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銑床

銑床(millingmachine)系主要指用銑刀在工件上加工多種表面的機床。通常銑刀旋轉運動為主運動,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機床。銑床除能銑削平面、溝槽、輪齒、螺紋和花鍵軸外,還能加工比較復雜的型面,效率較刨床高,在機械制造和修理部門得到廣泛應用。銑床是一種用途廣泛的機床,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)、螺旋形表面(螺紋、螺旋槽)及各種曲面。此外,還可用于對回轉體表面、內孔加工及進行切斷工作等。銑床在工作時,工件裝在工作臺上或分度頭等附件上,銑刀旋轉為主運動,輔以工作臺或銑頭的進給運動,工件即可獲得所需的加工表面。由于是多刃斷續切削,因而銑床的生產率較高。簡單來說,銑床可以對工件進行銑削、鉆削和鏜孔加工的機床。
  • 中文名:銑床
  • 英文名:millingmachine
  • 其它稱呼:鑼床
  • 運動:旋轉運動為主運動
  • 屬于:機床
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發展歷程

銑床最早是由美國人E.惠特尼于1818年創制的臥式銑床。為了銑削麻花鉆頭的螺旋槽,美國人J.R.布朗于1862年創制了第一臺萬能銑床,是為升降臺銑床的雛形。1884年前后出現了龍門銑床。20世紀20年代出現了半自動銑床,工作臺利用擋塊可完成“進給-快速”或“快速-進給”的自動轉換。

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

隨著機械化進程不斷加劇,數控編程開始廣泛應用與于機床類操作,極大的釋放了勞動力。數控編程銑床將逐步取代人工操作。對員工要求也會越來越高,當然帶來的效率也會越來越高。

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主要分類

按布局形式和適用范圍加以區分

1.升降臺銑床:有萬能式、臥式和立式等,主要用于加工中小型零件,應用最廣。

2.龍門銑床:包括龍門銑鏜床、龍門銑刨床和雙柱銑床,均用于加工大型零件。

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,工作臺作縱向進給;后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。兩者均用于加工大型零件。

4.工作臺不升降銑床:有矩形工作臺式和圓工作臺式兩種,是介于升降臺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:一種小型的升降臺銑床,用于加工儀器儀表和其他小型零件。

6.工具銑床:用于模具和工具制造,配有立銑頭、萬能角度工作臺和插頭等多種附件,還可進行鉆削、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制造的專用銑床。

按結構分

(1)臺式銑床:小型的用于銑削儀器、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,懸臂一般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。

(4)龍門式銑床:床身水平布置,其兩側的立柱和連接梁構成門架的銑床。銑頭裝在橫梁和立柱上,可沿其導軌移動。通常橫梁可沿立柱導軌垂向移動,工作臺可沿床身導軌縱向移動,用于大件加工。

(5)平面銑床:用于銑削平面和成形面的銑床。

(6)仿形銑床:對工件進行仿形加工的銑床。一般用于加工復雜形狀工件。

(7)升降臺銑床:具有可沿床身導軌垂直移動的升降臺的銑床,通常安裝在升降臺上的工作臺和滑鞍可分別作縱向、橫向移動。

(8)搖臂銑床:搖臂銑床亦可稱為炮塔銑床,搖臂銑,萬能銑,機床的炮塔銑床是一種輕型通用金屬切削機床,具有立、臥銑兩種功能,可銑削中、小零件的平面、斜面、溝槽和花鍵等。

(9)床身式銑床:工作臺不能升降,可沿床座導軌作縱向、橫向移動,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:用于銑削工具模具的銑床,加工精度高,加工形狀復雜。

按控制方式分

銑床又可分為仿形銑床、程序控制銑床和數控銑床等。

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銑刀分類

要用于在銑床上加工平面、臺階、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:用于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旋齒兩種。按齒數分粗齒和細齒兩種。螺旋齒粗齒銑刀齒數少,刀齒強度高,容屑空間大,適用于粗加工;細齒銑刀適用于精加工。

