銑床

銑床

銑床(millingmachine)系指主要用銑刀在工件上加工各種表面的工具機。通常銑刀鏇轉運動為主運動,工件(和)銑刀的移動為進給運動。它可以加工平面、溝槽,也可以加工各種曲面、齒輪等。銑床是用銑刀對工件進行銑削加工的工具機。銑床除能銑削平面、溝槽、輪齒、螺紋和花鍵軸外,還能加工比較複雜的型面,效率較刨床高,在機械製造和修理部門得到廣泛套用。

基本信息

基本概述

銑床銑床
銑床是一種用途廣泛的工具機,在銑床上可以加工平面(水平面、垂直面)、溝槽(鍵槽、T形槽、燕尾槽等)、分齒零件(齒輪、花鍵軸、鏈輪乖、螺鏇形表面(螺紋、螺鏇槽)及各種曲面。此外,還可用於對迴轉體表面、內孔加工及進行切斷工作等。

銑床在工作時,工件裝在工作檯上或分度頭等附屬檔案上,銑刀鏇轉為主運動,輔以工作檯或銑頭的進給運動,工件即可獲得所需的加工表面。由於是多刀斷續切削,因而銑床的生產率較高。用銑刀對工件進行銑削加工的工具機。銑床除能銑削平面、溝槽、輪齒螺紋和花鍵軸外,還能加工比較複雜的型面,效率較刨床高,在機械製造和修理部門得到廣泛套用。

發展歷程

銑床最早是由美國人E.惠特尼於1818年創製的臥式銑床。為了銑削麻花鑽頭的螺鏇槽,美國人J.R.布朗於1862年創製了第一台萬能銑床,是為升降台銑床的雛形。1884年前後出現了龍門銑床。20世紀20年代出現了半自動銑床,工作檯利用擋塊可完成“進給-快速”或“快速-進給”的自動轉換。

1950年以後,銑床在控制系統方面發展很快,數字控制的套用大大提高了銑床的自動化程度。尤其是70年代以後,微處理機的數字控制系統和自動換刀系統在銑床上得到套用,擴大了銑床的加工範圍,提高了加工精度與效率。

隨著機械化進程不斷加劇,數控編程開始廣泛套用與於工具機類操作,極大的釋放了勞動力。數控編程銑床將逐步取代現在的人工操作。對員工要求也會越來越高,當然帶來的效率也會越來越高。

主要分類

一、按布局形式和適用範圍加以區分

(1)升降台銑床:有萬能式、臥式和立式等,主要用於加工中小型零件,套用最廣。
(2)龍門銑床:包括龍門銑鏜床、龍門銑刨床和雙柱銑床,均用於加工大型零件。
(3)單柱銑床和單臂銑床:前者的水平銑頭可沿立柱導軌移動,工作檯作縱向進給;後者的立銑頭可沿懸臂導軌水平移動,懸臂也可沿立柱導軌調整高度。兩者均用於加工大型零件。
(4)工作檯不升降銑床:有矩形工作檯式和圓工作檯式兩種,是介於升降台銑床和龍門銑床之間的一種中等規格的銑床。其垂直方向的運動由銑頭在立柱上升降來完成。
(5)儀表銑床:一種小型的升降台銑床,用於加工儀器儀表和其他小型零件。
(6)工具銑床:用於模具和工具製造,配有立銑頭、萬能角度工作檯和插頭等多種附屬檔案,還可進行鑽削、鏜削和插削等加工。
(7)其他銑床:如鍵槽銑床、凸輪銑床、曲軸銑床、軋輥軸頸銑床和方鋼錠銑床等,是為加工相應的工件而製造的專用銑床。按控制方式,銑床又分為仿形銑床(見仿形工具機)、程式控制銑床和數字控制銑床(見數字控制工具機)

