任务2.1.1 机床选用
一、机床选型及型号确定
铣床简介
1.加工工艺范围的认识
铣床是一种用途很广泛的机床。它的工艺范围较为广泛，可以加工平面（包括水平面、垂直面和斜面等）、沟槽（包括键槽、T 形槽、燕尾槽及异形截面槽等）及各种分齿类零件（齿轮、链轮、棘轮、花键轴等）、螺旋形表面（螺纹和螺旋槽）及各种模具型腔曲面等，如图2.1.1 所示。此外，它还可以用于回转体表面及内孔，以及进行切断工作等。
图2.1.1 铣床加工的典型表面
（a）铣平面；（b）铣台阶面；（c）铣键槽；（d）铣T 形槽；（e）铣燕尾槽；（f）铣齿轮；（g）铣螺纹；（h）铣螺旋槽；（i）、（j）铣成形面
由于铣床所使用的刀具为多齿刀具，切削过程中常有几个刀齿同时参与切削，可获得较高的生产效率。从整体切削过程来看，切削过程是连续的，但对每一个刀齿而言，从这个刀齿切入、连续切削、切出，切削厚度发生着变化，这使切削力相应发生着变化，容易引起机床振动，因此，铣床在结构上要求有更高的刚度和抗振性能。
2.铣床类型的选择
铣床的主要类型有卧式升降台铣床、立式升降台铣床、工作台不升降式铣床、龙门铣床、工具铣床等，此外，还有仿形铣床、仪表铣床和各种专门化铣床。
（1）卧式铣床
卧式升降台铣床习惯称为卧铣，如图2.1.2 所示，因主轴卧式布局而得名。床身1 固定在底座8 上，作为机床其他部件安装和支撑的基础部件。床身内装有主运动（主轴3 的旋转运动）的变速传动装置、主轴部件以及操纵机构等。床身1 顶部的导轨上装有悬梁2，可沿主轴轴线方向调整其前后位置，悬梁上装有刀杆支架，用于支承刀杆的悬伸端，支架在悬梁上的位置可根据刀杆长短进行调整。升降台7 安装在床身1 的垂直导轨上，通过丝杠螺母机构可以上下（垂直）移动，升降台内装有进给运动变速传动机构以及操纵机构等。升降台的水平导轨上装有床鞍6，可沿平行于主轴3 的轴线方向（横向）移动。工作台5 装在床鞍6 的导轨上，可沿垂直于主轴轴线方向（纵向）移动。因此，固定在工作台上的工件，可在互相垂直的三个方向上进给运动和调整位移。
万能升降台铣床的机构与卧式升降台铣床基本相同，区别在于在工作台5 与和床鞍6 之间增加了一层转盘。转盘相对于床鞍绕垂直轴线在±45°范围内调整角度，适应加工螺旋槽时的斜向进给。
（2）立式升降台铣床
除了以上介绍的万能升降台铣床外，在机械加工中，还经常使用各种其他类型的铣床，例如，主轴垂直布置的立式升降台铣床，工具车间常用的万能工具铣床，用于加工大、中型工件的龙门铣床和用于精度要求较高的数控机床等。各类铣床根据其使用要求的不同，在机床布局和运动方式上各有特点。
立式升降台铣床与上述万能升降台铣床的区别主要是主轴立式布置，与工作台面垂直，如图2.1.3 所示。主轴2 安装在立铣头1 内，可沿其轴线方向进给或经手动调整位置。立铣头1 可根据加工要求，在垂直平面内向左或向右在45°范围内回转，使主轴与台面倾斜成所需角度，以扩大铣床的工艺范围。立式铣床的其他部分，如工作台3、床鞍4 及升降台5 的结构与卧式升降台铣床相同。在立式铣床上可安装端铣刀或立铣刀加工平面、沟槽、斜面、台阶、凸轮等表面。
图2.1.2 卧式升降台铣床
1—床身；2—悬梁；3—主轴；4—铣刀心轴；5—工作台；6—床鞍；7—升降台；8—底座。
图2.1.3 立式升降台铣床
1—立铣头；2—主轴；3—工作台；4—床鞍；5—升降台。
（3）龙门铣床
