一文详解加工中心

优胜编程龚老师

一文详解加工中心

1 ．加工中心的分类

加工中心常按主轴在空间所处的状态分为立式加工中心 卧式加工中心 龙门加工中心 万能加工中心。 加工中心的主轴在空间处于垂直状态的称为立式加工中心，主轴在空间处于水平状态的称为卧式加工中心。





立式加工中心：结构形式多为固定立柱式，工作台为长方形，适合加工盘 套 板类零件。立式加工中心通常有三个直线运动坐标，XYZ轴 ,还可以在工作台上安装一个第四轴A轴。

立式加工中心装夹方便，便于操作，便于观察加工情况，调试程序方便，但受立柱高度和换刀机构的影响，不能加工太高的零件。立式加工中心结构简单，占地面积小，价格较低。

卧式加工中心：通常采用移动式立柱，主轴箱在两立柱之间，沿导轨上下移动。卧式加工中心通常有三个直线运动坐标，面对机床，左右移动为X轴，前后移动为Z轴，上下移动为Y轴。卧式加工中心还可以在工作台上安装一个第四轴A轴。可以加工螺旋线类 圆柱凸轮等零件。卧式加工中心调试程序和试切销时不方便观察，加工时不便监视，零件装夹和测量不方便，但加工时排销容易。于立式加工中心相比卧式加工中心结构复杂，占地面积大，价格较告高。

龙门加工中心：其主轴多数为垂直设置，带有ATC系统，并带有可更换的主轴头附件，系统软件功能较多，能一机多用，适合加工大型零件。

万能加工中心： 万能加工中心即五面加工中心，具有立式加工中心和卧式加工中心的功能，工件一次装夹后，能完成除安装面以外的所有侧面和顶面的加工。常见的万能加工中心有：1 主轴可以旋转90°，既可以象立式加工中心那样工作，也可以象卧式加工中心那样工作。2 主轴不改变方向，工作台带着工件旋转90°。完成对五个面的加工。

按工作台的数量和功能分：有单工作台加工中心、双工作台加工中心，和多工作台加工中心。





2 ．加工中心的结构组成

从总体来看主要由以下几大部分组成。

(1)、基础部件。它是加工中心的基础结构，由床身、立柱和工作台等组成，它们主要承受加工中心的静载荷以及在加工时产生的切削负载，因此必须要有足够的刚度。这些大件可以是铸铁件也可以是焊接而成的钢结构件，它们是加工中心中体积和重量最大的部件。AKIRA-SEIKI铸件采用高级米汉纳铸件，经热处理，稳定性高。

(2)、主轴部件。由主轴箱、主轴电动机、主轴和主轴轴承等零件组成。主轴的启、停和变速等动作均由数控系统控制，并且通过装在主轴上的刀具参与切削运动，是切削加工的功率输出部件。是加工中心的关键部件，它决定加工中心的加工精度及稳定性。

(3)、数控系统。加工中心的数控部分是由cNc装置，可编程控制器PLC、伺服驱动装置以及操作面板等组成。

(4)、自动换刀系统。由刀库、机械手 驱动机构等部件组成。当需要换刀时，数控系统发出指令，由机械手(或通过其他方式)将刀具从刀库内取出装入主轴孔中。它解决工件一次装夹后多工序连续加工中，工序与工序之间的刀具自动储存 选择 搬运 和交换的任务。

刀库（刀盘）是存放加工过程中所使用的全部刀具的装置。刀库有盘式 链式等 容量从几把到几百把。

刀臂的结构根据刀库与主轴的相对位置和结构的不同也有多种形式如：单臂式 双臂式 等。有的加工中心不用刀臂而直接用主轴箱或刀库的移动来实现换刀。

(5)、辅助装置。包括润滑、冷却、排屑、防护、液压、气动和检测系统等部分。这些装置虽然不直接参与切削运动，但对加工中心的加工效率、加工精度和可靠性起着保障作用，因此也是加工中心中不对缺少的部分。

6）APC自动托盘交换系统 有的加工中心为了实现进一部的无人化或进一步缩短非加工时间，采用多个自动交换工作台方式储备工件，一个工件安装在工作台上进行加工的同时，另外一个或几个工作台还可以装卸别的零件，当完成一个工作台上的零件的加工后，便自动交换工作台，进行新零件的加工，这样可以减少辅助时间，提高加工效率。





3. 加工中心的主要加工对象

1). 箱体类零件：箱体类零件一般是指具有一个以上孔系，内部有型腔，在长、宽、高方向有一定比例的零件。

2). 复杂曲面：复杂曲面采用普通机加工方法是难以甚至无法完成的。

3). 异形件 ：异形件是外形不规则的零件，大都需要点、线、面多工位混合加工。如拨叉等。

4). 盘、套、板类零件：带有键槽，或径向孔，或端面有分布的孔系，曲面的盘套或轴类零件，如带法兰的轴套，带键槽或方头的轴类零件等，还有具有较多孔加工的板类零件，如各种电机盖等。端面有分布孔系、曲面的盘类零件宜选择立式加工中心，有径向孔的可选卧式加工中心。

5). 周期性投产的零件， 用加工中心加工零件时，所需时间主要包括基本时间和准备时间，其中，准备时间占很大比例，如：工艺准备 编程序 零件首件试切等，这些时间很长，采用加工中心可以将这些时间的内容储存起来，供以后反复使用。这样，以后加工该零件时，就可以节约这些时间。生产周期就可以大大缩短。