铣床

1
2 Ⅰ3
45 6
7
8 9 10 11
12 13
3
14
Ⅰ
图4-15 主轴部件结构
1-端面键；2-主轴；3-钢球；4-锁紧套；5-主轴套筒；6-波形弹簧；7-锁紧套筒；8-钢球； 9-拉紧杆；10-推力套筒；11-销轴；12-活塞；13-弹簧；14-螺母支架
2.工作台与床鞍
工作台与床鞍支承在升降台的水平矩形导 轨上，见图4-16所示。工作台的横向进给 由安装在工作台前方的交流伺服电动机， 经同步带、滚珠丝杠螺母副传动（图中未 示出）。
2.进给运动
XK5032立式升降台数控铣床采用半闭环进 给伺服系统，通过控制该伺服系统，可驱 动机床各坐标轴分别沿着X、Y、Z三个方 向运动，从而实现二轴半和三轴的联动控 制。
Z
0
ΔY
Y
X
（a）二轴半联动
(b)三轴联动
图4-14 二轴半联动和三轴联动
下面介绍各个方向运动的实现方式
(1) Z向运动。Z向交流伺服电动机的运动通 过同步带传动滚珠丝杠轴Ⅳ，再由螺母，带 动主轴套筒1上下移动，主轴套筒的移动速 度和移动方向靠改变伺服电动机的转速和转 向来实现控制。
2.孔盘变速操纵机构
X6132型铣床的主运动及进给运动的变速 都采用了孔盘变速操纵机构进行控制。下 面以主变速操纵机构为例介绍其工作原理。
1 2 D
d
1
(b) 3
2'
2
4
2
3
d
2'
(c)
d
2'
2
D
4 (a)
2' (d)
图4-6 孔盘变速原理图
1-拨叉 ; 2、2'-齿轮轴; 3-齿轮; 4-孔盘
3．工作台及顺铣机构
（1）工作台结构。 升降台式铣床工作台的纵向进给及快速移动一般
用丝杠螺母副传动。X6132型万能卧式铣床工作 台由工作台7、床鞍1和回转盘3等三层组成。 (2)顺铣机构。 在铣床上加工工件时，常常采用逆铣和顺铣两种 加工方式。逆铣时切削力F的水平分力Fx的方向 与进给运动f相反，见图4-8(a)。
(4) 升降台的运动
升降台运动为手动，转动手柄2,通过一对 啮合的弧齿锥齿轮(Z=20)带动丝杠轴 X(t=6.35mm)在螺母中旋转，从而实现升 降台的升降。
四、机床的典型结构
1、主轴部件
主轴结构应保证主轴既能作旋转运动又能 做作直线运动，因此采用了双层结构，主 轴2通过轴承支撑在主轴套筒5内，主电动 机通过带轮带动主轴2尾部的花键，使主轴 旋转。主轴套筒的Z向进给是通过安装在主 轴箱内的交流伺服电动机带动一对同步带 轮使滚珠丝杠转动，从而使丝杠螺母14带 动固定在其上面的主轴套筒5上下移动。
二、铣床的传动系统
铣床的传动系统一般是由主运动传动链、 进给运动传动链及工作台快速移动传动链 组成。铣床的主运动传动链的两端件是电 动机与主轴，其任务是通过主变速传动装 置把电动机的运动传给主轴，使其获得各 种不同的转速，以满足加工的需要。
Ⅱ
Ⅴ
Ⅳ
46
37
26
40 71
36 27
33
290
17
2
3
f
A 4
5
A-A 放大
6
5
(c)
图4-8 顺铣机构工作原理
左螺母；
右螺母；
右旋丝杠；
4-冠状齿轮， 5-齿条； 6-弹簧
四、万能分度头
1.用途和结构 升降台式铣床配备有多种附件，用来扩大
工艺范围，其中万能分度头是常用的一种 附件。
4
3
2 5
1
9 (a)
7 8
1/40
6
10
1:1
1:1
第二节 X6132型万能卧式升降台铣床
一、主要组成部件 X6132型万能升降台铣床主要由底座1、床
身2、悬梁3、刀杆架4、主轴5、工作台6、 床鞍7、升降台8和回转盘9等组成，如图42所示。
3 4
2
5 6
7
1
8
9
