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数控铣床的分类、主要功能及特点

时间:2023-06-17 理论教育 版权反馈
【摘要】:所以,目前立卧两用数控铣床的数量正在逐渐增多。经济型数控铣床多采用半封闭式,全功能型数控铣床多采用全封闭式防护,以防止切削液、切屑溅出,保证安全。

数控铣床的分类、主要功能及特点

1.1.1.1 数控铣床的分类

数控铣床种类很多,按其体积大小可分为小型、中型和大型数控铣床。一般数控铣床是指规格较小的升降台式数控铣床,其工作台宽度一般在400mm以下,规格较大的数控铣床,其功能已向加工中心靠近,进而演变成柔性加工单元。按其控制坐标的联动轴数可分为两轴半联动、三轴联动和多轴联动的数控铣床等。对于有特殊要求的数控铣床,可以加进一个回转的A坐标或C坐标,即增加一个数控分度头或数控回转工作台,此时机床数控系统为四轴联动控制的数控系统,可用来加工螺旋槽、叶片等空间曲面零件。常用的分类方法是按其主轴的布局形式分为立式数控铣床、卧式数控铣床和立卧两用数控铣床。

1.按主轴布置形式分类

(1)立式数控铣床 立式数控铣床的主轴轴线垂直于水平面,是数控铣床中最常见的一种布局形式,应用范围也最广泛。立式数控铣床中又以三坐标(X,Y,Z)联动铣床居多,其各坐标的控制方式主要有以下几种:

1)工作台纵、横向移动并升降,主轴不动方式。目前小型数控铣床一般应用这种方式。

2)工作台纵、横向移动,主轴升降方式。这种方式一般应用在中型数控铣床中,如图1-1所示。

3)龙门架移动式,即主轴可在龙门架的横向与垂直导轨上移动,而龙门架则沿床身做纵向移动。许多大型数控铣床都采用这种结构,又称为数控龙门铣床,如图1-2所示。

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图1-1 立式升降台铣床

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图1-2 数控龙门铣床

(2)卧式数控铣床 卧式数控铣床的主轴轴线平行于水平面,主要用来加工箱体类零件,如图1-3所示。为了扩大功能和加工范围,通常采用增加数控转盘来实现四轴或五轴加工。这样,工件在一次加工中可以通过转盘改变工位,进行多方位加工,使配有数控转盘的卧式数控铣床加工箱体类零件时,与需要在一次安装中改变工位的零件相比,具有明显的优势。

(3)立卧两用数控铣床 立卧两用数控铣床的主轴轴线方向可以变换,使一台铣床具备立式数控铣床和卧式数控铣床的功能,如图1-4所示,这类铣床适应性更强,使用范围更广,生产成本更低。所以,目前立卧两用数控铣床的数量正在逐渐增多。

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图1-3 卧式数控铣床

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图1-4 立卧两用数控铣床

立卧两用数控铣床靠手动和自动两种方式更换主轴方向。有些立卧两用数控铣床通过采用主轴头,使其可以加工出与水平面呈不同角度的工件表面。还可以在这类铣床的工作台上增设数控转盘,以实现对零件的“五面加工”。

2.按数控系统的功能分类

(1)经济型数控铣床 经济型数控铣床一般是在普通立式铣床或卧式铣床的基础上改造而来的。采用经济型数控系统,成本低,机床功能较少,主轴转速和进给速度不高,主要用于精度要求不高的简单平面或曲面零件加工,如图1-5所示。

(2)全功能型数控铣床 全功能型数控铣床一般采用半闭环闭环控制,控制系统功能较强,数控系统功能丰富,一般可实现四坐标及其以上的联动,加工适应性强,应用最为广泛,如图1-6所示。

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图1-5 经济型数控铣床(www.xing528.com)

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图1-6 全功能型数控铣床

(3)高速铣削数控铣床 一般把主轴转速在8000~40000r/min的数控铣床称为高速铣削数控铣床,其进给速度可达10~30m/min。这种数控铣床采用全新的机床结构(主体结构及材料变化)、功能部件(电主轴、直线电动机驱动进给)和功能强大的数控系统,并配以加工性能优越的刀具系统,可对大面积的曲面进行高效率、高质量的加工。

高速铣削是数控加工的一个发展方向。目前其技术正日趋成熟,并逐渐得到广泛应用,但机床价格昂贵,使用成本较高。

1.1.1.2 数控铣床的主要功能

各种类型的数控铣床所配置的数控系统虽然各有不同,但各种数控系统的功能中除一些特殊功能不尽相同外,其主要功能基本相同。

(1)点位控制功能 此功能可以实现对相互位置精度要求很高的孔系加工。

(2)连续轮廓控制功能 此功能可以实现直线、圆弧的插补功能及非圆曲线的加工。

(3)刀具半径补偿功能 此功能可以根据零件图样的标注尺寸来编程,而不必考虑所用刀具的实际半径尺寸,从而减少编程时的复杂数值计算。

(4)刀具长度补偿功能 此功能可以自动补偿刀具的长短,以适应加工中对刀具长度尺寸调整的要求。

(5)比例及镜像加工功能 比例功能可将编好的加工程序按指定比例改变坐标值来执行。镜像加工又称轴对称加工,如果一个零件的形状关于坐标轴对称,那么只要编出一个或两个象限的程序,其余象限的轮廓可通过镜像加工来实现。

(6)旋转功能 该功能可将编好的加工程序在加工平面内旋转任意角度来执行。

(7)子程序调用功能 有些零件需要在不同的位置上重复加工同样的轮廓形状,将这一轮廓形状的加工程序作为子程序,在需要的位置上重复调用,就可以完成对该零件的加工。

(8)宏程序功能 该功能可用一个总指令代表实现某一功能的一系列指令,并能对变量进行运算,使程序更具灵活性和方便性。

1.1.1.3 数控铣床的特点

数控铣床是主要采用铣削方式加工工件的数控机床,能完成各种平面、沟槽、螺旋槽、成形表面、平面曲线和空间曲线等复杂型面的加工。

与普通铣床相比,数控铣床具有以下特点:

1)半封闭或全封闭式防护。经济型数控铣床多采用半封闭式,全功能型数控铣床多采用全封闭式防护,以防止切削液、切屑溅出,保证安全。

2)主轴无级变速且变速范围宽。主传动系统采用伺服电动机(高速时采用无传动方式——电主轴)实现无级变速,且调速范围较宽,这既保证了良好的加工适应性,也为小直径铣刀工作形成了必要的切削速度

3)采用手动换刀,刀具装夹方便。数控铣床没有配备刀库,采用手动换刀,刀具安装方便。

4)一般为三坐标联动。数控铣床多为三坐标(即X、Y、Z三个直线运动坐标)、三轴联动的机床,以完成平面轮廓及曲面的加工。

5)应用广泛。与数控车削相比,数控铣床有着更为广泛的应用范围,能够进行外形轮廓铣削、平面或曲面型腔铣削及三维复杂型面的铣削,如各种凸轮、模具等。若再添加圆工作台等附件(此时变为四坐标),则应用范围将更广,可用于加工螺旋桨、叶片等空间曲面零件。此外,随着高速铣削技术的发展,数控铣床可以加工形状更为复杂的零件,精度也更高。

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