二、按結構分

(1)台式銑床:小型的用於銑削儀器儀表等小型零件的銑床。
(2)懸臂式銑床:銑頭裝在懸臂上的銑床,床身水平布置,懸臂通常可沿床身一側立柱導軌作垂直移動,銑頭沿懸臂導軌移動。
(3)滑枕式銑床:主軸裝在滑枕上的銑床,床身水平布置,滑枕可沿滑鞍導軌作橫向移動,滑鞍可沿立柱導軌作垂直移動。
(4)龍門式銑床:床身水平布置,其兩側的立柱和連線梁構成門架的銑床。銑頭裝在橫樑和立柱上,可沿其導軌移動。通常橫樑可沿立柱導軌垂向移動,工作檯可沿床身導軌縱向移動,用於大件加工。
(5)平面銑床:用於銑削平面和成型面的銑床,床身水平布置,通常工作檯沿床身導軌縱向移動,主軸可軸向移動。它結構簡單,生產效率高。
(6)仿形銑床:對工件進行仿形加工的銑床。一般用於加工複雜形狀工件。
(7)升降台銑床:具有可沿床身導軌垂直移動的升降台的銑床,通常安裝在升降台上的工作檯和滑鞍可分別作縱向、橫向移動。
(8)搖臂銑床:搖臂裝在床身頂部,銑頭裝在搖臂一端,搖臂可在水平面內迴轉和移動,銑頭能在搖臂的端面上迴轉一定角度的銑床。
(9)床身式銑床:工作檯不能升降,可沿床身導軌作縱向移動,銑頭或立柱可作垂直移動的銑床。
(10)專用銑床:例如工具銑床:用於銑削工具模具的銑床,加工精度高,加工形狀複雜。

三、按控制方式分

銑床又可分為仿形銑床、程式控制銑床和數控銑床等。

銑刀分類

銑床CNC龍門銑床
用於銑削加工的、具有一個或多個刀齒的鏇轉刀具。工作時各刀齒依次間歇地切去工件的餘量。銑刀主要用於在銑床上加工平面、台階、溝槽、成形表面和切斷工件等。

銑刀按用途區分有多種常用的型式。①圓柱形銑刀:用於臥式銑床上加工平面。刀齒分布在銑刀的圓周上,按齒形分為直齒和螺鏇齒兩種。按齒數分粗齒和細齒兩種。螺鏇齒粗齒銑刀齒數少,刀齒強度高,容屑空間大,適用於粗加工;細齒銑刀適用於精加工。②面銑刀:用於立式銑床、端面銑床或、龍門銑床、上加工平面,端面和圓周上均有刀齒,也有粗齒和細齒之分。其結構有整體式、鑲齒式和可轉位式3種。③立銑刀:用於加工溝槽和台階面等,刀齒在圓周和端面上,工作時不能沿軸向進給。當立銑刀上有通過中心的端齒時,可軸向進給。④三面刃銑刀:用於加工各種溝槽和台階面,其兩側面和圓周上均有刀齒。⑤角度銑刀:用於銑削成一定角度的溝槽,有單角和雙角銑刀兩種。⑥鋸片銑刀:用於加工深槽和切斷工件,其圓周上有較多的刀齒。為了減少銑切時的摩擦,刀齒兩側有15’~1°的副偏角。此外,還有鍵槽銑刀 燕尾槽銑刀 T形槽銑刀和各種成形銑刀等。

銑刀的結構分為4種。①整體式:刀體和刀齒製成一體。②整體焊齒式:刀齒用硬質合金或其他耐磨刀具材料製成,並釺焊在刀體上。③鑲齒式:刀齒用機械夾固的方法緊固在刀體上。這種可換的刀齒可以是整體刀具材料的刀頭,也可以是焊接刀具材料的刀頭。刀頭裝在刀體上刃磨的銑刀稱為體內刃磨式;刀頭在夾具上單獨刃磨的稱為體外刃磨式。④可轉位式:這種結構已廣泛用於面銑刀、立銑刀和三面刃銑刀等。

檢驗事項

銑床銑床
檢驗標準

主要有:GB6477.9-86《金屬切削工具機術語銑床,ZBJ54017-89及JB/T5599-91《升降台銑床參數及系列型譜》,GB3933-83《升降台銑床精度》,JB/T2800-92《升降台銑床技術條件》,ZBJ54014-88《數控立式升降台銑床精度,ZBJ54015-90《數控立式升降台銑床技術條件》,JB3696-84《搖臂銑床精度》,JB/T3697-96《搖臂銑床技術條件》,JB/T2873-91、JB/T5600-91《萬能工具銑床參數及系列型譜》,JB/T2874-94《萬能工具銑床精度》,JB/T2875-92《萬能工具銑床技術條件》,JB/Z135-79《床身銑床參數及系列型譜,GB3932-83《床身銑床精度》,ZBJ54010-88《數控床身銑床精度,JB/T3027-93《龍門銑床參數,JB/T3028-93《龍門銑床精度,JB/T3029-93《龍門銑床技術條件》,JB3311-83,JB/Z195-83《平面銑床參數及系列型譜,JB3312-83《平面銑床精度》,JB/T3313-94《平面銑床技術條件》,ZBJ54013-88《刻模銑床參數》,JB/GQ1059-85《立體仿形銑床參數,JB/GQ1060-85《立體仿形銑床精度》,JB/GQ1061-85《立體仿型銑床技術條件,ZBJ54007-88《立式立體仿形銑床精度,JB/T7414-94《立式立體仿形銑床技術條件》等。

