铣床是一种用途广泛的机床,在铣床上可加工平面(水平面、垂直面)、沟槽(键槽、T形槽、燕尾槽等)、分齿零件(齿轮、花键轴、链轮)、螺旋形表面(螺纹、螺旋槽)及各种曲面。此外,还可用于对回转体表面、内孔加工及进行切断工作等。铣床在工作时,工件装在工作台上或分度头等附件上,铣刀旋转为主运动,辅以工作台或铣头的进给运动,工件即可获得所需的加工表面。由于是多刃断续切削,因而铣床的生产率较高。简单来说,铣床可对工件进行铣削、钻削和镗孔加工的机床。
铣床主要是指用铣刀在工件上加工多种表面的机床。通常铣刀旋转运动为主运动,工件和铣刀的移动为进给运动。它可加工平面、沟槽,也可加工各种曲面、齿轮等。铣床是用铣刀对工件进行铣削加工的机床。铣床除了能铣削平面、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,如图2.13所示。
图2.13 铣床
(1)铣床的组成部分
1)底座
底座是整部机床的支承部件,具有足够的刚性和强度。底座四角有机床安装孔,可用螺钉将机床安装在固定位置。底座本身是箱体结构,箱体内盛装冷却润滑液,供切削时冷却润滑,如图2.14所示。
图2.14 铣床结构
2)床身
床身是机床的主体,机床大部分部件都安装在床身上。床身是箱体结构,一般选用优质灰铸铁铸成,结构坚固、刚性好、强度高,同时由于机床精度的要求,床身的制造还必须经过精密的金属切削加工和时效处理。床身与底座相连接。床身顶部有水平燕尾槽导轨,供横梁来回移动;床身正面有垂直导轨,供升降工作台上下移动;床身背面安装主电动机。床身内腔的上部安装铣床主轴,中部安装主轴变速部分,下部安装电器部分。
3)横梁
横梁上附带有一挂架,横梁可沿床身顶部导轨移动。它的主要作用是支持安装铣刀的长刀轴外端,横梁可调整伸出长度,以适应安装各种不同长度的铣刀刀轴。横梁背部成拱形,有足够的刚度;挂架上有与主轴同轴线的支持孔,保证支持端与主轴同心,避免刀轴安装后引起扭曲。
4)主轴
主轴是前端带锥孔的空心轴,从铣床外部能看到主轴锥孔和前端。锥孔锥度是一般选用7∶24,可安装刀轴;主轴前端面有两键块,起传递扭矩作用。铣削时,要求主轴旋转平稳,无跳动,在主轴外圆两端均有轴承支持,中部一般还装有飞轮,以使铣削平稳。主轴选用优质结构钢,并经过热处理和精密切削加工制造而成。
5)主轴变速机构
主轴变速机构的作用是将主电动机的固定转速通过齿轮变速,变换成18种不同转速,传递给主轴,适应铣削的需要。从机床外部能看到转速盘和变速手柄。
6)纵向工作台
纵向工作台是安装工件和带动工件作纵向移动的。纵向工作台台面上有3条T形槽,可用T形螺钉来安装固定工夹具;工作台前侧有一条长槽,用来安装、固定极限自动挡铁和自动循环挡铁;台面四周有沟通槽,给铣削时旋加的冷却润滑液提供回液通路;纵向工作台下部是燕尾导轨,两端有挂架,用以固定纵向丝杠,一端装有手轮,转动手轮,可使纵向工作台移动。纵向工作台台面及导轨面、T形槽直槽的精度要求都很高,如图2.15所示。
图2.15 铣床工作台
7)横向工作台
横向工作台在纵向工作台和升降台之间,用来带动纵向工作台作横向移动。横向工作台上部是纵向燕尾导轨槽,供纵向工作平移;中部是回转盘,可供纵向工作台在前后45°范围内扳转所需要的角度;下部是平导轨槽。从外表看,前侧安装有电器操纵开关、纵向进给机动手柄及固定螺钉,两侧安装横向工作台固定手柄,根据铣削的要求,可以固紧纵向或横向工作台,避免铣削中由切削力引起的剧烈振动。
8)升降台
升降台安装在床身前侧垂直导轨上,中部有丝杠与底座螺母相联接。其主要作用是带动工作台沿床身前侧垂直导轨作上下移动。工作台及进给部分传动装置都安装在升降台上。升降台前面装有进给电动机、横向工作台手轮及升降台手柄;侧面装有进给机构变速箱和横向升降台的机动手柄。升降台的精度要求也很高,否则在铣削过程中会产生很大振动,影响工作的加工精度。
9)进给变速机构
进给变速机构是将进给电动机的固定转速通过齿轮变速,变换成18种不同转速传递给进给机构,实现工作台移动的各种不同速度,以适应铣削的需要。进给变速机构位于升降台侧面,备有蘑菇形手柄和进给量数码盘。改变进给量时,只需操纵麻菇手柄,转动数码盘,即可达到所需要的自动进给量。
(2)铣床类型
1)按布局形式和适用范围加以区分
①升降台铣床
