X52K立式铣床
A12机电 19号 陈亮池
一．X52K立式铣床的简介
本机床是一种强力金属切削机床，机床的主轴传动系统由功率为7.5kw的电动机驱动，能承受重负荷切屑。主轴锥孔可直接或通过附件安装各种圆柱铣刀、圆片铣刀、成型铣刀、端面铣刀等刀具，适于加工各种零件的平面、斜面、沟槽、孔等，是机械制造、模具、仪器、仪表、汽车、摩托车等行业的理想加工设备。
图1-1 X52K立式铣床实物图
二．数控铣床的组成
1．数控铣床一般由数控系统、主传动系统、进给伺服系统、冷却润滑系统等几大部分组成：
(1)主传动系统 由主轴箱、主轴电机、主轴和主轴轴承等零件组成。主轴的启动、停止等动作和转速均由数控系统控制，并通过装在主轴上的刀具进行切削。
(2)进给伺服系统 由伺服电动机和进给执行机构组成，按照程序设定的进给速度实现刀具和工件之间的相对运动，包括直线进给运动和旋转运动。
(3)控制系统 数控铣床运动控制的中心，执行数控加工程序控制机床进行加工。
(4)辅助装置 如液压、气动、润滑、冷却系统和排屑、防护等装置。 (5)机床基础件 通常是指底座、立柱、横梁等，它是整个机床的基础和框架。 2．主传动系统的结构
主传动系统包括主轴电动机、传动系统和主轴部件。由于主传动系统的变速功能一般采用变频或交流伺服主轴电动机，通过同步齿形带带动主轴旋转，对于功率较大的数控铣床，为了实现低速大转矩，有时加一级或二级或多级齿轮减速。对于经济型数控铣床的主传动系统，则采用普通电动机通过V带、塔轮、手动齿轮变速箱带动主轴旋转。通
过改变电动机的接线形式和手动换挡方式进行有级变速。
主轴具有刀具自动锁紧和松开机构，用于固定主轴和刀具的连接。由碟形弹簧、拉杆和气缸或液压缸组成。主轴具有吹气功能，在刀具松开后，向主轴锥孔吹气，达到清洁锥孔的目的。
3．进给传动系统的结构
进给系统即进给驱动装置，驱动装置是指将伺服电动机的旋转运动变为工作台直线运动的整个机械传动链，主要包括减速装置、丝杆螺母副及导向元件等。在数控铣床上，将回转运动与直线运动相互转换的传动装置一般采用双螺母滚珠丝杆螺母副。进给系统的X、Y、Z轴传动结构是伺服电动机固定在支承座上，通过弹性联轴器带动滚珠丝杠旋转，从而使与工作台联结螺母移动，实现X、Y、Z轴的进给。 三．X52K立式铣床的结构特点（机械单元） 1.X52K立式铣床的结构
X52K为立式升降台铣床，其主轴轴线垂直于工作台面，外形如图1-2所示，主要由床身、立铣头、主轴、工作台、升降台、底座组成。
(1) 床身—固定和支承铣床各部件；
(2) 立铣头—支承主轴，可左右倾斜一定角度；
(3 )主轴—为空心轴，前端为精密锥孔，用于安装铣刀并带动铣刀旋转； (4 )工作台—承载、装夹工件，可纵向和横向移动，还可水平转动； （5） 升降台—通过升降丝杠支承工作台，可以使工作台垂直移动；
（6） 变速机构—主轴变速机构在床身内，使主轴有18种转速，进给变速机构在升降台内，可提供18种进给速度；
（7） 底座—支承床身和升降台，底部可存储切削液。 2. X52K立式铣床的特点
(1) 立铣头可在垂直平面内顺、逆回转调整 ±45°，拓展机床的加工范围；主轴轴承为圆锥滚子轴承，承载能力强，且主轴采用能耗制动，制动转矩大，停止迅速、可靠。 (2) 工作台X/Y/Z向有手动进给、机动进给和机动快进三种，进给速度能满足不同的加工要求；快速进给可使工件迅速到达加工位置，加工方便、快捷，缩短非加工时间。 (3) X、Y、Z三方向导轨副经超音频淬火、精密磨削及刮研处理，配合强制润滑，提高精度，延长机床的使用寿命。
(4) 润滑装置可对纵、横、垂向的丝杠及导轨进行强制润滑，减小机床的磨损，保证机床的高效运转；同时，冷却系统通过调整喷嘴改变冷却液 流量的大小，满足不同的加工需求。
