加工中心概述

1、4.1 加工中心概述加工中心概述一、加工中心簡(jiǎn)介一、加工中心簡(jiǎn)介 加工中心是高效、高精度數(shù)控機(jī)床加工中心是高效、高精度數(shù)控機(jī)床,工件在一工件在一次裝夾中便可自動(dòng)完成多道工序的加工次裝夾中便可自動(dòng)完成多道工序的加工. 是典型的集高新技術(shù)于一體的機(jī)械加工設(shè)備，它的發(fā)展代表了一個(gè)是典型的集高新技術(shù)于一體的機(jī)械加工設(shè)備，它的發(fā)展代表了一個(gè)國(guó)家設(shè)計(jì)和制造業(yè)的水平，成為現(xiàn)代機(jī)床發(fā)展的主流和方向。國(guó)家設(shè)計(jì)和制造業(yè)的水平，成為現(xiàn)代機(jī)床發(fā)展的主流和方向。1、加工中心組成、加工中心組成加工中心是帶有加工中心是帶有刀庫(kù)刀庫(kù)和和自動(dòng)換刀裝置自動(dòng)換刀裝置的數(shù)控機(jī)床。的數(shù)控機(jī)床。x-y數(shù)控拖板數(shù)控拖板變頻主軸變頻主軸機(jī)床

2、本體機(jī)床本體數(shù)控系統(tǒng)及數(shù)控系統(tǒng)及其操作面板其操作面板斗笠式刀庫(kù)斗笠式刀庫(kù)Z軸伺服電機(jī)軸伺服電機(jī)活動(dòng)防護(hù)門(mén)活動(dòng)防護(hù)門(mén)進(jìn)給進(jìn)給Z軸軸護(hù)線架護(hù)線架冷卻液箱冷卻液箱1、 加工中心及其組成加工中心及其組成XH713A 立式加工中心2、加工中心的特點(diǎn)：、加工中心的特點(diǎn)： 具有自動(dòng)換刀裝置具有自動(dòng)換刀裝置,能自動(dòng)地更換刀具，在一能自動(dòng)地更換刀具，在一次裝夾中完成銑削、鏜孔、鉆削、擴(kuò)孔、鉸孔、次裝夾中完成銑削、鏜孔、鉆削、擴(kuò)孔、鉸孔、攻絲等加工，工序高度集中。攻絲等加工，工序高度集中。帶有自動(dòng)擺角的主軸或回轉(zhuǎn)工作臺(tái)的加工中心，帶有自動(dòng)擺角的主軸或回轉(zhuǎn)工作臺(tái)的加工中心，在一次裝夾后，自動(dòng)完成多個(gè)面和多個(gè)角度的加

3、在一次裝夾后，自動(dòng)完成多個(gè)面和多個(gè)角度的加工。工。帶有可交換工作臺(tái)的加工中心，可同時(shí)進(jìn)行一個(gè)帶有可交換工作臺(tái)的加工中心，可同時(shí)進(jìn)行一個(gè)加工，一個(gè)裝夾工件，具有極高的加工效率。加工，一個(gè)裝夾工件，具有極高的加工效率。3、加工中心的主要加工對(duì)象加工中心適用于形狀復(fù)雜、工序多、精度要求高、加工中心適用于形狀復(fù)雜、工序多、精度要求高、需要多種類(lèi)型普通機(jī)床經(jīng)過(guò)多次安裝才能完成加需要多種類(lèi)型普通機(jī)床經(jīng)過(guò)多次安裝才能完成加工的零件。其主要加工對(duì)象為：工的零件。其主要加工對(duì)象為：箱體類(lèi)零件箱體類(lèi)零件復(fù)雜曲面類(lèi)零件復(fù)雜曲面類(lèi)零件異形件異形件板、套、盤(pán)類(lèi)零件板、套、盤(pán)類(lèi)零件特殊加工特殊加工4、加工中心的分類(lèi)：、加

