数控铣床结构技术及功能特点

浅析数控铣床结构技术及功能特点

【摘要】本文主要讲述了铣床基础件称为铣床大件，通常是指床身、底座、立柱、横梁、滑座、工作台等，是整台铣床的基础和框架。铣床的其他零部件，或者固定在基础件上，或者工作时在其导轨上运动。其他机械结构的组成，则按铣床的功能需要选用。【关键词】数控铣床；数控技术；结构特点

1、数控铣床的机械结构

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，两者都离不开铣削方式。由于数控铣削工艺最复杂，需要解决的技术问题也最多，因此，人们在研究和开发数控系统及自动编程语言的软件系统时，也一直把铣削加工作为重点。

2、数控铣床的分类

2.1 按主轴的位置分类

（1）数控立式铣床。数控立式铣床在数量上，一直占据数控铣床的大多数，应用范围也最广。从机床数控系绕控制的坐标数量来看，目前三坐标数控立铣仍占大多数；一般可进行三坐标联动加工，但也有部分机床只能进行

3 个坐标中的任意两个坐标联动加工（常称为 2.5 坐标加工）。此外，还有机床主轴可以绕 x、y、z 坐标轴中的其中一个或两个轴，作数控摆角运动的四坐标和五坐标数控立铣。

（2）数控卧式铣床。与通用卧式铣床相同，其主轴轴线平行于

水平面。为了扩大加工范围和扩充功能，卧式数控铣床通常采用增加数控转盘或万能数控转盘来实现四、五坐标加工。这样，不但工件侧面上的连续回转轮廓可以加工出来，而且可以实现在一次安装中，通过转盘改变工位，进行“四面加工”。

（3）立卧两用数控铣床。目前，这类数控铣床已不多见，由于这类铣床的主轴方向可以更换，能达到在一台机床上既可以进行立式加工，又可以进行卧式加工，而同时具备上述两类机床的功能，其使用范围更广，功能更全，选择加工对象的余地更大，且给用户带来不少方便。特别是生产批量小，品种较多，又需要立、卧两种方式加工时，用户只需买一台这样的机床就行了。

2.2数控铣床在结构上的特点

（1）控制机床运动的坐标特征。为了要把工件上各种复杂的形状轮廓连续加工出来，必须控制刀具沿设定的直线、圆弧或空间的直线、圆弧轨迹运动，这就要求数控铣床的伺服拖动系统能在多坐标方向同时协调动作，并保持预定的相互关系，也就是要求机床应能实现多坐标联动。数控铣床要控制的坐标数，起码是三坐标中任意两坐标联动，要实现连续加工直线变斜角工件，起码要实现四坐标联动，而若要加工曲线变斜角工件，则要求实现五坐标联动。因此，数控铣床所配置的数控系统，在档次上一般都比其他数控机床相应更高一些。

（2）数控铣床的主轴特征。现代数控铣床的主轴开启与停止，主轴正反转与主轴变速等，都可以按程序介质上编入的程序自动执

行。不同的机床，其变速功能与范围也不同。有的采用变频机组（目前已很少采用），固定数种转速，可任选一种编入程序，但不能在运转时改变；有的采用变频器调速，将转速分为数档，程编时可任选一档，在运转中可通过控制面板上的旋钮，在本档范围内自由调节；有的则不分档，程编可在整个调速范围内任选一值，在主轴运转中，可

以在全速范围内进行无级调整，但从安全角度考虑，每次只能调高或调低在允许的范围内，不能有大起大落的突变。在数控铣床的主轴套筒内，一般都设有自动拉、退刀装置，能在数秒内完成装刀与卸刀，使换刀显得较方便。

3、华中数控系统功能特点

1.显示功能

（1）实体图形显示功能。华中 hnc- 21t 系统，可根据用户选择的不同形状刀具，对用户自定义大小的毛坯，进行仿真加工；（2）图形轨迹显示功能。可根据加工程序显示刀具运行轨迹；（3）正文显示功能。可显示当前运行程序，帮助操作者更好了解机床的运行状况；

（4）大字符、坐标联合显示功能。可显示刀具在机床坐标系、工件坐标系下的指令值、实际值，还可显示刀具运行各段程序时的剩余值；

（5）其他显示功能。可显示当前运行程序名，当前运行程序行号，工件坐标零点的坐标值，刀具实际进给速度，实际主轴转速，

当前刀具号，主轴速度、进给速度、快移速度的修调率等。

3.2 加工功能

（1）小线段高速连续插补功能。可高速圆滑拟合小线段程序的轨迹，十分利于cam 生成的小线段程序的加工。

（2）断点保存功能、任意指定行加工的功能和程序跳段功能。

3.3编程指令特点

（1）除基本的直线、圆弧插补功能外，还可倒角、倒圆。

（2）华中数控 hnc- 21t（车床系统）还有直径、半径编程指令，螺纹加工指令，固定循环，复合循环，恒线速度控制指令等。复合循环指令的刀具轨迹，可完成每层粗切时的残料加工，满足现代加工中余量均匀的要求，有利于刀具寿命和加工精度。

（3）华中数控 hnc- 21m（铣床系统）还有绝对编程、增量编程指令，坐标系设定指令，坐标系选择指令，刀具长度补偿功能，螺旋线插补功能，极坐标指令，镜像功能，缩放功能，旋转功能，钻、镗、铰、锪等孔类加工的固定循环指令等。

3.4螺旋类加工插补指令及其应用

（1）在数控加工中的应用在数控铣削加工中，螺旋插补指令主要用于铣槽时的螺旋式下刀、加工螺纹等。

其一，以铣代镗精铣内轮廓螺旋插补指令，用于螺旋铣削圆形内轮廓时，因刀具轨迹连续，故可提高轮廓侧面的加工品质（不存在分层时的接刀痕迹），同时只要求很小的开始空间。此外，使用这种方法，可以用一把铣刀加工多个不同尺寸的孔。

其二，铣槽加工的螺旋下刀铣槽加工属于粗加工。常规的工艺是先预钻孔，然后铣刀在此预钻孔中下刀。若采用螺旋下刀，则无需预钻孔。从而简化了工艺，减少了刀具数量和换刀次数。

其三，铣削螺纹使用成型的螺纹铣刀，沿螺旋插补轨迹进行螺纹铣削加工。

（2）螺旋插补指令只适用于一圈以内的螺旋线。对于多圈螺旋线，则需要多段程序才可完成，从而编程较为麻烦；同时因为控制螺距或螺纹升角，而易导致出现顶刀等事故。

随着数控技术的发展，先进的数控系统不仅能向用户编程提供一般的准备功能和辅助功能，而且可为编程提供扩展数控功能的手段。hnc- 21 m华中世纪星数控系统的宏指令编程，应用灵活，形式自由，具备计算机高级语言的表达式、逻辑运算及类似的程序流程，使加工程序简练易懂，实现普通编程难以实现的功能，可大大提高编程效率，扩展了数控系统的功能。

4、数控铣床的保护

如果红色指示灯亮的时候，说明机床出错报警，不能进行正常操作。机床报警一般为主轴报警、控制器报警、润滑报警。

（1）在 crt 上显示错误代码时，请查找原因，若错误代码有“ps”二字，则一定是程序或者设定数据的错误，请修改程序或者修改设定的数据。

（2）在 crt 上没有显示错误代码时，可能是由于机床执行了一些故障操作，请参照《维修手册》进行调整。