铣床

铣床

原图链接XKA2150×170数控龙门镗铣床来自快咨讯

中文名称：铣床 外文名称：millingmachine. 其它称呼：锣床 运动：旋转运动为主运动 属于：机床

铣床(milling machine)主要指用铣刀对工件多种表面进行加工的机床。通常铣刀以旋转运动为主运动，工件和铣刀的移动为进给运动。它可以加工平面、沟槽，也可以加工各种曲面、齿轮等。

铣床是用铣刀对工件进行铣削加工的机床。铣床除能铣削平面、沟槽、轮齿、螺纹和花键轴外，还能加工比较复杂的型面，效率较刨床高，在机械制造和修理部门得到广泛应用。

铣床是一种用途广泛的机床，在铣床上可以加工平面(水平面、垂直面)、沟槽(键槽、T形槽、燕尾槽等)、分齿零件(齿轮、花键轴、链轮)、螺旋形表面(螺纹、螺旋槽)及各种曲面。此外，还可用于对回转体表面、内孔加工及进行切断工作等。铣床在工作时，工件装在工作台上或分度头等附件上，铣刀旋转为主运动，辅以工作台或铣头的进给运动，工件即可获得所需的加工表面。由于是多刃断续切削，因而铣床的生产率较高。简单来说，铣床可以对工件进行铣削、钻削和镗孔加工的机床。

目录

发展历程

铣床最早是由美国人E.惠特尼于1818年创制的卧式铣床。为了铣削麻花钻头的螺旋槽，美国人J.R.布朗于1862年创制了第一台万能铣床，是为升降台铣床的雏形。1884年前后出现了龙门铣床。20世纪20年代出现了半自动铣床，工作台利用挡块可完成"进给-快速"或"快速-进给"的自动转换。

1950年以后，铣床在控制系统方面发展很快，数字控制的应用大大提高了铣床的自动化程度。尤其是70年代以后，微处理机的数字控制系统和自动换刀系统在铣床上得到应用，扩大了铣床的加工范围，提高了加工精度与效率。

随着机械化进程不断加剧，数控编程开始广泛应用与于机床类操作，极大的释放了劳动力。数控编程铣床将逐步取代人工操作。对员工要求也会越来越高，当然带来的效率也会越来越高。

日常保养

折叠铣床例保作业范围 1、床身及部件的清洁工作，清扫铁屑及周边环境卫生;

2、检查各油平面，不得低于油标以下，加注各部位润滑油;

3、清洁工、夹、量具。

折叠铣床一保作业范围 1、清洗调整工作台、丝杆手柄及柱上镶条;

2、检查、调整离合器;

3、清洗三向导轨及油毛毡，电动机、机床内外部及附件清洁;

4、检查油路，加注各部润滑油;

5、紧固各部螺丝。

铣床例保作业范围

1、床身及部件的清洁工作，清扫铁屑及周边环境卫生，清洁工、夹、量具;

2、检查各油平面，不得低于油标以下，加注各部位润滑油。

铣床周末保养作业范围

一、清洁

1、拆卸清洗各部油毛毡垫;

2、擦拭各滑动面和导轨面、擦拭工作台及横向、升降丝杆、擦拭走刀传动机构及刀架;

3、擦拭各部死角。

二、润滑

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1、各油孔清洁畅通并加注润滑油;

2、各导轨面和滑动面及各丝杆加注润滑油;

3、检查传动机构油箱体、油面、并加油至标高位置。

三、扭紧

1、检查并紧固压板及镶条螺丝;

2、检查并扭紧滑块固定螺丝、走刀传动机构、手轮、工作台支架螺丝、叉顶丝;

3、检查扭紧其它部份松动螺丝。

四、调整

1、检查和调整皮带、压板及镶条松紧适宜;

2、检查和调整滑块及丝杆合令。

五、防腐

1、除去各部锈蚀，保护喷漆面，勿碰撞;

2、停用、备用设备导轨面、滑动丝杆手轮及其它暴露在外易生锈的部位涂油防腐。

定期保养

1.每3个月清洗床身内部、升降台内部和工作台底座的润滑油池、用汽油清洗润滑油泵的游油网，每年不少于两次。

2.升降丝杠用二硫化铝油剂每两月润滑一次。

3.机床各部间隙的调整:

(1)主轴润滑的调整，必须保证每分钟有一滴油通过。

(2)工作台纵向丝杠传动间隙的调整，每3个月调整或根据实际使用情况进行调整，要求是传动间隙充分减小，丝杠的间隙不超过1/40转，同时在全长上都不得有卡住现象。

(3)工作合纵向丝杠轴向间隙的调整，目的是消除丝杠和螺母之间的传动间隙，同时还要使丝杠在轴线方向与工作台之间的配合间隙达到最小。

(4)主轴轴承径向间隙的调整，根据实际使用情况进行调整。

4.工作台快速移动离合器的调整要求

(1)摩擦离合器脱开时，摩擦片之间的总和间隙不应该少于2~3mm。

(2)摩擦离合器闭合时，摩擦片应紧密地压紧，并且电磁铁的铁芯要完全拉紧，如果电磁铁的铁芯配合得正确，在拉紧状态中电磁铁不会有响声。

常见故障

龙门铣床大都由钢或铸铁制成，在长期的使用过程中，由于两个接触面间存在不同程度的摩擦，会造成铣床导轨表面产生不同程度的磨损 ，严重影响设备的加工精度和生产效率。传统修复方法通常采用金属板镶贴或更换等方法，但需要进行大量精确的加工制造和人工刮研，修复需要的工序多，工期长。针对龙门铣床划伤、拉伤问题可以采用高分子复合材料解决，其中应有成熟的有美嘉华技术体系。由于材料具有出色的粘着力、抗压强度及耐油、耐磨性能，可为部件提供一个长久的保护层。只需几个小时即可将机床划伤的部位修复完毕，投入使用，相对传统方法操作更为简单，所需成本更低。

技术特点

卧式镗铣床的发展以其注入加速度概念而倍受关注，为高速运行作技术支撑的传动元件电主轴、直线电机、线性导轨等得到广泛应用，将机床的运行速度推向了新的高度。而主轴可更换式卧式镗铣加工中心的创新设计解决了电主轴与镗杆移动伸缩式结构各存利弊的不足，具有复合加工与一机两用的功效，也是卧式镗铣床的一大技术创新。

落地式铣镗床的发展以其新的设计理念引领现代加工的潮流，以高速加工为理念的无镗轴滑枕式、多种铣头交换使用的结构型式尽显风采，大有替代传统铣削加工的趋势。以两坐标摆角铣头为代表的各种铣头附件成为实现高速、高效复合加工的主要手段，其工艺性能更广，功率更大，刚性更强，是落地铣镗床发展的一大突破。

结构特点

• 卧式镗铣床

卧式镗铣床的主要关键部件是主轴箱，安装在立柱侧面，也有少数厂家采用双立柱的热对称结构，将主轴箱置于立柱中间，这种结构最大特点是刚性、平衡性、散热性能好，为主轴箱高速运行提供了可靠保证。但是，双立柱结构不便于维护保养，是当今采用的厂家不多的原因。主轴箱移动多通过电机驱动滚珠丝杆进行传动，是主轴驱动核心传动装置，多采用静压轴承支承，由伺服电机驱动滚珠丝杆进行驱动。由于主轴转速越来越高，主轴升温快，已有很多厂家将采用油雾冷却以替代油冷却，更有效地控制主轴升温，使其精度得到有效保证。

主轴系统主要有两种结构型式，一种是传统的镗杆伸缩式结构，具有镗深孔及大功率切削的特点;另一种是现代高速电主轴结构，具有转速高，运行速度快，高效、高精的优点。

高速电主轴在卧式镗铣床上的应用越来越多，除了主轴速度和精度大幅提高外，还简化了主轴箱内部结构，缩短了制造周期，尤其是能进行高速切削，电主轴转速最高可大10000r/min以上。不足之处在于功率受到限制，其制造成本较高，尤其是不能进行深孔加工。而镗杆伸缩式结构其速度有限，精度虽不如电主轴结构，但可进行深孔加工，且功率大，可进行满负荷加工，效率高，是电主轴无法比拟的。因此，两种结构并存，工艺性能各异，却给用户提供了更多的选择。

又开发了一种可更换式主轴系统，具有一机两用的功效，用户根据不同的加工对象选择使用，即电主轴和镗杆可相互更换使用。这种结构兼顾了两种结构的不足，还大大降低了成本。是当今卧式镗铣床的一大创举。电主轴的优点在于高速切削和快速进给，大大提高了机床的精度和效率。

卧式镗铣床运行速度越来越高，快速移动速度达到25~30m/min，镗杆最高转速6000r/min。而卧式加工中心的速度更高，快速移动高达50m/min，加速度5m/s2，位置精度0.008~0.01mm，重复定位精度0.004~0.005mm

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• 落地式铣镗床铣刀

由于落地式铣镗床以加工大型零件为主，铣削工艺范围广，尤其是大功率、强力切削是落地铣镗床的一大加工优势，这也是落地铣镗床的传统工艺概念。而当代落地铣镗床的技术发展，正在改变传统的工艺概念与加工方法，高速加工的工艺概念正在替代传统的重切削概念，以高速、高精、高效带来加工工艺方法的改变，从而也促进了落地式铣镗床结构性改变和技术水平的提高。