图 4-2 X6132型万能升降台铣床
1-底座; 2-床身; 3-悬梁 ; 4-刀杆支架; 5-主轴; 6-工作台; 7-床鞍; 8-升降台; 9-回转盘
图4-13 XK5032立式升降台数控铣床的传动系统
1-主轴套筒； 2-手柄； 3-弧齿锥齿轮
1．主运动
主轴电动机通过带传动，带动主轴Ⅱ旋转， 可获得主轴的高速挡或低速挡，而主轴的 转速靠改变主轴电动机的转速而得到，主 轴电动机采用宽调速交流伺服电动机，能 进行无级调速；主轴的正反转是由主电动 机的正反转来控制。主传动链可获得主轴 的高速挡范围为80~4500r/min，主轴低速 挡范围为45~2600r/min。
数控铣床的传动系统要比通用铣床的传动 系统简单得多。如图4-13所示是XK5032立 式升降台数控铣床的传动系统图。
71.12
1
z=15
z=30
3.7kw 5.5kw
3.6Nm
Z轴 T=5.05mm
3 z=20
z=20
Ⅹ
Y轴 3N m
T=5.08mm X轴
2
z=30
z=15
z=36 3Nm
z=18
气动系统由气源处理三联件、二位三通先 导电磁阀和气缸等组成。
二位三通先导电磁阀2
气缸
Q23×D
主轴刹紧 刀具刹紧
398 223 气源处理二联件
三通
Q23×D 二位三通先导电磁阀4
图4-18 气动系统工作原理图
6、控制箱
机床控制箱中装有X、Y、Z三轴进给的伺 服放大系统及控制器。装有CRT的操作箱， 通过悬臂、转盘与控制箱连接，并可任意 转动。
三、主要部件结构
1.主轴部件 主轴部件用于安装铣刀并带动其旋转，是
保证机床加工精度和表面质量的关键部件。 由于铣削力呈周期性变化，容易引起振动， 所以主轴部件必须具有较高的刚性及抗振 性。
2
3
45
6 7 8
1
11 10
图4-5 主轴部件结构
9
1-主轴; 2-后支承; 3-锁紧螺钉;4-中间支承; 5-轴承盖; 6-前支承; 7-主轴前锥孔; 8-端面键; 9-飞轮; 10-隔套;11-螺母
7
M5
89
10
6
4
5
3
2
1
11 12 13
ⅩⅧ
图4-7工作台结构图
1-床鞍; 2-压板; 3-回转盘; 4-纵向进给丝杠；5-手轮；6-前支架；7-工作台； 8-滑键； 9-花键套筒；10-后支架；11-螺母；12-偏心轴；13-手柄；14-螺栓
F
F FX
f 1
1
(a)
1
FF f Fx
1 (b)
第四章 铣 床
第一节 概 述
一、铣床的用途
铣床的用途十分广泛，在铣床上可以加工 平面、沟槽、分齿零件（齿轮、链轮、棘 轮、花键轴等）、螺旋形表面（螺纹、螺 旋槽）及各种成形和非成形曲面。此外， 还可以加工内外回转表面，以及进行切断 工作等。
二、铣床的分类及特点
铣床的类型很多，根据铣床的控制方式可 以将其分为通用铣床和数控铣床两大类； 根据布局和用途又可分为卧式铣床和立式 铣床等。常见的通用铣床和数控铣床的类 型、特点和应用如表4-1所示。
11 7
11 (b )
图4-9 FW125型万能分度头
1-顶尖; 2-分度头主轴; 3-刻度盘; 4-壳体; 5-分度叉 6-分度头外伸轴； 7-分度盘;8-底座; 9-锁紧螺钉; 10-插销; 11-分度头手柄
1/40
z4
1:1
5
z3
z2
1:1
Ⅱ
J 38
z1
K
Ⅲ
T丝
24
38
B
（a）
图4-11 加工螺旋槽的调整
1
2
3
4
5
6
7
图4-16 工作台的结构
1-手轮；2-刻度盘；3-工作台；4-床鞍；5-丝杠；6,7-带轮
AC伺服电机
3、机床的冷却系统
机床的冷却系统由冷却泵、出水管、开关 及喷嘴等组成。
