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。双主轴数控机床同时作业,大幅提高生产效率,适合大批量生产需求。广东双主轴数控机床按需设计
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 。珠海五轴数控机床四轴数控机床的刀具补偿功能,能够自动调整刀具磨损带来的加工误差。
工作台是承载工件的关键部件,其结构形式根据机床类型和加工需求不同而有所差异。数控车床的工作台通常为旋转式,称为卡盘,用于夹持回转体工件;数控铣床和加工中心的工作台多为固定式或移动式,可实现 X、Y、Z 轴方向的直线运动。导轨系统是工作台运动的导向装置,常用的导轨类型有滑动导轨、滚动导轨和静压导轨。滑动导轨结构简单、成本低,但摩擦阻力大,磨损较快;滚动导轨具有摩擦阻力小、运动平稳、精度高的优点,广泛应用于中数控机床;静压导轨则通过压力油膜实现导轨面的完全分离,摩擦系数极小,适用于高精度、重载数控机床。
按运动轨迹分类,数控机床可分为点位控制数控机床、直线控制数控机床和轮廓控制数控机床。点位控制数控机床的控制系统控制刀具或工作台从一个加工点精确移动到另一个加工点,在移动过程中不关心运动轨迹,只确保终点位置的准确性。这类机床常用于钻孔、镗孔等加工,如数控钻床,只需控制钻头快速准确地移动到各个孔的加工位置进行钻孔操作。直线控制数控机床的控制系统不仅要精确控制点与点之间的位置,还需保证两点之间的移动轨迹为一条直线,并且在移动过程中能够以给定的进给速度进行加工。它适用于加工台阶轴、平面等,例如一些简单的数控车床可以实现直线控制,车削外圆、端面等表面。轮廓控制数控机床,又称为连续控制数控机床,其控制系统能够连续控制两个或两个以上运动坐标的位移和速度,可精确控制刀具相对于工件的运动轨迹,从而加工出复杂的曲线和曲面轮廓。像加工模具型腔、航空发动机叶片等复杂形状的零件,就需要轮廓控制数控机床,如五轴联动加工中心,能够同时控制多个坐标轴的运动,实现复杂曲面的高精度加工 。双主轴数控机床的双工位设计,提高了设备的利用率和加工效率。
数控机床的多轴联动加工编程技巧:多轴联动加工编程需要综合考虑刀具路径、加工工艺和机床运动特性,掌握一定的编程技巧至关重要。在刀具路径规划方面,应尽量避免刀具与工件、夹具之间的干涉,采用等高线加工、螺旋加工等方式提高加工效率和表面质量。对于五轴联动加工,需要合理设置刀具的倾斜角度和摆动范围,确保刀具能够以比较好姿态接近工件。在编程过程中,利用 CAM 软件的刀轴控制功能,如固定轴、可变轴、四轴联动、五轴联动等模式,根据零件的形状和加工要求选择合适的刀轴运动方式。同时,注意加工参数的优化,如进给速度、切削深度等,在保证加工精度的前提下,提高加工效率。此外,多轴联动加工编程还需要进行充分的仿真验证,通过加工仿真软件检查刀具路径的合理性和干涉情况,避免实际加工中的错误 。多轴数控机床的模块化设计,便于升级和维护,延长设备使用寿命。中山自动送料数控机床
大型数控机床床身稳固,适合加工重型、大尺寸工件,保证加工稳定性。广东双主轴数控机床按需设计
数控机床的刀具系统与管理:刀具系统是数控机床实现材料去除加工的关键部分,直接影响加工效率和质量。刀具系统由刀具本体、刀柄和附件组成,刀具本体根据加工工艺可分为车刀、铣刀、钻头、镗刀等多种类型。例如,立铣刀常用于平面铣削和轮廓加工,球头铣刀则适用于曲面加工。刀柄起到连接刀具和机床主轴的作用,常见的刀柄接口有 BT、HSK、SK 等,其中 HSK 刀柄凭借其高精度、高刚性的特点,在高速加工中广泛应用。为实现刀具的高效管理,数控机床通常配备自动换刀装置(ATC),如斗笠式刀库、链式刀库等。自动换刀装置在数控系统的控制下,可在数秒内完成刀具的更换,提高加工效率。同时,刀具管理系统还能对刀具的寿命、磨损状态进行实时监测和管理,通过刀具寿命预测模型,提前预警刀具更换时间,避免因刀具磨损导致的加工质量问题 。广东双主轴数控机床按需设计