②面銑刀:用于立式銑床、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:用于加工溝槽和臺階面等,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(通常雙刃立銑刀又被稱之為“鍵槽銑刀”可軸向進給)。

④三面刃銑刀:用于加工各種溝槽和臺階面,其兩側面和圓周上均有刀齒。

⑤角度銑刀:用于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:用于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:刀體和刀齒制成一體。

②整體焊齒式:刀齒用硬質合金或其他耐磨刀具材料制成,并釬焊在刀體上。

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:這種結構已廣泛用于面銑刀、立銑刀和三面刃銑刀等。

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檢驗事項

檢驗標準

主要有:GB6477.9-86《金屬切削機床術語銑床》,ZBJ54017-89及JB/T5599-91《升降臺銑床參數及系列型譜》,GB3933-83《升降臺銑床精度》,JB/T2800-92《升降臺銑床技術條件》,ZBJ54014-88《數控立式升降臺銑床精度》,ZBJ54015-90《數控立式升降臺銑床技術條件》,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/GQ《立體仿形銑床參數》,JB/GQ《立體仿形銑床精度》,JB/GQ《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機床大體相同,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)工作臺的精度,安裝刀具與工作臺的相互位置精度,對規定工件的加工精度等。檢驗還須參照JB2670-82《金屬切削機床檢驗通則》,出口產品不得低于一等品。

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操作規程

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.立式圓工作臺銑床: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.回轉式端面銑床:K389-24

一、認真執行《金屬切削機床通用操作規程》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),應使工作臺受力均勻,避免受力不均導致工作臺變形。

2.橫梁或主軸箱根工件加工要求調正好后,應鎖緊牢靠方可工作。

3.不準加工余量或重量超過規定的毛坯件。

4.工作后應將龍門、雙柱、單柱、平面仿形銑床的工作臺:置于床身導軌的中間位置。

普通銑床操作規程

適用機型:

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《金屬切削機床通用操作規程》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.加工工件時,盡可能的放在工作臺的中間位置,避免工作臺受力不勻,產生變形。

2.工件對刀時,應采用手動進給。

3、工作臺換向時,須先將換向手柄停在中間位置,然后再換向,不準直接換向。

4.加工任何東西時,嚴禁銑壞分度頭或工作臺面。

5、銑削加工時,選擇合適的切削用量,防止機床在銑削中產生震動。

(二)工作后將工作臺停在中間位置,升降臺落到最低的位置上。

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序,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。將電氣旋鈕置于"調正"位置進行試車,確認無問題后,再將電氣旋鈕置于自動或半自動位置進行工作。

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包裝儲運

銑床多采用木箱包裝,各木箱生產廠家在制造木箱時,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》。箱內機床應進行有效的固定和襯墊,其電器及加工未涂漆表面應做防銹防潮處理,其防銹有效期為兩年。在存放及滯港期間機床類產品應庫內保管,暫時露天存放時應墊高并加苫蓋防止雨淋、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。

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訂購事項

金屬切削機床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件,機床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.機床型號——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.機床噸位大小——此模具的沖裁力是否適用此機床,否則,必須改變模具的結構或選擇其它的加工方法;

3.有無旋轉工位——若機床工位為非旋轉工位時,則導套或下模必須考慮雙鍵槽結構;

4.機床上下轉盤間距——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,其余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。

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安全規則

1.裝卸工件,必須移開刀具,切削中頭、手不得接近銑削面。

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,工作臺面應墊木板,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。

8.一般情況下,一個夾頭一次只能夾一個工件。因為一個夾頭一次夾一個以上的工件,即使夾得再緊,粗進刀時受力很大,兩個工件這之間很容易滑動,導致工件飛出,刀碎、傷人事故。

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維修保養

XK-1060 立式數控銑床

銑床例保作業范圍

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,不得低于油標以下,加注各部位潤滑油;

3.清潔工、夾、量具。

銑床一保作業范圍

1.清洗調整工作臺、絲桿手柄及柱上鑲條;

