)換為機(jī)床能夠執(zhí)行的動(dòng)作。數(shù)控系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)車(chē)床的精確控制，如控制主軸轉(zhuǎn)速、刀具進(jìn)給速度、刀具軌跡等，并且可以進(jìn)行各種復(fù)雜的加工操作，如車(chē)削螺紋、圓錐面、復(fù)雜曲線等。

輔助裝置

冷卻系統(tǒng)：主要用于冷卻刀具和工件，防止在加工過(guò)程中由于切削熱導(dǎo)致刀具磨損加劇和工件變形。冷卻系統(tǒng)通常包括冷卻液箱、冷卻液泵、管道和噴嘴等。冷卻液通過(guò)管道輸送到加工區(qū)域，由噴嘴將冷卻液噴灑在刀具和工件上。

潤(rùn)滑系統(tǒng)：對(duì)車(chē)床的各個(gè)運(yùn)動(dòng)部件（如導(dǎo)軌、滾珠絲杠、主軸軸承等）進(jìn)行潤(rùn)滑，以減少摩擦和磨損，提高部件的使用壽命和運(yùn)動(dòng)精度。潤(rùn)滑系統(tǒng)有自動(dòng)潤(rùn)滑和手動(dòng)潤(rùn)滑兩種方式。自動(dòng)潤(rùn)滑系統(tǒng)通過(guò)油泵定時(shí)定量地將潤(rùn)滑油輸送到各個(gè)潤(rùn)滑點(diǎn)；手動(dòng)潤(rùn)滑則需要操作人員定期使用油槍等工具對(duì)潤(rùn)滑點(diǎn)進(jìn)行加油。

排屑裝置：用于將加工過(guò)程中產(chǎn)生的切屑排出車(chē)床，保持加工區(qū)域的清潔。常見(jiàn)的排屑裝置有螺旋式排屑器、鏈板式排屑器等。螺旋式排屑器通過(guò)螺旋軸的旋轉(zhuǎn)將切屑推送至指定位置；鏈板式排屑器則利用鏈條帶動(dòng)刮板將切屑帶走。

3. 主要特點(diǎn)與應(yīng)用領(lǐng)域

主要特點(diǎn)

加工精度高：數(shù)控車(chē)床通過(guò)數(shù)控系統(tǒng)的精確控制，可以實(shí)現(xiàn)高精度的加工。其定位精度和重復(fù)定位精度通?？梢赃_(dá)到±0.01mm甚至更高，能夠加工出尺寸精度和形狀精度要求很高的零件。例如，在航空航天零部件、精密儀器零件的加工中，能夠滿足嚴(yán)格的精度要求。

加工效率高：一方面，數(shù)控車(chē)床的自動(dòng)化程度高，一旦程序編寫(xiě)完成并調(diào)試好，就可以自動(dòng)連續(xù)地進(jìn)行加工，減少了人工操作時(shí)間。另一方面，數(shù)控車(chē)床可以進(jìn)行高速切削，并且能夠合理安排加工工序，如在一次裝夾中完成多個(gè)表面的加工，減少了工件的裝夾次數(shù)和輔助時(shí)間，大大提高了加工效率。

加工靈活性強(qiáng)：可以通過(guò)修改程序來(lái)改變加工零件的形狀、尺寸和加工工藝。對(duì)于不同形狀和尺寸的零件，只要重新編寫(xiě)或修改程序就可以進(jìn)行加工，無(wú)需像傳統(tǒng)車(chē)床那樣重新調(diào)整大量的機(jī)械部件和刀具。這使得數(shù)控車(chē)床能夠快速適應(yīng)小批量、多品種的生產(chǎn)模式。

加工質(zhì)量穩(wěn)定：由于數(shù)控車(chē)床是按照預(yù)先編寫(xiě)好的程序進(jìn)行加工，只要程序正確，刀具和機(jī)床正常，就可以保證每次加工出來(lái)的零件質(zhì)量一致。不受操作人員的技術(shù)水平、疲勞程度等因素的影響，從而有效地保證了產(chǎn)品的質(zhì)量穩(wěn)定性。

應(yīng)用領(lǐng)域

汽車(chē)制造行業(yè)：用于加工汽車(chē)的各種軸類(lèi)零件（如曲軸、凸輪軸等）、輪轂、變速器零部件等。這些零件的精度要求高，批量大，數(shù)控車(chē)床能夠高效、精確地完成加工任務(wù)。

機(jī)械制造行業(yè)：廣泛應(yīng)用于各種機(jī)械零件的加工，如絲桿、螺母、法蘭盤(pán)、軸套等。無(wú)論是單件小批量生產(chǎn)還是大批量生產(chǎn)，數(shù)控車(chē)床都能發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)。

航空航天領(lǐng)域：加工航空發(fā)動(dòng)機(jī)的零部件（如軸、盤(pán)等）、飛機(jī)起落架零件、航天飛行器的結(jié)構(gòu)件等。這些零部件對(duì)材料、精度和質(zhì)量的要求極高，數(shù)控車(chē)床能夠滿足其嚴(yán)格的加工要求。

醫(yī)療器械行業(yè)：制造醫(yī)療器械中的精密零件，如手術(shù)器械的手柄、針管、植入體等。數(shù)控車(chē)床可以保證這些零件的高精度和高質(zhì)量，符合醫(yī)療器械的使用標(biāo)準(zhǔn)。