銑床是用銑刀對(duì)工件進(jìn)行銑削加工的機(jī)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(fù)雜的型面，效率較刨床高，在機(jī)械制造和修理部門(mén)得到廣泛應(yīng)用。
早的銑床是美國(guó)人惠特尼于1818年創(chuàng)制的臥式銑床；為了銑削麻花鉆頭的螺旋槽，美國(guó)人布朗于1862年創(chuàng)制了臺(tái)銑床，這是升降臺(tái)銑床的雛形；1884年前后又出現(xiàn)了龍門(mén)銑床；二十世紀(jì)20年代出現(xiàn)了半自動(dòng)銑床，工作臺(tái)利用擋塊可完成“進(jìn)給-決速”或“決速-進(jìn)給”的自動(dòng)轉(zhuǎn)換。
1950年以后，銑床在控制系統(tǒng)方面發(fā)展很快，數(shù)字控制的應(yīng)用大大提高了銑床的自動(dòng)化程度。尤其是70年代以后，微處理機(jī)的數(shù)字控制系統(tǒng)和自動(dòng)換刀系統(tǒng)在銑床上得到應(yīng)用，擴(kuò)大了銑床的加工范圍，提高了加工精度與效率。
銑床種類(lèi)很多，一般是按布局形式和適用范圍加以區(qū)分，主要的有升降臺(tái)銑床、龍門(mén)銑床、單柱銑床和單臂銑床、儀表銑床、工具銑床等。
升降臺(tái)銑床有式、臥式和立式幾種，主要用于加工中小型零件，應(yīng)用廣；龍門(mén)銑床包括龍門(mén)銑鏜床、龍門(mén)銑刨床和雙柱銑床，均用于加工大型零件；單柱銑床的水平銑頭可沿立柱導(dǎo)軌移動(dòng)，工作臺(tái)作縱向進(jìn)給；單臂銑床的立銑頭可沿懸臂導(dǎo)軌水平移動(dòng)，懸臂也可沿立柱導(dǎo)軌調(diào)整高度。單柱銑床和單臂銑床均用于加工大型零件。
儀表銑床是一種小型的升降臺(tái)銑床，用于加工儀器儀表和其他小型零件；工具銑床主要用于模具和工具制造，配有立銑頭、角度工作臺(tái)和插頭等多種附件，還可進(jìn)行鉆削、鏜削和插削等加工。其他銑床還有鍵槽銑床、凸輪銑床、曲軸銑床、軋輥軸頸銑床和方鋼錠銑床等，它們都是為加工相應(yīng)的工件而制造的專(zhuān)用銑床。
另外，按控制方式，銑床又可分為仿形銑床、程序控制銑床和數(shù)控銑床等
數(shù)控銑床是一種加工功能很強(qiáng)的數(shù)控機(jī)床，目前迅速發(fā)展起來(lái)的加工中心、柔性加工單元等都是在數(shù)控銑床、數(shù)控鏜床的基礎(chǔ)上產(chǎn)生的，兩者都離不開(kāi)銑削方式。由于數(shù)控銑削工藝復(fù)雜，需要解決的技術(shù)問(wèn)題也多，因此，人們?cè)谘芯亢烷_(kāi)發(fā)數(shù)控系統(tǒng)及自動(dòng)編程語(yǔ)言的軟件系統(tǒng)時(shí)，也一直把銑削加工作為重點(diǎn)。
一. 數(shù)控銑床的分類(lèi)
1. 按主軸的位置分類(lèi)
1) 數(shù)控立式銑床
數(shù)控立式銑床在數(shù)量上一直占據(jù)數(shù)控銑床的大多數(shù)，應(yīng)用范圍也廣。從機(jī)床數(shù)控系繞控制的坐標(biāo)數(shù)量來(lái)看，目前3坐標(biāo)數(shù)控立銑仍占大多數(shù)；一般可進(jìn)行3坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)加工，但也有部分機(jī)床只能進(jìn)行3個(gè)坐標(biāo)中的任意兩個(gè)坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)加工(常稱為2.5坐標(biāo)加工)。此外，還有機(jī)床主軸可以繞X、Y、Z坐標(biāo)軸中的其中一個(gè)或兩個(gè)軸作數(shù)控?cái)[角運(yùn)動(dòng)的4坐標(biāo)和5坐標(biāo)數(shù)控立銑。