4、工中心的分類(lèi)： 立式加工中心立式加工中心: 板材類(lèi)、殼體類(lèi)、凸輪、模具板材類(lèi)、殼體類(lèi)、凸輪、模具臥式加工中心臥式加工中心: 箱體類(lèi)、模具箱體類(lèi)、模具龍門(mén)式加工中心龍門(mén)式加工中心: 大型、重型和形狀復(fù)雜零件大型、重型和形狀復(fù)雜零件復(fù)合加工中心（五面體加工中心）復(fù)合加工中心（五面體加工中心）二、加工中心自動(dòng)換刀裝置二、加工中心自動(dòng)換刀裝置1 1、自動(dòng)換刀裝置、自動(dòng)換刀裝置(ATC)(ATC) 自動(dòng)換刀裝置的用途是按照加工需要，自動(dòng)地更自動(dòng)換刀裝置的用途是按照加工需要，自動(dòng)地更換裝在主軸上的刀具。自動(dòng)換刀裝置是一套獨(dú)立、換裝在主軸上的刀具。自動(dòng)換刀裝置是一套獨(dú)立、完整的部件。完整的部件。自動(dòng)換刀裝置

5、的形式自動(dòng)換刀裝置的形式回轉(zhuǎn)刀架：回轉(zhuǎn)刀架：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、刀具數(shù)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、刀具數(shù) 量有限、車(chē)削中心量有限、車(chē)削中心帶刀庫(kù)的自動(dòng)換刀裝置帶刀庫(kù)的自動(dòng)換刀裝置（應(yīng)用廣泛）（應(yīng)用廣泛）鼓輪式刀庫(kù)：鼓輪式刀庫(kù)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊、應(yīng)用廣結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊、應(yīng)用廣鏈?zhǔn)降稁?kù)：刀庫(kù)鏈?zhǔn)降稁?kù)：刀庫(kù)容量大容量大刀庫(kù)形式刀庫(kù)形式2、刀庫(kù)的形式、刀庫(kù)的形式盤(pán)式刀庫(kù)盤(pán)式刀庫(kù)a）b）c）d）a）徑向取刀形式）徑向取刀形式 b）軸向取刀形式）軸向取刀形式 c）徑向布置形式）徑向布置形式 d）角度布置形式）角度布置形式鏈?zhǔn)降稁?kù)鏈?zhǔn)降稁?kù)鏈?zhǔn)降稁?kù)鏈條鏈輪刀座導(dǎo)軌張緊板3、換刀過(guò)程、換刀過(guò)程自動(dòng)換刀裝置的換刀過(guò)程由自動(dòng)換刀裝置的換刀過(guò)程由選

6、刀選刀和和換刀換刀兩部分組兩部分組成。成。選刀選刀:是刀庫(kù)按照選刀指令是刀庫(kù)按照選刀指令( Txx 指令指令)自動(dòng)將要自動(dòng)將要用的刀具移動(dòng)到換刀位置用的刀具移動(dòng)到換刀位置,完成選刀過(guò)程，為下完成選刀過(guò)程，為下面換刀做好準(zhǔn)備。面換刀做好準(zhǔn)備。換刀換刀:是把主軸上用過(guò)的刀具取下，將選好的刀是把主軸上用過(guò)的刀具取下，將選好的刀具安裝在主軸上。具安裝在主軸上。選刀方式選刀方式順序選刀方式順序選刀方式 (早期早期)任選方式：任選方式：記憶式記憶式, 跟蹤刀具就近換刀跟蹤刀具就近換刀(現(xiàn)在現(xiàn)在)換刀方式換刀方式機(jī)械手換刀機(jī)械手換刀刀庫(kù)刀庫(kù)主軸運(yùn)動(dòng)換刀主軸運(yùn)動(dòng)換刀選刀和換刀方式：選刀和換刀方式：油缸刀庫(kù)換刀

