机床及机床相关.doc

机床的部分20世纪40年代末，美国开始研究数控机床，1952年，美国麻省理工学院(mit)伺服机构实验室成功研制出第一台数控铣床，并于1957年投入使用。这是制造技术发展过程中的一个重大突破，标志着制造领域中数控加工时代的开始。数控加工是现代制造技术的基础，这一发明对于制造行业而言，具有划时代的意义和深远的影响。世界上主要工业发达国家都十分重视数控加工技术的研究和发展。我国于1958年开始研制数控机床，成功试制出配有子管数控系统的数控机床，1965年开始批量生产配有晶体管数控系统的三坐标数控铣床。经过几十年的发展，目前的数控机床已实现了计算机控制并在工业界得到广泛应用，在模具制造行业的应用尤为普及。与传统设备比较，数控机床有以下几个主要特点：1. 产品加工精度高，品质稳定性好。2. 高速切削，生产效率高，是传统设备的3-5倍3. 一次装夹可以完成多个加工工序。4. 可实现多轴联动加工复杂零件。5. 机床自动化程度高，能减轻人员劳动强度。针对车削、铣削、磨削、钻削和刨削等金属切削加工工艺及电加工、激光加工等特种加工工艺的需求，开发了各种门类的数控加工机床。数控机床种类繁多，目前常见的数控机床有以下几大类：数控机床分类表（表1）序号类型种类特点备注 1数控车床卧式数控车床机床主轴夹持工件（只转动），主轴与地面平行（水平）。刀具夹持在刀架上只做两个方向的移动。最常见的数控设备，生产中心对称的轴类工件。设备价格一般在十万左右，配置的系统主要有广州数控，北京凯恩帝系统。数控车削中心它是卧式数控车床的升级，主轴转数高，精度准。工件自动夹持，采用塔盘式刀库，容量更大。设备价格是一般数控车床的3-5倍，配置的系统有法那科（FANUC），马扎克（mazak）主要的品牌：友嘉.龙泽立式数控车床它的主轴是竖直放置的，相当于将卧式的数控车床立起来。立式数控车床用于回转直径较大的盘类零件车削加工，如：汽车轮毂。2数控铣床立式加工中心机床主轴是竖直方向放置，工件夹持在工作台上，做两个方向的移动，机床主轴夹持刀具转动切削工件，同时还能上下移动。立式加工中心属于普通类型，结构简单、占地面积小、价格低。配置的系统有：三菱，FANUC.常见的品牌有：丽驰.友嘉.永进卧式加工中心机床主轴是水平方向放置，主轴和工作台的运动方式和立式加工中心是一样的。卧式加工中心通常都是可分度回转的工作台，实现四面加工，也有配置双工作台节省装夹时间。品牌有：大隈.大宇。龙门加工中心龙门式加工中心形状与龙门铣床相似，大多是大型设备。工作台只做一个方向的移动，主轴除转动切削，还能提供两个方向的移动。（最新的工作台不动，动立柱）机床带有自动换刀装置，甚至是带有可更换的主轴头附件，实现立铣头和侧铣头的自动互换，一机多用。适用于大型或形状复杂的工件，如航天工业及大型汽轮机上的某些零件的加工。国内的品牌有：沈阳机床.海天。多轴加工中心一般是四轴或是五轴的加工中心，能够实现加工位置的分度加工和多轴联动加工复杂曲面。这种设备可以减少工件二次装夹，一次完成多个加工工序，减少工件形位误差，提高生产效率。但其结构复杂，价格昂贵。常见品牌有：DMG. Mazak。3数控磨床数控磨床它外形和传统磨床很相似，加入了数字化控制系统。数控工具磨床多轴联动，高速磨削，高精度。 主要用来加工整体硬质合金铣刀，品牌有：瓦尔特，安卡4电火花成型机电脉冲成型机通过电极放电，将金属电腐蚀掉，从而获得想要的产品形状特征。模具行业应用很广高速穿孔机工作原理和电脉冲相似主要加工细小的深孔5电火花线切割快走丝线切割通过钼丝放电，将金属腐蚀，从而对工件进行切割。模具行业应用很广中走丝线切割加工速度慢，能获得好一些的精度慢走丝线切割加工速度最慢，采用铜丝放电精度高，成本也高。设备昂贵，铜丝一次性6数控车铣复合中心设备可进行车削加工，也能铣削。属于尖端的加工设备。一. 数控车床： 图1-简易数控车床 图2-车削中心二. 数控铣床(含铣削加工中心) 图3-数控铣床 图4-加工中心（斗笠式刀库） 图5-加工中心（刀臂式刀库）立卧式加工中心的区别卧式加工中心的主轴是水平放置的，而立式的主轴是垂直安置的。 图6-卧式加工中心 图7-龙门加工中心 图8-五轴加工中心三. 