2.檢查、調整離合器;

3.清洗三向導軌及油毛氈,電動機、機床內外部及附件清潔;

4.檢查油路,加注各部潤滑油;

5.緊固各部螺絲。

銑床例保作業范圍

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,不得低于油標以下,加注各部位潤滑油。

銑床周末保養作業范圍

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、擦拭工作臺及橫向、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.各油孔清潔暢通并加注潤滑油;

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、油面、并加油至標高位置。

三、扭緊

1.檢查并緊固壓板及鑲條螺絲;

2.檢查并扭緊滑塊固定螺絲、走刀傳動機構、手輪、工作臺支架螺絲、叉頂絲;

3.檢查扭緊其它部份松動螺絲。

四、調整

1.檢查和調整皮帶、壓板及鑲條松緊適宜;

2.檢查和調整滑塊及絲桿合令。

五、防腐

1.除去各部銹蝕,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銹的部位涂油防腐。

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相關比較

銑床和刨床的區別

銑床:是用銑刀對工件進行銑削加工的機床。銑床除能銑削平面、溝槽、輪齒、螺紋和花鍵軸外,還能加工比較復雜的型面,效率較刨床高,在機械制造和修理部門得到廣泛應用。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機床。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),因而主要用于單件,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。根據結構和性能,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、刨削沖頭和復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向往復運動,多用于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,工作臺帶著工件通過龍門框架作直線往復運動,多用于加工大平面(尤其是長而窄的平面),也用來加工溝槽或同時加工數個中小零件的平面。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后完成刨、銑及磨平面等工作。單臂刨床具有單立柱和懸臂,工作臺沿床身導軌作縱向往復運動,多用于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于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。

鉆床和銑床的區別

鉆床系指主要用鉆頭在工件上加工孔的機床。通常鉆頭旋轉為主運動,鉆頭軸向移動為進給運動。鉆床結構簡單,加工精度相對較低,可鉆通孔、盲孔,更換特殊刀具,可擴、锪孔,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機床。

鏜床與銑床的區別

鏜床與銑床的工作原理和性質相似。刀具的旋轉是主運動,工件的移動是進給運動。

鏜床多用于加工較長的通孔,大直徑臺階孔,大型箱體零件上不同位置的孔等。由于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,但加工范圍較小,精度也較低。銑床多用于平面,成型面,槽等加工。

搖臂鉆是效率很高的孔加工機床,由于它的主軸可以在加工范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。

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日常保養

銑床例保作業范圍

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,不得低于油標以下,加注各部位潤滑油;

3、清潔工、夾、量具。

銑床一保作業范圍

1、清洗調整工作臺、絲桿手柄及柱上鑲條;

2、檢查、調整離合器;

3、清洗三向導軌及油毛氈,電動機、機床內外部及附件清潔;

4、檢查油路,加注各部潤滑油;

5、緊固各部螺絲。

銑床例保作業范圍

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,不得低于油標以下,加注各部位潤滑油。

銑床周末保養作業范圍

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、擦拭工作臺及橫向、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、各油孔清潔暢通并加注潤滑油;

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、油面、并加油至標高位置。

三、扭緊

1、檢查并緊固壓板及鑲條螺絲;

2、檢查并扭緊滑塊固定螺絲、走刀傳動機構、手輪、工作臺支架螺絲、叉頂絲;

3、檢查扭緊其它部份松動螺絲。

四、調整

1、檢查和調整皮帶、壓板及鑲條松緊適宜;

