作者：姚德强
出版社：电子工业出版社
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数控铣床加工工艺与技能试读：
前言
随着数控技术的发展及广泛应用，我国数控机床进入快速发展和普及阶段，社会急需大批数控机床的编程与操作人员。本书就是依据这一需要，根据数控技能型紧缺人才培养培训方案的指导思想和人力资源和社会保障部制定的数控铣工国家职业技能鉴定标准编写而成的。
在编写本教材时，编者以培养中、高级技能人才为目标，紧密结合中等学校、技师学院、高级技工学校实习实际情况和校企合作模式的岗位要求，同时，坚持国家职业技能鉴定标准要求。编者设定了不同程度的课题训练，从简单到复杂，强调教材的实用性和创新性，使教材易教易学，理实“一体化”。
本书由姚德强担任主编，洪晓燕、孙伟城、温石化担任副主编。
由于编者的水平和经验有限，书中难免有欠妥之处，敬请读者批评指正。
编者
2013年5月第1章 数控铣床技术应用基础1.1 数控铣床安全教育
学习目标
1.理解安全文明生产的重要性。
2.掌握数控铣床操作规程。
3.理解6S现场管理方法。
安全文明生产是现代企业制度的一项十分重要的内容，而数控加工是一种先进的加工方法。与通用机床相比，数控机床自动化程度高，操作者除了要掌握数控机床的性能、精心操作外，一方面要管好、用好和维护好数控机床；另一方面必须养成安全文明生产的良好习惯和严谨的工作作风，应具有较高的职业素质、责任心和良好的合作精神（图1-1-1和图1-1-2）。图1-1-1 安全标语图1-1-2 注意安全
一、实习前的安全教育
① 按规定穿戴好劳动保护用品。
② 进入实习场地要注意整洁，言行举止讲礼貌，用电用水讲节约。
③ 不准随地吐痰，纸屑果壳不乱丢，口香糖不乱吐，墙壁、课桌、工作服上不乱画。
④ 不准带烟火进入实习场地，禁止在公共场所抽烟。
⑤ 进入实习场地要穿戴好工作服，不许不穿、乱穿、不扣扣子等。
⑥ 女生要戴帽子，并将头发塞入帽子里，不许露在外面或不戴帽子。
⑦ 实习时不许做与实习无关的事情（如听歌、看小说、玩手机等）。
⑧ 工作场地应整齐、清洁，人行道应平坦畅通。
⑨ 工件、材料、产品等应摆放整齐，符合安全卫生等要求。
⑩ 严禁两个以上的人同时操作同一台机床。发生断刀、撞刀事故要写事故经过或检查。实习完毕要彻底清扫机床及地面，做到无油及无杂物。检查实习设备是否完好，厘清责任并签离场登记表。必须爱护生产设备等财产，进入岗位时，首先检查设备、电器、仪表、工量具、图纸是否完整齐全；实习过程中如发现所用设备发生故障，应及时报告，及时处理。必须高度树立“预防为主，安全第一”的思想，严格遵守数控机床的安全操作规程，熟悉数控机床的操作顺序，时时刻刻讲安全，杜绝安全事故的发生（图1-1-3）。图1-1-3 安全第一
二、实习中的安全教育
① 进入数控实习工厂后，应服从安排，听从指挥，不得擅自启动或操作数控机床。
② 加工零件时，必须关上防护门，不准把头、手伸入防护门内，加工过程中不允许打开防护门。
③ 加工过程中，操作者不得擅自离开机床，应保持思想高度集中，观察机床的运行状态。
④ 若发生不正常现象或事故，应立即终止程序运行，切断电源并及时报告指导老师，不得进行其他操作。
⑤ 严禁用力拍打控制面板、触摸显示屏。严禁敲击工作台、夹具和导轨。
⑥ 严禁私自打开数控系统控制柜进行观看和触摸。
⑦ 操作人员不得随意更改机床内部参数。实习学生不得调用、修改非自己所编的程序。
⑧ 数控铣床属于大精设备，除工作台上安放工装和工件外，机床上严禁堆放任何工、夹、刃、量具，工件和其他杂物。