数控磨床图9-数控平面磨床 图10-数控工具磨床（多轴，磨削合金铣刀）四.电火花线切割机床 五.电火花成型机床 六.数控车铣复合加工中心 数控机床的作用车、铣、刨、磨、镗、钻、电火花、剪板、折弯、激光切割等等都是机械加工方法，所谓机械加工，就是把金属毛坯零件加工成所需要的形状，包含尺寸精度和几何精度两个方面。能完成以上功能的设备都称为机床，数控机床就是在普通机床上发展过来的，数控的意思就是数字控制，既机床装上系统后就能被数字化控制来进行机械加工。 给机床装上数控系统后，机床就成了数控机床。目前机床系统的厂家主要是被国外几个大企业所垄断,主要是FANUC发那科和三菱。加上系统后,机床编好程序就能自主进行产品或者模具加工。当然，普通机床发展到数控机床不只是加装系统这么简单，例如：从铣床发展到加工中心，机床结构发生变化，最主要的是加了刀库，大幅度提高了精度。数控机床的组成部件（表-2）控制系统用于数控机床的运算、管理和控制，通过输入介质得到数据，对这些数据进行解释和运算并对机床产生作用检测系统是用来检测机床执行件(工作台、转台、滑板等)的位移和速度变化量，并将检测结果反馈到输入端，与输入指令进行比较，根据其差别调整机床运动。机械传动系统进给伺服驱动元件至机床执行件之间的机械进给传动装置。伺服系统伺服系统根据控制系统的指令驱动机床，使刀具和零件执行数控代码规定的运动其他辅助系统固定循环(能进行各种多次重复加工)、自动换刀(可交换指定刀具)、传动间隙补偿偿机械传动系统产生的间隙误差)等等。在数控加工中，数控铣削加工最为复杂，需解决的问题也最多，加工中心是具有代表性的数控机床。加工中心主要的功能是进行 钻. 铣. 镗加工。 图11-加工中心结构图加工中心的结构组成（表-3）基础部件它是加工中心的基础结构，由床身、立柱和工作台等组成，它们主要承受加工中心的静载荷以及在加工时产生的切削负载，因此必须要有足够的刚度。这些大件可以是铸铁件也可以是焊接而成的钢结构件，它们是加工中心中体积和重量最大的部件。主轴部件由主轴箱、主轴电动机、主轴和主轴轴承等零件组成。主轴的启、停和变速等动作均由数控系统控制，并且通过装在主轴上的刀具参与切削运动，是切削加工的功率输出部件。数控系统加工中心的数控部分是由cNc装置，可编程控制器、伺服驱动装置以及操作面板等组成。它是执行顺序控制动作和完成加工过程的控制中心。自动换刀系统由刀库、机械手等部件组成。当需要换刀时，数控系统发出指令，由机械手(或通过其他方式)将刀具从刀库内取出装入主轴孔中。辅助装置包括润滑、冷却、排屑、防护、液压、气动和检测系统等部分。这些装置虽然不直接参与切削运动，但对加工中心的加工效率、加工精度和可靠性起着保障作用，因此也是加工中心中不对缺少的部分。加工中心工作原理示意图立式加工中心的主要技术参数指标（表-4）项目主要内容单位技术规格备注行程X轴行程mm850Y轴行程mm500Z轴行程mm450工作台工作台尺寸（长*宽）mm930*430T型槽尺寸mm18H8*3主轴主轴转数rpm50-8000主轴孔锥度BT40主轴电机功率KW5.5/7.5进给速度X/Y/Z轴快速移动速度M/min30/30/30最大切削进给率M/min10精度定位精度（全程）mm0.005重复定位精度（全程）mm0.003刀库换刀方式机械手刀具数量把24刀具最大长度mm350刀具最大直径mm180刀具最大重量Kg8数控机床各部件的构成及主要功能1.数控系统 机床的大脑 2.主传动系统 提供主运动3.进给系统 俗称走刀 4.夹持系统 卡盘、夹具5.刀具系统 刀架、刀库、换刀装置 6.润滑系统 润滑各部件，提高机床寿命7.冷却系统 喷射冷却液 8.排屑系统 运走铁屑 注：可在 网站中下载机床加工视频加工中心品牌一览表（表-5）卧式加工中心品牌立式加工中心品牌欧美日韩国内欧美日韩国内美国哈斯韩国现代起亚北京东方萌博德马吉马扎克（小巨人）沈阳机床德国德马吉日本大和精机深圳帝马哈斯牧野大连机床德国哈默日本三井精机南京宁庆美国赫克北一大隈北京机电院德国恒轮三菱重工业苏州纽威数控德国哈默亚崴（台湾）南京肯信德国萨马格日本富山北京第一机床哈挺永进（台湾）上海伟扬日本牧