檢驗項目

相關標準檢驗項目與其他金屬切削工具機大體相同,專用標準包括精度和性能,大體可概括為:安裝刀具的孔(或心軸)的精度,刀架、滑枕(或搖臂)工作檯的精度,安裝刀具與工作檯的相互位置精度,對規定工件的加工精度等。檢驗還須參照JB2670-82金屬切削工具機檢驗通則,出口產品不得低於一等品。

操作規程

銑床銑床

專用銑床操作規程

適用機型:

1、龍門銑床:X245(A662),X209(6642),X2010,X2012A,FRM5,6642H1,92001。
2、雙柱銑床:FX03,Γф564H1,Γф273-11A,ΓФ535H2,ΓФ459,ΓФ544H1,ΓФ571H1,ΓФ529H1,FXZ-001,ΓФ462C1。
3、單柱銑床:ΓФ447H1,ΓФ456H1ΓФ458H1,ΓФ461HXΓФ458C,ΓФ459C1,ΓФ459HX。
4、平面仿形銑床:XB4326,XF736,ЛP-90A。
5、立體仿形銑床:6441Б,ЛP-105,ЛP-93。
6、立式圓工作檯銑床:TZX16,X5216,ΓФ449H1621M,621H5621C1H29,623,623H7,623H9,623H11,623H12,623BH6,623BH10623CH2,621H6,623H10,623CH2,621H6,623H10,623H6,621MCH29。
7、鼓形銑床:ΓФ490,6021BH1。
8、迴轉式端面銑床:K389-24

一、認真執行《金屬切削工具機通用操作規程有關規定。

二、認真執行下述有關補充規定。
1、夾具或大型工件的實置(安裝),應使工作檯受力均勻,避免受力不均導致工作檯變形。
2、橫樑或主軸箱根工件加工要求調正好後,應鎖緊牢靠方可工作。
3、不準加工餘量或重量超過規定的毛坯件。
4、工作後應將龍門、雙柱、單柱、平面仿形銑床的工作檯:置於床身導軌的中間位置。

普通銑床操作規程

適用機型:

銑床數控銑床
1、臥式銑床:X6012、X60(6H80Γ)、X60W(6H80)、X602、X61(6H81Γ)、X6H81、X6030、X6130、X2、(6H82Γ)、X62W(6H82)、X6232、X6232A、X63、(6H83Γ)X63W、6H83Y、6H83、B1-169A、6H81A、FU2A、4FWA、FA5H、FA5U、IAE、X3810。
2、立式銑床:X50、X51(6H11)、X52、X52k(6H12)、X53、X53k(6H13)、X53T(FA5V)、X5430A、X50T、X5350、XS5040、X518、6П10、F1-250、F2-250、FA4AV、652、VF222、FSS、FB40V、6H13П,FYA41M、4MK-V、UF/05-135、6A54、ΓФ300、ΓФ173M-12。
3、數控立式銑床:XsK5040Ⅲ。
4、鍵槽銑床:x920(692A)、4205、XZ9006、ДФ60A。
5、萬能工具銑:x8119(678M)、x8126(679)、x8140、680。

一、認真執行《金屬切削工具機通用操作規程》有關規定。

二、認真執行下述有關銑床通用規定:

