教研室:数控技术教研室?????????? 授课教师:王春海???????????? 第20次课
第4章? 加工中心加工技术
加工中心是一种功能较全的数控加工机床。它把铣削、镗削、钻削、攻螺纹和切削螺纹等功能集中在一台设备上,使其具有多种工艺手段。加工中心设置有刀库,刀库中存放着不同数量的各种刀具或检具,在加工过程中由程序自动选用和更换。这是它与数控铣床、数控镗床的主要区别。加工中心是一种综合加工能力较强的设备,工件一次装夹后能完成较多的加工步骤,加工精度较高,就中等加工难度的批量工件,其效率是普通设备的5~10倍,特别是它能完成许多普通设备不能完成的加工。加工中心对形状较复杂,精度要求高的单件加工或中小批量多品种生产更为适用。特别是对于必需采用工装和专机设备来保证产品质量和效率的工件,采用加工中心加工,可以省去工装和专机。这会为新产品的研制和改型换代节省大量的时间和费用,从而使企业具有较强的竞争能力。
4.1? 加工中心的特点
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和卧式加工中心,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。主轴可作垂直和水平转换的,称为立卧式加工中心或五面加工中心,也称复合加工中心。按加工中心立柱的数量分;有单柱式和双柱式(龙门式)。
按加工中心运动坐标数和同时控制的坐标数分:有三轴二联动、三轴三联动、四轴三联动、五轴四联动、六轴五联动等。三轴、四轴是指加工中心具有的运动坐标数,联动是指控制系统可以同时控制运动的坐标数,从而实现刀具相对工件的位置和速度控制。
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。
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,分辨率为1μm,最大进给速度15~25m/min,定位精度lOμm左右。高精度加工中心、分辨率为0.1μm,最大进给速度为15~100m/min,定位精度为2μm左右。介于2~lOμm之间的,以±5μm较多,可称精密级。
2. 加工中心的结构特点
加工中心本身的结构分两大部分:一是主机部分,二是控制部分。
主机部分主要是机械结构部分,包括:床身、主轴箱、工作台、底座、立柱、横梁、进给机构、刀库、换刀机构、辅助系统(气液、润滑、冷却)等。
控制部分包括硬件部分和软件部分。硬件部分包括:计算机数字控制装置(CNC),可编程序控制器(PLC),输出输入设备,主轴驱动装置,显示装置。软件部分包括系统程序和控制程序。
加工中心结构上的特点是:
①机床的刚度高、抗振性好。为了满足加工中心高自动化、高速度、高精度、高可靠性的要求,加工中心的静刚度、动刚度和机械结构系统的阻尼比都高于普通机床(机床在静态力作用下所表现的刚度称为机床的静刚度;机床在动态力作用下所表现的刚度称为机床的动刚度)。
②机床的传动系统结构简单,传递精度高,速度快。加工中心传动装置主要有三种,即滚珠丝杠副;静压蜗杆-蜗母条;预加载荷双齿轮-齿条。它们由伺服电机直接驱动,省去齿轮传动机构,传递精度高,速度快。一般速度可达15m/min,最高可达100m/min;