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數控銑床的結構和工作原理

 

  從20世紀60年代到90年代,數控銑床CNC銑床加工經歷了普通數控三座標銑床、普通CNC外銑、高速CNC內銑和高速CNC外銑幾個階段,其中高速CNC內銑和高速CNC外銑在發動機曲軸、凸輪軸台中CNC加工粗加工之中得到越來越廣泛的應用。目前世界上數控內銑或外銑的主要生產廠家有德國的HELLER 、Boehringer 和日本的小松。國內沈陽第一機床也生產曲軸內銑,但基礎還很薄弱CNC搪床加工

  (1)數控外銑機床

  如圖1所示,數控外銑機床一般由床身、主軸箱、十字滑台、銑削單元、跟蹤中心架、數控系統、排屑系統、潤滑系統、油霧處理裝置等組成。數控裝置控制刀架滑台(X軸)、工件旋轉主軸(C軸)以及工作移動滑台(Z軸)聯動進行插補仿形銑削,加工所有凸輪或曲軸的主軸頸及連杆頸。

  早期的數控曲軸外銑以某一組連杆頸中心為回轉中心只能加工該組連杆頸,一組刀盤只能加工某一組軸頸,不適合大余量加工,余量一般不超過3mm,較適合大批量生產的轎車發動機曲軸。

  90年代出現的數控曲軸高速外銑,采用工件回轉和銑刀進給伺服聯動控制技術,可以實現一次裝夾銑削完所有連杆軸頸。中心架采用跟蹤夾緊方式,保證加工過程中零件不會產生大的彎曲變形;取消了機械靠模或偏心夾具,通過編制程序可快捷地實現工件品種的轉換,具有良好的柔性。

  (2)數控曲軸內銑機床
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  數控內銑主要有兩種不同的結構形式,其中比較有代表性的是日本小松的搖臂偏心機構和德國HELLER的數控十字滑台結構。小松采用獨創的搖臂式銑刀頭,工件固定不動,銑刀頭裝在一個滑台單元上,實現平面上的插補聯動銑削。其獨有的繞一個固定支點擺動內的結構有效地增強了曲軸加工時的剛性,可采用較大進給量並得到較好精度。

  曲軸內銑加工基龍門加工本原理:如圖2所示,兩端軸頸外圓為徑向定位基准,以曲柄臂側面或端面為軸向定位,用自定心卡盤夾緊,通過控制進給機構使刀盤產生復合運動,對軸頸外圓、圓角和平衡塊側面包絡加工。

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