2) 臥式數(shù)控銑床
與通用臥式銑床相同，其主軸軸線平行于水平面。為了擴(kuò)大加工范圍和擴(kuò)充功能，臥式數(shù)控銑床通常采用增加數(shù)控轉(zhuǎn)盤(pán)或數(shù)控轉(zhuǎn)盤(pán)來(lái)實(shí)現(xiàn)4、5坐標(biāo)加工。這樣，不但工件側(cè)面上的連續(xù)回轉(zhuǎn)輪廓可以加工出來(lái)，而且可以實(shí)現(xiàn)在一次安裝中，通過(guò)轉(zhuǎn)盤(pán)改變工位，進(jìn)行“四面加工”。
3) 立臥兩用數(shù)控銑床
目前，這類(lèi)數(shù)控銑床已不多見(jiàn)，由于這類(lèi)銑床的主軸方向可以更換，能達(dá)到在一臺(tái)機(jī)床上既可以進(jìn)行立式加工，又可以進(jìn)行臥式加工，而同時(shí)具備上述兩類(lèi)機(jī)床的功能，其使用范圍更廣，功能更全，選擇加工對(duì)象的余地更大，且給用戶帶來(lái)不少方便。特別是生產(chǎn)批量小，品種較多，又需要立、臥兩種方式加工時(shí)，用戶只需買(mǎi)一臺(tái)這樣的機(jī)床就行了。
2. 數(shù)控銑床按構(gòu)造上分類(lèi)
1) 工作臺(tái)升降式數(shù)控銑床
這類(lèi)數(shù)控銑床采用工作臺(tái)移動(dòng)、升降，而主軸不動(dòng)的方式。小型數(shù)控銑床一般采用此種方式。
2) 主軸頭升降式數(shù)控銑床
這類(lèi)數(shù)控銑床采用工作臺(tái)縱向和橫向移動(dòng)，且主軸沿垂向溜板上下運(yùn)動(dòng)；主軸頭升降式數(shù)控銑床在精度保持、承載重量、系統(tǒng)構(gòu)成等方面具有很多優(yōu)點(diǎn)，已成為數(shù)控銑床的主流。
3) 龍門(mén)式數(shù)控銑床
這類(lèi)數(shù)控銑床主軸可以在龍門(mén)架的橫向與垂向溜板上運(yùn)動(dòng)，而龍門(mén)架則沿床身作縱向運(yùn)動(dòng)。大型數(shù)控銑床，因要考慮到擴(kuò)大行程，縮小占地面積及剛性等技術(shù)上的問(wèn)題，往往采用龍門(mén)架移動(dòng)式。
銑床的工裝夾具
1．基本要求
在數(shù)控銑削加工中一般不要求很復(fù)雜的夾具，只要求簡(jiǎn)單的定位、夾緊就可以了，其設(shè)計(jì)的原理也與通用銑床夾具相同，結(jié)合數(shù)控銑削加工的特點(diǎn)，這里提出一些基本要求：
為工件在本工序中所有需要完成的待加工面充分暴露在外，夾具要做的盡可能開(kāi)敞，因?yàn)閵A緊機(jī)構(gòu)元件和加工面之間應(yīng)保持一定的安全距離，同時(shí)要求夾緊機(jī)構(gòu)元件能低則低，以防止夾具與銑床主軸套筒或刀套、刃具在加工過(guò)程中發(fā)生干涉。
為保持零件的安裝方位與機(jī)床坐標(biāo)系及編程坐標(biāo)系方向的一致性，夾具應(yīng)在機(jī)床上實(shí)現(xiàn)定向安裝，還要求協(xié)調(diào)零件定位面與機(jī)床之間保持一定的坐標(biāo)聯(lián)系。
夾具的剛性與穩(wěn)定性要好。盡量不采用在加工過(guò)程中更換夾緊點(diǎn)的設(shè)計(jì)，當(dāng)非要在加工過(guò)程中更換夾緊點(diǎn)時(shí)，要特別注意不能更換因更換夾緊點(diǎn)而破壞夾具或工件的定位精度。
2．常用夾具的種類(lèi)
數(shù)控銑削加工常用的夾具大致有以下幾種：
組合夾具。適合小批量生產(chǎn)或研制時(shí)的中小、小型工件在數(shù)控銑床上進(jìn)行銑削加工。
專(zhuān)用銑削夾具。這是特別為某一項(xiàng)或類(lèi)似的幾項(xiàng)工件設(shè)計(jì)制造的夾具，一般在年產(chǎn)量較大或研制時(shí)非要不可時(shí)采用。其結(jié)構(gòu)固定，僅使用于一個(gè)具體零件的具體工序，這類(lèi)夾具設(shè)計(jì)應(yīng)力求簡(jiǎn)化，使制造時(shí)間盡量縮短。