7、機(jī)械手主軸（b）（a）（c）（d）1、主軸箱回參考點(diǎn)，、主軸箱回參考點(diǎn)，主軸準(zhǔn)停。主軸準(zhǔn)停。2、機(jī)械手抓刀、機(jī)械手抓刀（主軸上和刀庫(kù)上）（主軸上和刀庫(kù)上）3、取刀：、取刀： 活塞桿推動(dòng)機(jī)械手下行?；钊麠U推動(dòng)機(jī)械手下行。4、交換刀具位置：、交換刀具位置：機(jī)械手回轉(zhuǎn)機(jī)械手回轉(zhuǎn)180。5、裝刀：、裝刀：活塞桿上行，將更換后的刀活塞桿上行，將更換后的刀具裝入主軸和刀庫(kù)。具裝入主軸和刀庫(kù)。4、機(jī)械手換刀動(dòng)作過(guò)程、機(jī)械手換刀動(dòng)作過(guò)程刀庫(kù)移動(dòng)刀庫(kù)移動(dòng)- -主軸升降式換刀過(guò)程主軸升降式換刀過(guò)程 分度：分度：將刀盤(pán)上接收刀具的空刀座轉(zhuǎn)到換刀所需的預(yù)將刀盤(pán)上接收刀具的空刀座轉(zhuǎn)到換刀所需的預(yù)定位置。定位置。(b)

8、接刀：接刀：活塞桿推出，將空刀座送至主軸下方，并活塞桿推出，將空刀座送至主軸下方，并卡住刀柄定位槽?？ㄗ〉侗ㄎ徊?。(c) 卸刀：卸刀：主軸松刀，銑頭上移至參考點(diǎn)。主軸松刀，銑頭上移至參考點(diǎn)。(d) 再分度：再分度：再次分度回轉(zhuǎn)，將預(yù)選刀具轉(zhuǎn)到主軸再次分度回轉(zhuǎn)，將預(yù)選刀具轉(zhuǎn)到主軸正下方。正下方。(e)+(f): 裝刀：裝刀：銑頭下移，主軸抓刀，活塞桿縮回，銑頭下移，主軸抓刀，活塞桿縮回，刀盤(pán)復(fù)位。刀盤(pán)復(fù)位。三、三、 加工中心的工藝準(zhǔn)備加工中心的工藝準(zhǔn)備一、加工中心的工藝特點(diǎn)一、加工中心的工藝特點(diǎn) v 由于加工中心工序集中和具有自動(dòng)換刀的特點(diǎn)，故零件由于加工中心工序集中和具有自動(dòng)換刀的特點(diǎn)，故零

9、件的加工工藝應(yīng)盡可能符合這些特點(diǎn)，的加工工藝應(yīng)盡可能符合這些特點(diǎn)，盡可能地在一次盡可能地在一次裝夾情況下完成銑、鉆、鏜、鉸、攻絲等多工序裝夾情況下完成銑、鉆、鏜、鉸、攻絲等多工序加工。加工。 v由于加工中心具備了由于加工中心具備了高剛度和高功率高剛度和高功率的特點(diǎn)，故的特點(diǎn)，故在工藝上可在工藝上可采用大的切削用量采用大的切削用量，以便在滿足加工，以便在滿足加工精度條件下盡量節(jié)省加工工時(shí)。精度條件下盡量節(jié)省加工工時(shí)。v選用加工中心作為生產(chǎn)設(shè)備時(shí)，必須采用選用加工中心作為生產(chǎn)設(shè)備時(shí)，必須采用合理的合理的工藝方案工藝方案，以實(shí)現(xiàn)高效率加工。，以實(shí)現(xiàn)高效率加工。 銑削加工銑削加工 鉆削加工鉆削加工螺紋

10、加工螺紋加工鏜削加工二、工藝方案確定原則二、工藝方案確定原則1、確定采用加工中心的加工內(nèi)容，確定工件的安裝基面、加確定采用加工中心的加工內(nèi)容，確定工件的安裝基面、加工基面、加工余量等。工基面、加工余量等。2 2、以充分發(fā)揮加工中心效率為目的來(lái)安排加工工序。有些工、以充分發(fā)揮加工中心效率為目的來(lái)安排加工工序。有些工序可選用其它機(jī)床。序可選用其它機(jī)床。3 3、對(duì)于復(fù)雜零件來(lái)說(shuō)，由于加工過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生熱變形，淬火、對(duì)于復(fù)雜零件來(lái)說(shuō)，由于加工過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生熱變形，淬火后會(huì)產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，零件卡壓后也會(huì)變形等多種原因，故全后會(huì)產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，零件卡壓后也會(huì)變形等多種原因，故全部工序很難在一次裝夾后完成，這時(shí)可以考慮

