加工中心特點及組成

1 加工中心的分類



       加工中心常按主軸在空間所處的狀態(tài)分為立式加工中心和臥式加工中心，加工中心的主軸在空間處于垂直狀態(tài)的稱為立式加工中心，主軸在空間處于水平狀態(tài)的稱為臥式加工中心。如圖所示，

臥式加工中心

立式加工中心

主軸可作垂直和水平轉(zhuǎn)換的，稱為立臥式加工中心或五面加工中心，也稱復(fù)合加工中心。按加工中心立柱的數(shù)量分；有單柱式和雙柱式(龍門式)。

龍門加工中心

按加工中心運動坐標(biāo)數(shù)和同時控制的坐標(biāo)數(shù)分：有三軸二聯(lián)動、三軸三聯(lián)動、四軸三聯(lián)動、五軸四聯(lián)動、六軸五聯(lián)動等。三軸、四軸是指加工中心具有的運動坐標(biāo)數(shù)，聯(lián)動是指控制系統(tǒng)可以同時控制運動的坐標(biāo)數(shù)，從而實現(xiàn)刀具相對工件的位置和速度控制。

按工作臺的數(shù)量和功能分：有單工作臺加工中心、雙工作臺加工中心，和多工作臺加工中心。

按加工精度分：有普通加工中心和高精度加工中心。普通加工中心，分辨率為1μm，最大進(jìn)給速度15～25m／min，定位精度lOμm左右。高精度加工中心、分辨率為0.1μm，最大進(jìn)給速度為15～100m／min，定位精度為2μm左右。介于2～lOμm之間的，以±5μm較多，可稱精密級。

2 加工中心的結(jié)構(gòu)組成

     加工中心自問世至今已有30多年，世界各國出現(xiàn)了各種類型的加工中心，雖然外形結(jié)構(gòu)各界，但從總體來看主要由以下幾大部分組成。

1、基礎(chǔ)部件。它是加工中心的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，由床身、立柱和工作臺等組成，它們主要承

受加工中心的靜載荷以及在加工時產(chǎn)生的切削負(fù)載，因此必須要有足夠的剛度。這些大件可

以是鑄鐵件也可以是焊接而成的鋼結(jié)構(gòu)件，它們是加工中心中體積和重量最大的部件。

2、主軸部件。由主軸箱、主軸電動機(jī)、主軸和主軸軸承等零件組成。主軸的啟、停和變速等動作均由數(shù)控系統(tǒng)控制，并且通過裝在主軸上的刀具參與切削運動，是切削加工的功率輸出部件。

3、數(shù)控系統(tǒng)。加工小心的數(shù)控部分是由cNc裝置，可編程控制器、伺服驅(qū)動裝置以及操作面板等組成。它是執(zhí)行順序控制動作和完成加工過程的控制中心。

4、自動換刀系統(tǒng)。由刀庫、機(jī)械手等部件組成。當(dāng)需要換刀時，數(shù)控系統(tǒng)發(fā)出指令，由機(jī)械手(或通過其他方式)將刀具從刀庫內(nèi)取出裝入主軸孔中。

5、輔助裝置。包括渦滑、冷卻、排屑、防護(hù)、液壓、氣動和檢測系統(tǒng)等部分。這些裝置雖然不直接參與切削運動，但對加工中心的加工效率、加工精度和可靠性起著保障作用，因此也是加工中心中不對缺少的部分。

3 加工中心的結(jié)構(gòu)特點

1. 機(jī)床的剛度高、抗振性好。為了滿足加工中心高自動化、高速度、高精度、高可靠性的要求，加工中心的靜剛度、動剛度和機(jī)械結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的阻尼比都高于普通機(jī)床(機(jī)床在靜態(tài)力作用下所表現(xiàn)的剛度稱為機(jī)床的靜剛度；機(jī)床在動態(tài)力作用下所表現(xiàn)的剛度稱為機(jī)床的動剛度)。

2. 機(jī)床的傳動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，傳遞精度高，速度快。加工中心傳動裝置主要有三種，即滾珠絲杠副；靜壓蝸桿-蝸母條；預(yù)加載荷雙齒輪-齒條。它們由伺服電機(jī)直接驅(qū)動，省去齒輪傳動機(jī)構(gòu)，傳遞精度高，速度快。一般速度可達(dá)15m／min，最高可達(dá)100m／min；

3. 主軸系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，無齒輪箱變速系統(tǒng)(特殊的也只保留1～2級齒輪傳動)。主軸功率大，調(diào)速范圍寬，并可無級調(diào)速。目前加工中心95％以上的主軸傳動都采用交流主軸伺服系統(tǒng)，速度可從10～20000r／min無級變速。驅(qū)動主軸的伺服電機(jī)功率一般都很大，是普通機(jī)床的1～2倍，由于采用交流伺服主軸系統(tǒng)，主軸電動機(jī)功率雖大，但輸出功率與實際消耗的功率保持同步，不存在大馬拉小車那種浪費電力的情況，因此其工作效率最高，從節(jié)能角度看，加工中心又是節(jié)能型的設(shè)備；

4. 加工中心的導(dǎo)軌都采用了耐磨損材料和新結(jié)構(gòu)，能長期的保持導(dǎo)軌的精度，在高速重切削下，保證運動部件不振動，低速進(jìn)給時不爬行及運動中的高靈敏度。導(dǎo)軌采用鋼導(dǎo)軌、淬火硬度≥HRC ，與導(dǎo)軌配合面用聚四氟乙烯貼層。這樣處理的優(yōu)點：a．摩擦系數(shù)��；b．耐磨性好；c.減振消聲；d．工藝性好。所以加工中心的精度壽命比一般的機(jī)床高；

5. 設(shè)置有刀庫和換刀機(jī)構(gòu)。這是加工中心與數(shù)控銑床和數(shù)控鏜床的主要區(qū)別，使加工中心的功能和自動化加工的能力更強(qiáng)了。加工中心的刀庫容量少的有幾把，多的達(dá)幾百把。這些刀具通過換刀機(jī)構(gòu)自動調(diào)用和更換，也可通過控制系統(tǒng)對刀具壽命進(jìn)行管理；

6. 控制系統(tǒng)功能較全。它不但可對刀具的自動加工進(jìn)行控制，還可對刀庫進(jìn)行控制和管理，實現(xiàn)刀具自動交換。有的加工中心具有多個工作臺，工作臺可自動交換，不但能對一個工件進(jìn)行自動加工，而且可對一批工件進(jìn)行自動加工。這種多工作臺加工中心有的稱為柔性加工單元。隨著加工中心控制系統(tǒng)的發(fā)展，其智能化的程度越來越高，如FANUCl6系統(tǒng)可實現(xiàn)人機(jī)對話、在線自動編程，通過彩色顯示器與手動操作鍵盤的配合，還可實現(xiàn)程序的輸入、編輯、修改、刪除，具有前臺操作、后臺編輯的前后臺功能。加工過程中可實現(xiàn)在線檢測，檢測出的偏差可自動修正，保證首件加工一次成功，從而可以防止廢品的產(chǎn)生。

DMG DMC 70 H 臥式加工中心