⑨ 禁止用手接触刀尖和铁屑，铁屑必须用铁钩子或毛刷清理。
⑩ 禁止用手或其他任何方式接触正在旋转的主轴、工件或其他运动部位。禁止在加工过程中测量工件、手动变速，更不能用棉丝擦拭工件，也不能清扫机床。禁止进行尝试性操作。使用手轮或快速移动方式移动各轴位置时，一定要看清机床X、Y、Z轴各方向标牌后再移动。移动时先慢转手轮，观察机床移动方向无误后方可加快移动速度。在程序运行过程中需要暂停测量工件尺寸时，要待机床完全停止、主轴停转后方可进行测量，以免发生人身事故。机床若数天不使用，则每隔一天应对CNC及CRT部分通电2～3小时。要等主轴停转3分钟后方可关机。
三、实习完成后的安全教育
① 清除切屑，擦拭机床，使机床与环境保持清洁状态，各部件应调整到正常位置。
② 检查润滑油、冷却液的状态，及时添加或更换。
③ 依次关掉机床操作面板上的电源和总电源。
④ 打扫工作现场卫生，填写设备使用记录。
四、数控铣床操作规程
数控铣床是一种自动化程度高、结构复杂且价格昂贵的先进加工设备，与普通铣床相比具有加工精度高、加工灵活、通用性强、生产效率高、质量稳定等优点，特别适合加工多品种、小批量、形状复杂的零件，在企业生产中有着至关重要的作用。
操作者除了应掌握数控铣床的性能、精心操作外，还要管好、用好和维护好数控铣床，养成文明生产的良好工作习惯和严谨的工作作风，具有良好的职业素质、责任心，做到安全文明生产，严格遵守以下数控铣床安全操作规程。
① 操作前要做到一想、二查、三严格。
一想：想一想当天生产中有哪些不安全因素，以及如何处置，做到把安全放在首位。
二查：第一，查工作场所、机械设备、工具材料是否符合安全要求、有无隐患，如果发现有松动、变形、裂缝、泄漏或听到不正常声音，应立即停车并通知有关技术人员检修；第二，查自己的操作是否会影响周围人的安全，以及防范措施是否妥当。
三严格：严格遵守安全制度，严格执行操作规程，严格遵守劳动纪律。
② 数控系统的编程、操作和维修人员必须经过专门的技术培训，熟悉所用数控铣床的使用环境、条件和工作参数等，严格按机床和系统使用说明书的要求正确、合理地操作机床。
③ 数控铣床的开机、关机顺序，一定要符合机床说明书的规定。
④ 机床通电后，必须操作机床回零（机床参考点，图1-1-4）；若某轴在回零前已在零位，则将该轴移动至离零点一段距离后，再行手动回零。
⑤ 编写程序应注意抬刀高度，防止加工完毕后返回时刀具碰撞工件（图1-1-5）。图1-1-4 参考点图1-1-5 安全高度
⑥ 完成对刀后，要做模仿加工过程试验，以防止正式操作时发生撞刀、工件或设备等事故。手动对刀时，应选择合适的进给速度；手动换刀时，刀架距工件要有足够的转动距离，以防发生碰撞。
⑦ 在准备加工工件之前，进给和快速倍率必须调至最低挡，防止程序出错发生撞刀事故（图1-1-6和图1-1-7）。图1-1-6 进给倍率旋钮图1-1-7 快速倍率按键
⑧ 正确测量和计算工件坐标系，并对所得结果进行验算。
⑨ 程序输入后，应认真核对，保证无误，其中包括对代码、指令、地址、数值、正负号、小数点及语法的查对。
⑩ 程序修改后，对修改部分一定要仔细计算和认真核对。不得随意更改数控系统内制造商设定的参数。主轴启动开始切削之前一定要关好防护门，程序正常运行中严禁开启防护门。加工过程中，如发现异常紧急情况，可按下急停按钮，以确保人身和设备的安全。机床发生事故时，操作者要注意保留现场，并向维修人员如实说明事故发生前后的情况，以利于分析问题，查找事故原因。要认真填写数控机床的工作日志，做好交接工作，消除事故隐患。要经常润滑机床导轨，防止导轨生锈，并做好机床的清洁保养工作。机床空转15分钟以上，使机床达到热平衡状态。在程序运行过程中，要观察数控系统上的坐标显示，了解当前刀具运动点在机床坐标系及工作坐标系中的位置。
