數(shù)控銑床簡介

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. 數(shù)控銑床 數(shù)控銑床引是在一般銑床的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，兩者的加工工藝基本相同，結(jié)構(gòu)也有些相似，但數(shù)控銑床是靠程序控制的自動(dòng)加工機(jī)床，所以其結(jié)構(gòu)也與普通銑床有很大區(qū)別。 主要系統(tǒng)描述 主軸箱 　　包括主軸箱體和主軸傳動(dòng)系統(tǒng)，用于裝夾刀具并帶動(dòng)刀具旋轉(zhuǎn)，主軸轉(zhuǎn)速范圍和輸出扭矩對加工有直接的影響。 進(jìn)給伺服系統(tǒng) 　　由進(jìn)給電機(jī)和進(jìn)給執(zhí)行機(jī)構(gòu)組成，按照程序設(shè)定的進(jìn)給速度實(shí)現(xiàn)刀具和工件之間的相對運(yùn)動(dòng)，包括直線進(jìn)給運(yùn)動(dòng)和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。 控制系統(tǒng) 　　數(shù)控銑床運(yùn)動(dòng)控制的中心，執(zhí)行數(shù)控加工程序控制機(jī)床進(jìn)行加工。 輔助裝置 　　如液壓、氣動(dòng)、潤滑、冷卻系統(tǒng)、排屑和防護(hù)等裝置。 機(jī)床基礎(chǔ)件 　　通常是指底座、立柱、橫梁等，它是整個(gè)機(jī)床的基礎(chǔ)和框架 數(shù)控銑床的特點(diǎn) 1、零件加工的適應(yīng)性強(qiáng)、靈活性好，能加工輪廓形狀特別復(fù)雜或難以控制尺寸的零件，如模具類零件、殼體類零件等。 2、能加工普通機(jī)床無法加工或很難加工的零件，如用數(shù)學(xué)模型描述的復(fù)雜曲線零件以及三維空間曲面類零件。 3、能加工一次裝夾定位后，需進(jìn)行多道工序加工的零件。 4、加工精度高、加工質(zhì)量穩(wěn)定可靠。 5、生產(chǎn)自動(dòng)化程度高，可以減輕操作者的勞動(dòng)強(qiáng)度。有利于生產(chǎn)管理自動(dòng)化。 6、生產(chǎn)效率高。 7、從切削原理上講，無論是端銑或是周銑都屬于斷續(xù)切削方式，而不像車削那樣連續(xù)切削，因此對刀具的要求較高，具有良好的抗沖擊性、韌性和耐磨性。在干式切削狀況下，還要求有良好的紅硬性。 數(shù)控銑床的基本結(jié)構(gòu) 數(shù)控銑床形式多樣，下面以XK5040A型數(shù)控立式升降臺(tái)銑床為例介紹其組成情況。該機(jī)床由6個(gè)主要部分組成．即床身部分，銑頭部分，工作臺(tái)部分，橫進(jìn)給部分，升降臺(tái)部分，冷卻、潤滑部分。 (1)床身 床身內(nèi)部布局合理，具有良好的剛性，底座上設(shè)有4個(gè)調(diào)節(jié)螺栓，便于機(jī)床進(jìn)行水平調(diào)整，切削液儲(chǔ)液襤設(shè)在機(jī)床座內(nèi)部。 (2)銑頭部分 銑頭部分由有級 (或無級)變速箱和銑頭兩個(gè)部件組成。銑頭主軸支承在高精度軸承上．保證主軸具有高回轉(zhuǎn)精度和良好的剛性；主軸裝有快速換刀螺母，前端錐采用1$0505錐度；主軸采用機(jī)械無級變速，其調(diào)節(jié)范圍寬，傳動(dòng)平穩(wěn)，操作方便。剎車機(jī)構(gòu)能使主軸迅速制動(dòng)，可節(jié)省輔助時(shí)間，剎車時(shí)通過制動(dòng)手柄撐開止動(dòng)環(huán)使主軸立即制動(dòng)。啟動(dòng)主電動(dòng)機(jī)時(shí)，應(yīng)注意松開主軸制動(dòng)手柄。銑頭部件還裝有伺服電機(jī)、內(nèi)齒帶輪、滾珠絲杠副及主軸套簡，它們形成垂直方向(z方向)進(jìn)給傳動(dòng)鏈，使主軸作垂向直線運(yùn)動(dòng)。 (3)工作臺(tái) 工作臺(tái)與床鞍支承在升降臺(tái)較寬的水平導(dǎo)軌上，工作臺(tái)的縱向進(jìn)給是由安裝在工作臺(tái)右端的伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)的。通過內(nèi)齒帶輪帶動(dòng)精密滾珠絲杠剮，從而使工作臺(tái)獲得縱向進(jìn)給。