龙门铣床是一种大型高效通用机床，主要用于加工各类大型工件上的平面、沟槽等。可以对工件进行粗铣、半精铣，也可以进行精铣加工。图2.1.4 所示为龙门铣床的外形图。它的布局呈框架式。5 为横梁，4 为立柱，在它们上面各安装两个铣削主轴箱（铣削头）6 和3、2 和8。每个铣头都是一个独立的主运动部件。铣刀旋转为主运动。9 为工作台，其上安装被加工的工件。加工时，工作台9 沿床身1 上导轨做直线进给运动，四个铣头都可沿各自的轴线做轴向移动，实现铣刀的切深运动。为了调整工件与铣头问的相对位置，则铣头6 和3 可沿横梁5 水平方向移位，铣头8 和2 可沿立柱在垂直方向移位，加工时，工作台带动工件进行纵向进给运动。7 为按钮站，操作位置可以自由选择。由于在龙门铣床上可以用多把铣刀同时加工工件的几个平面，所以，龙门铣床产率很高，在成批和大量生产中得到广泛应用。
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图2.1.4 龙门铣床
1—床身；2、3、6、8—铣削头；4—立柱；5—横梁；7—操作台；9—工作台。
龙门铣床
（4）数控铣床
数控铣床加工工件时，如同普通铣床一样，由刀具或者工件进行主运动，也可由刀具与工件进行相对的进给运动，以加工一定形状的工件表面。不同的工件表面往往需要采用不同类型的刀具与工件一起进行不同的表面成形运动，因而产生了不同类型的数控铣床。铣床的这些运动，必须由相应的执行部件（如主运动部件、直线或圆周进给部件）以及一些必要的辅助运动（如转位、夹紧、冷却及润滑）部件等来完成。
图2.1.5 所示为型数控铣床外形。它与立式升降台铣床结构布局相似，主轴是垂直安置的，工作台16、升降台15、底座1 和床身立柱与卧式升降台铣床相似，固定在工作台上的工件的互相垂直三个方向的进给运动和调整位移分别由伺服电动机4、13 和14 单独提供动力源，简化了三个进给运动的操纵机构，动力传递更加简捷，铣头可在一定范围内在垂直平面内调整角度，适合加工与水平面成一定夹角的斜面铣削。
图2.1.5 数控铣床
1—底座；2—强电柜；3—变压器箱；4—升降进给伺服电动机；5—主轴变速手柄和按钮板；6—床身立柱；7—数控柜；8、11—纵向行程限位保护开关；9—纵向参考点设定挡铁；10—操纵台；12—横向溜板；13—纵向进给伺服电动机；14—横向进给伺服电动机；15—升降台；16—纵向工作台。
3.机床型号的确定
铣床主参数一般指铣床工作台的宽度，此零件最大轮廓为70 mm 左右，选择X6132A 卧式升降台铣床配合万能分度头满足加工要求，能进行花键轴的切削加工。
常见铣床型号表见表2.1.1。
表2.1.1 常用铣床型号
二、结构布局及主要参数的认识
1.机床结构布局的认知
图2.1.6 X6132A 型万能卧式升降台铣床外形图
1—底座；2—床身；3—悬梁；4—刀杆支架；5—主轴；6—工作台；7—床鞍；8—升降台；9—回转盘。
X6132A 型万能卧式升降台铣床外形图如图2.1.6 所示。它由底座1、床身2、悬梁3、刀架支杆4、主轴5、工作台6、床鞍7、升降台8 及回转盘9 等组成。床身2 固定在底座1 上，用于安装和支承其他部件。床身内装有主轴部件、主轴变速传动装置及其变速操纵机构。悬梁3 安装在床身2 的顶部，并可沿燕尾槽形导轨调整前后位置。悬梁3 上的刀杆支架4 用于支承刀杆，以提高其刚度。升降台8 安装在床身2 前侧面垂直导轨上，可做上下移动。升降台内装进给运动传动装置及其操纵机构。升降台8 的水平导轨上装有床鞍7，可沿主轴轴线方向做横向移动。床鞍7 上装有回转盘9，回转盘上面的燕尾槽导轨上装有工作台6。因此，工作台除了可沿导轨做垂直于主轴轴线方向的纵向移动外，还可以通过回转盘绕垂直轴线在±45°范围内调整角度，以便铣削螺旋表面。
2.机床主要参数的认识
X6132A 型万能升卧式升降台铣床技术参数表见表2.1.2。
表2.1.2 X6132A 型万能升卧式升降台铣床技术参数
