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加工中心

1．加工中心定義：能自動更換工具，對一次裝夾的工件進(jìn)行多工序加工的數(shù)控機(jī)床。

英文名稱：machining center

加工中心,簡稱cnc，是由機(jī)械設(shè)備與數(shù)控系統(tǒng)組成的使用于加工復(fù)雜形狀工件的高效率自動化機(jī)床。加工中心又叫電腦鑼。加工中心備有刀庫，具有自動換刀功能，是對工件一次裝夾后進(jìn)行多工序加工的數(shù)控機(jī)床。加工中心是高度機(jī)電一體化的產(chǎn)品，工件裝夾后，數(shù)控系統(tǒng)能控制機(jī)床按不同工序自動選擇、更換刀具、自動對刀、自動改變主軸轉(zhuǎn)速、進(jìn)給量等，可連續(xù)完成鉆、鏜、銑、鉸、攻絲等多種工序，因而大大減少了工件裝夾時間、測量和機(jī)床調(diào)整等輔助工序時間，對加工形狀比較復(fù)雜，精度要求較高，

品種更換頻繁的零件具有良好的經(jīng)濟(jì)效果

2. 加工中心的發(fā)展史

加工中心最初是從數(shù)控銑床發(fā)展而來的。臺加工中心是1958年由美國卡尼-特雷克公司首先研制成功的。它在數(shù)控臥式鏜銑床的基礎(chǔ)上增加了自動換刀裝置，從而實(shí)現(xiàn)了工件一次裝夾后即可進(jìn)行銑削、鉆削、鏜削、鉸削和攻絲等多種工序的集中加工。

二十世紀(jì)70年代以來，加工中心得到迅速發(fā)展，出現(xiàn)了可換主軸箱加工中心，它備有多個可以自動更換的裝有刀具的多軸主軸箱，能對工件同時進(jìn)行多孔加工。

3. 加工中心的分類

按加工工序分類

　　加工中心按加工工序分類，可分為鏜銑與車銑兩大類。

　?。?span lang="EN-US">1）鏜銑

（2）車銑

按控制軸數(shù)分類

　　按控制軸數(shù)可分為：

　　（1）三軸加工中心

　?。?span lang="EN-US">2）四軸加工中心

（3）五軸加工中心。

按主軸與工作臺相對位置分類

　　(1)臥式加工中心：是指主軸軸線與工作臺平行設(shè)置的加工中心，主要適用于加工箱體類零件。

　　臥式加工中心一般具有分度轉(zhuǎn)臺或數(shù)控轉(zhuǎn)臺，可加工工件的各個側(cè)面；也可作多個坐標(biāo)的聯(lián)合運(yùn)動，以便加工復(fù)雜的空間曲面。

　　(2)立式加工中心：是指主軸軸線與工作臺垂直設(shè)置的加工中心，主要適用于加工板類、盤類、模具及小型殼體類復(fù)雜零件。

　　立式加工中心一般不帶轉(zhuǎn)臺，僅作頂面加工。

　　此外，還有帶立、臥兩個主軸的復(fù)合式加工中心，和主軸能調(diào)整成臥軸或立軸的立臥可調(diào)式加工中心，它們能對工件進(jìn)行五個面的加工。

　　(3)加工中心(又稱多軸聯(lián)動型加工中心)：是指通過加工主軸軸線與工作臺回轉(zhuǎn)軸線的角度可控制聯(lián)動變化，完成復(fù)雜空間曲面加工的加工中心。適用于具有復(fù)雜空間曲面的葉輪轉(zhuǎn)子、模具、刃具等工件的加工。

　　多工序集中加工的形式擴(kuò)展到了其他類型數(shù)控機(jī)床，例如車削中心，它是在數(shù)控車床上配置多個自動換刀裝置，能控制三個以上的坐標(biāo)，除車削外，主軸可以停轉(zhuǎn)或分度，而由刀具旋轉(zhuǎn)進(jìn)行銑削、鉆削、鉸孔和攻絲等工序，適于加工復(fù)雜的旋轉(zhuǎn)體零件。

加工中心的優(yōu)點(diǎn)

工件在加工中心上經(jīng)一次裝夾后，數(shù)字控制系統(tǒng)能控制機(jī)床按不同工序，自動選擇和更換刀具，自動改變機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速、進(jìn)給量和刀具相對工件的運(yùn)動軌跡及其他輔助機(jī)能，依次完成工件幾個面上多工序的加工。并且有多種換刀或選刀功能，從而使生產(chǎn)效率大大提高。

加工中心由于工序的集中和自動換刀，減少了工件的裝夾、測量和機(jī)床調(diào)整等時間，使機(jī)床的切削時間達(dá)到機(jī)床開動時間的80%左右(普通機(jī)床僅為15～20%)；同時也減少了工序之間的工件周轉(zhuǎn)、搬運(yùn)和存放時間，縮短了生產(chǎn)周期，具有明顯的經(jīng)濟(jì)效果。加工中心適用于零件形狀比較復(fù)雜、精度要求較高、產(chǎn)品更換頻繁的中小批量生產(chǎn)。

 

