為了在越高速加工復雜零件時獲得高精度，許多CNC系統(tǒng)采用了精簡指令集系統(tǒng)(RISC) 0它可以計算系統(tǒng)參數產生的預期誤差，并根據實際需要進行修正，從而使實際軌跡精確地跟蹤編程軌跡，消除跟蹤誤差。RISC還具有控制加、減速，優(yōu)化執(zhí)行程序等功能，這種系統(tǒng)均已采用32 - 64位CPU.并帶有小型數據庫，兼有CAM功能，具有MAP3.0通信能力，采用C語言編程，具有工具監(jiān)控功能。日本FANUC公司生產的16/18 系列CNC系統(tǒng)，采用了64位高速RISC微處理器，可以實現微小線段連續(xù)高速加工、前饋控制、高精度輪廓控制及高速DNC操作。
...

高速切削數控沖床優(yōu)良的力學性能，必須通過它優(yōu)良的控制性能才能夠充分發(fā)揮。數控高速切削加工要求CNC控制系統(tǒng)具有快速數據處理能力和高的功能化特性，以保證在高速切削時(特別是在4-5軸坐標聯動加工復雜曲面時)仍具有良好的加工性能。
...

刀柄是高速切削加工的一個關鍵部件，高速切削用的刀具，由于刀具旋轉速度很高，無論從保證加工精度方面考慮，還是從操作安全方面考慮，都對它的裝夾技術有很高的要求.傳統(tǒng)的刀柄與數控沖床主軸的連接方式是采用7 : 24錐柄實心刀柄(BT、ISO)，這種方法由于只是靠大錐度結合，刀具與主軸的連接剛性相對較低，當主軸轉速超過10000r/min時，由于離心力的作用，主軸7 : 24大端會產生擴張(圖忌的，使刀具軸向定位精度和連接剛性下降，振動加劇，甚至發(fā)生刀柄與主軸咬合的現象.主軸的膨脹還會引起刀柄及央緊機構質心的偏離，從而影響主軸的動平衡。要保證這種連接在高速下仍有可靠的接觸定位，需要一個很大的過盈量來抵消主軸軸端的膨脹，這樣大的過盈量需拉桿產生很大的預緊拉力，而拉桿產生這樣大的拉力一般很難，對換刀也非常不利，還會使主軸膨脹，對主軸前軸承有不良影響。分析表明，刀尖25%-50%的變形來源于7 : 24錐度連接，只有40%左右的變形源于主軸和軸承。因此，傳統(tǒng)刀具的刀柄與主軸錐孔的配合方式和配合精度，已經不能滿足高速切削時的剛度和精度要求，因此開發(fā)新型的高速工具系統(tǒng)已成為改進高速切削系統(tǒng)的重要組成部分。
...

(1)刀體結構
數控沖床高速鏡刀在很高的回轉速度下工作時，其刀體和可轉位刀片均受到很大的離心力作用，要求設計十分可靠的刀體結構和刀片夾緊結構。機夾可轉位刀片的結構形式應能實現一個作用力的封閉連接；刀體結構形式要求與刀片之間形成封閉連接；刀片裝卸應盡可能容易；刀片夾緊機構要有足夠的夾緊力。圖8-5中給出了三種刀體與刀片的安裝夾緊形式。為了調節(jié)刀具的不平衡度在刀體上徑向安裝了調整螺釘。
在高速切削中采用的平面鏡刀刀體現已使用鋁合金制造，其優(yōu)點是刀具重量約為鋼的60%，明顯降低了轉動慣量，使達到數控沖床主軸最高轉速的時間大為縮短，有利于刀具的更換；大尺寸刀具不容易產生顫動。日本住友電氣工業(yè)公司的RF型號刀體的鋁合金，其抗拉強度為576N/mm2，硬度150HB，是一般鋁合金的2倍。為了提高鋁合金刀體的表團硬度，采用表面硬質氧化膜處理，可使表面硬度達到350-400HV。
...

