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加工中心的詳細(xì)分類和特點(diǎn)

發(fā)布:2016-05-26 10:52:26
摘要: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...
1.加工中心的分類

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  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。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)。

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

  按工作臺(tái)的數(shù)量和功能分:有單工作臺(tái)加工中心、雙工作臺(tái)加工中心,和多工作臺(tái)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(jí)。
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2.加工中心的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

  加工中心本身的結(jié)構(gòu)分兩大部分:一是主機(jī)部分,二是控制部分。

  主機(jī)部分主要是機(jī)械結(jié)構(gòu)部分,包括:床身、主軸箱、工作臺(tái)、底座、立柱、橫梁、進(jìn)給機(jī)構(gòu)、刀庫(kù)、換刀機(jī)構(gòu)、輔助系統(tǒng)(氣液、潤(rùn)滑、冷卻)等。

  控制部分包括硬件部分和軟件部分。硬件部分包括:計(jì)算機(jī)數(shù)字控制裝置(CNC),可編程序控制器(PLC),輸出輸入設(shè)備,主軸驅(qū)動(dòng)裝置,顯示裝置。軟件部分包括系統(tǒng)程序和控制程序。
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加工中心結(jié)構(gòu)上的特點(diǎn)是:

  ①機(jī)床的剛度高、抗振性好。為了滿足加工中心高自動(dòng)化、高速度、高精度、高可靠性的要求,加工中心的靜剛度、動(dòng)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(dòng)態(tài)力作用下所表現(xiàn)的剛度稱為機(jī)床的動(dòng)剛度)。

 ?、跈C(jī)床的傳動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,傳遞精度高,速度快。加工中心傳動(dòng)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(dòng),省去齒輪傳動(dòng)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;

 ?、壑鬏S系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,無(wú)齒輪箱變速系統(tǒng)(特殊的也只保留1~2級(jí)齒輪傳動(dòng))。主軸功率大,調(diào)速范圍寬,并可無(wú)級(jí)調(diào)速。目前加工中心95%以上的主軸傳動(dòng)都采用交流主軸伺服系統(tǒng),速度可從10~20000r/min無(wú)級(jí)變速。驅(qū)動(dòng)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(dòng)機(jī)功率雖大,但輸出功率與實(shí)際消耗的功率保持同步,不存在大馬拉小車那種浪費(fèi)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(zhǎng)期的保持導(dǎo)軌的精度,在高速重切削下,保證運(yùn)動(dòng)部件不振動(dòng),低速進(jìn)給時(shí)不爬行及運(yùn)動(dòng)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(diǎn):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(kù)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(dòng)化加工的能力更強(qiáng)了。加工中心的刀庫(kù)容量少的有幾把,多的達(dá)幾百把。這些刀具通過(guò)換刀機(jī)構(gòu)自動(dòng)調(diào)用和更換,也可通過(guò)控制系統(tǒng)對(duì)刀具壽命進(jìn)行管理;

  ⑥控制系統(tǒng)功能較全。它不但可對(duì)刀具的自動(dòng)加工進(jìn)行控制,還可對(duì)刀庫(kù)進(jìn)行控制和管理,實(shí)現(xiàn)刀具自動(dòng)交換。有的加工中心具有多個(gè)工作臺(tái),工作臺(tái)可自動(dòng)交換,不但能對(duì)一個(gè)工件進(jìn)行自動(dòng)加工,而且可對(duì)一批工件進(jìn)行自動(dòng)加工。這種多工作臺(tái)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(lái)越高,如FANUCl6系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)人機(jī)對(duì)話、在線自動(dòng)編程,通過(guò)彩色顯示器與手動(dòng)操作鍵盤的配合,還可實(shí)現(xiàn)程序的輸入、編輯、修改、刪除,具有前臺(tái)操作、后臺(tái)編輯的前后臺(tái)功能。加工過(guò)程中可實(shí)現(xiàn)在線檢測(cè),檢測(cè)出的偏差可自動(dòng)修正,保證首件加工一次成功,從而可以防止廢品的產(chǎn)生。  
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