13.磨床

　　磨床是用磨具或磨料加工工件各种表面的精密加上机床，通常，磨具旋转为士运动。

　　磨床特点：

　　（1）切削工具砂轮是由无数细小、尖硬、锋利的非金属磨粒粘接而成的多刃工具，并且做高速旋转的主运动。

　　（2）万能性强，适应性更广。

　　（3）磨床种类多，范围广，能适应磨削各种加工表面、工件形状及生产批量的要求。

　　（4）磨削加工余量小，生产率高，容易实现自动化和半自动化，可广泛应用于流水线和自动线中。

　　（5）磨削加工精度高，表面质量高。

　　常见的普通磨床有：外圆磨床、内圆磨床和平面磨床。

　　外圆磨床山床身、工作台、头架、尾架、砂轮架以及液压操纵系统组成。可磨削工件的外圆柱面和外圆锥面。其中，万能外圆磨床构造与普通外圆磨床基本相同，所不同的是它的砂轮架上、头架上和工作台上都装有转盘，并增加了内圆磨具等附件，故万能外圆磨床还能磨削内圆柱面及锥度较大的内外圆锥面。

　　内圆磨床山床身、工作台、头架、砂轮架、滑台组成，主要用于磨削内圆柱面、内圆锥面及端面等。

　　平面磨床用来磨削工件的平面。主要由床身、工作台、立柱、滑座、砂轮架等部件组成。平面磨床的工作台一般是电磁工作台，工件安放在电磁工作台上，靠电磁吸力吸住工件。

　　14.特种加工机床

　　特种加工机床是利用电能、电化学能、光能、声能等特种加工方法加工工件的机床。主要用于一般切削方法难以加工（如材料性能特殊、形状复杂）的工件。

　　电火花加工是利用两极间脉冲放电时产生的电腐蚀现象对材料进行加工的。常见的有电火花成形加工机床和电火花切割加工机床。其特点是：

　　（1）可加工任何硬、脆、韧、高熔点、高纯度的导电材料。

　　（2）加工时机床和刀具间不存在显著机械力作用。

　　（3）加工中不受热的影响。

　　（4）同一台机床可进行粗加工、半精加工、精加工。

　　（5）便于实现自动化。

　　超声波加工是利用工具作超声频振动冲击磨料，进行撞击和抛磨工件，从而达到加工目的。其特点是：

　　（1）超声波加工适于加工各种硬脆材料。

　　（2）易于加工出各种复杂形状的型孔、型腔和成形表面。

　　（3）由于切削力小，适于加工薄壁等不能承受较大机械应力的零件。

　　激光加工是利用光能经过透镜聚焦后达到很高的能量密度，依靠光热效应来加工各种材料。其特点是：

　　（1）不受材料性能限制，几乎所有材料均能加工。

　　（2）加工时不需刀具，属于非接触加工。

　　（3）加工速度极高，热影响区小，易实现加工过程自动化。

　　（4）可通过透明介质进行加丁。

　　15.组合机床

　　组合机床是以通用部件为基础，配以少量专用部件对一种或若干种工件按预定的工序进行加工的机床。

　　与其他机床相比有下列特点：

　　（1）设计制造周期短。

　　（2）自动化程度高。

　　（3）通用化程度高。

　　（4）能稳定地保证加工精度。

　　（5）易于联成自动线。

　　在组合机床上，可以完成钻孔、扩孔、铰孔、镗孔、攻丝、车削、铣削、磨削及滚压等工序。组合机床既有专用机床生产率高、结构简单的特点，又具有通用机床易于更新调整，以适应新的加工对象的特点。

　　16.组合机床自动线

　　由若干台组合机床及辅助设备组成的自动化生产线称为组合机床自动线。

　　组合机床自动线是用工件自动传送系统及自动控制系统，把按加工工序合理排列的若干台组合机床或自动机床和其他辅助设备联系起来的自动生产线。

　　组合机床自动线的基本结构有下列几部分：

　　（1）组合机床或自动机床。

　　（2）传送机构。

　　（3）自动线的操纵机构。

　　组合机床自动线能减轻工人劳动强度，减少操作人员，减少辅助运输上具和减少占地面积，能提高劳动生产率，降低产品成本。

　　五、数控机床及工业机器人

　　（一）考试目的

　　通过对本部分内容的考核，测试考生对数控机床及其计算机数字控制系统、伺服驱动系统，以及工业机器人、柔性制造单元、柔性制造系统等相关设备、相关技术熟悉的情况，从而考核考生对机电一体化设备、系统的必要基础知识掌握的程度。