加工中心與數(shù)控機(jī)床

與數(shù)控銑床相同的是，加工中心同樣是由計算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)(CNC)、伺服系統(tǒng)、機(jī)械本體、液壓系統(tǒng)等各部分組成。

　　但加工中心又不等同于數(shù)控銑床，加工中心與數(shù)控銑床的區(qū)別在于加工中心具有自動交換刀具的功能，通過在刀庫安裝不同用途的刀具，可在一次裝夾中通過自動換刀裝置改變主軸上的加工刀具，實(shí)現(xiàn)鉆、鏜、鉸、攻螺紋、切槽等多種加工功能。

 

加工中心刀庫

加工中心的自動換刀裝置由存放刀具的刀庫和換刀機(jī)構(gòu)組成。刀庫種類很多，常見的有盤式和鏈?zhǔn)絻深悺ｆ準(zhǔn)降稁齑娣诺毒叩娜萘枯^大。

　　換刀機(jī)構(gòu)在機(jī)床主軸與刀庫之間交換刀具，常見的為機(jī)械手；也有不帶機(jī)械手而由主軸直接與刀庫交換刀具的，稱無臂式換刀裝置。

　　加工中心刀庫分為圓盤式刀庫及機(jī)械庫兩種

  

一﹑圓盤式刀庫

　　圓盤式刀庫應(yīng)該稱之為固定地址換刀刀庫，即每個刀位上都有編號，一般從1編到12、18、20、24等，即為刀號地址。操作者把一把刀具安裝進(jìn)某一刀位后，不管該刀具更換多少次，總是在該刀位內(nèi)。

　　1. 制造成本低。主要部件是刀庫體及分度盤，只要這兩樣零件加工精度得到保證即可，運(yùn)動部件中刀庫的分度使用的是非常經(jīng)典的“馬氏機(jī)構(gòu)”，前后、上下運(yùn)動主要選用氣缸。裝配調(diào)整比較方便，維護(hù)簡單。一般機(jī)床制造廠家都能自制。

　　2. 每次機(jī)床開機(jī)后刀庫必須“回零”，刀庫在旋轉(zhuǎn)時，只要擋板靠近（距離為0.3mm左右）無觸點(diǎn)開關(guān)，數(shù)控系統(tǒng)就默認(rèn)為1號刀。并以此為計數(shù)基準(zhǔn)，“馬氏機(jī)構(gòu)”轉(zhuǎn)過幾次，當(dāng)前就是幾號刀。只要機(jī)床不關(guān)機(jī)，當(dāng)前刀號就被記憶。刀具更換時，一般按最近距離旋轉(zhuǎn)原則，刀號編號按逆時針方向，如果刀庫數(shù)量是18，當(dāng)前刀號位8，要換6號刀，按最近距離換刀原則，刀庫是逆時針轉(zhuǎn)。如要換10號刀，刀庫是順時針轉(zhuǎn)。

　　機(jī)床關(guān)機(jī)后刀具記憶清零。

　　3. 固定地址換刀刀庫換刀時間比較長國內(nèi)的機(jī)床一般要8秒以上（從一次切削到另一次切削）。

　　4. 圓盤式刀庫的總刀具數(shù)量受限制，不宜過多，一般40#刀柄的不超過24把，50#的不超過20把，大型龍門機(jī)床也有把圓盤轉(zhuǎn)變?yōu)殒準(zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)，刀具數(shù)量多達(dá)60把。

　　二﹑機(jī)械庫

　　機(jī)械庫換刀是隨機(jī)地址換刀。每個刀套上無編號，它的優(yōu)點(diǎn)是換刀迅速、可靠。

　　1. 制造成本高。刀庫有一個個刀套鏈?zhǔn)浇M合起來，機(jī)械手換刀的動作有凸輪機(jī)構(gòu)控制，零件的加工比較復(fù)雜。裝配調(diào)試也比較復(fù)雜，一般由專業(yè)廠家生產(chǎn)，機(jī)床制造商一般不自制。

　　2. 刀號的計數(shù)原理。與固定地址選刀一樣，它也有基準(zhǔn)刀號：1號刀。但我們只能理解為1號刀套，而不是零件程序中的1號刀：T1。系統(tǒng)中有一張刀具表。它有兩欄。一欄是刀套號，一欄是對應(yīng)刀套號的當(dāng)前程序刀號。假如我們編一個三把刀具的加工程序，刀具的放置起始是1號刀套裝T1（1號刀），2號刀套裝T2，3號刀套裝T3，我們知道當(dāng)主軸上T1在加工時，T2刀即準(zhǔn)備好，換刀后，T1換進(jìn)2號刀套，同理，在T3加工時，T2就裝在3號刀套里。一個循環(huán)后，前一把刀具就安裝到后一把刀具的刀套里。數(shù)控系統(tǒng)對刀套號及刀具號的記憶是的，關(guān)機(jī)后再開機(jī)刀庫不用“回零”即可恢復(fù)關(guān)機(jī)前的狀態(tài)。如果“回零”，那必須在刀具表中修改刀套號中相對應(yīng)的刀具號。