2、檢查和調整滑塊及絲桿合令。

五、防腐

1、除去各部銹蝕,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銹的部位涂油防腐。

班前保養

1、開車前檢查各油池是否缺油,并按照潤滑圖所示,使用清凈的機油進行一次加油。

2、檢查電源開關外觀和作用是否良好,接地裝置是否完整。

3、檢查各部件螺釘、像目、手柄、手球及油杯等有無松動和丟失,如發現應及時擰緊和補齊。

4、檢查傳動皮帶狀況。

5、檢查電器安全裝置是否良好。

班中保養

1、觀察電機、電器的靈敏性、可靠性、溫升、聲響及震動等情況。

2、檢查電器安全裝里的靈敏和可靠程度。

3、觀察各傳動部件的溫升、聲向及震動等情況。

4、時刻檢查床身和升降臺內的柱塞油泵的工作情況,當機床在運轉中而指示器內沒有油流出時,應及時進行修理。

5、發現工作臺縱向絲杠軸向間隙及傳動有間隙,應按說明要求進行調整。

6、主軸軸承的調整。

7、工作臺快速移動離合器的調整。

8、傳動皮帶松緊程度的調整。

班后保養

工作后必須檢查、清掃設備,做好日常保養工作,將各操作手柄(開關)置于空檔(零位)拉開電源開關,達到整齊、清潔、潤滑、安全。

定期保養

1.每3個月清洗床身內部、升降臺內部和工作臺底座的潤滑油池、用汽油清洗潤滑油泵的游油網,每年不少于兩次。

2.升降絲杠用二硫化鋁油劑每兩月潤滑一次。

3.機床各部間隙的調整:

(1)主軸潤滑的調整,必須保證每分鐘有一滴油通過。

(2)工作臺縱向絲杠傳動間隙的調整,每3個月調整或根據實際使用情況進行調整,要求是傳動間隙充分減小,絲杠的間隙不超過1/40轉,同時在全長上都不得有卡住現象。

(3)工作合縱向絲杠軸向間隙的調整,目的是消除絲杠和螺母之間的傳動間隙,同時還要使絲杠在軸線方向與工作臺之間的配合間隙達到最小。

(4)主軸軸承徑向間隙的調整,根據實際使用情況進行調整。

4.工作臺快速移動離合器的調整要求

(1)摩擦離合器脫開時,摩擦片之間的總和間隙不應該少于2~3mm。

(2)摩擦離合器閉合時,摩擦片應緊密地壓緊,并且電磁鐵的鐵芯要完全拉緊,如果電磁鐵的鐵芯配合得正確,在拉緊狀態中電磁鐵不會有響聲。

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常見故障

龍門銑床大都由鋼或鑄鐵制成,在長期的使用過程中,由于兩個接觸面間存在不同程度的摩擦,會造成銑床導軌表面產生不同程度的磨損 ,嚴重影響設備的加工精度和生產效率。傳統修復方法通常采用金屬板鑲貼或更換等方法,但需要進行大量精確的加工制造和人工刮研,修復需要的工序多,工期長。針對龍門銑床劃傷、拉傷問題可以采用高分子復合材料解決,其中應有成熟的有美嘉華技術體系。由于材料具有出色的粘著力、抗壓強度及耐油、耐磨性能,可為部件提供一個長久的保護層。只需幾個小時即可將機床劃傷的部位修復完畢,投入使用,相對傳統方法操作更為簡單,所需成本更低。

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技術特點

臥式鏜銑床的發展以其注入加速度概念而倍受關注,為高速運行作技術支撐的傳動元件電主軸、直線電機、線性導軌等得到廣泛應用,將機床的運行速度推向了新的高度。而主軸可更換式臥式鏜銑加工中心的創新設計解決了電主軸與鏜桿移動伸縮式結構各存利弊的不足,具有復合加工與一機兩用的功效,也是臥式鏜銑床的一大技術創新。

落地式銑鏜床的發展以其新的設計理念引領現代加工的潮流,以高速加工為理念的無鏜軸滑枕式、多種銑頭交換使用的結構型式盡顯風采,大有替代傳統銑削加工的趨勢。以兩坐標擺角銑頭為代表的各種銑頭附件成為實現高速、高效復合加工的主要手段,其工藝性能更廣,功率更大,剛性更強,是落地銑鏜床發展的一大突破。