当今，落地式铣镗床发展的最大特点是向高速铣削发展，均为滑枕式(无镗轴)结构，并配备各种不同工艺性能的铣头附件。该结构的优点是滑枕的截面大，刚性好，行程长，移动速度快，便于安装各种功能附件，主要是高速镗、铣头、两坐标双摆角铣头等，将落地铣镗床的工艺性能及加工范围达到极致，大大提高了加工速度与效率。

传统的铣削是通过镗杆进行加工，而现代铣削加工，多由各种功能附件通过滑枕完成，已有替代传统加工的趋势，其优点不仅是铣削的速度、效率高，更主要是可进行多面体和曲面的加工，这是传统加工方法无法完成的。因此，很多厂家都竞相开发生产滑枕式(无镗轴)高速加工中心，在于它的经济性，技术优势很明显，还能大大提高机床的工艺水平和工艺范围。同时，又提高了加工精度和加工效率。当然，需要各种不同型式的高精密铣头附件作技术保障，对其要求也很高。

高速铣削给落地式铣镗床带来了结构上的变化，主轴箱居中的结构较为普遍，其刚性高，适合高速运行。滑枕驱动结构采用线性导轨，直线电机驱动，这种结构是高速切削所必需的，国外厂家在落地式铣镗床上都已采用，国内同类产品还不多见，仅在中小规格机床上采用线性导轨。高速加工还对环境、安全提出了更高的要求，这又产生了宜人化生产的概念，各厂家都非常重视机床高速运行状态下，对人的安全保护与可操作性，将操作台、立柱实行全封闭式结构，既安全又美观。

工艺特点

传统的卧式镗铣床主要适合各种机械零件的加工，尤其是机械传动箱体以及各种曲面体零件。由于各种装备技术水平的提高，对机械结构要求越来越简化，所需传动部件更少，特别是作为传动箱体的零件会越来越少，机械传动多采取直接驱动，且传动件的精度要求非常高，这对卧式镗铣床的工艺性能提出了更高要求。因此，作为传统的镗轴式结构的加工对象呈减少的趋势，将以无镗轴式电主轴所替代，即以高速加工中心完成各种零件的加工。卧式镗铣床向高速加工中心发展，一方面工艺适应性更强，另一方面也提高了性能水平和加工精度，在提高了加工工艺范围的同时，需要各种功能附件作工艺保障，既能镗铣，又能钻孔、攻丝，装上数控摆角铣头附件，还能加工各种曲面体零件。配备交换式工作台组成柔性加工单元，可对零件进行批量加工。

落地式铣镗床主要加工各种型面的大型、超大型零件，其工艺特点是配有大型落地式平台(工作台尺寸不受限)，可加工超长、超宽的零件。同时，还可配备回转式工作台，即能作回转分度，还可作径向直线运动，通过分度完成对零件的多序加工，大大提高了工艺范围。意大利Pama(帕玛)公司生产的落地式铣镗床专门配备了倾斜式可调角度的工作台，进一步拓宽了加工范围。而大功率、高效切削是落地式铣镗床的一大加工优势，高速、高精的技术要求越来越影响着落地式铣镗床的技术发展，是提高落地式铣镗床工艺水平的重要手段。因此，落地式铣镗床正在改变单一的大功率、高效切削，而更多地融入高速、高精的工艺技术内涵。滑枕式结构成已为高速铣镗加工的主要结构型式，滑枕截面大，刚性高，高速运行稳定性好，便于装卡各种铣头附件以实现高速加工。

发展趋势

重型机床的发展将呈现两大趋势。一方面是技术上以加工中心或大型柔性加工单元、大型组合式复合加工机床为发展方向，其中，卧式镗铣床将逐步由高速加工中心和柔性加工单元所替代;落地式铣镗床以发展大型组合式复合加工中心为主，即由两台或更多主机组合成复合加工机床，以适应大型加工零件的单件小批量生产，工艺复杂，辅助时间和加工周期长的特点，往往由一台机床很难完成所有加工工序，而由两台组合加工中心就完全可以实现。如:两台数控龙门镗铣床组成复合加工中心，并共用床身及导轨，分别配一个矩形工作台和一个回转工作台(分度)，可进行镗、铣加工;一台落地式铣镗床与一台数控单柱立车组成大型复合加工中心，共用床身导轨，配一个落地平台和一个回转台，可完成车、镗、铣、钻等加工，回转台可分度。还有两台大型落地铣镗床共用床身导轨等多种组合形式。这样即节约了占地面积，降低成本，也提高了加工效率。另一发展趋势是追求精细化制造，提高装备制造的工艺含量，体现机床的安全、环保及人性化的特点。