　　（二）考试基本要求

　　1.掌握以下内容

　　（1）采用数控机床的原凶和必然性；

　　（2）数控机床的组成；

　　（3）数控机床再生改造应该考虑的问题；

　　（4）单微处理器结构和多微处理器结构cnc装置的结构及特点，以及它们之间的区别；

　　（5）plc的特点；

　　（6）应用于数控机床中的两种plc的型式、特点、区别；

　　（7）常用的反应式、永磁感应子式步进电动机的主要区别；

　　（8）步进电动机的转数和转速的计算；

　　（9）直流主轴电动机、交流主轴电动机、永磁直流伺服电动机、永磁同步交流伺服电动机的结构及特点，以及它们之间的区别；

　　（10）cnc装置的控制流程及cnc软件的特点。

　　2.熟悉以下内容

　　（1）数控机床的各种分类方法；

　　（2）cnc装置所具有的功能；

　　（3）plc的组成、技术指标；

　　（4）伺服系统的分类以及数控机床对伺服系统的要求；

　　（5）步进电动机的工作原理、特点及主要性能指标；

　　（6）直流主轴电动机的性能及速度控制方法；

　　（7）永磁直流伺服电动机的性能及速度控制方法；

　　（8）交流主轴电动机的性能及速度控制方法；

　　（9）永磁同步交流伺服电动机的性能及速度控制方法；

　　（10）工业机器人的特性参数和技术要求；

　　（11）柔性制造单元的结构形式，柔性制造单元与加工中心的区别。

　　3.了解以下内容

　　（1）数控机床及其产生和发展；

　　（2）数控机床加工与普通机床加工的区别；

　　（3）开放式cnc装置的组成方式；

　　（4）plc在工业控制中的应用；

　　（5）步进电动机对驱动电源的要求，驱动电源的组成和功能；

　　（6）加工机器人的组成、分类及编程方式；

　　（7）柔性制造系统的基本功能、组成及其柔性。

　　（三）要点内容

　　1.数控机床及其产生和发展

　　数控机床是一种采用计算机，利用数字化信息进行控制的，具有高附加值的，技术密集型机电一体化产品。

　　数控机床自20世纪50年代问世以来，得到了迅速发展，不断地更新换代。我国的数控机床行业起步于1958年。到目前为止，在开发、设计、制造具有自主版权的中、高档cnc系统方面取得了可喜的成果。我国的数控产品覆盖了车、铣（包括仿型铣）、镗铣、钻、磨、加工中心及齿轮机床、折弯机、火焰切割机、柔性制造单元等，品种达300多种。中、低档cnc系统已达到小批量生产能力。

　　2.数控加工与普通机床加工的区别

　　数控机床是高效的自动化机床。数控机床加工不同于普通机床加工，在数控机床上加工零件，是将加工过程所需要的各种操作（如主轴的起停、换向及变速，工件或刀具的送进，刀具选择，冷却液供给等）以及零件的形状、尺寸按规定的编码方式写成数控加工程序，输入到数控装置中。再由数控装置对这些输入的信息进行处理和运算，并控制伺服驱动系统，使坐标轴协调移动，从而实现刀具与工件间的相对运动，完成零件的加工。当被加工工件改变时，除了重新装夹工件和更换刀具外，只需更换程序。而在普通机床上加工零件，是由操作者根据图纸要求，手动操作机床，不断改变刀具与工件相对运动参数（位置、速度等），使刀具从工件上切除多余材料，最终获得符合技术要求的尺寸、形状、表面质量及位置要求的零件。

　　3.采用数控机床的原因和必然性

　　数控机床的前期投资费用以及维修（技术）费用比较高，对管理及操作人员素质的要求也比较高。但是采用数控机床不仅节约劳动力，提高劳动生产率，还可以提高产品质量，对开发新产品和促进老产品更新换代，加速流动资金周转和缩短交货期都起着很大作用。合理选用数控机床可以降低企业的生产成本、提高企业的经济效益与竞争力。因此，普通机床正在大量地被数控机床取代。数控机床已经是现代工业生产必不可少的设备。采用数控机床，提高机械工业的数控化率是当前机械制造业技术改造和技术更新的必由之路。