五、6S现场管理方法
6S现场管理方法起源于20世纪末的日本企业，是一种独特的管理方法。日本企业将5S运动作为工厂管理的基础，推行各种质量管理方法。他们在追求效率的过程中，循序渐进，从基础做起，首先在生产现场将人员、机器、材料、方法等生产要素进行有效的管理，针对企业中每位员工的日常行为提出要求，倡导从小事做起，力求使每位员工都养成事事“讲究”的习惯，从而达到提高整体工作质量的目的。是6S在原来5S的基础上增加了安全（Safety）要素形成的。所谓6S是指：Seiri（整理）、Seiton（整顿）、Seiso（清扫）、Seiketsu（清洁）、Shitsuke（素养）和Safety（安全），其具体含义和实施重点如下。
1.整理
把需要与不需要的人、事、物分开，再将不需要的人、事、物加以处理，这是改善生产现场的第一步。其要点是首先对生产现场现实摆放和停滞的各种物品进行分类，区分什么是现场需要的，什么是现场不需要的；然后，对于现场不需要的物品，诸如用剩的材料、多余的半成品、切下的料头、切屑、垃圾、废品、多余的工具、报废的设备、工人的个人生活用品等，要坚决清理出生产现场，这项工作的重点在于坚决把现场不需要的东西清理掉。对于车间里各个工位或设备的前后、通道左右、厂房上下、工具箱内外，以及车间的各个死角，都要彻底搜寻和清理，达到现场无不用之物。坚决做好这一步，是树立好作风的开始。日本有公司提出口号：“效率和安全始于整理。”
目的：增加作业面积，保证物流畅通，防止误用等。
2.整顿
把需要的人、事、物加以定量、定位。在上一步整理后，对生产现场需要留下的物品进行科学合理的布置和摆放，以便用最快的速度取得所需之物，在最有效的规章制度和最简捷的流程下完成作业。
目的：使工作场所整洁卫生、一目了然，减少取放物品的时间，提高工作效率，保持井井有条的工作秩序。
3.清扫
把工作场所打扫干净，设备异常时马上修理，使之恢复正常。生产现场在生产过程中会产生灰尘、油污、铁屑、垃圾等，从而使环境变脏。脏的环境会使设备精度降低，故障多发，影响产品质量，使安全事故防不胜防；脏的现场更会影响人们的工作情绪，使人不愿久留。因此，必须通过清扫活动来清除那些脏物，创建一个明快、舒畅的工作环境。
目的：使员工保持良好的工作情绪，并保证产品品质稳定，最终达到企业生产零故障和零损耗。
4.清洁
整理、整顿、清扫之后要认真维护，使现场保持完美和最佳状态。清洁是对前三项活动的坚持与深入，从而消除安全事故的根源，创造一个良好的工作环境，使员工能愉快地工作。
目的：使整理、整顿和清扫工作成为一种惯例和制度，是标准化的基础，也是一个企业形成企业文化的开始。
5.素养
素养即教养，努力提高人员的素养，养成严格遵守规章制度的习惯和作风，是6S活动的核心。没有人员素质的提高，各项活动就不能顺利开展。所以，抓6S活动，要始终着眼于提高人的素质。
目的：使员工成为遵守规章制度，并具有良好工作素养的人。
6.安全
清除隐患，排除险情，预防事故的发生。
目的：保障员工的人身安全，保证生产连续、安全、正常地进行，同时减少因安全事故而带来的经济损失。1.2 数控铣床日常维护
学习目标
1.掌握数控铣床的日常维护保养方法。
2.懂得处理常见故障。
