数控铣镗组合机床刀具的运动是依靠步进电动机来带动的,尽管在程序命令中有快速点定位命令G00,但与普通车床的进给方式相比,依然显得效率不高。因此,要想提高机床效率,必须提高刀具的运行效率。刀具的空行程是指刀具接近工件和切削完毕后退回参考点所运行的距离。只要减少刀具空行程,就可以提高刀具的运行效率。(对于点位控制的数控车床,只要求定位精度较高,定位过程可尽可能快,而刀具相对工件的运动路线是无关紧要的。)在数控铣镗组合机床调整方面,要将刀具的初始位置安排在尽可能靠近棒料的地方。在程序方面,要根据零件的结构,使用尽可能少的刀具加工零件使刀具在安装时彼此尽可能分散,在很接近棒料时彼此就不会发生干涉;另一方面,由于刀具实际的初始位置已经与原来发生了变化,必须在程序中对刀具的参考点位置进行修改,使之与实际情况相符,与此同时再配合快速点定位命令,就可以将刀具的空行程控制在最小范围内从而提高机床加工效率。
数控铣镗组合机床共有二根轴,即主轴Z和刀具轴X。棒料中心为坐标系原点,各刀接近棒料时,坐标值减小,称之为进刀;反之,坐标值增大,称为退刀。当退到刀具开始时位置时,刀具停止,此位置称为参考点。参考点是编程中一个非常重要的概念,每执行完一次自动循环,刀具都必须返回到这个位置,准备下一次循环。因此,在数控铣镗组合机床执行程序前,必须调整刀具及主轴的实际位置与坐标数值保持一致。然而,参考点的实际位置并不是固定不变的,编程人员可以根据零件的直径、所用的刀具的种类、数量调整参考点的位置,缩短刀具的空行程。从而提高效率。
数控铣镗组合机床加工按主轴的安置方法分为立式和卧式两类。卧式CNC加工通常具有分度转台或数控转台,可加工工件的各个旁边面;也可作多个坐标的联合运动,以便加工杂乱的空间曲面。立式CNC加工通常不带转台,仅作顶面加工。此外,还有带立、卧两个主轴的复合式CNC加工,和主轴能调整成卧轴或立轴的立卧可调式CNC加工,它们能对工件进行五个面的加工。数控铣镗组合机床加工的主动换刀设备由寄存刀具的刀库和换刀组织组成。刀库品种许多,常见的有盘式和链式两类。链式刀库寄存刀具的容量较大。换刀组织在机床主轴与刀库之间交流刀具,常见的为机械手;也有不带机械手而由主轴直接与刀库交流刀具的,称无臂式换刀设备。
数控装置是数控铣镗组合机床的核心,包括微型计算机,各种接口电路,显示器等硬件及相应的软件。它能完成信息的输入,存储,变换,插补运算以及各种控制功能。数控装置接受输入装置送来的脉冲信号,经过编译,运算和逻辑处理后,输出各种信号和指令来控制机床的各个部分,并按程序要求实现规定的,有序的动作。这些数控铣镗组合机床控制信号是:各坐标轴的进给位移量,进给方向和速度的指令信号;主运动部件的变速,换向和启停指令信号;选择和交换刀具的刀具指令信号;控制冷却,润滑的启停,工件和机床部件松开,夹紧,分度工作台转位等辅助信号等。
数控铣镗组合机床的主轴是一个空心阶梯轴。主轴的内孔用于通过长的棒料及卸下顶 尖时穿过钢棒,也可用于通过气动、电动及液压夹紧装置的机构。主轴前端的锥孔为公制90mm,用于安装顶 尖套及前顶 尖。有时也可安装心轴,利用锥面配合的摩擦力直接带动心轴和工件转动。主轴后端的锥孔为工艺孔。数控车床主轴安装在三个支承上。前支承中有三个滚动轴承,前面是C级精度的3182124k型双列圆柱滚子轴承,用于承受径向力。这种轴承具有刚性好、精度高、尺寸小及承载能力大等优点:后支承采用一对7020ACTA/P5DBB型号的向心推力轴承。主轴支承对数控车床主轴的运转精度及刚度影响很大,铣镗组合机床价格主轴轴承应在无间隙(或少量过盈)条件下运转,直接影响机床的加工精度,因此主轴轴承的间隙须定期进行调整。