(一)工作中認真做到

1、銑削不規則的工件及使用虎鉗、分度頭及專用夾具持工件時,不規則工件的重心及虎鉗、分度頭、專用夾具等應儘可能放在工作檯的中間部位,避免工作檯受力不勻,產生變形。
2、在快速或自動進給銑削時,不準把工作檯走到兩極端,以免擠壞絲桿。
3、不準用機動對刀,對刀應的動進行。
4、工作檯換向時,須先將換向手柄停在中間位置,然後再換向,不準直接換向。
5、銑削鍵槽軸類或切割薄的工件時,嚴防銑壞分度頭或工作檯面。
6、銑削平面時,必須使用有四個刀頭以上的刀盤,選擇合適的切削用量,防止工具機在銑削中產生震動。

(二)工作後將工作檯停在中間位置,升降台落到最低的位置上。

三、認真執行下述有關特殊的規定

XSK5040Ⅲ數控立式銑床,工作前應根據工藝要求進行有關工步程式,主軸轉速、刀具進給量、刀具運動軌跡和連續越位等項目的預選。將電氣鏇鈕置於"調正"位置進行試車,確認無問題後,再將電氣鏇鈕置於自動或半自動位置進行工作。

包裝儲運

銑床搖臂銑床
銑床多採用木箱包裝,各木箱生產廠家在製造木箱時,依據GB7284-98《框架木箱》,GB/T13384-92《機電產品包裝通用技術條件》及相關標準。上述標準對包裝箱的材質、結構、含水率等項目做了具體規定。

包裝箱檢驗抽樣判定時還須參照SN/T0275-93《出口商品運輸包裝木箱檢驗規程。箱內工具機應進行有效的固定和襯墊,其電器及加工未塗漆表面應做防鏽防潮處理,其防鏽有效期為兩年。在存放及滯港期間工具機類產品應庫內保管,暫時露天存放時應墊高並加苫蓋防止雨淋、水浸。箱面重心、防雨、勿倒置、輕放等標識應齊全,以保證運輸時產品完好、安全的運抵目的地。

訂購事項

銑床銑床
金屬切削工具機已實施出口產品質量許可制度,未取得出口產品質量許可證的產品,不準出口。訂貨時對設備參數、公英制、電源電壓和周波以及隨機附屬檔案,工具機的顏色等均須做明確規定。針對鈑金行業中數控沖床品種繁多,標準不一的情況,在客戶訂購模具時,應向廠商了解以下信息:

1、工具機型號——確定模具結構為長導向或短導向類型中的哪一種,以及是進口村田結構,還是通快結構;
2、工具機噸位大小——此模具的沖裁力是否適用此工具機,否則,必須改變模具的結構或選擇其它的加工方法;
3、有無鏇轉工位——若工具機工位為非鏇轉工位時,則導套或下模必須考慮雙鍵槽結構;
4、工具機上下轉盤間距——以便確定模具(成型模具)下模的高度;
5、加工板材信息——必須確定客戶所加工板材的材質、厚度,以確定模具所選用的材質和間隙;
6、模具定位方向——要根據客戶的加工要求來確定模具(特別是異形模具)定位銷(槽)的方向。另外,除正方形刃口模具外,其餘模具的導套或下模必須考慮兩道鍵槽;
7、模具類型——模具種類繁多,必須要明確客戶所訂購的模具類型。
(1)厚轉塔型:ØAMADA(天田)系列A、B、C、D、E工位,Wilson80(整體式)和90(分體式)結構;
(2)簿轉塔型ØStrippt系列5/8工位,金方圓大工位進口、國產結構;小工位整體式結構(模具D=Ф31.75mm、Ф32mm兩種);小工位分體式結構(進口螺紋和國產螺紋兩種);ØMurata(村田)系列A、B、C、D、E、F等工位;ØTRUMPF(通快)系列0型、1、2、3型,重載1型和2型。

安全規則

1:裝卸工件,必須移開刀具,切削中頭、手不得接近銑削麵。

2:使用旭正銑床對刀時,必須慢進或手搖進,不許快進,走刀時,不準停車。

3:快速進退刀時注意旭正銑床手柄是否會打人。

4:進刀不許過快,不準突然變速,旭正銑床限位擋塊應調好。

5:上下及測量工件、調整刀具、緊固變速,均必須停止旭正銑床。

6:拆裝立銑刀,工作檯面應墊木板,拆平銑刀扳螺母,用力不得過猛。

7:嚴禁手摸或用棉紗擦轉動部位及刀具,禁止用手去托刀盤。

維修保養

銑床XK-1060 立式數控銑床
銑床例保作業範圍
1、床身及部件的清潔工作,清掃鐵屑及周邊環境衛生;
2、檢查各油平面,不得低於油標以下,加注各部位潤滑油;
3、清潔工、夾、量具。