(5) 机床设计符合人体工程学原理，操作方便；操作面板均使用形象化符号设计，简单直观。
其主要结构特点
1)主传动系统为7.5Kw的交流电动机通过弹性连轴器驱动主传动箱，主传动箱内有三组滑移齿轮,液压预选变速机构推动各滑移齿轮,组成18种转速,再传到铣头上的主轴，主传动箱内有电磁制动器,主轴制动迅速平稳。
2)进给系统 X、Y、Z三个座标的进给，都是由交流伺服电机驱动的。电机通过同步齿形带驱动滚珠丝杠，从而使部件沿导轨移动。伺服电机及其相应的速度控制单元和用于位置检测的脉冲编码器等均受控于数控系统；以完成各种进给运动。
同步齿形带可张紧以减少传动间隙，噪声亦可降低。
垂向电机是带制动器的，当断电时，垂向刹紧，以防止升降台因自重而下滑。 3)铣头上的立式主轴，有符合国际标准的(ISO)No.50锥孔，可安装标准的铣刀或铣夹头。主轴的轴向位置可调整，连同套筒一起作轴向伸出。主轴也可以连同铣头主体一起，在左右各45°范围内调整成倾斜位置。
4)刀柄采用标准XT50形式，可与万能铣床刀柄通用。 5)润滑系统
自动润滑站配以递进式分油器，对机床导轨副、滚珠丝杠副及齿轮副等进行自动的定时定量润滑，每次加油量和两次间的时间间隔都是可调的，力求保证每个润滑点的合理油量。
6)机床采用侧挂式电柜和吊挂式操纵站，机电一体，整体装运，安装方便，集中操纵但能又多位置操作。
7)半自动的装卸刀机构,安装在铣头的上方，通过两个按钮分别控制装刀和卸刀，方便而安全，即使主轴向外伸出，也不会影响刀具的装卸。 1.数控铣床的主要功能
1.点位控制功能 数控铣床的点位控制主要用于工件的孔加工，如中心钻定位、钻孔、扩孔、锪孔、铰孔和镗孔等各种孔加工操作。
2.连续控制功能 通过数控铣床的直线插补、圆弧插补或复杂的曲线插补运动，铣削加工工件的平面和曲面。
3.刀具半径补偿功能
4.如果直接按工件轮廓线编程，在加工工件内轮廓时，实际轮廓线将大了一个刀具半径值;在加工工件外轮廓时，实际轮廓线又小了一个刀具半径值。使用刀具半径补偿的方法，数控系统自动计算刀具中心轨迹，使刀具中心偏离工件轮廓一个刀具半径值，从而加工出符合图纸要求的轮廓。利用刀具半径补偿的功能，改变刀具半径补偿量，还可以补偿刀具磨损量和加工误差，实现对工件的粗加工和精加工。 5.刀具长度补偿功能 改变刀具长度的补偿量，可以补偿刀具换刀后的长度偏差值，还可以改变切削加工的平面位置，控制刀具的轴向定位精度。
6.固定循环加工功能 应用固定循环加工指令，可以简化加工程序，减少编程的工作量。
7.子程序功能 如果加工工件形状相同或相似部分，把其编写成子程序，由主程序调用，这样简化程序结构。引用子程序的功能使加工程序模块化，按加工过程的工序分成若干个模块，分别编写成子程序，由主程序调用，完成对工件的加工。这种模块式的程序便于加工调试，优化加工工艺。
8.特殊功能 在数控铣床上配置仿形软件和仿形装置，用传感器对实物扫描及采集数据，经过数据处理后自动生成NC程序，进而实现对工件的仿形加工，实现反向加工工程。总之，配置一定的软件和硬件之后，能够扩大数控铣床的使用功能。
主电路中有三台电动机，主轴电动机M1，冷却泵电动机M2和工作台进给电动机M3。 主轴电动机M1能正，反转，由转换开关SC5控制，停车时有全波整流能耗制动，主轴通过机械调速可获18种速度。
冷却泵电动机M2通过传动机构将冷却液输送到切割处，进行冷却。 工作台进给电动机M3的正，反转由接触器KM3和KM4控制。通过机械传动可使工作台在横向，纵向和垂直方向做手动进给，机动进给和快速移动。主轴和工作台都采用调速盘选择速度，在切换齿轮以改变速度时，主轴电动机M1和工作台进给电动机M3应当做短时的低速转到（冲动） ，使齿轮易于啮合。