为了使数控铣床保持良好状态，除了发生事故应及时修理外，坚持日常维护保养也是十分重要的（图1-2-1）。坚持定期检查，经常维护保养，可以把许多故障隐患消灭在发生之前，防止或减少事故的发生。不同型号的数控铣床要求不完全一样，应视具体情况进行具体分析。图1-2-1 设备检查
一、数控铣床日常维护保养
数控铣床具有集机、电、液于一身的特点，是一种自动化程度高的先进设备。为了充分发挥其效益，减少故障的发生，必须做好日常维护保养工作，使数控系统少出故障，以延长系统的平均无故障时间。因此，要求数控铣床维护人员不仅要有机械、加工工艺以及液压、气动方面的知识，还要具备电子计算机、自动控制、驱动及测量技术等方面的知识，这样才能全面了解、掌握数控铣床，搞好维护保养工作。主要的维护保养工作如下。
① 严格遵守操作规程和日常维护制度。数控系统的编程、操作和维修人员必须经过专门的技术培训，严格按机床和系统使用说明书的要求正确、合理地操作机床，尽量避免因操作不当引起的故障。
② 保持良好的润滑状态。定期检查、清洗自动润滑系统，及时添加或更换油脂、油液，使丝杠、导轨等运动部位始终保持良好的润滑状态，以降低机械的磨损速度。
③ 经常打扫卫生。机床周围环境太脏，粉尘太多，均会影响机床的正常运行；电路板太脏，可能产生短路现象，造成故障，所以必须定期进行卫生清扫。
④ 应尽量少开数控柜和强电柜的门，定期清扫数控柜的散热通风系统。
⑤ 数控系统长期不用应注意维护，要经常给系统通电，特别是在环境湿度较高的梅雨季节。
⑥ 在操作时应保持控制面板干净，防止油脂或杂物腐蚀面板，导致按键失灵等。
⑦ 应每天检查数控装置上各个冷却风扇工作是否正常。视工作环境的状况，每半年或每季度检查一次过滤通风道是否有堵塞现象。如过滤网上灰尘积聚过多，应及时清理，否则将导致数控装置内温度过高（一般温度为55～60°C），CNC系统不能可靠地工作，发生过热报警。
⑧ 伺服电动机的保养。对于数控铣床的伺服电动机，要每10～12个月进行一次维护保养，加速或者减速变化频繁的机床要每2个月进行一次维护保养。维护保养的主要内容有：用干燥的压缩空气吹去电刷上的粉尘，检查电刷的磨损情况，更换时应选用规格型号相同的电刷，更换后要空载运行一定时间，使其与换向器表面吻合。检查清扫电枢整流子以防止短路；如装有测速电动机和脉冲编码器，也要进行定期检查和清扫。
⑨ 定期检查电气部件。检查各插头、插座、电缆、继电器的触点是否出现接触不良、断线和短路故障。检查各印刷电路板是否干净。检查主电源变压器、各电动机的绝缘电阻是否在1MΩ以上。
⑩ 经常监视数控系统的电网电压。数控系统允许的电网电压范围为额定值的85%～110%。如果超出此范围，轻则使数控系统不能稳定工作，重则造成重要的电子元器件损坏。因此要经常注意电网电压的波动。对于电网质量比较恶劣的地区，应及时配置数控系统用的交流稳压装置。定期更换存储器电池。数控系统中部分CMOS存储器中的存储内容在关机时靠电池供电保持。当电池电压降到一定值时就会造成参数丢失。因此，要定期检查电池电压。更换电池时一定要在数控系统通电状态下进行，这样才不会造成存储参数丢失，同时应做好数据备份。备用印制电路板长期不用容易出现故障，因此对所购数控机床中的备用电路板，应定期装到数控系统中通电运行一段时间，以防止损坏。定期进行机床水平和机械精度检查并校正。机械精度的校正方法有软硬两种。软方法主要是通过系统参数补偿，如丝杠反向间隙补偿、各坐标定位精度定点补偿、机床回参考点位置校正等；硬方法一般在机床大修时进行，如导轨修刮、滚珠丝杠螺母预紧调整反向间隙等，并适时对各坐标轴进行超程限位检验。
数控铣床保养一览表见表1-2-1。表1-2-1 数控铣床保养一览表续表