銑床一保作業範圍

1、清洗調整工作檯、絲桿手柄及柱上鑲條;
2、檢查、調整離合器;
3、清洗三嚮導軌及油毛氈,電動機、工具機內外部及附屬檔案清潔;
4、檢查油路,加注各部潤滑油;
5、緊固各部螺絲。

銑床例保作業範圍

1、床身及部件的清潔工作,清掃鐵屑及周邊環境衛生,清潔工、夾、量具;
2、檢查各油平面,不得低於油標以下,加注各部位潤滑油

銑床周末保養作業範圍

一、清潔
1、拆卸清洗各部油毛氈墊
2、擦拭各滑動面和導軌面、擦拭工作檯及橫向、升降絲桿、擦拭走刀傳動機構及刀架;
3、擦拭各部死角。
二、潤滑
1、各油孔清潔暢通並加注潤滑油;
2、各導軌面和滑動面及各絲桿加注潤滑油;
3、檢查傳動機構油箱體、油麵、並加油至標高位置。
三、扭緊
1、檢查並緊固壓板及鑲條螺絲;
2、檢查並扭緊滑塊固定螺絲、走刀傳動機構、手輪、工作檯支架螺絲、叉頂絲;
3、檢查扭緊其它部份鬆動螺絲
四、調整
1、檢查和調整皮帶、壓板及鑲條鬆緊適宜;
2、檢查和調整滑塊及絲桿合令。
五、防腐
1、除去各部鏽蝕,保護噴漆面,勿碰撞;
2、停用、備用設備導軌面、滑動絲桿手輪及其它暴露在外易生鏽的部位塗油防腐。

相關比較

銑床數控銑床
銑床和刨床的區別

銑床:是用銑刀對工件進行銑削加工的工具機。銑床除能銑削平面、溝槽、輪齒螺紋和花鍵軸外,還能加工比較複雜的型面,效率較刨床高,在機械製造和修理部門得到廣泛套用。

刨床:用刨刀對工件的平面、溝槽或成形表面進行刨削的直線運動工具機。使用刨床加工,刀具較簡單,但生產率較低(加工長而窄的平面除外),因而主要用於單件,小批量生產及機修車間,在大批量生產中往往被銑床所代替。根據結構性能,刨床主要分為牛頭刨床、龍門刨床、單臂刨床及專門化刨床(如刨削大鋼板邊緣部分的刨邊機、刨削沖頭和複雜形狀工件的刨模機)等。

牛頭刨床因滑枕和刀架形似牛頭而得名,刨刀裝在滑枕的刀架上作縱嚮往復運動,多用於切削各種平面和溝槽。龍門刨床因有一個由頂梁和立柱組成的龍門式框架結構而得名,工作檯帶著工件通過龍門框架作直線往復運動,多用於加工大平面(尤其是長而窄的平面),也用來加工溝槽或同時加工數箇中小零件的平面。大型龍門刨床往往附有銑頭和磨頭等部件,這樣就可以使工件在一次安裝後完成刨、銑及磨平面等工作。單臂刨床具有單立柱和懸臂,工作檯沿床身導軌作縱嚮往復運動,多用於加工寬度較大而又不需要在整個寬度上加工的工件。

由刀具或工件作往復直線的運動,由工件和刀具作垂直於主運動的間歇進給運動。常用的刨床有:牛頭刨床、龍門刨床和單臂刨床。

鑽床和銑床的區別

銑床立式銑床
鑽床系指主要用鑽頭在工件上加工孔的工具機。通常鑽頭鏇轉為主運動,鑽頭軸向移動為進給運動。鑽床結構簡單,加工精度相對較低,可鑽通孔、盲孔,更換特殊刀具,可擴、鍃孔,鉸孔或進行攻絲等加工。

銑床是用銑刀對工件進行銑削加工的工具機。銑床除能銑削平面、溝槽、輪齒、螺紋和花鍵軸外,還能加工比較複雜的型面,效率較刨床高,在機械製造和修理部門得到廣泛套用。

鏜床與銑床的區別

鏜床與銑床的工作原理性質相似。刀具的鏇轉是主運動,工件的移動是進給運動。
鏜床多用於加工較長的通孔,大直徑台階孔,大型箱體零件上不同位置的孔等。由於鏜床的刀盤和鏜桿剛性較高,因此加工出的孔的直線度,圓柱度和位置度等都很高。

