數控銑床的佈局
1. 工件的重量和尺寸與佈局的關係
由於加工中需要的運動僅僅是相對運動，因此，對部件的運動分配可以有多種方案。圖4。14所示為數控銑床總體佈局示意圖，可見同是用於銑削加工的銑床，根據工件的重量和尺寸的不同，可以有四種不同的佈局方案。
圖4。14數控銑床總體佈局示意圖
（a）工件進給運動的升降臺銑床；（b）銑頭垂直進給運動的升降臺銑床；
（c）工件一個方向進給運動的龍門式數控銑床；（d）銑頭垂直進給運動的龍門式數控銑床
圖4。14（a）所示的是加工工件較輕的升降臺銑床，由工件完成三個方向的進給運動，分別由工作臺、滑鞍和升降臺來實現。當加工工件較重或者尺寸較高時，則不宜由升降臺帶著工件進行垂直方向的進給運動，而是改由銑頭帶著刀具來完成垂直進給運動，如圖4。14（b）所示。這種佈局方案，銑床的尺寸引數即加工尺寸範圍可以取得大一些。圖4。14（c）所示的是龍門式數控銑床，其工作臺載著工件進行一個方向上的進給運動，其他兩個方向的進給運動由多個刀架即銑頭部件在立柱與橫樑上的移動來完成。這樣的佈局不僅適用於重量大的工件加工，而且由於增多了銑頭，使銑床的生產效率得到了很大的提高。當加工更大、更重的工件時，由工件進行進給運動在結構上是難於實現的，因此採用如圖5。14的佈局方案，全部進給運動均由銑頭運動來完成，這種佈局形式可以減小銑床的結構尺寸和重量。
2. 運動的分配與部件的佈局
數控銑床的運動數目，尤其是進給運動數目的多少，直接與表面成型運動和銑床的加工功能相關。運動的分配與部件的佈局是銑床總佈局的中心問題。以數控鏜銑床為例，它一般都有四個進給運動的部件，要根據加工的需要來配置這四個進給運動部件。如果需要對工件的頂面進加工，則銑床主軸應佈局成立式的，如圖4。15（a）所示。在三個直線進給座標之外，再在工作臺上加一個既可立式也可臥式安裝的數控轉檯或分度工作臺作為附件。如果需要對工件的多個側面進行加工，則主軸應佈局成臥式的，同樣是在三個直線進給座標之外再加一個數控轉檯，以便在一次裝夾時集中完成多面的銑、鏜、鑽、鉸、攻螺紋等多工序加工，如圖4。15 （b）、4。15 （c）所示。
圖4。15數控銑床運動與結構的關係
（a） 立式；（b）立、臥兩用式 （c）臥式
3. 銑床的佈局與結構效能
數控銑床的佈局應能兼顧銑床有良好的精度、剛度、抗振性和熱穩定性等結構效能。圖4。16所示的幾種數控臥式銑床，其運動要求與加工功能是相同的，但因結構的總體佈局各不相同，所以其結構效能是有差異的。
圖4。16 數控銑床佈局與結構效能的關係
（a）立柱和X向橫床身對稱的T形床身佈局 （b）立柱偏在Z向滑板中心一側的T形床身佈局；
（c）立柱偏在Z向滑板中心一側的十字形工作臺佈局 ；（d）立柱和X向橫床身對稱的十字形工作臺佈局
圖4。16（a）與4。16（b）的方案採用了T形床身佈局，前床身橫置並與主軸軸線垂直，立柱帶著主軸箱一起作Z座標進給運動，主軸箱在立柱上作Y向進給運動。T形床身佈局的優點是：工作臺沿前床身方向作X座標進給運動，在全部行程範圍內工作臺均可支撐在床身上，故剛性較好，提高了工作臺的承載能力，易於保證加工精度，而且有較長的工作行程，其床身、工作臺及數控轉檯為三層結構，在相同的檯面高度下，比圖4。16（c）和4。16 （d）的十字形工作臺的四層結構更易保證大件的結構剛性；在圖4。16（c）和4。16（d）的十字形工作臺的佈局方案中，當工作臺帶著數控轉檯在橫向（即X向）作大距離移動和下滑板作Z向進給時，Z向床身的一條導軌要承受很大的偏載，而在圖4。16（a）、4。16（b）和4。16（c）中就沒有這一問題。
在圖4。16（a）和4。16 （b）中，主軸箱裝在框式立柱中間，設計成對稱形結構；在圖4。16（b）和4。16 （c）中，主軸箱懸掛在單立柱的一側。從受力變形和熱穩定性的角度分析，這兩種方案是不同的：框式立柱佈局要比單柱佈局少承受一個扭轉力矩和一個彎曲力矩，因而受力後變形小，有利於提高加工精度；框式立柱佈局的受熱與熱變形是對稱的，因此，其熱變形對加工精度的影響小。所以一般數控鏜銑床和自動換刀數控鏜銑床大都採用這種框式立柱的結構形式。在這四種部佈局方案中，都應該使主軸承心線與Z向進給絲槓佈置在同一個平面YOZ內，這樣就使絲槓的進給驅動力與主切削抗力在同一平面內，因而扭曲力矩很小，容易保證銑削精度和鏜加工的平行度。但是在圖4。16（a）和4。16 （b）中，立柱和X向橫床身是對稱的。立柱帶著主軸箱作Z向進給運動的優點是能使數控轉檯、工作臺和床身為三層結構。但是當銑床的尺寸規格較大，立柱較高較重，再加上主軸箱部件，將使Z軸進給的驅動功率增大，而且立柱過高時，部件移動的穩定性將變差。
綜上所述，在加工功能與運動要求相同的條件下，數控銑床的總體佈局方案是多種多樣的，以銑床的剛度、抗振性和熱穩定性等結構效能作為評價指標，可以判別出佈局方案的優劣。
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