主轴部件是数控机床实现切削加工的部件,主要由主轴、主轴电机、主轴轴承、传动装置等组成。主轴的作用是带动刀具或工件旋转,实现切削运动。主轴电机为 spindle 提供动力,现代数控机床多采用交流伺服电机,具有调速范围广、输出功率大、响应速度快等优点。主轴轴承的性能直接影响主轴的旋转精度和刚度,常用的轴承类型有滚动轴承和静压轴承。滚动轴承具有摩擦系数小、安装方便的特点,广泛应用于各种数控机床;静压轴承则通过压力油膜支撑主轴,具有极高的旋转精度和刚度,适用于高精度加工机床。主轴传动装置用于将主轴电机的动力传递给主轴,常见的传动方式有齿轮传动、带传动和直接传动。齿轮传动可实现较大的传动比和扭矩传递,适用于大切削量加工;带传动具有结构简单、噪声低的优点,常用于小型数控机床;直接传动则将主轴电机与主轴直接连接,传动效率高,运动平稳,适用于高速加工中心。数控雕刻机用于木材、石材等材料的精细雕刻,图案还原度高。中山多功能数控机床定制
1948 年,美国帕森斯公司受美国空托,开展飞机螺旋桨叶片轮廓样板加工设备的研制工作。鉴于样板形状复杂多样且精度要求极高,常规加工设备难以满足需求,遂提出计算机控制机床的构想。1949 年,该公司在麻省理工学院伺服机构研究室的协助下,正式开启数控机床的研究征程,并于 1952 年成功试制出世界上台由大型立式仿形铣床改装而成的三坐标数控铣床,这一成果标志着机床数控时代的正式来临。早期的数控装置采用电子管元件,不仅体积庞大,而且价格高昂,在航空工业等少数对加工精度有特殊需求的领域用于加工复杂型面零件。1959 年,晶体管元件和印刷电路板的出现,推动数控装置进入第二代,体积得以缩小,成本有所降低。1960 年后,较为简易且经济的点位控制数控钻床以及直线控制数控铣床发展迅速,促使数控机床在机械制造业各部门逐步得到推广。肇庆带尾顶数控机床检修龙门式数控机床结构稳固,能承载大型工件,适用于航空航天领域。
刀具路径规划是数控编程的内容之一,它直接影响到加工效率、加工质量和刀具寿命。刀具路径规划的目标是根据零件的形状、尺寸和加工要求,合理确定刀具的运动轨迹,使刀具能够高效、准确地切除工件上多余的材料。在规划刀具路径时,首先要考虑加工工艺顺序,如先粗加工去除大部分余量,再进行半精加工和精加工以保证尺寸精度和表面质量。对于不同的加工类型,刀具路径规划方法也有所不同。在进行平面铣削时,可采用往复铣削、单向铣削、环切等方式,根据零件的形状和加工要求选择合适的方式,以提高加工效率和表面质量。对于复杂曲面的加工,则需要使用更复杂的刀具路径规划算法,如等高线加工、放射状加工、螺旋线加工等,确保刀具能够沿着曲面的轮廓进行精确加工,同时避免刀具与工件或夹具发生碰撞。例如,在加工一个模具型腔时,粗加工阶段可采用等高线粗加工方式,快速去除大量余量;精加工阶段则采用曲面轮廓精加工方式,按照型腔的曲面形状精确规划刀具路径,保证模具表面的精度和光洁度 。
数控机床的数控系统分类与特点:数控系统是数控机床的 “大脑”,根据功能和应用场景可分为经济型、普及型和型。经济型数控系统结构简单、成本较低,主要应用于对精度和功能要求不高的小型加工设备,如简易数控车床,其控制轴数一般为 2 - 3 轴,具备基本的直线插补和圆弧插补功能。普及型数控系统功能较为完善,广泛应用于各类中小型加工企业,支持多轴联动控制(通常为 3 - 5 轴),具备刀具补偿、自动换刀等功能,可满足复杂零件的加工需求。型数控系统则面向制造业,如航空航天、精密模具制造等领域,具有高速、高精度、多轴联动(可达 5 轴以上)和智能化控制等特点,支持五轴联动加工、纳米级插补精度以及高级的自适应控制功能,能够实现复杂曲面零件的高效、高精度加工,但价格相对昂贵 。数控电火花机床通过放电腐蚀原理,加工高硬度材料的复杂型腔。
数控机床主要由数控装置、伺服系统、测量反馈装置、驱动装置和机床本体等部分构成。数控装置是数控机床的,它如同机床的 “大脑”,负责接收并处理加工程序中的信息,将其转化为控制指令。伺服系统则相当于机床的 “肌肉”,根据数控装置发出的指令,精确控制机床各坐标轴的运动,包括运动的速度、方向和位移量等。测量反馈装置用于实时检测机床坐标轴的实际位置和运动状态,并将这些信息反馈给数控装置,以便数控装置对机床的运动进行精确调整,保证加工精度。驱动装置在数控装置的控制下,通过电气或电液伺服系统实现主轴和进给的驱动。机床本体是机床的机械结构部分,包括床身、立柱、工作台、主轴部件等,为加工过程提供机械支撑和运动基础。例如,在一台数控车床上,数控装置接收编程人员编写的加工程序,经过处理后向伺服系统发出指令,伺服系统驱动电机带动丝杠旋转,使安装在刀架上的刀具按照预定轨迹对工件进行切削加工,测量反馈装置实时监测刀架的位置并反馈给数控装置,确保加工精度,而机床本体则为整个加工过程提供稳定的支撑 。激光数控机床利用激光束切割或焊接,适合薄板精密加工。江门车铣复合数控机床定制
数控车床的自动送料装置实现无人化生产,降低人工成本。中山多功能数控机床定制
数控机床的切削工艺优化:切削工艺优化是提高数控机床加工效率和质量的关键环节。在切削参数选择上,需要综合考虑加工材料、刀具性能、机床功率等因素。对于硬度较高的材料,如合金钢、钛合金等,应选择较小的切削深度和进给速度,以减少刀具磨损和切削力;而对于铝合金等软质材料,则可适当提高切削速度和进给量,提高加工效率。刀具路径规划也对加工质量有重要影响,采用螺旋下刀、顺铣加工等方式可以减少刀具的冲击和磨损,提高表面质量。此外,切削液的合理使用能够起到冷却、润滑、排屑的作用,根据加工材料和工艺要求选择合适的切削液类型和浓度,如在高速切削加工中,采用高压冷却系统喷射切削液,可有效降低切削温度,提高刀具寿命和加工精度 。中山多功能数控机床定制