數控沖床直線電機的結構和特點在第5章5.2.4節(jié)已進行了講述，下面主要介紹它的分類。
數控沖床直線電機直接產生直線形式的機械運動(一維或二維)。直線電機按原理分為直流直線電機、交流永磁同步直線電機、交流感應異步直線電機、步進式直線電機、磁阻式直線電機、壓電式直線電機和平面電機等，其中，以直流直線電機、交流永磁(同步)直線電機、交流感應(異步)直線電機組成的高速進給系統(tǒng)在高速機床中應用較多。目前，實用的平面電機只限于平面步進電機。
...

數控沖床高速精密軸承的性能好壞將直接影響主軸單元的工作性能，是決定主軸壽命和負荷容的關鍵部件.隨著速度的提高，軸承的溫度升高，振動和噪聲增大，壽命減少。因此，提高數控沖床主軸轉速的前提是需要性能優(yōu)異的高速主軸軸承。
...

數控沖床高速主軸單元是高速切削數控沖床最重要的部件，也是實現高速和超高速加工的最關鍵技術之一。要求動平衡性高，剛性好，回轉精度高，有良好的熱穩(wěn)定性，能傳遞足夠的力矩和功率，能承受高的離心力，帶有準確的測淚裝置和高效的冷卻裝置。
高速主軸單元的類型主要有電主軸和氣動主軸，氣動主軸目前的研究主要是應用于精密加工，功率較小，其最高轉速達150000r/min，輸出功率僅為30W左右。
高速電主軸的結構的特點
...

采用自動測試系統(tǒng)提高加工精度在數控沖床上往往可采用工件在線測量和刀具監(jiān)控系統(tǒng)來提高數控沖床的加工精度。
(1)采用工件在線自動測量系統(tǒng)提高零件加工精度  采用工件在線自動測量系統(tǒng)是采用工件測量系統(tǒng)對工件在安裝、加工過程中間、加工結束時，進行工件尺寸測量的刪量系統(tǒng)。在加工中如果能對影響加工誤差的各種因素都能采取有效的補償，自然是很理想。但是實際加工過程中由于隨機因素眾多，要使所有誤差都具有象機床空間誤差一樣透明的可用明確的數學模型來表達，還有一些困難。因此在加工誤差的補償方面需另辟途徑，即把整個加工誤差作為“黑箱”來處理。它通過直接測量加工工件的最終誤差來發(fā)出修正指令，而不需了解誤差的各個組成因素間的數學關系。
...

數控沖床上的帶有托板交換工件的分度工作臺用端齒盤分度結構。
 
當數控沖床工作臺不轉佳時，上齒盤7和下齒盤6總是啃合在一起，當控制系統(tǒng)給出分度指令后，電磁鐵控制換向閥運動(圖中未畫出)，使壓力油進入油腔3，使活塞體l向上移動，并通過滾珠軸承帶動整個工作臺臺體13向上移動，臺體13的上移使得端齒盤6與7脫開，裝在工作臺13上的齒圈14與驅動齒輪15保持啃合狀態(tài)，電動機通過皮帶和一個降速比為i = 1130的減速箱 帶動齒輪15和齒圈14轉動，當控制系統(tǒng)給出轉動指令時，驅動電動機旋轉并帶動上齒盤7旋轉進行分度。當轉過所需角度后.驅動電動機停止，壓力池通過液壓閥5進入油腔4，迫使活塞體i向下移動并帶動整個工作臺臺體13下移，使上下齒盤相啃合，可準確地定位，從而實現了工 作臺的分度。
...

數控沖床分度工作臺的分度和定位按照控制系統(tǒng)的指令自動進行，每次轉位回轉一定的角度(90°、60°、45°、30°等)，為滿足分度精度的要求，要使用專門的定位元件。常用的定位元件有插銷 定位、反靠定位、端齒盤定位和鋼球定位等幾種。
1.插銷定位的分度工作臺
數控沖床這種工作臺的定位元件由定位銷和定位套孔組成，圖6 -5所示是自動換刀數控臥式鍵鏡床分度工作臺的結構圖。
...