銑床也可以進行鏜孔,但加工範圍較小,精度也較低。銑床多用於平面,成型面,槽等加工。

搖臂鑽是效率很高的孔加工工具機,由於它的主軸可以在加工範圍內快速的任意移動,而工件固定。因此加工大型箱體零件上的不同位置的孔,螺孔等,效率很高。

產品展示

(圖)銑床 (圖)銑床 (圖)銑床
(圖)銑床 (圖)銑床 (圖)銑床

主要功能

各種類型數控銑床所配置的數控系統雖然各有不同,但各種數控系統的功能,除一些特殊功能不盡相同外,其主要功能基本相同。[5]
1、點位控制功能
此功能可以實現對相互位置精度要求很高的孔系加工。
2、連續輪廓控制功能
此功能可以實現直線、圓弧的插補功能及非圓曲線的加工。
3、刀具半徑補償功能
此功能可以根據零件圖樣的標註尺寸來編程,而不必考慮所用刀具的實際半徑尺寸,從而減少編
程時的複雜數值計算。
4、刀具長度補償功能
此功能可以自動補償刀具的長短,以適應加工中對刀具長度尺寸調整的要求。
5、比例及鏡像加工功能
比例功能可將編好的加工程式按指定比例改變坐標值來執行。鏡像加工又稱軸對稱加工,如果一個零件的形狀關於坐標軸對稱,那么只要編出一個或兩個象限的程式,而其餘象限的輪廓就可以通過鏡像加工來實現。
6、鏇轉功能
該功能可將編好的加工程式在加工平面內鏇轉任意角度來執行。
7、子程式調用功能
有些零件需要在不同的位置上重複加工同樣的輪廓形狀,將這一輪廓形狀的加工程式作為子程式,在需要的位置上重複調用,就可以完成對該零件的加工。
8、宏程式功能
該功能可用一個總指令代表實現某一功能的一系列指令,並能對變數進行運算,使程式更具靈活性和方便性。

數控改造

隨著科學技術的不斷發展,對機械產品的質量和生產率提出了越來越高的要求,產品的更新換代也不斷加快,因此,對數控工具機的改造也就顯得比較重要,數控工具機的設計與改造也成為工業發展的一個重要方面。銑床的套用十分廣泛,主要用於加工面或成型表面。若要在立式銑床上加工圓弧、凸輪等特殊類平面時,就要藉助於圓工作檯、分度頭等工具機附屬檔案,並對工具機進行整體調整,加工精度較低,基礎調整工作費事。所以,為提高工件的加工精度,保證產品質量,便於加工圓弧面和凸輪的曲面等,可以利用數控方法對銑床進行數控化改造。
一.

普通銑床數控化改造的條件

並不是所有的普通工具機都適合於數控改造。改造的工具機應具備如下幾個條件:
(一)工具機基礎件必須有足夠的剛度
數控工具機屬於高精密工具機,要求有很高的移動精度。通常閉環系統的脈衝當量為0.001mm,開環系統的脈衝當量為0.005mm或0.01mm。高的定位精度和輪廓加工精度要
求工具機的基礎件具有很高的動、靜剛度,基礎件剛性不好則受力後容易變形,且這種變形具有很大的不確定性,無法用數控系統中的補償功能進行補償。因此,基礎件剛性不好的工具機不適宜改造為數控工具機。
(二)改造費用合適、經濟性好
工具機改造費用分為工具機和電氣兩部分。一方面是維修和改動原工具機部分,更換已磨損的部件;另一方面是更換原工具機控制櫃,用新的數控系統和強電裝置代替。改造費用與原工具機零件的利用多少有關,也與採用何種控制系統有關。由於經濟上的考慮,通常採用步進電機驅動的經濟型數控系統進行工具機改造。改造總費用多少才算合適要因用戶而異,一般來說,不超過同類規格設備價格的一半,在經濟上就算合適。
二.