結構特點

臥式鏜銑床

臥式鏜銑床的主要關鍵部件是主軸箱,安裝在立柱側面,也有少數廠家采用雙立柱的熱對稱結構,將主軸箱置于立柱中間,這種結構最大特點是剛性、平衡性、散熱性能好,為主軸箱高速運行提供了可靠保證。但是,雙立柱結構不便于維護保養,是當今采用的廠家不多的原因。主軸箱移動多通過電機驅動滾珠絲桿進行傳動,是主軸驅動核心傳動裝置,多采用靜壓軸承支承,由伺服電機驅動滾珠絲桿進行驅動。由于主軸轉速越來越高,主軸升溫快,已有很多廠家將采用油霧冷卻以替代油冷卻,更有效地控制主軸升溫,使其精度得到有效保證。

主軸系統主要有兩種結構型式,一種是傳統的鏜桿伸縮式結構,具有鏜深孔及大功率切削的特點;另一種是現代高速電主軸結構,具有轉速高,運行速度快,高效、高精的優點。

高速電主軸在臥式鏜銑床上的應用越來越多,除了主軸速度和精度大幅提高外,還簡化了主軸箱內部結構,縮短了制造周期,尤其是能進行高速切削,電主軸轉速最高可大10000r/min以上。不足之處在于功率受到限制,其制造成本較高,尤其是不能進行深孔加工。而鏜桿伸縮式結構其速度有限,精度雖不如電主軸結構,但可進行深孔加工,且功率大,可進行滿負荷加工,效率高,是電主軸無法比擬的。因此,兩種結構并存,工藝性能各異,卻給用戶提供了更多的選擇。

又開發了一種可更換式主軸系統,具有一機兩用的功效,用戶根據不同的加工對象選擇使用,即電主軸和鏜桿可相互更換使用。這種結構兼顧了兩種結構的不足,還大大降低了成本。是當今臥式鏜銑床的一大創舉。電主軸的優點在于高速切削和快速進給,大大提高了機床的精度和效率。

臥式鏜銑床運行速度越來越高,快速移動速度達到25~30m/min,鏜桿最高轉速6000r/min。而臥式加工中心的速度更高,快速移動高達50m/min,加速度5m/s2,位置精度0.008~0.01mm,重復定位精度0.004~0.005mm。

落地式銑鏜床銑刀

由于落地式銑鏜床以加工大型零件為主,銑削工藝范圍廣,尤其是大功率、強力切削是落地銑鏜床的一大加工優勢,這也是落地銑鏜床的傳統工藝概念。而當代落地銑鏜床的技術發展,正在改變傳統的工藝概念與加工方法,高速加工的工藝概念正在替代傳統的重切削概念,以高速、高精、高效帶來加工工藝方法的改變,從而也促進了落地式銑鏜床結構性改變和技術水平的提高。

當今,落地式銑鏜床發展的最大特點是向高速銑削發展,均為滑枕式(無鏜軸)結構,并配備各種不同工藝性能的銑頭附件。該結構的優點是滑枕的截面大,剛性好,行程長,移動速度快,便于安裝各種功能附件,主要是高速鏜、銑頭、兩坐標雙擺角銑頭等,將落地銑鏜床的工藝性能及加工范圍達到極致,大大提高了加工速度與效率。

傳統的銑削是通過鏜桿進行加工,而現代銑削加工,多由各種功能附件通過滑枕完成,已有替代傳統加工的趨勢,其優點不僅是銑削的速度、效率高,更主要是可進行多面體和曲面的加工,這是傳統加工方法無法完成的。因此,很多廠家都競相開發生產滑枕式(無鏜軸)高速加工中心,在于它的經濟性,技術優勢很明顯,還能大大提高機床的工藝水平和工藝范圍。同時,又提高了加工精度和加工效率。當然,需要各種不同型式的高精密銑頭附件作技術保障,對其要求也很高。

