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加工中心的詳細分類和特點

發布: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的稱為立式加工中心,主軸在空間處于水平狀態的稱為臥式加工中心。主軸可作垂直和水平轉換的,稱為立臥式加工中心或五面加工中心,也稱復合加工中心。按加工中心立柱的數量分;有單柱式和雙柱式(龍門式)。

  按加工中心運動坐標數和同時控制的坐標數分:有三軸二聯動、三軸三聯動、四軸三聯動、五軸四聯動、六軸五聯動等。三軸、四軸是指加工中心具有的運動坐標數,聯動是指控制系統可以同時控制運動的坐標數,從而實現刀具相對工件的位置和速度控制。

  按工作臺的數量和功能分: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。
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2.加工中心的結構特點

  加工中心本身的結構分兩大部分:一是主機部分,二是控制部分。

  主機部分主要是機械結構部分,包括:床身、主軸箱、工作臺、底座、立柱、橫梁、進給機構、刀庫、換刀機構、輔助系統(氣液、潤滑、冷卻)等。

  控制部分包括硬件部分和軟件部分。硬件部分包括:計算機數字控制裝置(CNC),可編程序控制器(PLC),輸出輸入設備,主軸驅動裝置,顯示裝置。軟件部分包括系統程序和控制程序。
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加工中心結構上的特點是:

  ①機床的剛度高、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、動剛度和機械結構系統的阻尼比都高于普通機床(機床在靜態力作用下所表現的剛度稱為機床的靜剛度;機床在動態力作用下所表現的剛度稱為機床的動剛度)。

  ②機床的傳動系統結構簡單,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;預加載荷雙齒輪-齒條。它們由伺服電機直接驅動,省去齒輪傳動機構,傳遞精度高,速度快。一般速度可達15m/min,最高可達100m/min;

  ③主軸系統結構簡單,無齒輪箱變速系統(特殊的也只保留1~2級齒輪傳動)。主軸功率大,調速范圍寬,并可無級調速。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,速度可從10~20000r/min無級變速。驅動主軸的伺服電機功率一般都很大,是普通機床的1~2倍,由于采用交流伺服主軸系統,主軸電動機功率雖大,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,從節能角度看,加工中心又是節能型的設備;

  ④加工中心的導軌都采用了耐磨損材料和新結構,能長期的保持導軌的精度,在高速重切削下,保證運動部件不振動,低速進給時不爬行及運動中的高靈敏度。導軌采用鋼導軌、淬火硬度≥HRC,與導軌配合面用聚四氟乙烯貼層。這樣處理的優點:a.摩擦系數小;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床高;

  ⑤設置有刀庫和換刀機構。這是加工中心與數控銑床和數控鏜床的主要區別,使加工中心的功能和自動化加工的能力更強了。加工中心的刀庫容量少的有幾把,多的達幾百把。這些刀具通過換刀機構自動調用和更換,也可通過控制系統對刀具壽命進行管理;

  ⑥控制系統功能較全。它不但可對刀具的自動加工進行控制,還可對刀庫進行控制和管理,實現刀具自動交換。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行自動加工,而且可對一批工件進行自動加工。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的發展,其智能化的程度越來越高,如FANUCl6系統可實現人機對話、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生。  
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