臥式數控鉆銑床是一種集鉆孔、銑削、鏜孔、攻絲等功能于一體的數控機床,其主軸水平布置,工作臺可實現多方向移動,適用于中小型零件的高效加工,尤其在有色金屬、塑料等材質的切削中表現突出。該機床由床身、立柱、工作臺、主軸箱、數控系統等關鍵部件組成。床身采用高剛性鑄鐵結構,確保加工穩定性;工作臺可實現縱向、橫向及垂直三向進給,部分機型配備自動走刀功能,提升加工效率;主軸箱可垂直平面回轉,擴大加工范圍,適應不同角度的加工需求。
臥式數控鉆銑床的主要組成部分:
1、床身(Bed/Frame)
功能:整臺機床的基礎和骨架,承載所有其他部件。
特點:
通常采用高強度鑄鐵或焊接鋼結構,具有高的剛性和抗震性。
設計成“T”型或“C”型布局,為各運動部件提供穩固的支撐。
內部常有加強筋,優化結構以減少變形。
2、工作臺(Worktable)
功能:用于安裝和夾緊工件。
特點:
安裝在床身上,可沿X軸(左右)方向移動。
大多數臥式加工中心的工作臺是數控回轉工作臺(如NC Rotary Table或5-axis Table),可實現B軸(繞Y軸旋轉)或A軸(繞X軸旋轉)的分度或連續旋轉,極大提高了加工靈活性(實現四軸、五軸聯動)。
工作臺表面有T型槽,用于安裝各種夾具和工件。
3、立柱(Column)
功能:固定在床身上,支撐主軸箱和滑座。
特點:
沿床身導軌在Z軸(前后)方向移動(部分高d機型立柱固定,由滑座帶動主軸在Z向移動)。
具有良好的導向精度和剛性。
4、滑座(Saddle/Swivel Housing)
功能:連接立柱和主軸箱,實現主軸在Y軸(上下)方向的移動。
特點:
在立柱上垂直升降。
在萬能型臥式加工中心中,滑座本身可能帶有回轉功能(如A軸),使主軸可在垂直和水平之間傾斜,實現更復雜的五軸加工。
5、主軸箱(Spindle Head)
功能:容納主軸、驅動電機和傳動機構,是執行切削的核心部件。
特點:
安裝在滑座上,隨滑座在Y軸移動。
集成主軸電機(直聯或皮帶傳動),驅動刀具高速旋轉。
主軸前端有標準錐孔(如ISO、BT、HSK),用于安裝刀柄和刀具。
配備自動換刀裝置(ATC)的接口。
6、主軸(Spindle)
功能:直接夾持刀具并驅動其旋轉進行切削。
特點:
轉速范圍寬,功率大,剛性好。
帶有精密軸承,確保旋轉精度和穩定性。
可能集成中心出水(Through Spindle Coolant,TSC)功能,高壓冷卻液從刀具中心噴出,有效排屑和冷卻。
7、數控系統(CNC System)
功能:機床的“大腦”,負責解析加工程序(G代碼)、控制各軸運動、管理輔助功能。
組成:
CNC控制器:工業計算機,運行數控軟件(如FANUC,Siemens,Heidenhain,廣數,華中數控等)。
操作面板(HMI):包含顯示屏、鍵盤、手輪、急停按鈕等,供操作員輸入指令、監控狀態。
PLC(可編程邏輯控制器):處理機床的開關量信號(如液壓、氣動、冷卻泵啟停、刀庫動作)。
8、進給伺服系統(Feed Servo System)
功能:精確驅動X、Y、Z、B(及A)等各進給軸按指令運動。
組成:
伺服電機:提供動力。
滾珠絲杠:將電機的旋轉運動轉換為直線運動,傳動精度高、摩擦小。
直線導軌:支撐運動部件,提供低摩擦、高精度的直線運動。
位置檢測元件:通常是光柵尺(全閉環)或編碼器(半閉環),實時反饋位置信息給CNC系統,實現精確閉環控制。
9、自動換刀裝置(Automatic Tool Changer-ATC)
功能:在加工過程中自動更換所需刀具,實現無人化連續加工。
常見類型:
刀庫(Tool Magazine):存放多把刀具,形式有圓盤式(盤式刀庫)、鏈式(鏈式刀庫)等。
機械手(Tool Changer Arm):執行取刀、換刀動作,速度快,可靠性高。
10、輔助系統(Auxiliary Systems)
冷卻系統:
提供切削液,用于冷卻刀具和工件、沖洗切屑。包括冷卻泵、管路和噴嘴。
潤滑系統:
對導軌、絲杠、軸承等運動部件進行定時、定量潤滑(自動集中潤滑),減少磨損。
排屑系統:
如鏈板式排屑器或螺旋排屑器,自動將加工產生的切屑排出機床外,保持工作區域清潔。
防護罩:
全封閉或半封閉護罩,防止切屑、冷卻液飛濺,保障操作安全。
氣動/液壓系統:
提供動力用于松開/夾緊刀具(打刀缸)、夾緊工件、驅動某些輔助機構。
11、刀柄與工具系統(Tool Holder&Tooling)
雖然不屬于機床本體,但至關重要。
包括標準刀柄(如BT40,HSK-A63)、拉釘、以及各種鉆頭、銑刀、鏜刀等切削刀具。