一。加工中心的工作原理
根據(jù)零件圖紙,制定工藝方案,采用手工或PC自動編程軟件編制零件加工程序,把零件所需的各種機床動作和全部工藝參數(shù)變成機床的數(shù)控裝置能接受的信息代碼,并把這些代碼送入數(shù)控裝置,(利用COMPUTER和加工中心的接口直接進行通信輸入)進入數(shù)控裝置的信息,經(jīng)過一系列的處理和運算(D/A A/D轉換),將信息轉變?yōu)槊}沖信號。
有的信號送到機床的伺服系統(tǒng),通過伺服機構進行轉換和放大,再經(jīng)過傳動機構,驅動機床的有關部件,使刀具和工件嚴格執(zhí)行零件程序所規(guī)定的相應運動。還有的信號送到可編程序控制器中,用于順序控制機床的其他輔助動作,實現(xiàn)刀具自動更換潤滑油冷卻液等的自動控制。
1加工中心的分類
加工中心常按主軸在空間所處的狀態(tài)分為立式加工中心臥式加工中心龍門加工中心萬能加工中心。加工中心的主軸在空間處于垂直狀態(tài)的稱為立式加工中心,主軸在空間處于水平狀態(tài)的稱為臥式加工中心。
立式加工中心:結構形式多為固定立柱式,工作臺為長方形,適合加工盤套板類零件。立式加工中心通常有三個直線運動坐標,XYZ軸,
立式加工中心還可以在工作臺上安裝一個第四軸A軸。XYZABC軸的確認方法……可以加工螺旋線類圓柱凸輪等零件。
立式加工中心裝夾方便,便于操作,便于觀察加工情況,調試程序方便,但受立柱高度和換刀機構的影響,不能加工太高的零件。
立式加工中心結構簡單,占地面積小,價格較低。
臥式加工中心:通常采用移動式立柱,主軸箱在兩立柱之間,沿導軌上下移動。臥式加工中心通常有三個直線運動坐標,面對機床,左右移動為X軸,前后移動為Z軸,上下移動為Y軸。臥式加工中心還可以在工作臺上安裝一個第四軸A軸。可以加工螺旋線類圓柱凸輪等零件。臥式加工中心調試程序和試切銷時不方便觀察,加工時不便監(jiān)視,零件裝夾和測量不方便,但加工時排銷容易。于立式加工中心相比臥式加工中心結構復雜,占地面積大,價格較告高。
龍門加工中心:其主軸多數(shù)為垂直設置,帶有ATC系統(tǒng),并帶有可更換的主軸頭附件,系統(tǒng)軟件功能較多,能一機多用,適合加工大型零件。
萬能加工中心:萬能加工中心即五面加工中心,具有立式加工中心和臥式加工中心的功能,工件一次裝夾后,能完成除安裝面以外的所有側面和頂面的加工。常見的萬能加工中心有:1主軸可以旋轉90°,既可以象立式加工中心那樣工作,也可以象臥式加工中心那樣工作。2主軸不改變方向,工作臺帶著工件旋轉90°。完成對五個面的加工。
按工作臺的數(shù)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
2加工中心的結構組成
從總體來看主要由以下幾大部分組成。
(1)、基礎部件。它是加工中心的基礎結構,由床身、立柱和工作臺等組成,它們主要承受加工中心的靜載荷以及在加工時產(chǎn)生的切削負載,因此必須要有足夠的剛度。這些大件可以是鑄鐵件也可以是焊接而成的鋼結構件,它們是加工中心中體積和重量**大的部件。
大興加工中心鑄件采用**米漢納鑄件,經(jīng)熱處理,穩(wěn)定性高
(2)、主軸部件。由主軸箱、主軸電動機、主軸和主軸軸承等零件組成。主軸的啟、停和變速等動作均由數(shù)控系統(tǒng)控制,并且通過裝在主軸上的刀具參與切削運動,是切削加工的功率輸出部件。是加工中心的關鍵部件,它決定加工中心的加工精度及穩(wěn)定性。
(3)、數(shù)控系統(tǒng)。加工中心的數(shù)控部分是由cNc裝置,可編程控制器PLC、伺服驅動裝置以及操作面板等組成。
(4)、自動換刀系統(tǒng)。由刀庫、機械手驅動機構等部件組成。當需要換刀時,數(shù)控系統(tǒng)發(fā)出指令,由機械手(或通過其他方式)將刀具從刀庫內(nèi)取出裝入主軸孔中。它解決工件一次裝夾后多工序連續(xù)加工中,工序與工序之間的刀具自動儲存選擇搬運和交換的任務。
刀庫(刀盤)是存放加工過程中所使用的全部刀具的裝置。刀庫有盤式鏈式等容量從幾把到幾百把。
刀臂的結構根據(jù)刀庫與主軸的相對位置和結構的不同也有多種形式如:單臂式雙臂式等。有的加工中心不用刀臂而直接用主軸箱或刀庫的移動來實現(xiàn)換刀。(斗笠式)
(5)、輔助裝置。包括潤滑、冷卻、排屑、防護、液壓、氣動和檢測系統(tǒng)等部分。這些裝置雖然不直接參與切削運動,但對加工中心的加工效率、加工精度和可靠性起著保障作用,因此也是加工中心中不對缺少的部分。
(6)APC自動托盤交換系統(tǒng)有的加工中心為了實現(xiàn)進一部的無人化或進一步縮短非加工時間,采用多個自動交換工作臺方式儲備工件,一個工件安裝在工作臺上進行加工的同時,另外一個或幾個工作臺還可以裝卸別的零件,當完成一個工作臺上的零件的加工后,便自動交換工作臺,進行新零件的加工,這樣可以減少輔助時間,提高加工效率。
3.加工中心的主要加工對象
1).箱體類零件
箱體類零件一般是指具有一個以上孔系,內(nèi)部有型腔,在長、寬、高方向有一定比例的零件。
2).復雜曲面
復雜曲面采用普通機加工方法是難以甚至無法完成的。
3).異形件
異形件是外形不規(guī)則的零件,大都需要點、線、面多工位混合加工。如撥叉等,
4).盤、套、板類零件
帶有鍵槽,或徑向孔,或端面有分布的孔系,曲面的盤套或軸類零件,如帶法蘭的軸套,帶鍵槽或方頭的軸類零件等,還有具有較多孔加工的板類零件,如各種電機蓋等。端面有分布孔系、曲面的盤類零件宜選擇立式加工中心,有徑向孔的可選臥式加工中心。
5).周期性投產(chǎn)的零件,用加工中心加工零件時,所需時間主要包括基本時間和準備時間,其中,準備時間占很大比例,如:工藝準備編程序零件首件試切等,這些時間很長,采用加工中心可以將這些時間的內(nèi)容儲存起來,供以后反復使用。這樣,以后加工該零件時,就可以節(jié)約這些時間。生產(chǎn)周期就可以大大縮短。