二、数控铣床常见的操作故障
数控铣床的故障种类繁多，有电气、机械、系统、液压、气动等部件的故障，产生的原因也比较复杂，但大部分故障是由于操作人员操作机床不当引起的。数控铣床常见的操作故障如下。
① 防护门未关，机床不能运转。
② 机床未回零。
③ 主轴转速超过最高转速限定值。
④ 程序内没有设置F或S值。
⑤ 进给修调F%或主轴修调S%开关设为空挡。
⑥ 回零时离零点太近或回零速度太快，引起超程。
⑦ 程序中G00位置超过限定值。
⑧ 刀具补偿测量设置错误。
⑨ 刀具换刀位置不正确，如换刀点离工件太近。
⑩ G40撤销不当，引起刀具切入已加工表面。程序中使用了非法代码。刀具半径补偿方向错误。切入、切出方式不当。切削用量太大。刀具钝化。工件材质不均匀，引起振动。机床被锁定（工作台不动）。工件未夹紧。对刀位置不正确，工件坐标系设置错误。使用了不合理的G功能指令。机床处于报警状态。断电后或报过警的机床，没有重新回零。
三、数控机床常见故障的分类及处理
1.常见故障的分类
数控机床由于自身原因不能正常工作，就是产生了故障。数控机床故障可分为以下几种类型。（1）系统故障和随机故障
① 系统故障是指机床和系统在某一特定条件下必然出现的故障。系统故障通常容易排除。
② 随机故障是指偶然出现的故障。随机故障通常不容易排除。（2）诊断显示故障和无诊断显示故障
① 诊断显示故障：数控系统具有自动诊断功能，出现故障时会停机、报警并自动显示相应报警参数号，较容易找到故障原因。这类故障一般容易排除。
② 无诊断显示故障：往往机床停在某一位置不能动，甚至手动操作也失灵，维护人员只能根据出现故障前后的现象来分析判断。这类故障一般不容易排除。（3）破坏性故障和非破坏性故障
① 破坏性故障：失控造成撞车，短路烧断熔丝等。这类故障一般不容易排除。
② 非破坏性故障：可多次反复试验直至排除，不会对机床造成危害。这类故障一般容易排除。（4）机床运动特性质量故障
故障发生后，机床照常运行，也没有任何报警显示，但加工出来的工件不合格。这类故障通常不容易排除。
2.故障常规处理方法
数控机床出现故障，除了少量自诊断功能可以显示故障原因外，大部分故障是由综合因素引起的，往往不能确定其具体原因。一般按以下步骤进行常规处理。
① 充分调查故障现场。数控机床发生故障后，维护人员应仔细观察显示的自诊断报警情况，了解现场情况和现象。
② 将造成故障的原因全部列出，如机械、电气、控制系统等。
③ 确定故障产生的原因。根据故障现象，参考机床有关维护使用手册，找出导致故障的确定因素。
④ 排除故障。对症下药，修理、调整和更换有关部件。
3.常见机械故障的排除
① 进给传动故障。导轨普遍采用滚动摩擦副，进给传动故障大部分是由运动质量下降造成的。导致定位精度差、反向间隙过大等。排除方法是调节松动环节、补偿环节。
② 机床回零故障。机床在返回基准点时发生超程报警，无减速动作。排除方法是检查限位块或信号线。
③ 机床不能运动或加工精度差。这属于综合故障。排除方法是调节间隙补偿，检查各轴进给是否有爬行。
数控机床如果长期不及时进行日常维护，就会出现各种问题，如图1-2-2所示。图1-2-2 数控机床常见问题1.3 数控机床基本知识
学习目标
1.理解数控概念和数控机床的组成。
2.掌握数控机床的分类。
3.掌握数控机床的特点和加工特点。
一、数控概述
1.数控
数控装置根据输入的指令进行译码、处理、计算和控制，都是由数字逻辑电路实现的，称为硬件数控（NC）系统；数控装置大部分工作都是由计算机系统完成的，称为计算机数控（CNC系统）。数控是采用数字化信号对机床运动及加工过程进行控制的一种方法。数控机床是指装备了数控系统的机床。