工作臺(tái)左端裝有手輪和刻度盤，以便進(jìn)行手動(dòng)操作。床鞍的縱橫向?qū)к壝婢捎昧薚uRcllE B貼塑面，從而提高了導(dǎo)軌的耐磨性、運(yùn)動(dòng)的平穩(wěn)性和精度的保持性，消除了低速爬行現(xiàn)象。 (4)升降臺(tái)(橫向進(jìn)路部分) 升降臺(tái)前方裝有交流伺服電機(jī)．驅(qū)動(dòng)床鞍作橫向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，其傳動(dòng)原理與工作臺(tái)的縱向進(jìn)給相同。此外．在橫向滾珠絲杠前端還裝有進(jìn)給手輪，可實(shí)現(xiàn)手動(dòng)進(jìn)給。升降臺(tái)左側(cè)裝有鎖緊手柄，軸的前端裝有長手柄，可帶動(dòng)錐齒輪及升降臺(tái)絲桿旋轉(zhuǎn)，從而獲得升降臺(tái)的升降運(yùn)動(dòng)。 (5)冷卻與潤滑裝置 ①冷卻系統(tǒng)。機(jī)床的冷卻系統(tǒng)是由冷卻泵、出水管、回水管、開關(guān)及噴嘴等組成，冷卻泵安裝在機(jī)床底座的內(nèi)腔里，冷卻泵將切削液從底座內(nèi)儲(chǔ)液池打至出水管，然后經(jīng)噴嘴噴出，對切削區(qū)進(jìn)行冷卻。 ②潤滑系統(tǒng)及方式。潤滑系統(tǒng)是由手動(dòng)潤捐油泵、分油器、節(jié)流閥、油管等組成。機(jī)床采用周期潤滑方式，用手動(dòng)潤滑油泵，通過分油器對主軸套筒、縱橫向?qū)к壖叭驖L珠絲桿進(jìn)行潤滑，以提高機(jī)床的使用壽命。 數(shù)控銑床機(jī)械結(jié)構(gòu) 從數(shù)字控制技術(shù)特點(diǎn)看．由于效控機(jī)床采用了伺服電機(jī)，應(yīng)用數(shù)字技術(shù)實(shí)現(xiàn)了對機(jī)床執(zhí)行部件工作順序和運(yùn)動(dòng)位移的直接控制，傳統(tǒng)機(jī)床的變速箱結(jié)構(gòu)被取消或部分取消了，因而機(jī)械結(jié)構(gòu)也大大簡化了。數(shù)字控制還要求機(jī)械系統(tǒng)有較高的傳動(dòng)剛度和無傳動(dòng)間隙，以確?？刂浦噶畹膱?zhí)行和控制品質(zhì)的實(shí)現(xiàn)。同時(shí)．由于計(jì)算機(jī)水平和控制能力的不斷提高，同一臺(tái)機(jī)床上允許更多功能部件同時(shí)執(zhí)行所需要的各種輔助功能已成為可能，因而數(shù)控機(jī)床的機(jī)械結(jié)掏比傳統(tǒng)機(jī)床具有更高的集成化功能要求。 從制造技術(shù)發(fā)展的要求看，隨著新材料和新工藝的出現(xiàn)，以及市場競爭對低成本的要求，金屬切削加工正朝著切削速度和精度越來越高、生產(chǎn)效率越來越高和系統(tǒng)越來越可靠的方向發(fā)展。這就要求在傳統(tǒng)機(jī)床基礎(chǔ)上發(fā)展起來的數(shù)控機(jī)床精度更高．驅(qū)動(dòng)功率更太，機(jī)械機(jī)構(gòu)動(dòng)’靜、熱態(tài)剛度更好，工作更可靠，能實(shí)現(xiàn)長時(shí)同連續(xù)運(yùn)行和盡可能少的停機(jī)時(shí)間。典型數(shù)控銑床的機(jī)械結(jié)構(gòu)主要由基礎(chǔ)件、主傳動(dòng)系統(tǒng)、進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)、回轉(zhuǎn)工作臺(tái)及其他機(jī)械功能附件等幾部分組成。 數(shù)控銑床的選用 尺寸選用 規(guī)格較小的升降臺(tái)式數(shù)控銑床，其工作臺(tái)寬度多在400mm以下，它最適宜中小零件的加工和復(fù)雜形面的輪廓銑削任務(wù)。規(guī)格較大的如龍門式銑床，工作臺(tái)在500—600mm以上，用來解決大尺寸復(fù)雜零件的加工需要。 精度要求選用 我國已制定了數(shù)控銑床的精度標(biāo)準(zhǔn)，其中數(shù)控立式銑床升降臺(tái)銑床已有專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定其直線運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)的定位精度為0.04/300mm，重復(fù)定位精度為 0.025mm，銑圓精0.035mm。