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第四章数控铣床与操作

一、数控铣床特点

数控铣床是主要采用铣削方式加工工件的数控机床，能完成各种平

面、沟槽、螺旋槽、成型表面、平面曲线和空间曲线等复杂型面的加

工。

与普通铣床相比，数控铣床具有以下特点：

1、半封闭或全封闭式防护

经济型数控铣床多采用半封闭式；全功能型数控铣床会采用全封

闭式防护，防止冷却液、切屑溅出，保证安全。

2、主轴无级变速且变速范围宽

主传动系统采用伺服电机（高速时采用无传动方式—电主轴）实

现无级变速，且调速范围较宽，这既保证了良好的加工适应性，同时

也为小直径铣刀工作形成了必要的切削速度。

3、采用手动换刀，刀具装夹方便

数控铣床没有配备刀库，采用手动换刀，刀具安装方便。

4、一般为三坐标联动

数控铣床多为三坐标（即X，Y，Z三个直线运动坐标）、

三轴联动的机床，以完成平面轮廓及曲面的加工。

5、应用广泛

与数控车削相比，数控铣床有着更为广泛的应用范围，能够进行

外形轮廓铣削、平面或曲面型腔铣削及三维复杂型面的铣削，如各种

凸轮、模具等，若再添加圆工作台等附件（此时变为四坐标），则应

用范围将更广，可用于加工螺旋桨、叶片等空间曲面零件。此外，随

着高速铣削技术的发展，数控铣床可以加工形状更为复杂的零件，精

度也更高。

二、数控铣床分类

数控铣床种类很多，按其体积大小可分为小型、中型和大型数控铣

床，其中规格较大的，其功能已向加工中心靠近，进而演变成柔性加

工单元。

一、按主轴布置形式分类

1、立式数控铣床

立式数控铣床的主轴轴线与工作台面垂直，是数控铣床中最常见

的一种布局形式。立式数控铣床一般为三坐标（X、Y、Z）联

动,其各坐标的控制方式主要有以下两种：

1）工作台纵、横向移动并升降，主轴只完成主运动。目前小型数控

铣床一般采用这种方式。

2）工作台纵、横向移动，主轴升降。这种方式一般运用在中型数

控铣床中。

立式数控铣床结构简单，工件安装方便，加工时便于观察，但不

便于排屑。

2、卧式数控铣床

卧式数控铣床的主轴轴线与工作台面平行，主要用来加工箱体类

零件。一般配有数控回转工作台以实现四轴或五轴加工，从而扩大功

能和加工范围。

卧式数控铣床相比立式数控铣床，结构复杂，在加工时不便观察，

但排屑顺畅。

3、龙门式数控铣床

大型数控立式铣床多采用龙门式布局，在结构上采用对称的双立

柱结构，以保证机床整体刚性、强度。主轴可在龙门架的横梁与溜板

上运动，而纵向运动则由龙门架沿床身移动或由工作台移动实现，其

中工作台床身特大时多采用前者。

龙门式数控铣床适合加工大型零件，主要在汽车、航空航天、机

床等行业使用。

4、立卧两用数控铣床

立卧两用数控铣床的主轴轴线可以变换，使一台铣床具备立式数

控铣床和卧式数控铣床的功能。这类机床适应性更强，应用范围更广，

尤其适合于多品种、小批量又需立卧两种方式加工的的情况，但其主

轴部分结构较为复杂。

二、按数控系统的功能分类

1、经济型数控铣床

经济型数控铣床一般是在普通立式铣床或卧式铣床的基础上改

造而来的，采用经济型数控系统，成本低，机床功能较少，主轴转速

和进给速度不高，主要用于精度要求不高的简单平面或曲面零件加

工。

2、全功能数控铣床

全功能数控铣床一般采用半闭环或闭环控制，控制系统功能较

强，数控系统功能丰富，一般可实现四坐标或以上的联动，加工适应

性强，应用最为广泛。

3、高速铣削数控铣床

我们一般把主轴转速在8000～40000r/min的数控铣床称为

高速铣削数控铣床，其进给速度可达10～30m/min，如图4-6

所示。这种数控铣床采用全新的机床结构（主体结构及材料变化）、

功能部件（电主轴、直线电机驱动进给）和功能强大的数控系统，并

配以加工性能优越的刀具系统，可对大面积的曲面进行高效率、高质

量的加工。

高速铣削是数控加工的一个发展方向，目前，其技术正日趋成熟，

并逐渐得到广泛应用，但机床价格昂贵，使用成本较高。

三、数控铣床主要加工对象

一）