2.数控机床的组成
数控机床由控制介质、输入/输出装置、数控装置、伺服系统、检测反馈装置和机床本体等部分组成，如图1-3-1所示。数控装置是数控机床的核心，伺服系统是数控机床的执行部分。图1-3-1 数控机床的组成（1）控制介质
系统将处理好的零件加工程序信息通过相关的媒介物传入数控装置。相关的媒介物就是控制介质，现代数控机床常用的控制介质有传输软件、键盘等。（2）输入/输出装置
输入/输出装置是机床数控系统和操作人员进行信息交流的交互设备。输入/输出装置将控制介质传来的信息输入数控装置或将数控装置的信息输出到控制介质中，如显示器、控制面板。（3）数控装置
数控装置是数控机床的核心，它对输入的加工程序进行数字运算和逻辑运算，然后向伺服系统发出控制信号。（4）伺服系统
伺服系统的主要作用是接收来自数控装置的指令信息，经功率放大后，严格按照指令信息的要求驱动机床的移动部件，加工出符合图样要求的零件。伺服系统由驱动装置和执行元件组成。常用的执行元件有步进电动机、直流伺服电动机和交流伺服电动机三种。（5）检测反馈装置
检测反馈装置通过传感器检测伺服电动机的转角位移或数控机床工作台的直线位移，并转换成电信号传送到数控系统中，与指令位置进行比较后，由数控系统向伺服系统发出指令，纠正所产生的误差。（6）机床本体
机床本体由主传动装置、进给传动装置、床身和工作台，以及辅助运动装置、液压气动系统、润滑系统、冷却装置等组成。有些数控机床还配备了特殊的部件，如刀库、自动换刀装置等。数控机床本体与传统的机床相比，在整体布局、外观造型、传动系统、刀具系统的结构以及操作机构等方面都发生了很大的变化，传动效率更高，传动系统更为简单。
3.数控机床工作原理
数控机床是用数字化信息来实现自动控制的，将与加工零件有关的信息用规定的文字、数字和符号组成代码，按一定的格式编写成加工程序，将加工程序通过控制介质输入数控装置中，由数控装置经过分析处理后，发出各种与加工程序相对应的信号指令，控制机床进行自动加工，如图1-3-2所示。图1-3-2 数控机床工作原理
二、数控机床的分类
1.按加工路线控制特点分类（1）点位控制
点位控制数控机床的特点是机床移动部件只能实现由一个位置到另一个位置的精确定位（图1-3-3），在移动和定位过程中不能进行任何加工，其控制系统比较简单。这类数控机床主要有数控坐标镗床、数控钻床、数控冲床、数控点焊机以及数控弯管机等。（2）直线控制
直线控制数控机床的特点是机床移动部件不仅能实现由一个位置到另一个位置的精确移动定位，而且能够实现平行于坐标轴方向的直线切削加工运动（图1-3-4）。这类数控机床主要有简易数控车床、数控铣镗床等。图1-3-3 点位控制图1-3-4 直线控制（3）轮廓控制
轮廓控制数控机床的特点是能够对两个或两个以上坐标轴同时进行切削加工控制，从而
控制刀具加工出一定的轮廓形状，如图1-3-5所示。常用的数控车床、数控铣床、数控磨床是典型的轮廓控制数控机床，其系统的结构要比点位、直线控制系统更为复杂，在加工过程中要不断进行插补运算，然后进行相应的速度与位移控制。图1-3-5 轮廓控制
2.按伺服系统控制特点分类
数控机床按照对被控量有无检测反馈装置可分为开环控制和闭环控制两种。在闭环控制系统中，根据测量装置安放的部位不同又分为全闭环和半闭环两种。（1）开环控制
