文档介绍：第2章数控铣床与铣削加工工艺
数控铣床简介
数控铣床加工工艺分析
数控铣床加工工艺路线的拟订
典型零件的数控铣削加工工艺分析
数控铣床简介
数控铣床的用途
一般的数控铣床是指规格较小的升降台式数控铣床,数控铣床多为三坐标、两轴联动的机床。
一般情况下,在数控铣床上只能用来加工平面曲线的轮廓。
与普通铣床相比,数控铣床的加工精度高,精度稳定性好,适应性强,操作劳动强度低,特别适应于板类、盘类、壳具类、模具类等复杂形状的零件或对精度保持性要求较高的中、小批量零件的加工。
数控铣床的分类
(图2—1)
(1)数控立式铣床其主轴垂直于水平面。小型数控铣床一般都采用工作台移动、升降及主轴不动方式,与普通立式升降台铣床结构相似;中型数控铣床一般采用纵向和横向工作台移动方式,且主轴沿垂直溜板上下运动;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问题,往往采用龙门架移动方式,其主轴可以在龙门架的纵向与垂直溜板上运动,而龙门架则沿床身作纵向移动,这类结构又称之为龙门数控铣床。
(2)卧式数控铣床其主轴平行于水平面。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至5坐标,进行“四面加工”。
(3)立、卧两用数控铣床它的主轴方向可以更换(有手动与自动两种),既可以进行立式加工,又可以进行卧式加工,其使用范围更广,功能更全。当采用数控万能主轴头时,其主轴头可以任意转换方向,可以加工出与水平面呈各种不同角度的工件表面。当增加数控转盘后,就可以实现对工件的“五面加工”。
(只能进行X、Y、Z三个坐标中的任意2个坐标轴联动加工)、3坐标联动数控铣床、4坐标联动数控铣床、5坐标联动数控铣床。
图2-1 各类数控铣床示意图
a)卧式升降台铣床 b)立式升降台铣床 c)龙门式轮廓铣床 d)卧式镗铣床
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数控铣床的传动系统与主轴部件
图2—2 XK5040A型数控铣床的布局图
1-底座 2-强电柜 6-变压器箱 4-垂直升降进给伺服电动机 5-主轴变速手柄和按钮板
6-床身 7-数控柜 8-保护开关 9-挡铁 10-操纵台 11-保护开关 12-横向溜板
16-纵向进给伺服电动机 14-横向进给伺服电动机 15-升降台 16-纵向工作台
图2—3 XK5040A型数控铣床传动系统
传动系统包括主运动和进给运动两部分。
图2—4 XK5040A型数控铣床齿轮间隙消除机构
1—螺母
2—弹簧
6—电动机
4—齿轮
(1)主传动 XK5040A型数控铣床的主体运动是主轴的旋转运动。、1450r/min的主电动机驱动(如图2—3所示),使之获得18级转速,转速范围为60~1500r/min。
(2)进给运动进给运动有工作台纵向、横向和垂直三个方向的运动。进给系统传动齿轮间隙的消除,采用双片斜齿轮消除间隙机构(如图2—4所示)。调整螺母1,即可靠弹簧2自动消除间隙。
2. 升降台自动平衡装置
图2—5 XK5040A型数控铣床升降台自动平衡装置
1-伺服电动机 2-圆锥齿轮 6-圆锥齿轮 4-圆锥齿轮 5-星轮
6-滚子 7-超越离合器的外壳 8-螺母 9-锁紧螺钉
XK5040A型数控铣床升降台自动平衡装置如图2—5所示。伺服电动机1经过锥环联接带动十字联轴节以及圆锥齿轮2、3,使升降丝杠转动,工作台上升或下降。同时圆锥齿轮6带动圆锥齿轮4,经超越离合器和摩擦离合器相连,这一部分称作升降台自动平衡装置。
数控铣床加工工艺分析
数控铣削的主要加工对象
加工面平行或垂直于水平面,或加工面与水平面的夹角为定角的零件为平面类零件(见图2—6)。其特点是各个加工面是平面,或可以展开成平面。
加工面与水平面的夹角呈连续变化的零件称为变斜角类零件(图2—7)。变斜角类零件的变斜角加工面不能展开为平面,但在加工中,加工面与铣刀圆周接触的瞬间为一条线。最好采用四坐标或五坐标数控铣床摆角加工。
加工面为空间曲面的零件称为曲面类零件(如图2—8)。曲面类零件的加工面不能展开为平面,加工时,加工面与铣刀始终为点接触。一般采用三轴联动数控铣床加工;当曲面较复杂、通道较狭窄、会伤及毗邻表面及需刀具摆动时,要采用四轴甚至五轴联动数控铣床加工。
a)带平面轮廓的平面零件 b)带斜平面的平面零件 c)带正圆台和斜筋的平面零件
图2—6 平面类零件
图2—7 变斜角零件
图2—8 叶轮