多工位夾具。可以同時(shí)裝夾多個(gè)工件，可減少換刀次數(shù)，已便于一面加工，一面裝卸工件，有利于縮短輔助時(shí)間，提高生產(chǎn)率，較適合中批量生產(chǎn)。
氣動(dòng)或液壓夾具。適合生產(chǎn)批量較大的場(chǎng)合，采用其它夾具又特別費(fèi)工，費(fèi)力的工件，能減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度和提高生產(chǎn)率，但此類(lèi)夾具結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，造價(jià)往往很高，而且制造周期較長(zhǎng)。
通用銑削夾具。有通用可調(diào)夾具、虎鉗、分度頭和三爪卡盤(pán)等。
3．?dāng)?shù)控銑床夾具的選用原則
在選用夾具時(shí)，通常需要考慮產(chǎn)品的生產(chǎn)批量、生產(chǎn)效率、質(zhì)量及經(jīng)濟(jì)性，選用時(shí)可參考下列原則：
在生產(chǎn)量小或研制時(shí)，應(yīng)廣泛采用組合夾具，只用在組合夾具無(wú)法解決十才考慮采用其他夾具。
小批量或成批生產(chǎn)十可考慮采用專(zhuān)用夾具，但應(yīng)盡量簡(jiǎn)單。
在生產(chǎn)批量較大的可考慮采用多工位夾具和氣動(dòng)、液壓夾具。
數(shù)控銑床的主要功能
各種類(lèi)型數(shù)控銑床所配置的數(shù)控系統(tǒng)雖然各有不同，但各種數(shù)控系統(tǒng)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(diǎn)位控制功能
此功能可以實(shí)現(xiàn)對(duì)相互位置精度要求很高的孔系加工。
2、連續(xù)輪廓控制功能
此功能可以實(shí)現(xiàn)直線、圓弧的插補(bǔ)功能及非圓曲線的加工。
3、刀具半徑補(bǔ)償功能
此功能可以根據(jù)零件圖樣的標(biāo)注尺寸來(lái)編程，而不必考慮所用刀具的實(shí)際半徑尺寸，從而減少編程時(shí)的復(fù)雜數(shù)值計(jì)算。
4、刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償功能
此功能可以自動(dòng)補(bǔ)償?shù)毒叩拈L(zhǎng)短，以適應(yīng)加工中對(duì)刀具長(zhǎng)度尺寸調(diào)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(biāo)值來(lái)執(zhí)行。鏡像加工又稱軸對(duì)稱加工，如果一個(gè)零件的形狀關(guān)于坐標(biāo)軸對(duì)稱，那么只要編出一個(gè)或兩個(gè)象限的程序，而其余象限的輪廓就可以通過(guò)鏡像加工來(lái)實(shí)現(xiàn)。
6、旋轉(zhuǎn)功能
該功能可將編好的加工程序在加工平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)任意角度來(lái)執(zhí)行。
7、子程序調(diào)用功能
有些零件需要在不同的位置上重復(fù)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(fù)調(diào)用，就可以完成對(duì)該零件的加工。
8、宏程序功能
該功能可用一個(gè)總指令代表實(shí)現(xiàn)某一功能的一系列指令，并能對(duì)變量進(jìn)行運(yùn)算，使程序更具靈活性和方便性。
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