铣床是一种用铣刀铣削工件的机床。除了铣刨平面,凹槽,齿轮齿,螺纹和花键轴外,铣床还可以加工复杂的轮廓,这比刨床更有效率。它广泛用于机械制造和维修部门。
最早的铣床是1818年美国惠特尼公司(American Whitney)发明的卧式铣床;为了铣削麻花钻头的螺旋槽,美国布朗于1862年制造了第一台万能铣床,它是升降台铣床的雏形。 1884年左右,龙门铣床再次出现。在1920年代,出现了半自动铣床,工作台可以通过程序段自动完成“进给速度确定”或“速度确定”。
1950年后,铣床的控制系统发展迅速,数字控制的应用大大提高了铣床的自动化程度。特别是在1970年代以后,铣床已经采用了微处理器的数字控制系统和自动换刀系统,扩大了铣床的加工范围,提高了加工精度和效率。
铣床的类型很多,通常根据布局和应用范围进行区分。铣床的主要类型是升降台铣床,龙门铣床,单柱铣床和单臂铣床,仪器铣床,工具铣床等。
通用型,卧式和立式升降台铣床有几种,主要用于中小型零件的加工,用途广泛。龙门铣床包括龙门铣床和镗床,龙门铣床和双柱铣床,它们都用于加工大型零件;单立柱铣床的卧式铣头可以沿立柱导轨移动,工作台可以进行纵向进给。单臂铣床的立铣头可以沿悬臂导轨和悬臂水平移动。高度也可以沿立柱导轨调节。单列铣床和单臂铣床都用于加工大型零件。
仪器铣床是一种小型升降平台铣床,用于加工仪器及其他小零件。该工具铣床主要用于模具和工具的制造,配有立式铣头,万能角度工作台和塞子等配件,也可用于钻孔,镗削和开槽。其他铣床包括键槽铣床,凸轮铣床,曲轴铣床,辊颈铣床和方钢锭铣床。它们都是用于加工相应工件的专用铣床。
另外,根据控制方式,铣床可分为仿形铣床,程控铣床和数控铣床。
数控铣床是一种具有强大加工功能的数控机床。目前,快速发展的加工中心和柔性加工单元都是在数控铣床和数控镗床的基础上生产的。两者与铣削方法密不可分。由于数控铣削过程最复杂,技术问题亟待解决,铣削一直是数控系统和自动编程语言软件系统研究与开发的重点。
1,数控铣床的分类
1.按主轴位置分类
1)数控立式铣床
立式数控铣床的数量一直占据着数控铣床的大部分,其应用范围最广。就机床数控系统控制的坐标数而言,目前,三轴数控立式铣削仍占多数。通常,可以执行3坐标联动处理,但是某些机床只能在三个坐标之间进行任何两个坐标联动处理(通常称为2.5坐标处理)。此外,机床的主轴可用于围绕X,y,z轴中的一或两个进行4轴和5轴NC垂直铣削。
2)卧式数控铣床
机器的主轴线平行于水平面。为了扩大加工范围和扩大功能,卧式数控铣床通常采用增加数控转台或通用数控转台来实现4、5坐标加工。通过这种方式,不仅可以加工工件侧面的连续旋转轮廓,而且还可以通过在车削头上改变工作位置来实现“四面加工”。
3)立卧式数控铣床
目前,这种数控铣床很少见。由于这种铣床的主轴方向可以改变,因此它不仅可以在一个机床上进行垂直加工,还可以进行水平加工。同时具有以上两种机床的功能。它具有广泛的用途,更全面的功能,更多的选择处理对象的余地,并为用户带来了很多便利。特别是在生产批量小,品种多,需要垂直和水平加工方法的情况下,用户只需要购买一种这样的机床即可。
2.数控铣床按结构分类
1)带升降台的数控铣床
这种CNC铣床采用工作台移动和提升但主轴不移动的方式。小型数控铣床一般采用这种方式。
2)主轴头升降式数控铣床
