普通铣床结构及工作原理【全面解析】

普通铣床结构及工作原理【全面解析】

一、铣床的定义 

铣床(milling machine)主要指用铣刀对工件多种表面进行加工的机床。通常铣刀以旋转运动为主运动,工件和铣刀的移动为进给运动。它可以加工平面、沟槽,也可以加工各种曲面、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。     铣床是一种用途广泛的机床,在铣床上可以加工平面(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,铣床可以对工件进行铣削、钻削和镗孔加工的机床。  

二、铣床的工作原理 

铣床的工作原理:使用丝杠轴承把电机的旋转运动转化为工作台在水平面(X、Y)上的直线运动和主轴在垂直方向(Z)的直线运动。顺时针转动手轮并带动丝杆转动,使斜齿圆柱齿轮作逆时针转动,转动一周的同时上升一个导程。安装于铣床主轴上的立铣刀头可以扳转一定的角度,作用于铣床工作台水平装夹的零件进行斜面铣削加工。 铣床的铣削方式:顺铣和逆铣 

顺铣利于工件的夹持和高速切削,并提高表面加工质量;但顺铣对消除工作台进给丝杆和螺母间的间隙,并要求工件没有硬皮。逆铣有助于加工过程中的运动稳定。 

铣床机床主要用于模具制造业,铣床除能铣削平面、台阶、斜面、沟槽、齿轮、螺纹、花键轴和切断外,还可以进行钻孔和镗孔加工及比较复杂的型面加工,效率较刨床高,在模具制造和修理方面得到广泛应用。  

三、数控铣床的工作原理 

目前,数控铣床的应用十分广泛,在普通铣床上集成了数字控制系统,可以在程序代码的控制下较精确地进行铣削加工的机床。其工作原理如下:  

根据零件形状、尺寸、精度和表面粗糙度等技术要求制定加工工艺,选择加工参数。通过手工编程或利用CAM 软件自动编程,将编好的加工程序输入到控制器。控制器对加工程序处理后,向伺服装置传送指令。伺服装置向伺服电机发出控制信号。主轴电机使刀具旋转,X、Y 和Z向的伺服电机控制刀具和工件按一定的轨迹相对运动,从而实现工件的切削。   

数控铣床主要由床身、铣头、纵向工作台、横向床鞍、升降台、电气控制系统等组成。能够完成基本的铣削、镗削、钻削、攻螺纹及自动工作循环等工作,可加工各种形状复杂的凸轮、样板及模具零件等。数控铣床的床身固定在底座上,用于安装和支承机床各部件,控制台上有彩色液晶显示器、机床操作按钮和各种开关及指示灯。纵向工作台、横向溜板安装在升降台上,通过纵向进给伺服电机、横向进给伺服电机和垂直升降进给伺服电机的驱动,完成X、Y、Z坐标的进给。电器柜安装在床身立柱的后面,其中装有电器控制部分。

铣床的基本机构

以升降台铣床为例,一般是由立柱,铣头,工作台,床鞍,升降台,床身等构成。升降台铣床的主要特点是带有升降台。升降台可以沿着床身上的导轨上下移动,工作台安装在升降台上面,并能前后左右移动。所以升降台铣床加工工件时很灵活,用途很广。

铣床有一个机动驱动主轴。夹持多齿刀具的心轴配入此主轴中。旋转圆刀具的切削刃或齿在此刀具的每一转切除的金属为一控制量。工作件装在可运动的工作台上并向铣刀进刀。工作台可以手动进刀或自动进刀。当几个铣刀装在心轴上,在一次操作中几个面可以同时加工。以膝及柱铣床为例。膝及柱通常铸成一件,作成铣床的主要铸件。柱有厚强及强力支撑用来支持机器的其他零件,并通常包含一柜冷却剂用于切削降温。

柱里面空间装有驱动及齿轮机构,以此传送力到主轴及工作台。柱的上部支持上臂。上臂设计因机器制造厂而异。

心轴支座滑动在上臂上。心轴支座夹紧在上臂上,并支持铣刀心轴。心轴支座之下端轴承与主轴的中心完全对正。内部支座靠近中心支持心轴。

主轴是空心的,他旋转于柱上端的轴承中;前端有推拔孔以接收铣床心轴的标准柄。

在柱上面有一宽滑槽,通常为鸠尾设计,以备滑动膝或托架的正确对正。膝可以在柱上升起及降落对各种尺寸的工作可以调整进刀深度。膝是一个铸铁,两边加工成直角。膝的垂直加工边在柱面上的导路滑动。膝的上面与垂直面加工成直角,并支持在膝上或向着或离开柱面滑动的鞍座。有一个强度很高的升降螺升降此膝。

鞍座装在膝的上面并支持工作台,在鞍座上的精确加工面,通常为鸠尾状,装着铣床工作台。

工作台装在鞍座上,普通铣床的工作台运动为: 1 垂直-升起在柱的膝上 2 横向-在膝上滑动鞍座; 3 纵向-工作台在鞍座上滑动。分厘标度盘刻度为 1000 寸精度,用于调定工作台。在万能铣床的鞍座上,工作台又可以水平的旋转。

在铣床工作台的上面有纵向的 t 槽,其能用于固定工作件或工作件夹紧。

 

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