普通銑床數控化改造的一般步驟

(一)機械部分設計
對數控工具機的改造最主要的部分就是對其縱、橫進給機構的改造及控制系統的設計改造,以便使其具有更加合理的結構和更全面的控制系統,便於其真正的套用於實際的生產中。
1.工作檯的進給運動
因為改造後主要加工圓弧、凸輪一類的平面曲線輪廓,所以採用微機數控實現三坐標兩軸聯動控制,工作檯縱向(軸)、橫向(軸)及垂直方向(軸)的運動,分別由步進電動機經過一級齒輪減速後,由滾珠絲槓螺母副拖動。由於銑削時作用在電動機軸上的負載轉矩較大,所以要選擇大功率的步進電動機。而大功率的步進電動機的驅動較困難,步進電動機沒有過載能力,在高速運動時轉矩下降很多,容易丟步。要使改造後的銑床進給伺服性能較好,在改造時採用直流伺服電動機驅動。
2.機械部分結構設計
(1)保留原工具機的主軸鏇轉運動,工作檯升降運動仍採用手動操作,縱、橫向進給改造後既可機動進行複雜零件的計算機數控加工,又可手動操作完成簡單零件的加工或用於數控加工前的對刀工作。
(2)保留原工具機縱向進給的機動部分,將離合器脫開,去掉手輪,將手輪軸通過一對齒輪與步進電機相聯,用微機數控系統控制縱向進給運動。加工時,將離合器脫開,使原來的機動進給停止工作。
(3)工作檯橫向運動方面,在原手輪安裝位置,安裝減速齒輪及步進電機,用微機數控系統控制橫向進給運動。
(4)採用直流伺服電動機作驅動元件,伺服電動機的軸端為光軸,齒輪與電動機軸,電動機軸與傳動軸採用錐環無鍵連線消除連線器的結構。這種連線的特點是不需要開鍵槽,而且兩連線件的相對角度可任意調節。由於錐環之間的楔緊作用,內外環分別產生徑向彈性變形,靠磨擦力與套連線,消除配合間隙,保證對中性。
(二)數控系統硬體設計
數控部分採用MCS-51系列的8031單片機實現對整個系統的主控制。用8031外接3片2764(E-PROM),一片6264(RAM)及一片8255(擴展I/O),一片8155晶片,擴展成一個較簡單的微機控制系統。2764用作程式存儲器,6264用來擴展8031的RAM存儲器,8155用作鍵盤和顯示接口,8255用於接收控制臺上多路轉換開關的控制信號。圖2為控制系統硬體結構原理圖。
當單片機系統控制X、Y軸某一台步進電機單動時,可實現銑床橫向、縱向的直線進給;當控制X-Y軸配合聯動時,可實現水平面內直線、斜線、圓弧及複合軌跡的加工,可以近似地複合出水平面內非圓曲線。在銑床原有加工功能的基礎上,其控制精度和加工精度遠高於普通銑床。
國家質檢總局公布的兩類鑄造企業不能用的銑床
國家質檢總局對浙江、福建、江蘇、山東、吉林、遼寧等10個省、市的30種銑床進行了抽查。按照《金屬切削工具機安全防護通用技術要求》GB15760-2004、《機械電氣安全機械電氣設備第1部分:通用技術條件》GB5226.1-2008等標準的要求,經檢驗,其中有兩家的銑床不合格,因此這類產品不適合鑄造企業使用。
經浙江省質量檢測科學研究院檢測的滕州東方工具機有限公司生產的搖臂鑽床,型號是ZQ3040×12,該產品不合格的原因是:緊急停止、飛濺、電動機過熱保護不合要求。浙江省質量檢測科學研究院抽查的杭州雙龍機械有限公司生產的鑽銑兩用工具機,名為麒龍,型號是ZX7020產品,經檢驗其產品的緊急停止、飛濺、電源開關、過電流保護、精度方面都不合格。
在鑄造企業中經常用銑床來進行鑄造產品的表面處理。以上兩類產品不合格,國家質檢總局建議鑄造企業不要使用。
結束語
普通銑床數控化改造,實質就是在普通銑床上增加微機控制裝置,使其具有一定的自動化能力,以實現預定的加工工藝目標。其目的是使原工具機具有一定的柔性,提高生產效率和質量,解決複雜零件的加工問題。用單片機擴展系統將普通銑床改造為經濟型銑床,簡便易行,能保證零件的加工精度,對複雜零件尤其是對弧面和凸面的加工效果顯著。

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