这种数控铣床采用工作台上下左右移动,主轴沿上下滑板上下移动。主轴头升降式数控铣床在精度维护,轴承重量,系统组成等方面具有许多优势,已成为数控铣床的主流。
3)龙门式数控铣床
这种CNC铣床的主轴可以在龙门架的水平和垂直滑道上移动,而龙门架则沿床身纵向移动。由于扩大行程,减小占地面积和增加刚性等技术问题,大型数控铣床经常采用龙门移动式。
铣床夹具
1.基本要求
在数控铣削过程中,不需要复杂的夹具,只需要简单的定位和夹紧即可。设计原理与普通铣床治具相同。结合数控铣削的特点,提出了一些基本要求
为了确保要加工的所有表面都完全暴露,夹具应尽可能开放,因为在夹紧机构元件和加工表面之间应有一定的安全距离,并且夹紧机构元件应较小或低,以防止在加工过程中夹具与铣床的主轴套或铣刀套和切削刀具之间的干扰。
为了使零件的安装方向与机床的坐标系和编程坐标系保持一致,夹具应确保在机床上的定向安装,并且还需要协调机床的定位面。零件,并与机床保持一定的坐标关系。
夹具的刚性和稳定性都很好。在加工过程中需要更换夹紧点时,应特别注意不要由于更换夹紧点而更换夹具或工件定位精度。
2.普通灯具的类型
数控铣削常用的夹具如下:
通用模块化夹具。适用于小批量生产或在数控铣床中铣削中小型工件。
特殊铣削夹具。该夹具是为一个或多个类似工件专门设计和制造的。通常在年产量大或需要发展时使用。灯具的设计应在特定的过程中简化,以简化此类灯具的使用。
多工位夹具。它可以同时夹紧多个工件,减少换刀次数,同时方便加工和装卸工件,有利于缩短辅助时间,提高生产率,更适合用于中等和批量生产。
气动或液压固定装置。通过使用其他固定装置,可以减轻劳动强度并提高生产率。但是,这种夹具结构复杂,成本高,制造周期长。
万能铣削夹具。有通用的可调夹具,虎钳,分隔头和三爪卡盘等。
3.数控铣床夹具的选择原则
选择固定装置时,通常必须考虑产品的生产批次,生产效率,质量保证和经济性。选择灯具时可以参考以下原则:
在小型生产或开发中,应广泛使用通用模块化夹具,并且仅当模块化夹具不能解决问题时,才应考虑其他夹具。
特殊夹具可用于小批量或批量生产,但应尽可能简单。
在生产量大时可以考虑使用多工位治具和气动,液压治具。
数控铣床的主要功能
尽管各种类型的CNC铣床有不同的CNC系统,但是除了一些特殊功能外,它们的主要功能基本相同。
1.点控制功能
该功能可以实现对相互位置精度有较高要求的孔系列的加工。
2.连续轮廓控制功能
该功能可以实现直线和圆弧的插补功能以及非圆曲线的加工。
3.刀具半径补偿功能
该功能可以根据零件图上标记的尺寸进行编程,而无需考虑所用刀具的实际半径,从而减少了编程中的复杂数值计算。
4.刀具长度补偿功能
该功能可以自动补偿刀具长度,以满足加工中刀具长度调整的要求。
5.比例尺和图像处理功能
比例功能可以根据指定的比例更改编程的加工程序的坐标值。镜面加工也称为轴对称加工。如果零件的形状关于坐标轴对称,则只需编程一个或两个象限,其他象限的轮廓可以通过镜面加工实现。
6.旋转功能
该功能可以将编程的加工程序旋转到加工平面中的任何角度。
7.子程序调用功能
有些零件需要在不同位置重复加工相同的轮廓形状。将轮廓形状的加工程序作为子程序,并在所需位置重复调用,就可以完成零件的加工。
8.宏程序功能
该功能可以用通用指令表示一系列指令以实现某一功能,并且可以对变量进行运算,从而使程序更加灵活方便。