开环控制系统结构简单，成本较低，但是系统对移动部件的实际位移量不进行检测，也不能进行误差校正，仅适用于加工精度要求不太高的中小型数控机床，特别是简易经济型数控机床（图1-3-6）。图1-3-6 开环控制系统（2）半闭环控制
半闭环控制数控机床的特点是在开环控制数控机床的传动丝杠上装上角位移检测装置，通过检测丝杠的转角间接地检测移动部件的位移，然后反馈到数控装置中去。系统的调试比较方便，并且具有良好的稳定性（图1-3-7）。图1-3-7 半闭环控制系统（3）全闭环控制
全闭环控制数控机床的特点是在机床移动部件上直接安装直线位移检测装置，将测量到的实际位移值反馈到数控装置中，与输入的指令位移值进行比较，用差值对机床进行控制，使移动部件按照实际需要的位移量运动，最终实现移动部件的精确运动和定位，进一步提高了机床的加工精度（图1-3-8）。图1-3-8 闭环控制系统
3.按坐标轴联动特点分类
所谓数控机床坐标轴联动，是指数控装置能同时控制多个伺服电动机，同时驱动机床移动部件的多个坐标轴运动。（1）两轴联动
数控机床本身有两个坐标轴能作两个方向的移动，控制装置可同时控制两个坐标轴移动。这类机床即为两轴联动数控机床，如数控车床。（2）两轴半联动
数控机床本身有三个坐标轴能作三个方向的移动，控制装置只能同时控制任意两个坐标轴，而第三个坐标轴只能作等距周期移动。这类机床即为两轴半联动数控机床，如早期的数控铣床，目前较为少用。（3）三轴联动
数控机床本身有三个坐标轴能作三个方向的移动，控制装置能同时控制三个坐标轴移动。这类机床即为三轴联动数控机床，如数控铣床（图1-3-9）。（4）多轴联动
数控机床本身有四个或四个以上坐标轴，控制装置能同时控制四个或四个以上坐标轴移动。这类机床即为多轴联动数控机床，如数控铣加工中心机床（图1-3-9）。图1-3-9 坐标轴联动
三、数控铣床的分类
1.立式数控铣床
立式数控铣床的主轴轴线垂直于水平面，这类数控铣床是目前应用最广泛的一种（图1-3-10）。小型立式数控铣床的X、Y、Z轴方向的移动一般都由工作台完成。中型立式数控铣床的X轴方向和Y轴方向移动一般由工作台完成，工作台还可以手动或电动升降；主轴（Z轴）除完成主运动外，还可以沿垂直方向上下移动。大型立式数控铣床，由于需要考虑扩大行程、刚性等技术问题，多采用立柱式，其主轴箱与主轴（Z轴）可沿立柱上的垂直导轨上下移动，X轴方向和Y轴方向的移动由工作台完成，工作台不能手动或电动升降。图1-3-10 立式数控铣床
2.卧式数控铣床
卧式数控铣床的主轴轴线平行于水平面（图1-3-11）。使用卧式数控铣床加工时，刀具装在主轴、镗杆或平旋盘上，工件安装在工作台上，工作台可随下滑座和上滑座作纵横向移动。当镗杆较长时，可用后立柱上的尾架支承其一端，以提高刚度。
卧式数控铣床加工质量稳定，操作方便，性能可靠。卧式数控铣床可用各种圆柱铣刀、圆片铣刀、角度铣刀、成型铣刀和端面铣刀加工各种平面、斜面、沟槽等。
3.龙门数控铣床
龙门数控铣床（图1-3-12）具有足够的刚性，效率高，操作方便，结构简单，性能全面。龙门数控铣床适用于各种机械上大中型黑色金属或有色金属零件的水平平面、垂直平面或斜面沟槽的铣削，还可加工空间曲面和一些特型零件。铣镗头可以进行镗孔和钻孔加工，还要根据用户需要进行各类改进。图1-3-11 卧式数控铣床图1-3-12 龙门数控铣床
龙门数控铣床由立柱和顶梁构成门式框架，横梁可沿两立柱导轨作升降运动。横梁上有1个或2个带垂直主轴的铣头，可沿横梁导轨作横向运动。两立柱上还可分别安装一个带有水平主轴的铣头，它可沿立柱导轨作升降运动。
四、数控机床加工特点
数控机床是一种高效能的自动化加工设备。与普通机床加工相比，数控机床加工具有以下特点。
