卧式数控钻铣床是一种集钻孔、铣削、镗孔、攻丝等功能于一体的数控机床,其主轴水平布置,工作台可实现多方向移动,适用于中小型零件的高效加工,尤其在有色金属、塑料等材质的切削中表现突出。该机床由床身、立柱、工作台、主轴箱、数控系统等关键部件组成。床身采用高刚性铸铁结构,确保加工稳定性;工作台可实现纵向、横向及垂直三向进给,部分机型配备自动走刀功能,提升加工效率;主轴箱可垂直平面回转,扩大加工范围,适应不同角度的加工需求。
卧式数控钻铣床的主要组成部分:
1、床身(Bed/Frame)
功能:整台机床的基础和骨架,承载所有其他部件。
特点:
通常采用高强度铸铁或焊接钢结构,具有高的刚性和抗震性。
设计成“T”型或“C”型布局,为各运动部件提供稳固的支撑。
内部常有加强筋,优化结构以减少变形。
2、工作台(Worktable)
功能:用于安装和夹紧工件。
特点:
安装在床身上,可沿X轴(左右)方向移动。
大多数卧式加工中心的工作台是数控回转工作台(如NC Rotary Table或5-axis Table),可实现B轴(绕Y轴旋转)或A轴(绕X轴旋转)的分度或连续旋转,极大提高了加工灵活性(实现四轴、五轴联动)。
工作台表面有T型槽,用于安装各种夹具和工件。
3、立柱(Column)
功能:固定在床身上,支撑主轴箱和滑座。
特点:
沿床身导轨在Z轴(前后)方向移动(部分高d机型立柱固定,由滑座带动主轴在Z向移动)。
具有良好的导向精度和刚性。
4、滑座(Saddle/Swivel Housing)
功能:连接立柱和主轴箱,实现主轴在Y轴(上下)方向的移动。
特点:
在立柱上垂直升降。
在万能型卧式加工中心中,滑座本身可能带有回转功能(如A轴),使主轴可在垂直和水平之间倾斜,实现更复杂的五轴加工。
5、主轴箱(Spindle Head)
功能:容纳主轴、驱动电机和传动机构,是执行切削的核心部件。
特点:
安装在滑座上,随滑座在Y轴移动。
集成主轴电机(直联或皮带传动),驱动刀具高速旋转。
主轴前端有标准锥孔(如ISO、BT、HSK),用于安装刀柄和刀具。
配备自动换刀装置(ATC)的接口。
6、主轴(Spindle)
功能:直接夹持刀具并驱动其旋转进行切削。
特点:
转速范围宽,功率大,刚性好。
带有精密轴承,确保旋转精度和稳定性。
可能集成中心出水(Through Spindle Coolant,TSC)功能,高压冷却液从刀具中心喷出,有效排屑和冷却。
7、数控系统(CNC System)
功能:机床的“大脑”,负责解析加工程序(G代码)、控制各轴运动、管理辅助功能。
组成:
CNC控制器:工业计算机,运行数控软件(如FANUC,Siemens,Heidenhain,广数,华中数控等)。
操作面板(HMI):包含显示屏、键盘、手轮、急停按钮等,供操作员输入指令、监控状态。
PLC(可编程逻辑控制器):处理机床的开关量信号(如液压、气动、冷却泵启停、刀库动作)。
8、进给伺服系统(Feed Servo System)
功能:精确驱动X、Y、Z、B(及A)等各进给轴按指令运动。
组成:
伺服电机:提供动力。
滚珠丝杠:将电机的旋转运动转换为直线运动,传动精度高、摩擦小。
直线导轨:支撑运动部件,提供低摩擦、高精度的直线运动。
位置检测元件:通常是光栅尺(全闭环)或编码器(半闭环),实时反馈位置信息给CNC系统,实现精确闭环控制。
9、自动换刀装置(Automatic Tool Changer-ATC)
功能:在加工过程中自动更换所需刀具,实现无人化连续加工。
常见类型:
刀库(Tool Magazine):存放多把刀具,形式有圆盘式(盘式刀库)、链式(链式刀库)等。
机械手(Tool Changer Arm):执行取刀、换刀动作,速度快,可靠性高。
10、辅助系统(Auxiliary Systems)
冷却系统:
提供切削液,用于冷却刀具和工件、冲洗切屑。包括冷却泵、管路和喷嘴。
润滑系统:
对导轨、丝杠、轴承等运动部件进行定时、定量润滑(自动集中润滑),减少磨损。
排屑系统:
如链板式排屑器或螺旋排屑器,自动将加工产生的切屑排出机床外,保持工作区域清洁。
防护罩:
全封闭或半封闭护罩,防止切屑、冷却液飞溅,保障操作安全。
气动/液压系统:
提供动力用于松开/夹紧刀具(打刀缸)、夹紧工件、驱动某些辅助机构。
11、刀柄与工具系统(Tool Holder&Tooling)
虽然不属于机床本体,但至关重要。
包括标准刀柄(如BT40,HSK-A63)、拉钉、以及各种钻头、铣刀、镗刀等切削刀具。