理论教育 立式数控镗铣床的优势和应用

立式数控镗铣床的优势和应用

时间:2023-06-29 理论教育 版权反馈
【摘要】:数控镗铣床的主电动机通常也需要采用交流主轴驱动或变频器调速,主轴可实现无级变速。数控镗铣床的加工效率、加工精度均较高,因此,机床对冷却、润滑、防护等辅助部件的要求较高,因此,一般都带有全封闭的防护罩。

立式数控镗铣床的优势和应用

1.结构布局

升降台铣床虽然具有结构紧凑、铣削能力较强等优点,但从结构上看,从机床的床身到升降台、床鞍、工作台,一共有三个滑动结合面,机床的结构层次较复杂、整体刚性相对较差。此外,由于工件安装在工作台上,工件、工作台、床鞍均需要升降,升降台的重量重,工作台承载能力有限,且由于床鞍到床身导轨面的悬伸距离不能过大,机床的Y轴行程一般较短,通常只能用于小规格零件的加工。

传统的中等规格零件镗铣加工,一般通过图4.1-3所示的床身铣床实现。床身铣床由床身、立柱、主轴箱、滑座(拖板)、工作台等部件组成,其床身和立柱分离,工作台安装在床身上,可进行纵、横向十字运动,机床的轴向进给通过主轴箱移动实现,其结构简洁,工作台承载能力强、工件安装高度低、机床整体刚性好。

普通床身铣床的主轴、进给速度同样通过机械变速实现,主轴、进给均为有级调速。床身铣床与升降台铣床相比,主要具有如下结构特点。

(1)工作台承载能力强

床身铣床的床身和底座一体,滑座(拖板)直接在床身上前后运动,工作台在滑座上左右移动;滑座的导轨直接加工在床身上,工作台不需要进行升降运动,因此,机床的结构层次较简洁,工作台支承刚性好、承载能力强。

(2)加工范围宽

升降台铣床的床鞍安装在升降台上,升降台主要依靠床身的垂直导轨和丝杠支承,其支承刚性较差。为了保证工作台的平稳升降,升降台离导轨的距离不能过大,因此,无论床鞍的横向行程,还是工作台的纵向行程都受到限制,机床的加工范围较小。此外,由于升降台铣床的轴向进给通过套筒或升降台实现,因此,其轴向进给行程同样不能太大。

床身铣床的滑座直接安装在床身上,工作台直接由床身支承,它不需要进行升降运动,滑座行程和导轨间距理论上不受结构刚性的限制,故工作台的纵、横向行程可更大;加上其轴向进给通过主轴箱的运动实现,因此,其加工范围通常大于升降台铣床。

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图4.1-3 床身铣床(www.daowen.com)

(3)轴向进给系统刚性好

床身铣床的立柱固定在床身上,主轴箱安装在立柱上,它取消了套筒结构,其轴向进给可通过主轴箱沿立柱导轨的整体上下运动实现,故轴向进给系统的刚性好,安装、维修较方便。此外,由于机床的主轴变速机构和主电动机直接安装在主轴箱上,主轴直接由主轴箱支承,传动系统一般不采用花键,故主轴的支承刚性和精度均较高,主轴可达到比升降台铣床更高的转速。

综上所述,床身铣床无论是整体刚性、加工范围,还是加工精度、主轴最高转速、加工效率等都优于升降台铣床,因此,数控镗铣类机床多采用床身铣床作为基本结构。

2.基本特点

从床身铣床基础上发展起来的数控机床通常称为数控镗铣床,数控镗铣床是大多数立式加工中心的基型,因此,其结构形式众多,有关内容可参见第5章。

常见的中小规格数控镗铣床如图4.1-4所示,机床的外形和结构与床身铣床非常类似,两者的区别主要体现在主传动系统和进给系统上。

数控镗铣床的主电动机通常也需要采用交流主轴驱动或变频器调速,主轴可实现无级变速。为了提高主轴低速时的输出转矩和功率,部分数控镗铣床的主轴也可能带有机械变速齿轮,进行主轴的辅助变速。

数控镗铣床的主轴支承刚性好、精度高,且无花键传动机构,故其最高转速通常高于数控铣床;在高速、高精度加工机床上,还经常采用高速主轴直连、电主轴等高速主传动部件,其主轴转速可高达数万转。

数控镗铣床的进给采用伺服电动机驱动,由于机床的结构刚性好、行程大、适用范围广,因此,机床的快速移动速度较高,驱动电动机和丝杠通常采用同步带或直接连接和使用直线导轨等高速、低摩擦传动部件。

数控镗铣床的加工效率、加工精度均较高,因此,机床对冷却、润滑、防护等辅助部件的要求较高,因此,一般都带有全封闭的防护罩。

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