11、兩次或多次。部工序很難在一次裝夾后完成，這時(shí)可以考慮兩次或多次。 4 4、當(dāng)加工工件批量較大，工序又不太長(zhǎng)時(shí)，可在工作臺(tái)上一、當(dāng)加工工件批量較大，工序又不太長(zhǎng)時(shí)，可在工作臺(tái)上一次安裝多個(gè)工件同時(shí)加工，以減少換刀次數(shù)。次安裝多個(gè)工件同時(shí)加工，以減少換刀次數(shù)。5 5、安排加工工序時(shí)應(yīng)本著、安排加工工序時(shí)應(yīng)本著由粗漸精由粗漸精的原則。的原則。建議參考以下工序順序：建議參考以下工序順序：銑大平面、粗鏜孔、半粗鏜孔、銑大平面、粗鏜孔、半粗鏜孔、立銑刀加工、打中心孔、鉆孔、攻螺紋、精加工、鉸、立銑刀加工、打中心孔、鉆孔、攻螺紋、精加工、鉸、鏜、精銑等。鏜、精銑等。 6 6、采用大流量的冷卻方式、采用大流量

12、的冷卻方式 。提高刀具壽命提高刀具壽命, ,減少切削減少切削熱量對(duì)加工精度的影響熱量對(duì)加工精度的影響. .在機(jī)床選用上，應(yīng)了解各類(lèi)加工中心的規(guī)格、在機(jī)床選用上，應(yīng)了解各類(lèi)加工中心的規(guī)格、最佳使用范圍和功能特點(diǎn)。最佳使用范圍和功能特點(diǎn)。四、加工中心刀具系統(tǒng)四、加工中心刀具系統(tǒng)1、加工中心對(duì)刀具的要求、加工中心對(duì)刀具的要求:良好的切削性能良好的切削性能: 能承受能承受高速切削高速切削和和強(qiáng)力切削強(qiáng)力切削并且性能并且性能穩(wěn)定穩(wěn)定。較高精度：較高精度： 刀具的精度指刀具的尺寸精度和刀具與裝卡裝置的刀具的精度指刀具的尺寸精度和刀具與裝卡裝置的位置精度。位置精度。完善的工具系統(tǒng)：完善的工具系統(tǒng)：滿足各種及

13、連續(xù)加工要求。滿足各種及連續(xù)加工要求。2 2、加工中心的刀具系統(tǒng)、加工中心的刀具系統(tǒng) 加工中心上使用的刀具分加工中心上使用的刀具分刃具部分刃具部分和連接和連接刀柄部分刀柄部分。 刃具部分與數(shù)控銑所使用的刀具基本相同。刃具部分與數(shù)控銑所使用的刀具基本相同。 刀柄部分與一般數(shù)控銑床用刀炳部分不同。刀柄部分與一般數(shù)控銑床用刀炳部分不同。 加工中心用刀柄帶有加工中心用刀柄帶有夾持槽夾持槽供機(jī)械手夾持。供機(jī)械手夾持。刀具系統(tǒng)已經(jīng)系列化、標(biāo)準(zhǔn)化。刀具系統(tǒng)已經(jīng)系列化、標(biāo)準(zhǔn)化。如：如：TSGTSG整體式工具系統(tǒng)。整體式工具系統(tǒng)。TSGTSG工具系統(tǒng)中的刀柄，其代號(hào)由四部分組成，工具系統(tǒng)中的刀柄，其代號(hào)由四部分組成，各部分的含義如下：各部分的含義如下：工具柄部型式代號(hào)工具柄部型式代號(hào)代代 號(hào)號(hào)工工 具具 柄柄 部部 型型 式式JTBTS