数控铣床的结构及简单操作

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1、数控铣床的结构及简单操作一、实习目的1．了解数控铣床的基本特点和机床坐标系。2．熟悉FANUC0i-MD数控系统应用。3．掌握数控铣床常规操作方法，重点学习数控铣床回零操作、手动对刀操作、工件坐标系设定、程序输入与编辑、自动加工等操作。二、实习设备1．CGM4300B数控铣床2．XK714D数控铣床3．FANUC0i-MD数控系统三、基础知识1.数控铣床的加工对象（1）平面类零件    加工面平行、垂直于水平面或与水平面成定角的零件称为平面类零件，这一类零件的特点是：加工单元面为平面或可展开成平面。其数控铣削相对比较简单，一般用两坐

2、标联动就可以加工出来。（2）曲面类零件    加工面为空间曲面的零件称为曲面类零件，其特点是加工面不能展开成平面，加工中铣刀与零件表面始终是点接触示。（3）变斜角类零件加工面与水平面的夹角呈连续变化的零件称为变斜角类零件，以飞机零部件常见。其特点是加工面不能展开成平面，加工中加工面与铣刀周围接触的瞬间为一条直线。（4）孔及螺纹采用定尺寸刀具进行钻、扩、铰、镗及攻丝等，一般数控铣都有镗、钻、铰功能。2.XK714D数控铣床的结构如图1-11所示，数控铣床一般由数控系统、主传动系统、进给伺服系统、冷却润滑系统等几大部分组成：（1）主轴箱

3、包括主轴箱体和主轴传动系统，用于装夹刀具并带动刀具旋转，主轴转速范围和输出扭矩对加工有直接的影响。（2）进给伺服系统由进给电机和进给执行机构组成，按照程序设定的进给速度实现刀具和工件之间的相对运动，包括直线进给运动和旋转运动。（3）控制系统数控铣床运动控制的中心，执行数控加工程序控制机床进行加工。（4）辅助装置如液压、气动、润滑、冷却系统和排屑、防护等装置。（5）机床基础件通常是指底座、立柱、横梁等，它是整个机床的基础和框架。图1-11数控铣床的组成下面具体介绍一下主轴部件和进给传动装置：（1）主轴部件主轴部件是数控铣床上的重要部件

4、之一，它带动刀具旋转完成切削，其精度、抗振性和热变形对加工质量有直接的影响。1）主轴    如图1-12（a）所示，数控铣床的主轴为一中空轴，其前端为锥孔，与刀柄相配，在其内部和后端安装有刀具自动夹紧机构，用于刀具装夹。主轴在结构上要保证好良好冷却润滑，尤其是在高转速场合，通常采用循环式润滑系统。对于电主轴而言，往往设有温控系统，且主轴外表面有槽结构，以确保散热冷却，如图1-12（b）所示。(a)主轴结构及其润滑（b）电主轴图1-12主轴2）刀具自动夹紧机构在数控铣床上多采用气压或液压装夹刀具，常见的刀具自动夹紧机构主要由拉杆、拉杆

5、端部的夹头、蝶形弹簧、活塞、气缸等组成，见图1-12（a）。夹紧状态时，蝶形弹簧通过拉杆及夹头，拉住刀柄的尾部，使刀具锥柄和主轴锥孔紧密配合；松刀时，通过气缸活塞推动拉杆，压缩蝶形弹簧，使夹头松开，夹头与刀柄上的拉钉脱离，即可拔出刀具，进行新、旧刀具的交换，新刀装入后，气缸活塞后移，新刀具又被蝶形弹簧拉紧。  需注意的是，不同的机床，其刀具自动夹紧机构结构不同，与之适应的刀柄及拉钉规格亦不同。3）端面键    带动铣刀旋转，传递运动和动力。4）自动切屑清除装置自动清除主轴孔内的灰尘和切屑是换刀过程中的一个不容忽视的问题。如果主轴锥孔

6、中落入了切屑、灰尘或其它污物，在拉紧刀杆时，锥孔表面和刀杆的锥柄就会被划伤，甚至会使刀杆发生偏斜，破坏刀杆的正确定位，影响零件的加工精度，甚至会使零件超差报废。为了保持主轴锥孔的清洁，常采用的方法是使用压缩空气经主轴内部通道吹屑，清除主轴孔内不洁。 （2）进给传动装置如图1-13所示，数控铣床的进给传动装置多采用伺服电机直接带动滚珠丝杠旋转，在电动机轴和滚珠丝杠之间用锥环无键连接或高精度十字联轴器结构，以获得较高的传动精度。图1-13进给传动装置与普通铣床相比，数控铣床具有以下特点：（1）半封闭或全封闭式防护    经济型数控铣床多

7、采用半封闭式；全功能型数控铣床会采用全封闭式防护，防止冷却液、切屑溅出，保证安全。（2）主轴无级变速且变速范围宽    主传动系统采用伺服电机（高速时采用无传动方式—电主轴）实现无级变速，且调速范围较宽，这既保证了良好的加工适应性，同时也为小直径铣刀工作形成了必要的切削速度。（3）采用手动换刀，刀具装夹方便    数控铣床没有配备刀库，采用手动换刀，刀具安装方便。（4）一般为三坐标联动    数控铣床多为三坐标（即X，Y，Z三个直线运动坐标）、三轴联动的机床，以完成平面轮廓及曲面的加工。（5）应用广泛与数控车削相比，数控铣床有着更为

8、广泛的应用范围，能够进行外形轮廓铣削、平面或曲面型腔铣削及三维复杂型面的铣削，如各种凸轮、模具等，若再添加圆工作台等附件（此时变为四坐标），则应用范围将更广，可用于加工螺旋桨、叶片等空间曲面零件。此外，随着高速铣削技术的发展，数控铣床