1.6 数控铣床的工作原理
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(如图1.4)。
图1.4 数控铣床工作流程图
1.7 研究课题的目的与意义
数控铣床是一种加工功能很强的数控机床,目前迅速发展起来的加工中心、柔性加工单元等都是在数控铣床、数控镗床的基础上产生的。数控铣床主要用于加工平面和曲面轮廓的零件,还可以加工复杂型面的零件,如凸轮、样板、模具、螺旋槽等。同时也可以对零件进行钻、扩、铰和镗孔的加工。与普通铣床相比,数控铣床对加工对象的适应性强,适应模具等产品单件生产的特点,为模具的制造提供了合适的加工方法;加工精度高,具有稳定的加工质量;可进行多坐标的联动,能加工形状复杂的零件;加工零件改变时,一般只需要更改数控程序,可节省生产准备时间;机床本身的精度高、刚性大,可选择有利的加工用量,生产率高(一般为普通机床的3~5倍);机床自动化程度高,可以减轻劳动强度;有利于生产管理的现代化 数控机床使用数字信息与标准代码处理、传递信息,使用了计算机控制方法,为计算机辅助设计、制造及管理一体化奠定了基础;故对它进行研究和设计非常有意义。
2结构设计以及方案拟定
2.1基本参数
(1)工作台尺寸(长×宽)mm:400×800
(2)T型槽宽×数量×间距mm:18×3×125
(3)工作台最大承重kg:500
(4)工作台行程(X轴)mm:600
(5)滑鞍行程(Y轴)mm:420
(6)主轴箱行程(Z轴)mm:600
(7)主轴伺服电机功率Kw:7.5/11
(9)主轴转速范围rpm:20~6000
(10)主轴最大扭矩N.m:92
2.2数控铣床主要结构
数控铣床的基本组成见图2-1,它由床身、立柱、主轴箱、工作台、滑鞍、滚珠丝杠、伺服电机、伺服装置、数控系统等组成。
床身用于支撑和连接机床各部件。主轴箱用于安装主轴。主轴下端的锥孔用于安装铣刀。当主轴箱内的主轴电机驱动主轴旋转时,铣刀能够切削工件。主轴箱还可沿立柱上的导轨在Z 向移动,使刀具上升或下降。工作台用于安装工件或夹具。工作台可沿滑鞍上的导轨在X 向移动,滑鞍可沿床身上的导轨在Y 向移动,从而实现工件在X和Y 向的移动。无论是X、Y 向,还是Z 向的移动都是靠伺服电机驱动滚珠丝杠来实现的。伺服装置用于驱动伺服电机。控制器用于输入零件加工程序和控制机床工作状态。控制电源用于向伺服装置和控制器供电。

图2.1 数控机床的基本组成图
1)床身  
床身内部布局合理,具有良好的刚性,底座上设有4个调节螺栓,便于机床进行水平调整,切削液储液褴设在机床座内部。
2) 铣头部分  
铣头部分由有级(或无级)变速箱和铣头两个部件组成。铣头主轴支承在高精度轴承上.保证主轴具有高回转精度和良好的刚性;主轴装有快速换刀螺母,前端锥采用1$0505锥度;主轴采用机械无级变速,其调节范围宽,传动平稳,操作方便。刹车机构能使主轴迅速制动,可节省辅助时间,刹车时通过制动手柄撑开止动环使主轴立即制动。启动主电动机时,应注意松开主轴制动手柄。铣头部件还装有伺服电机、内齿带轮、滚珠丝杠副及主轴套简,它们形成垂直方向(z方向)进给传动链,使主轴作垂向直线运动。
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