数控铣床是应用非常广泛的自动加工机床。它可以进行平面铣削、平面型腔铣削、外形轮廓铣削、三维及三维以上复杂型面铣削,还可进行钻削、镗削、螺纹切削等孔加工。加工中心、柔性制造单元等都是在数控铣床的基础上产生和发展起来的。数控铣削是机械加工中最常用和最主要的数控加工方法之一。
1.数控铣床的类型 数控铣床是采用铣削方式加工工件的数控机床。按照数控铣床的主轴布置形式及特点,数控铣床可以分为以下几种类型。
(1)立式数控铣床:主轴轴线垂直于水平面。
(2)卧式数控铣床:主轴轴线平行于水平面,主要用于箱体类零件的加工。
(3)立、卧两用数控铣床:一台机床上有立式和卧式两根主轴,同时具备两种机床的功能,其使用范围更广、功能更全面、加工对象更多。
(4)数控龙门铣床:主轴固定在龙门架上,主要用于大型机械零件及大型模具的各种平面、曲面和孔的加工。
(5)万能式数控铣床:主轴可以旋转90°或工作台带着工件旋转90°,一次装夹后可以完成工件上五个表面的加工。
2.数控铣削的应用范围 铣削是机械加工中最常用的加工方法之一,主要包括平面铣削和轮廓铣削,也可以对零件进行钻、扩、铰、镗孔加工与攻丝等。为了充分发挥数控铣床的优势,数控铣削主要应用在以下场合:
(1)工件上的曲线轮廓,尤其是非圆曲线、列表曲线等,如正弦曲线。
(2)形状复杂、尺寸繁多、划线与检测困难的部位。
(3)用普通铣床加工时难以观察、测量和控制进给的内外凹槽。
(4)加工尺寸协调的高精度孔和面的场合。
(5)需要在一次装夹中铣出来多个平面或形状的场合。(www.daowen.com)
(6)采用数控铣削加工,能成倍提高生产效率,大大减轻劳动强度的场合。
同时,数控铣削不适合应用在以下场合:
(1)简单的粗加工面。
(2)毛坯的加工余量不太充分或不太稳定的部位。
(3)需要长时间占机以及进行人工调整的粗加工场合。
(4)需要采用细长铣刀加工的部位,如狭长深槽或高筋板转接圆弧部位。
3.数控铣床的主要加工对象 数控铣削的加工对象主要有平面类零件、变斜角类零件、曲面类零件和孔类零件等。
(1)平面类零件:其加工面平行或垂直于水平面,或与水平面成一定的夹角,如图7-1所示。平面类零件的特点是各个加工面是平面,或可以展开成平面,如柱面和锥面。目前,在数控铣床上加工的绝大多数零件是平面类零件。平面类零件是数控铣削加工对象中最简单的一类,一般只需要用三坐标数控铣床的两坐标联动就可以加工。
(2)变斜角类零件:指加工面与水平面的夹角成连续变化的零件,如飞机上的整体梁、框、椽条与肋等。图7-2所示为飞机上的一种变斜角梁椽条。加工变斜角类零件最好采用四坐标或五坐标数控铣床摆角加工,没有上述机床时也可在三坐标数控铣床上采用两轴半控制的行切法进行近似加工。
(3)曲面类零件:指加工面为空间曲面的零件。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。曲面类零件一般采用三坐标数控铣床加工,常用的加工方法主要有下列两种。
1)两轴半坐标行切法加工:在加工时只有两个坐标联动,另一个坐标按一定行距周期性进给。这种方法常用于不太复杂的空间曲面的加工。
2)三轴联动法加工:所用的铣床必须具有X、Y、Z轴坐标联动加工功能,可进行空间直线插补。这种方法常用于发动机及模具等较复杂空间曲面的加工。
(4)孔类零件:由于孔的位置精度要求较高,特别适合在数控铣床和加工中心上加工。采用特定的孔加工指令,如钻孔、扩孔、铰孔、锪孔、攻螺纹等,可进行一系列孔的加工。
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