　　3. 機(jī)械庫換刀時間一般為4秒（從一次切削到另一次切削）。

　　4. 刀具數(shù)量一般比圓盤刀庫多，常規(guī)有18、20、30、40、60等

　　5. 刀庫的凸輪箱要定期更換起潤滑、冷卻作用的齒輪油。

 

加工中心應(yīng)用的行業(yè)

汽車、摩托車零部件制造企業(yè)  模具制造企業(yè)  船舶制造企業(yè)  航空航天企業(yè)  機(jī)械生產(chǎn)企業(yè)  紡織機(jī)械、木工機(jī)械、包裝機(jī)械、印刷機(jī)械、塑料機(jī)械、工程機(jī)械、建筑機(jī)械、礦山機(jī)械、農(nóng)業(yè)機(jī)械、鑄造機(jī)械食品機(jī)械、電機(jī)、發(fā)電機(jī)、汽輪機(jī)等生產(chǎn)企業(yè)   機(jī)械零部件加工 | 軸類加工 | 殼體加工 | 齒輪加工 | 軸承加工 | 孔加工 |

 

 

鏜床

英文名稱：boring　machine

定義：主要用鏜刀在工件上加工已有預(yù)制孔的機(jī)床。

主要用鏜刀對工件已有的預(yù)制孔進(jìn)行鏜削的機(jī)床。通常，鏜刀旋轉(zhuǎn)為主運(yùn)動，鏜刀或工件的移動為進(jìn)給運(yùn)動。它主要用于加工高精度孔或一次定位完成多個孔的精加工，此外還可以從事與孔精加工有關(guān)的其他加工面的加工。使用不同的刀具和附件還可進(jìn)行鉆削、銑削、切它的加工精度和表面質(zhì)量要高于鉆床。鏜床是大型箱體零件加工的主要設(shè)備。螺紋及加工外圓和端面等。

 

車床

英文名稱：lathe;turning machine

定義：主要用車刀在工件上加工旋轉(zhuǎn)表面的機(jī)床車床是主要用車刀對旋轉(zhuǎn)的工件進(jìn)行車削加工的機(jī)床。在車床上還可用鉆頭、擴(kuò)孔鉆、鉸刀、絲錐、板牙和滾花工具等進(jìn)行相應(yīng)的加工。

車床主要用于加工軸、盤、套和其他具有回轉(zhuǎn)表面的工件，是機(jī)械制造和修配工廠中使用的一類機(jī)床。如：內(nèi)圓、外圓和螺紋等成型面加工。

 

銑床

英文名稱：milling machine

定義：用銑刀在工件上加工各種表面的機(jī)床。銑床（millingmachine）系指主要用銑刀在工件上加工各種表面的機(jī)床。通常銑刀旋轉(zhuǎn)運(yùn)動為主運(yùn)動，工件（和）銑刀的移動為進(jìn)給運(yùn)動。它可以加工平面、溝槽，也可以加工各種曲面、齒輪等。銑床是用銑刀對工件進(jìn)行銑削加工的機(jī)床。銑床除能銑削平面、溝槽、輪齒、螺紋和花鍵軸外，還能加工比較復(fù)雜的型面，效率較刨床高，在機(jī)械制造和修理部門得到廣泛應(yīng)用。

 

磨床

英文名稱：grinding　machine

定義：用磨具或磨料加工工件各種表面的機(jī)床。

磨床(grinder,grinding machine)是利用磨具對工件表面進(jìn)行磨削加工的機(jī)床。 大多數(shù)的磨床是使用高速旋轉(zhuǎn)的砂輪進(jìn)行磨削加工，少數(shù)的是使用油石、砂帶等其他磨具和游離磨料進(jìn)行加工，如珩磨機(jī)、超精加工機(jī)床、砂帶磨床、研磨機(jī)和拋光機(jī)等。

 

鋸床

英文名稱：sawing machine

定義：用圓鋸片或鋸條等將材料鋸斷或加工成所需形狀的機(jī)床

鋸床以圓鋸片、鋸帶或鋸條等為刀具，鋸切金屬圓料、方料、管料和型材等的機(jī)床。鋸床的加工精度一般都不很高，多用于備料車間切斷各種棒料、管料等型材。由主動輪和從動輪帶動鋸條運(yùn)轉(zhuǎn)，鋸條斷料方向由導(dǎo)軌控制架控制。通過調(diào)整自轉(zhuǎn)軸承將帶鋸條調(diào)正調(diào)直經(jīng)過掃削器將鋸削掃掉。由液壓油缸活塞桿支撐導(dǎo)軌控制架下落進(jìn)鋸斷料，帶鋸床上裝有手動或液壓油缸夾料鎖緊機(jī)構(gòu)，以及液壓操作閥開關(guān)等。

 

刨床

中文名稱：planing machine

定義：用刨刀加工工件表面的機(jī)床。

刨床是用刨刀對工件的平面、溝槽或成形表面進(jìn)行刨削的直線運(yùn)動機(jī)床。使用刨床加工，刀具較簡單，但生產(chǎn)率較低（加工長而窄的平面除外），因而主要用于單件，小批量生產(chǎn)及機(jī)修車間，在大批量生產(chǎn)中往往被銑床所代替。