高速銑削給落地式銑鏜床帶來了結構上的變化,主軸箱居中的結構較為普遍,其剛性高,適合高速運行;眚寗咏Y構采用線性導軌,直線電機驅動,這種結構是高速切削所必需的,國外廠家在落地式銑鏜床上都已采用,國內同類產品還不多見,僅在中小規格機床上采用線性導軌。高速加工還對環境、安全提出了更高的要求,這又產生了宜人化生產的概念,各廠家都非常重視機床高速運行狀態下,對人的安全保護與可操作性,將操作臺、立柱實行全封閉式結構,既安全又美觀。

工藝特點

傳統的臥式鏜銑床主要適合各種機械零件的加工,尤其是機械傳動箱體以及各種曲面體零件。由于各種裝備技術水平的提高,對機械結構要求越來越簡化,所需傳動部件更少,特別是作為傳動箱體的零件會越來越少,機械傳動多采取直接驅動,且傳動件的精度要求非常高,這對臥式鏜銑床的工藝性能提出了更高要求。因此,作為傳統的鏜軸式結構的加工對象呈減少的趨勢,將以無鏜軸式電主軸所替代,即以高速加工中心完成各種零件的加工。臥式鏜銑床向高速加工中心發展,一方面工藝適應性更強,另一方面也提高了性能水平和加工精度,在提高了加工工藝范圍的同時,需要各種功能附件作工藝保障,既能鏜銑,又能鉆孔、攻絲,裝上數控擺角銑頭附件,還能加工各種曲面體零件。配備交換式工作臺組成柔性加工單元,可對零件進行批量加工。

落地式銑鏜床主要加工各種型面的大型、超大型零件,其工藝特點是配有大型落地式平臺(工作臺尺寸不受限),可加工超長、超寬的零件。同時,還可配備回轉式工作臺,即能作回轉分度,還可作徑向直線運動,通過分度完成對零件的多序加工,大大提高了工藝范圍。意大利Pama(帕瑪)公司生產的落地式銑鏜床專門配備了傾斜式可調角度的工作臺,進一步拓寬了加工范圍。而大功率、高效切削是落地式銑鏜床的一大加工優勢,高速、高精的技術要求越來越影響著落地式銑鏜床的技術發展,是提高落地式銑鏜床工藝水平的重要手段。因此,落地式銑鏜床正在改變單一的大功率、高效切削,而更多地融入高速、高精的工藝技術內涵;硎浇Y構成已為高速銑鏜加工的主要結構型式,滑枕截面大,剛性高,高速運行穩定性好,便于裝卡各種銑頭附件以實現高速加工。

發展趨勢

重型機床的發展將呈現兩大趨勢。一方面是技術上以加工中心或大型柔性加工單元、大型組合式復合加工機床為發展方向,其中,臥式鏜銑床將逐步由高速加工中心和柔性加工單元所替代;落地式銑鏜床以發展大型組合式復合加工中心為主,即由兩臺或更多主機組合成復合加工機床,以適應大型加工零件的單件小批量生產,工藝復雜,輔助時間和加工周期長的特點,往往由一臺機床很難完成所有加工工序,而由兩臺組合加工中心就完全可以實現。如:兩臺數控龍門鏜銑床組成復合加工中心,并共用床身及導軌,分別配一個矩形工作臺和一個回轉工作臺(分度),可進行鏜、銑加工;一臺落地式銑鏜床與一臺數控單柱立車組成大型復合加工中心,共用床身導軌,配一個落地平臺和一個回轉臺,可完成車、鏜、銑、鉆等加工,回轉臺可分度。還有兩臺大型落地銑鏜床共用床身導軌等多種組合形式。這樣即節約了占地面積,降低成本,也提高了加工效率。另一發展趨勢是追求精細化制造,提高裝備制造的工藝含量,體現機床的安全、環保及人性化的特點。

綜上所述,當代臥式鏜銑床與落地式銑鏜床技術發展非?,主要體現在設計理念的更新和機床運行速度及制造工藝水平有很大的提高,另一方面是機床結構變化大,新技術的應用層出不窮。臥式鏜銑床的結構向高速電主軸方向發展,落地式銑鏜床向滑枕式(無鏜軸)結構方向發展,功能附件呈高速、多軸聯動、結構型式多樣化的發展態勢,這將是今后一個時期技術發展的新趨勢。