综上所述，当代卧式镗铣床与落地式铣镗床技术发展非常快，主要体现在设计理念的更新和机床运行速度及制造工艺水平有很大的提高，另一方面是机床结构变化大，新技术的应用层出不穷。卧式镗铣床的结构向高速电主轴方向发展，落地式铣镗床向滑枕式(无镗轴)结构方向发展，功能附件呈高速、多轴联动、结构型式多样化的发展态势，这将是今后一个时期技术发展的新趋势。

普通铣床数控化改造的一般步骤

(一)机械部分设计

对数控机床的改造最主要的部分就是对其纵、横进给机构的改造及控制系统的设计改造，以便使其具有更加合理的结构和更全面的控制系统，便于其真正的应用于实际的生产中。

1. 工作台的进给运动

因为改造后主要加工圆弧、凸轮一类的平面曲线轮廓，所以采用微机数控实现三坐标两轴联动控制，工作台纵向(轴)、横向(轴)及垂直方向(轴)的运动，分别由步进电动机经过一级齿轮减速后，由滚珠丝杠螺母副拖动。由于铣削时作用在电动机轴上的负载转矩较大，所以要选择大功率的步进电动机。而大功率的步进电动机的驱动较困难，步进电动机没有过载能力，在高速运动时转矩下降很多，容易丢步。要使改造后的铣床进给伺服性能较好，在改造时采用直流伺服电动机驱动。

2. 机械部分结构设计

(1)保留原机床的主轴旋转运动，工作台升降运动仍采用手动操作，纵、横向进给改造后既可机动进行复杂零件的计算机数控加工，又可手动操作完成简单零件的加工或用于数控加工前的对刀工作。

(2)保留原机床纵向进给的机动部分，将离合器脱开，去掉手轮，将手轮轴通过一对齿轮与步进电机相联，用微机数控系统控制纵向进给运动。加工时，将离合器脱开，使原来的机动进给停止工作。

(3)工作台横向运动方面，在原手轮安装位置，安装减速齿轮及步进电机，用微机数控系统控制横向进给运动。

(4)采用直流伺服电动机作驱动元件，伺服电动机的轴端为光轴，齿轮与电动机轴，电动机轴与传动轴采用锥环无键连接消除连接器的结构。这种连接的特点是不需要开键槽，而且两连接件的相对角度可任意调节。由于锥环之间的楔紧作用，内外环分别产生径向弹性变形，靠磨擦力与套连接，消除配合间隙，保证对中性。

(二)数控系统硬件设计

数控部分采用MCS-51系列的8031单片机实现对整个系统的主控制。用8031外接3片2764(E-PROM),一片6264(RAM)及一片8255(扩展I/O)，一片8155芯片，扩展成一个较简单的微机控制系统。2764用作程序存储器，6264用来扩展8031的RAM存储器， 8155用作键盘和显示接口，8255用于接收控制面板上多路转换开关的控制信号。图2为控制系统硬件结构原理图。当单片机系统控制X、Y轴某一台步进电机单动时，可实现铣床横向、纵向的直线进给;当控制X-Y轴配合联动时，可实现水平面内直线、斜线、圆弧及复合轨迹的加工，可以近似地复合出水平面内非圆曲线。在铣床原有加工功能的基础上，其控制精度和加工精度远高于普通铣床。

国家质检总局公布的两类铸造企业不能用的铣床

国家质检总局对浙江、福建、江苏、山东、吉林、辽宁等10个省、市的30种铣床进行了抽查。按照《金属切削机床安全防护通用技术要求》GB15760-2004、《机械电气安全机械电气设备第1部分:通用技术条件》GB5226.1-2008等标准的要求，经检验，其中有两家的铣床不合格，因此这类产品不适合铸造企业使用。

经浙江省质量检测科学研究院检测的滕州东方机床有限公司生产的摇臂钻床，型号是ZQ3040×12，该产品不合格的原因是:紧急停止、飞溅、电动机过热保护不合要求。浙江省质量检测科学研究院抽查的杭州双龙机械有限公司生产的钻铣两用机床，名为麒龙，型号是ZX7020产品，经检验其产品的紧急停止、飞溅、电源开关、过电流保护、精度方面都不合格。

在铸造企业中经常用铣床来进行铸造产品的表面处理。以上两类产品不合格，国家质检总局建议铸造企业不要使用。

普通铣床数控化改造，实质就是在普通铣床上增加微机控制装置，使其具有一定的自动化能力，以实现预定的加工工艺目标。其目的是使原机床具有一定的柔性，提高生产效率和质量，解决复杂零件的加工问题。用单片机扩展系统将普通铣床改造为经济型铣床，简便易行，能保证零件的加工精度，对复杂零件尤其是对弧面和凸面的加工效果显著。

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