坐标镗床详解:类型、功能、历史演变与应用优势
什么是坐标镗床?
坐标镗床是一战末期发明的机床,用于快速精确定位孔中心。瑞士和美国独立发明。类似专用铣床,为工模具制造提供比通用机床更高定位精度(重复性)和准确性。虽能轻铣削,但更适合高精度钻镗铰,主轴或主轴箱不承受铣削显著侧向载荷。结果:机床设计重定位精度而非重切削。
典型坐标镗床工作台约400×200mm(16×8英寸),大手轮(带微分头读数和游标)驱动精密轴和强齿轮传动,使两轴定位精度达0.0001英寸(2.5微米)。通常用于将精度较低机床钻的小孔(大致正确位置,即小孔严格在待镗大孔区域内)扩大至精确尺寸。坐标镗床局限于加工仍可镗削的软材料。模具常硬化;坐标镗床要求先镗后硬化,可能引入变形。因此开发坐标磨床,兼具坐标镗床精度且能加工硬化材料。
历史
坐标镗床发明前,孔中心定位靠划线(要么快不精、要么精但费时)或钻模(本身用精细划线制作)。坐标镗床为加快钻模制造而发明,却因直接为钻模服务的零件提供快速精度而消除了钻模需求。革命性原则:加速制造夹具的机床控制进步,本质上加速切削过程本身,夹具只是手段。因此坐标镗床发展推进机床技术走向后续NC和CNC发展。坐标镗床是手动机床技术合乎逻辑延伸,开始融入后来NC和CNC控制常规概念:
- 坐标尺寸标注(从单一基准点标注零件所有位置)
- 常规以"十分位"(万分之一英寸,0.0001英寸)作业为快速日常机床能力(曾是耗时、依赖工匠的专有手动技能)
- 完全绕过夹具
Franklin D. Jones在《机床车间培训教程》(第5版)中指出:
"许多情况下坐标镗床是'夹具消除器'。即当工作量不足以证明制造夹具合理、或无足够时间制夹具时,可用此机床代替夹具。"
Moore特种工具公司在坐标镗床发展中有多项创新。特别是采用磨削成型硬化精密丝杠,而非软丝杠配补偿螺母。导致坐标镗床和NC技术进步即将迎来CNC和CAD/CAM时代,彻底改变人们制造商品方式。
坐标镗床类型
主要两类坐标镗床:
- 立式铣床型
- 刨床型
1. 立式铣床型
结构类似立式铣床。主轴在立柱垂直旋转,水平工作台置于立柱前床身上。工件安装工作台上。位置通过工作台复合移动确定:垂直和平行于立柱面。
2. 刨床型
工作台两侧各一立柱固定于底座。工作台往复运动调整工件。主轴固定于连接两立柱横梁上。刨床型坐标镗床两坐标运动:工作台纵向移动和主轴沿横梁横向移动。
坐标镗床应用
- 坐标镗床用于引导孔
- 制造复合模和连续模
- 钻镗夹具套筒孔
- 常用于夹具、模具、冲模及磨削硬化件的套筒孔
- 用于条料或模具组件对准柱
工业技术