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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。

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注尺寸來編程,而不必考慮所用刀具的實際半徑尺寸,從而減少編

程時的復雜數值計算。

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序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于坐標軸對稱,那么只要編出一個或兩個象限的程序,而其余象限的輪廓就可以通過鏡像加工來實現。

6、旋轉功能

該功能可將編好的加工程序在加工平面內旋轉任意角度來執行。

7、子程序調用功能

有些零件需要在不同的位置上重復加工同樣的輪廓形狀,將這一輪廓形狀的加工程序作為子程序,在需要的位置上重復調用,就可以完成對該零件的加工。

8、宏程序功能

該功能可用一個總指令代表實現某一功能的一系列指令,并能對變量進行運算,使程序更具靈活性和方便性。

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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,對數控機床的改造也就顯得比較重要,數控機床的設計與改造也成為工業發展的一個重要方面。銑床的應用十分廣泛,主要用于加工面或成型表面。若要在立式銑床上加工圓弧、凸輪等特殊類平面時,就要借助于圓工作臺、分度頭等機床附件,并對機床進行整體調整,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,便于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。

普通銑床數控化改造的條件

并不是所有的普通機床都適合于數控改造。改造的機床應具備如下幾個條件:

(一)機床基礎件必須有足夠的剛度

數控機床屬于高精密機床,要求有很高的移動精度。通常閉環系統的脈沖當量為0.001mm,開環系統的脈沖當量為0.005mm或0.01mm。高的定位精度和輪廓加工精度要求機床的基礎件具有很高的動、靜剛度,基礎件剛性不好則受力后容易變形,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,基礎件剛性不好的機床不適宜改造為數控機床。

(二)改造費用合適、經濟性好

機床改造費用分為機床和電氣兩部分。一方面是維修和改動原機床部分,更換已磨損的部件;另一方面是更換原機床控制柜,用新的數控系統和強電裝置代替。改造費用與原機床零件的利用多少有關,也與采用何種控制系統有關。由于經濟上的考慮,通常采用步進電機驅動的經濟型數控系統進行機床改造。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。

普通銑床數控化改造的一般步驟

(一)機械部分設計

對數控機床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,便于其真正的應用于實際的生產中。

1. 工作臺的進給運動

因為改造后主要加工圓弧、凸輪一類的平面曲線輪廓,所以采用微機數控實現三坐標兩軸聯動控制,工作臺縱向(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后,由滾珠絲杠螺母副拖動。由于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。要使改造后的銑床進給伺服性能較好,在改造時采用直流伺服電動機驅動。

2. 機械部分結構設計

(1)保留原機床的主軸旋轉運動,工作臺升降運動仍采用手動操作,縱、橫向進給改造后既可機動進行復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于數控加工前的對刀工作。

(2)保留原機床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)工作臺橫向運動方面,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)采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,電動機軸與傳動軸采用錐環無鍵連接消除連接器的結構。這種連接的特點是不需要開鍵槽,而且兩連接件的相對角度可任意調節。由于錐環之間的楔緊作用,內外環分別產生徑向彈性變形,靠磨擦力與套連接,消除配合間隙,保證對中性。

(二)數控系統硬件設計

數控部分采用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芯片,擴展成一個較簡單的微機控制系統。2764用作程序存儲器,6264用來擴展8031的RAM存儲器, 8155用作鍵盤和顯示接口,8255用于接收控制面板上多路轉換開關的控制信號。圖2為控制系統硬件結構原理圖。當單片機系統控制X、Y軸某一臺步進電機單動時,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、圓弧及復合軌跡的加工,可以近似地復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于普通銑床。

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《金屬切削機床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機床有限公司生產的搖臂鉆床,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鉆銑兩用機床,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。其目的是使原機床具有一定的柔性,提高生產效率和質量,解決復雜零件的加工問題。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,對復雜零件尤其是對弧面和凸面的加工效果顯著。

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