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数控铣床的主要功能
时间 : 2018-08-28 11:25 浏览量 : 34

   铣床是用铣刀对工件进行铣削加工的机床。铣床除能铣削平面、沟槽、轮齿、螺纹和花键轴外,还能加工比较复杂的型面,效率较刨床高,在机械制造和修理部门得到广泛应用。
    最早的铣床是美国人惠特尼于1818年创制的卧式铣床;为了铣削麻花钻头的螺旋槽,美国人布朗于1862年创制了第一台万能铣床,这是升降台铣床的雏形;1884年前后又出现了龙门铣床;二十世纪20年代出现了半自动铣床,工作台利用挡块可完成“进给-决速”或“决速-进给”的自动转换。 
    1950年以后,铣床在控制系统方面发展很快,数字控制的应用大大提高了铣床的自动化程度。尤其是70年代以后,微处理机的数字控制系统和自动换刀系统在铣床上得到应用,扩大了铣床的加工范围,提高了加工精度与效率。 
    铣床种类很多,一般是按布局形式和适用范围加以区分,主要的有升降台铣床、龙门铣床、单柱铣床和单臂铣床、仪表铣床、工具铣床等。 
    升降台铣床有万能式、卧式和立式几种,主要用于加工中小型零件,应用最广;龙门铣床包括龙门铣镗床、龙门铣刨床和双柱铣床,均用于加工大型零件;单柱铣床的水平铣头可沿立柱导轨移动,工作台作纵向进给;单臂铣床的立铣头可沿悬臂导轨水平移动,悬臂也可沿立柱导轨调整高度。单柱铣床和单臂铣床均用于加工大型零件。 
    仪表铣床是一种小型的升降台铣床,用于加工仪器仪表和其他小型零件;工具铣床主要用于模具和工具制造,配有立铣头、万能角度工作台和插头等多种附件,还可进行钻削、镗削和插削等加工。其他铣床还有键槽铣床、凸轮铣床、曲轴铣床、轧辊轴颈铣床和方钢锭铣床等,它们都是为加工相应的工件而制造的专用铣床。 
    另外,按控制方式,铣床又可分为仿形铣床、程序控制铣床和数控铣床等
    数控铣床是一种加工功能很强的数控机床,目前迅速发展起来的加工中心、柔性加工单元等都是在数控铣床、数控镗床的基础上产生的,两者都离不开铣削方式。由于数控铣削工艺最复杂,需要解决的技术问题也最多,因此,人们在研究和开发数控系统及自动编程语言的软件系统时,也一直把铣削加工作为重点。 


    一. 数控铣床的分类 
    1. 按主轴的位置分类 

    1) 数控立式铣床 
    数控立式铣床在数量上一直占据数控铣床的大多数,应用范围也最广。从机床数控系绕控制的坐标数量来看,目前3坐标数控立铣仍占大多数;一般可进行3坐标联动加工,但也有部分机床只能进行3个坐标中的任意两个坐标联动加工(常称为2.5坐标加工)。此外,还有机床主轴可以绕X、Y、Z坐标轴中的其中一个或两个轴作数控摆角运动的4坐标和5坐标数控立铣。 

    2) 卧式数控铣床 
    与通用卧式铣床相同,其主轴轴线平行于水平面。为了扩大加工范围和扩充功能,卧式数控铣床通常采用增加数控转盘或万能数控转盘来实现4、5坐标加工。这样,不但工件侧面上的连续回转轮廓可以加工出来,而且可以实现在一次安装中,通过转盘改变工位,进行“四面加工”。 

    3) 立卧两用数控铣床 
    目前,这类数控铣床已不多见,由于这类铣床的主轴方向可以更换,能达到在一台机床上既可以进行立式加工,又可以进行卧式加工,而同时具备上述两类机床的功能,其使用范围更广,功能更全,选择加工对象的余地更大,且给用户带来不少方便。特别是生产批量小,品种较多,又需要立、卧两种方式加工时,用户只需买一台这样的机床就行了。 


    2. 数控铣床按构造上分类 
    1) 工作台升降式数控铣床 
    这类数控铣床采用工作台移动、升降,而主轴不动的方式。小型数控铣床一般采用此种方式。
    2) 主轴头升降式数控铣床 
    这类数控铣床采用工作台纵向和横向移动,且主轴沿垂向溜板上下运动;主轴头升降式数控铣床在精度保持、承载重量、系统构成等方面具有很多优点,已成为数控铣床的主流。 
    3) 龙门式数控铣床 
    这类数控铣床主轴可以在龙门架的横向与垂向溜板上运动,而龙门架则沿床身作纵向运动。大型数控铣床,因要考虑到扩大行程,缩小占地面积及刚性等技术上的问题,往往采用龙门架移动式。 
    铣床的工装夹具


    1.基本要求  
    在数控铣削加工中一般不要求很复杂的夹具,只要求简单的定位、夹紧就可以了,其设计的原理也与通用铣床夹具相同,结合数控铣削加工的特点,这里提出一些基本要求:       
    为保证工件在本工序中所有需要完成的待加工面充分暴露在外,夹具要做的尽可能开敞,因为夹紧机构元件和加工面之间应保持一定的安全距离,同时要求夹紧机构元件能低则低,以防止夹具与铣床主轴套筒或刀套、刃具在加工过程中发生干涉。 
    为保持零件的安装方位与机床坐标系及编程坐标系方向的一致性,夹具应保证在机床上实现定向安装,还要求协调零件定位面与机床之间保持一定的坐标联系。  
   夹具的刚性与稳定性要好。尽量不采用在加工过程中更换夹紧点的设计,当非要在加工过程中更换夹紧点时,要特别注意不能更换因更换夹紧点而破坏夹具或工件的定位精度。

 
    2.常用夹具的种类  
    数控铣削加工常用的夹具大致有以下几种:  
    万能组合夹具。适合小批量生产或研制时的中小、小型工件在数控铣床上进行铣削加工。
    专用铣削夹具。这是特别为某一项或类似的几项工件设计制造的夹具,一般在年产量较大或研制时非要不可时采用。其结构固定,仅使用于一个具体零件的具体工序,这类夹具设计应力求简化,使制造时间尽量缩短。        
    多工位夹具。可以同时装夹多个工件,可减少换刀次数,已便于一面加工,一面装卸工件,有利于缩短辅助时间,提高生产率,较适合中批量生产。  
    气动或液压夹具。适合生产批量较大的场合,采用其它夹具又特别费工,费力的工件,能减轻工人劳动强度和提高生产率,但此类夹具结构较复杂,造价往往很高,而且制造周期较长。 
    通用铣削夹具。有通用可调夹具、虎钳、分度头和三爪卡盘等。  
    3.数控铣床夹具的选用原则  
    在选用夹具时,通常需要考虑产品的生产批量、生产效率、质量保证及经济性,选用时可参考下列原则:  
    在生产量小或研制时,应广泛采用万能组合夹具,只用在组合夹具无法解决十才考虑采用其他夹具。        
    小批量或成批生产十可考虑采用专用夹具,但应尽量简单。
    在生产批量较大的可考虑采用多工位夹具和气动、液压夹具。
    数控铣床的主要功能
    各种类型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,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,而其余象限的轮廓就可以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。

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