實(shí)際上，機(jī)床出廠精度均有相當(dāng)?shù)膬?chǔ)備量，比國家標(biāo)準(zhǔn)的允差值大約壓縮20%左右。 加工特點(diǎn)選擇 對于加工部位是框形平面或不等高的各級臺(tái)階，那么選用點(diǎn)位---直線系統(tǒng)的數(shù)控銑床即可。如果加工部位是曲面輪廓，應(yīng)根據(jù)曲面的幾何形狀決定選擇兩坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)和三坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)的系統(tǒng)。也可根據(jù)零件加工要求，在一般的數(shù)控銑床的基礎(chǔ)上，增加數(shù)控分度頭或數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺(tái)，這時(shí)機(jī)床的系統(tǒng)為四坐標(biāo)的數(shù)控系統(tǒng)，可以加工螺旋槽、葉片零件等。 數(shù)控銑床功能 1. 數(shù)控銑床的主要功能 1)點(diǎn)位控制功能　數(shù)控銑床的點(diǎn)位控制主要用于工件的孔加工，如中心鉆定位、鉆孔、擴(kuò)孔、锪孔、鉸孔和鏜孔等各種孔加工操作。 2) 連續(xù)控制功能　通過數(shù)控銑床的直線插補(bǔ)、圓弧插補(bǔ)或復(fù)雜的曲線插補(bǔ)運(yùn)動(dòng)，銑削加工工件的平面和曲面。 3)刀具半徑補(bǔ)償功能 如果直接按工件輪廓線編程，在加工工件內(nèi)輪廓時(shí)，實(shí)際輪廓線將大了一個(gè)刀具半徑值;在加工工件外輪廓時(shí)，實(shí)際輪廓線又小了一個(gè)刀具半徑值。使用刀具半徑補(bǔ)償?shù)姆椒ǎ瑪?shù)控系統(tǒng)自動(dòng)計(jì)算刀具中心軌跡，使刀具中心偏離工件輪廓一個(gè)刀具半徑值，從而加工出符合圖紙要求的輪廓。利用刀具半徑補(bǔ)償?shù)墓δ?，改變刀具半徑補(bǔ)償量，還可以補(bǔ)償?shù)毒吣p量和加工誤差，實(shí)現(xiàn)對工件的粗加工和精加工。 4)刀具長度補(bǔ)償功能　改變刀具長度的補(bǔ)償量，可以補(bǔ)償?shù)毒邠Q刀后的長度偏差值，還可以改變切削加工的平面位置，控制刀具的軸向定位精度。 5)固定循環(huán)加工功能　應(yīng)用固定循環(huán)加工指令，可以簡化加工程序，減少編程的工作量。 6)子程序功能　如果加工工件形狀相同或相似部分，把其編寫成子程序，由主程序調(diào)用，這樣簡化程序結(jié)構(gòu)。引用子程序的功能使加工程序模塊化，按加工過程的工序分成若干個(gè)模塊，分別編寫成子程序，由主程序調(diào)用，完成對工件的加工。這種模塊式的程序便于加工調(diào)試，優(yōu)化加工工藝。 7) 特殊功能　在數(shù)控銑床上配置仿形軟件和仿形裝置，用傳感器對實(shí)物掃描及采集數(shù)據(jù)，經(jīng)過數(shù)據(jù)處理后自動(dòng)生成NC程序，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對工件的仿形加工，實(shí)現(xiàn)反向加工工程?？傊?，配置一定的軟件和硬件之后，能夠擴(kuò)大數(shù)控銑床的使用功能。 2. 數(shù)控銑床加工范圍 1)平面加工：數(shù)控機(jī)床銑削平面[1]可以分為對工件的水平面(XY)加工，對工件的正平面(XZ)加工和對工件的側(cè)平面(YZ)加工。只要使用兩軸半控制的數(shù)控銑床就能完成這樣平面的銑削加工。 2)曲面加工：如果銑削復(fù)雜的曲面則需要使用三軸甚至更多軸聯(lián)動(dòng)的數(shù)控銑床。 3. 數(shù)控銑床的裝備 1)夾具　數(shù)控銑床的通用夾具主要有平口鉗、磁性吸盤和壓板裝置。對于加工中、大批量或形狀復(fù)雜的工件則要設(shè)計(jì)組合夾具，如果使用氣動(dòng)和液壓夾具，通過程序控制夾具，實(shí)現(xiàn)對工件的自動(dòng)裝缷，則能進(jìn)一步提高工作效率和降低勞動(dòng)強(qiáng)度。 2)刀具　常用的刀具有立銑刀、端面銑刀、成形銑刀和孔加工刀具。 .