升降台铣床属于通用机床,特别适用于单件、小批生产和工具、修理部门,也可用于成批。升降台铣床可用各种圆柱铣刀、圆片铣刀、角铣刀、成型铣刀和端面铣刀加工各种平面、斜面、沟槽齿轮等。可选配万能铣头、圆工作台、分度头等铣床附件,扩大加工范围。它有万能式、卧式和立式等,主要用于加工中小型零件,应用较广,如图2.16所示。
图2.16 万能升降台铣床
②龙门铣床
龙门铣床简称龙门铣,是具有门式框架和卧式长床身的铣床。龙门铣床上可用多把铣刀同时加工表面,加工精度和生产效率都比较高,适用于在成批和大量生产中加工大型工件的平面和斜面。数控龙门铣床还可加工空间曲面和一些特型零件。它包括龙门铣镗床、龙门铣刨床和双柱铣床,均用于加工大型零件,如图2.17所示。
③单柱铣床和单臂铣床
前者的水平铣头可沿立柱导轨移动,工作台作纵向进给;后者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。两者均用于加工大型零件。
图2.17 DMC2330型龙门铣床
④工作台不升降铣床
它有矩形工作台式和圆工作台式两种,是介于升降台铣床和龙门铣床之间的一种中等规格的铣床。其垂直方向的运动由铣头在立柱上升降来完成。
⑤仪表铣床
它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。
⑥工具铣床
它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。
⑦其他铣床(www.daowen.com)
如键槽铣床、凸轮铣床、曲轴铣床、轧辊轴颈铣床和方钢锭铣床等,是为加工相应的工件而制造的专用铣床。
2)按结构分类
①台式铣床
台式铣床是小型的用于铣削仪器、仪表等小型零件的铣床。
②悬臂式铣床
悬臂式铣床是铣头装在悬臂上的铣床,床身水平布置,悬臂一般可沿床身一侧立柱导轨作垂直移动,铣头沿悬臂导轨移动。
③滑枕式铣床
滑枕式铣床是主轴装在滑枕上的铣床。
④龙门式铣床
其床身水平布置,两侧的立柱和连接梁构成门架的铣床。铣头装在横梁和立柱上,可沿其导轨移动。通常横梁可沿立柱导轨垂向移动,工作台可沿床身导轨纵向移动,用于大件加工。
⑤平面铣床
它是用于铣削平面和成形面的铣床。
⑥仿形铣床
它是对工件进行仿形加工的铣床。一般用于加工复杂形状工件。
⑦升降台铣床
它是具有可沿床身导轨垂直移动的升降台的铣床,通常安装在升降台上的工作台和滑鞍可分别作纵向、横向移动。
⑧摇臂铣床
摇臂铣床可称为炮塔铣床、摇臂铣、万能铣,机床的炮塔铣床是一种轻型通用金属切削机床,具有立、卧铣两种功能,可铣削中小零件的平面、斜面、沟槽和花键等。
⑨床身式铣床
它的工作台不能升降,可沿床座导轨作纵向、横向移动,铣头或立柱可作垂直移动的铣床。
⑩专用铣床
例如,工具铣床用于铣削工具模具的铣床,加工精度高,加工形状复杂。
(3)铣刀类型
铣刀主要用于在铣床上加工平面、台阶、沟槽、成形表面及切断工件等。
1)按用途分类
①圆柱形铣刀
它用于卧式铣床上加工平面。刀齿分布在铣刀的圆周上,按齿形分为直齿和螺旋齿两种。按齿数分粗齿和细齿两种。螺旋齿粗齿铣刀齿数少,刀齿强度高,容屑空间大,适用于粗加工;细齿铣刀适用于精加工。
②面铣刀
它用于立式铣床、端面铣床或龙门铣床,上加工平面、端面和圆周上均有刀齿,也有粗齿和细齿之分。其结构有整体式、镶齿式和可转位式3种。
③立铣刀
它用于加工沟槽和台阶面等,刀齿在圆周和端面上,工作时不能沿轴向进给。当立铣刀上有通过中心的端齿时,可轴向进给(通常双刃立铣刀又被称为“键槽铣刀”可轴向进给)。
④三面刃铣刀
它用于加工各种沟槽和台阶面,其两侧面和圆周上均有刀齿。
⑤角度铣刀
它用于铣削成一定角度的沟槽,有单角和双角铣刀两种。
⑥锯片铣刀
它用于加工深槽和切断工件,其圆周上有较多的刀齿。为了减少铣切时的摩擦,刀齿两侧有15′~1°的副偏角。此外,还有键槽铣刀、燕尾槽铣刀、T形槽铣刀以及各种成形铣刀等。
2)按结构分类
①整体式
刀体和刀齿制成一体。
②整体焊齿式
刀齿用硬质合金或其他耐磨刀具材料制成,并钎焊在刀体上。
③镶齿式
刀齿用机械夹固的方法紧固在刀体上。这种可换的刀齿可以是整体刀具材料的刀头,也可以是焊接刀具材料的刀头。刀头装在刀体上刃磨的铣刀称为体内刃磨式;刀头在夹具上单独刃磨的称为体外刃磨式。
④可转位式
这种结构已广泛用于面铣刀、立铣刀和三面刃铣刀等。
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