数控镗铣床结构与应用

模块二 数控铣床
大连理工大学出版社
一、数控铣床的布局及分类
（一）数控铣床的布局 1.数控铣床的布局与结构特点 数控铣床与加工中心相比较，在布局与结构上有以下四个特点：
（1） 机床外防护装置采用半封闭或全封闭防护。
（2） 手动操作实现换刀功能，机床无自动换刀装置
（3） 具有三个移动坐标轴，当使用数控回转工作台附件时，可增加一个回转坐标轴。
数控铣床所加工的零件在普通铣床上是难以加工或无法完成的。数控铣床 适合应用于一般机械加工、汽车制造、模具制造及航空航天领域。
模块一 数控镗铣床的应用
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三、加工中心加工的典型案例
1.加工箱体类零件
通常箱体类零件工艺过程复杂且加工精度要求高，适于采用卧式加
工中心进行加工。 （a）图所示为使用端铣刀铣刀
（4） 数控系统的控制功能多为三轴两联动或三轴三联动。
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1.数控铣床的布局 图4-8所示为XK5040A数控铣床的布局。 纵向工作台、横向溜板安装在升降台上， 由各轴伺服电动机驱动，完成X、Y、Z轴进给 运动
大连理工大学出版社 图4-8
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（二）数控铣床的分类 数控铣床是一种用途广泛的数控镗铣机床，常见的数控铣床有立式数控铣 床、卧式铣床、立、卧两用数控铣床和数控龙门铣床。
图4-10
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（2）立式数控铣床的坐标系 如图所示，X坐标正方向指向右边，Y坐标正 方向指向后方，Z坐标正方向指向上方。 对于立式升降台数控铣床，由于主轴只旋转 运动，X、Y轴进给运动由工件的移动来实现，所 以坐标用+Xˊ、+Yˊ表示；Z轴进给运功是升降 台的移动，属于第二坐标系，用+Wˊ表示。
1.工序高度集中 2.工件一次安装自动完成多面加工 3.具备自动换刀装置 4.有的卧式加工中心配有交换工作台 5.数控系统的控制功能强
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（二) 加工中心的应用范围 加工中心在机械制造领域承担着精密、复杂的多任务加工，在现代化机械制造 工厂，加工中心的应用日益广泛。 1.立式加工中心的应用范围 主要适用于加工板类、盘类、模具及小型壳体类复杂零件。 2.卧式加工中心的应用范围 卧式加工中心适用于零件形状比较复杂和精度要求高的产品的批量生产，特别 是箱体和复杂结构件的加工。 3.万能加工中心的应用范围 万能加工中心（又称多轴联动型加工中心），可以完成复杂空间曲面的加工。
大连理工大学出版社 图4-1
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2. 加工凸轮类零件 图示槽形凸轮零件，毛坯为铸件，本序加工凸轮槽的内外轮廓，适合采用数控 铣床加工。
已在其他机床上加工完成
凸轮槽外轮廓 凸轮槽内轮廓
源自文库
图4-2
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如图所示的餐盘凸模具为曲面轮廓，适合采用三轴联动的数控铣床加工， 先进行粗加工、后进行经精加工。
项目四
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模块一 数控镗铣床的应用 模块二 数控铣床 模块三 加工中心布局和分类 模块四 立式加工中心 模块五 卧式加工中心
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一、 数控镗铣床加工的典型案例
1. 加工板类零件 图示的零件为典型的板类零件， 主要加工平面、孔系、型腔及外轮廓 等 ，适合采用数控铣床加工。
大连理工大学出版社 图4-9
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中型立式数控铣床通常采用主轴头升降式布局，也称作数控床身铣床，如图 4-10所示，工作台采用十字滑台结构，工作台做纵向移动为X轴，滑座沿床身导轨 横向移动Y轴。
中小型立式数控铣床结构简单，工件安装方便，加工过程便于操作者观察， 但不便于排屑。
1.立式数控铣床 （1）立式数控铣床的布局
立式数控铣床的结构特征是主轴轴线垂直于工作台面安装，它是数控 铣床中数量最多的一种，应用范围也最为广泛。
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小型立式数控铣床一般都采用如图4-9所示的 升降台式布局。
主轴带着刀具旋转，铣头不运动，工作 台可纵、横向移动，升降台可带着滑座和工作台 垂直移动。
箱体零件
端铣刀
加工箱体平面 。
图4-4
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1.加工箱体类零件 （b）图所示的用镗刀加工孔系 （c）图所示的加工连接孔
镗刀
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孔加工刀具
图4-4 （a）
图4-4 （b）
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2. 加工模具类零件 如图所示的连杆模具零件，加工内容包括铣削平面、分层铣削连 杆外轮廓及孔加工等。 先进行粗加工、后进行经精加工，需要使用多把铣削类和钻削类 刀具。 该零件适于采用立式加工中心加工。
该零件适于采用五轴联动的加工中心进行加工。
图4-7
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（一） 加工中心的特点 加工中心又称为多工序自动换刀数控机床。 使用加工中心加工工件，可以缩短工件装夹、测量和机床调整等辅助工序时间，对 于形状比较复杂，精度要求较高，品种更换频繁的零件具有良好的加工经济性。
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图4-11
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2.卧式数控铣床 （1）卧式数控铣床的布局 卧式数控铣床的主轴轴线平行于工作台面安装。图（a）所示，为升降台式卧式 数控铣床，铣刀轴支承在悬梁上，工作台纵向移动为X轴，滑座的横向移动为Z轴， 升降台沿立柱导轨的垂直移动为Y轴。
图4-5
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3.加工曲面零件 如图所示的零件为钛合金材料人工膝关节，是较复杂的曲 面类零件，其加工表面为三维曲面。 需要采用五轴联动的加工中心 进行加工。
图4-6
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4. 加工整体叶轮
如图所示整体叶轮各叶片轮廓为三维曲面。加工过程中，完成一个 叶片的轮廓加工之后，工作台需要分度，再加工下一个叶片的轮廓。
精加工要选用球头铣刀，在加工过程中，加工面与球头铣刀始终为点 接触。
图4-3 餐盘凸模
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二、数控铣床的应用范围
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在机械制造业，数控铣床用途广泛，可以加工各种平面、成型表面、螺旋 槽、沟槽和孔，也可以加工各种平面曲线轮廓和三维曲面轮廓，例如凸轮、模 具、样板等零件。