數控機床的機械結構主要由床身、立柱、工作臺、主軸部件、進給機構、刀架與刀庫、輔助裝置等部分構成。這些部件通過合理的結構設計和布局,形成一個有機整體,為數控加工提供穩定的機械支撐和精確的運動執行能力。例如,床身作為機床的基礎部件,承受著整個機床的重量和加工時的切削力,其結構剛度和穩定性直接影響加工精度;工作臺則用于安裝工件,并在進給機構的驅動下實現工件的定位和運動。床身和立柱多采用鑄鐵或焊接鋼結構,以保證足夠的剛度和抗振性。鑄鐵床身具有良好的鑄造性能和吸振性,常用于中小型數控機床;焊接鋼結構則具有較高的強度和剛度,且重量較輕,適用于大型數控機床。床身的結構形式有水平床身、傾斜床身和立式床身等,傾斜床身可改善排屑性能,常用于數控車床;立式床身則適用于數控立式加工中心,可節省占地面積。立柱作為支撐主軸部件的重要結構,其剛性和穩定性對主軸的加工精度影響明顯,通常采用箱形結構,并在內部設置加強筋以提高剛度。五軸聯動加工的刀具軌跡優化,減少空行程提高加工效率。中山四軸數控機床維修
刀架和刀庫是數控機床實現自動換刀功能的重要部件。數控車床的刀架通常安裝在床鞍上,可實現自動轉位換刀,常見的刀架類型有四工位刀架、六工位刀架等。加工中心的刀庫則用于存儲刀具,并通過自動換刀裝置實現刀具的更換,刀庫的容量根據機床的加工需求不同而有所差異,從幾把到上百把不等。刀庫的結構形式有盤式刀庫、鏈式刀庫和鼓式刀庫等。盤式刀庫結構簡單、緊湊,適用于刀具容量較小的加工中心;鏈式刀庫則可實現較大的刀具容量,適用于大型加工中心;鼓式刀庫的刀具排列整齊,換刀效率高,適用于高速加工中心。自動換刀裝置的作用是將刀庫中的刀具準確地安裝到主軸上,并將主軸上的刀具送回刀庫,常見的換刀方式有機械手換刀和主軸直接換刀。機械手換刀速度快、可靠性高,廣泛應用于各種加工中心;主軸直接換刀則結構簡單,適用于刀具容量較小的加工中心。廣東雙主軸數控機床定制高速加工中心采用直線電機驅動,加速度高且運動平穩。
數控機床的數控編程技術:數控編程是將零件的設計信息轉化為數控機床能夠執行的加工指令的過程,主要分為手工編程和自動編程。手工編程適用于簡單零件的加工,編程人員根據零件圖紙和加工工藝要求,直接編寫 G 代碼和 M 代碼。這種編程方式對編程人員的要求較高,需要熟悉數控系統的指令格式和加工工藝知識。自動編程則借助 CAD/CAM 軟件,如 UG、MasterCAM、SolidWorks 等,首先在 CAD 模塊中完成零件的三維建模,然后在 CAM 模塊中進行加工工藝規劃,選擇刀具、設置切削參數、生成刀具路徑,由軟件自動生成數控加工程序。自動編程具有效率高、準確性好的特點,適用于復雜零件的編程,能夠很大縮短編程時間,提高編程質量,并且可以通過軟件的仿真功能對編程結果進行驗證和優化 。
數控機床的輔助裝置主要包括潤滑系統、冷卻系統、排屑裝置、防護裝置等,它們對機床的正常運行和使用壽命起著重要的保障作用。潤滑系統用于對機床的運動部件進行潤滑,減少摩擦和磨損,常見的潤滑方式有手動潤滑、自動間歇潤滑和自動連續潤滑。冷卻系統用于對切削過程中的刀具和工件進行冷卻,降低切削溫度,提高刀具壽命和加工質量,常用的冷卻介質有切削液和壓縮空氣。排屑裝置用于及時排出加工過程中產生的切屑,防止切屑堆積影響加工精度和機床運行,常見的排屑裝置有鏈式排屑器、螺旋排屑器和刮板排屑器。防護裝置用于保護操作人員的安全和機床的正常運行,包括機床防護罩、電氣柜防護等,防護罩可防止切屑和切削液飛濺,電氣柜防護可防止灰塵和濕氣進入,影響電氣元件的性能。數控系統的故障診斷功能,快速定位設備問題縮短維修時間。
按運動軌跡分類,數控機床可分為點位控制數控機床、直線控制數控機床和輪廓控制數控機床。點位控制數控機床的控制系統控制刀具或工作臺從一個加工點精確移動到另一個加工點,在移動過程中不關心運動軌跡,只確保終點位置的準確性。這類機床常用于鉆孔、鏜孔等加工,如數控鉆床,只需控制鉆頭快速準確地移動到各個孔的加工位置進行鉆孔操作。直線控制數控機床的控制系統不僅要精確控制點與點之間的位置,還需保證兩點之間的移動軌跡為一條直線,并且在移動過程中能夠以給定的進給速度進行加工。它適用于加工臺階軸、平面等,例如一些簡單的數控車床可以實現直線控制,車削外圓、端面等表面。輪廓控制數控機床,又稱為連續控制數控機床,其控制系統能夠連續控制兩個或兩個以上運動坐標的位移和速度,可精確控制刀具相對于工件的運動軌跡,從而加工出復雜的曲線和曲面輪廓。像加工模具型腔、航空發動機葉片等復雜形狀的零件,就需要輪廓控制數控機床,如五軸聯動加工中心,能夠同時控制多個坐標軸的運動,實現復雜曲面的高精度加工 。數控電火花機床通過放電腐蝕原理,加工高硬度材料的復雜型腔。惠州智能數控機床解決方案
數控沖床的自動換模裝置,快速切換模具適應不同產品需求。中山四軸數控機床維修
為保證數控機床的加工精度,機械結構需要具備良好的精度保持性。這主要通過合理的結構設計、選用質量的材料和先進的制造工藝來實現。例如,床身和立柱采用高剛度的鑄鐵或焊接鋼結構,并在內部設置加強筋,以提高結構的剛度和抗振性;導軌和絲杠螺母副采用耐磨材料制造,并進行精密加工和熱處理,以提高其耐磨性和精度保持性;主軸軸承采用高精度的滾動軸承或靜壓軸承,并定期進行潤滑和維護,以保證主軸的旋轉精度。此外,數控機床還采用了溫度補償技術,通過在機床關鍵部位安裝溫度傳感器,實時監測機床的溫度變化,并根據溫度變化對加工精度進行補償,以減少溫度變化對加工精度的影響。中山四軸數控機床維修