1.自动化程度高
用数控机床加工零件时，除了手工装卸工件外，全部加工过程都由机床自动完成，大大降低了操作者的劳动强度，改善了劳动条件。
2.柔性好，适应性强
数控机床利用事先编制好的数控加工程序加工零件，只要改变数控加工程序，即可加工新的零件，而不需要改变机械部分和控制部分的硬件。
3.可以加工有复杂型面的工件
数控机床的刀具运动轨迹是由加工程序决定的，因此只要能编制出程序，不管多么复杂的型面工件都能加工。例如，采用五轴联动的数控机床，就能加工螺旋桨的复杂空间曲面。
4.加工精度高
数控机床本身的精度比较高。数控机床在整体设计中考虑了整机刚度和零件的制造精度，并且采用高精度的滚珠丝杠传动副，机床的定位精度和重复定位精度都很高，一般数控机床的定位精度为±0.01mm，重复定位精度为0.025～0.001mm。在加工过程中操作人员无须参与，工件的加工精度全部由机床保证，消除了人为误差。因此，加工出来的工件精度高，尺寸一致性好，质量稳定。
5.生产效率高
数控机床的主轴转速、进给速度和快速定位速度高，可以合理地选择大的切削参数，充分发挥刀具的切削性能，减少切削时间；另外，在加工中零件的装夹次数少，一次装夹可加工出很多表面，省去了划线找正和检测等许多中间环节，因此数控机床的生产效率高。据统计，普通机床的净切削时间一般占总切削时间的15%～20%，而数控机床可达65%～70%，可实现自动换刀的带刀库数控机床甚至可达75%～80%。加工复杂工件时，效率可提高5～10倍。
6.可以降低操作者劳动强度，实现一人多机操作
一般数控机床加工出第一个合格工件后，操作者只需要进行工件的装卸和启动机床，因此降低了操作者的劳动强度。现在的数控机床可靠性高，保护功能齐全，并且数控系统有自诊断和自停机功能，当一个工件的加工时间超出工件的装卸时间时，就能实现一人多机操作。
7.有利于实现计算机辅助制造
目前在机械制造业中，CAD/CAM已经被广泛应用，数控机床及其加工技术正是计算机辅助制造系统的基础。
8.初期投资大，但经济效益明显
数控机床的价格一般是普通机床的若干倍，机床备件的价格高，加工首件需要进行编程、调试程序和试加工，时间较长，因此数控机床一次性投资及日常维护保养费用较普通机床高很多，但是如能充分发挥数控机床的能力，将会带来很高的经济效益。数控机床的优势不仅表现在生产效率高、加工质量好、废品少等方面，还包括减少工装和量刃具、缩短生产周期、减少在制品数量、缩短新产品试制周期等，从而为企业带来明显的经济效益。
五、数控铣床加工零件的特点
① 几何形状复杂的零件。
② 小批量且多次生产或小批量多品种的零件。
③ 在加工过程中必须进行多种加工的零件。
④ 切削余量大的零件。
六、数控铣床加工对象
数控铣削是机械加工中最常用和最主要的数控加工方法之一，它除了能加工普通铣床所能加工的各种零件外，还能加工普通铣床不能加工的各种零件。根据数控铣床的特点，适合数控铣削的主要加工对象有以下几类。
1.平面类零件
加工面平行或垂直于水平面，或者加工面与基准面成一定倾斜角度的零件，如图1-3-13～图1-3-15所示。这类加工面可展开为平面。图1-3-13 带平面轮廓的平面类零件图1-3-14 带斜面的平面类零件
2.曲面类零件
加工面为空间曲面的零件称为曲面类零件，如图1-3-16所示。曲面类零件的加工面不能展开为平面。加工时，铣刀与加工面始终呈点接触，一般采用球刀来加工曲面。
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