4、润滑系统
润滑系统是由自动间歇油泵、分油器、节 流阀、油管等组成。机床的润滑方式分为 自动润滑和周期润滑两种。
2、进给运动
进给运动传动链首端件为进给电动机，当 运动由轴VI经进给运动传动链传至轴X，而 轴X的运动经电磁离合器M3(YV4)， M4(YV5)以及端面齿离合器M4的不同接合， 可使工作台获得垂直、横向和纵向三个方 向的进给运动。
c 40 18
b 40 18
a 49 Ⅹ
40 Ⅸ
Ⅷ
18
18
40
分油器 （3通）
分油器 （3通） 油泵 过滤器 自动润滑油泵
主轴套筒 Z轴滚珠丝杠
PSS 2H PSS 2H PSS 2H PSS 00H PSS 1H PSS 2H
软管
分油器 （7通）
图4-17 润滑系统
工作台外导轨 床鞍左导轨 床鞍右导轨 Y轴滚珠丝杠 X轴滚珠丝杠 工作台内导轨
5、气动系统

(2) X向运动
X向交流伺服电动机通过同步带带动滚珠丝 杠轴VI和螺母运动，从而实现工作台X向 （纵向）的运动，运动速度的快慢和运动 方向由X向交流伺服电动机的转速和转向来 控制。
(3) Y向运动
Y向交流伺服电动机通过轴Ⅶ和轴Ⅷ间的同 步带传动滚珠丝杠螺母副中的丝杠轴Ⅷ旋 转，以实现工作台Y向（横向）的移动，移 动的快慢和移动方向靠Y向交流伺服电动机 的转速和转向来控制。
（b ）
第三节 XK5032立式升降台数控铣床
XK5032立式升降台数控铣床配置了 FANUC-OMC数控系统，可完成铣削、镗 削、钻削及攻丝等功能的自动工作循环。 XK5032立式升降台数控铣床定位精度及重 复定位精度较高，功能完备，对零件的适 应性强，加工精度高，特别适用于加工各 种形状复杂的凸轮、样板、模具等零件。
一、主要组成部件及性能特点
XK5032立式升降台数控铣床主要由床身立 柱6、控制系统、主轴箱5、工作台3、升降 台2、液压部分、气动部分及电气部分组成， 如图4-12所示。主轴部件由系统控制可沿 床身立柱6作Z向进给运动。
二、机床的主要技术参数
机床的主要技术参数见表4-2。
三、机床的传动系统
38
18
80
M(YV1) E
19
22 16
7.5kw 1450r/min
150
15
20
M6
16
P=6mm
22 44
33 ⅩⅥ
XVIII
18
P=6mm 47
M4(YV5) E
38
ⅩⅤ
18
27
47 E
22 52
XI
M2(YV3) E
M1(YV2)E
M3(YV4) 29 49
ⅩⅦ
38
29
26
40 18
40 18
40
29 22 36
44 26
32
18
18
40 40
32 20
17
44
Ⅵ 40
29 36 26
1.5kw 1410r/min
ⅩⅨ
ⅩⅣ ⅩⅢ
ⅩⅡ
Ⅹ Ⅸ Ⅷ Ⅶ
Ⅰ
图4-3 X6132型万能卧式升降台铣床传动系统
1、主运动
铣床的主运动是主轴的旋转运动。主运动 传动链首端件为主电动机（轴I），经Ⅱ— Ⅳ轴，最后传至末端件轴V（主轴）。主轴 旋转方向的改变由主电动机正反转实现。 主轴的制动由电磁制动器M(YV1)来控制。
40
图4-4 曲回机构原理图
3.工作台快速移动
工作台的快速移动用于分别调整工作台在 纵向、横向或垂直方向的位置。X6132型 万能卧式升降台铣床的工作台快速移动的 动力源仍由进给电动机提供，但轴VI和X轴 之间的运动是由齿轮副40/26×44/22，经 离合器M2直接传至轴X，使轴X快速旋转。 利用离合器M3、M4、M5接通纵向、横向 或垂直方向的快速调整移动。快速调整移 动的方向通过电动机改变旋转方向来实现。