数控加工中心的功能和类型

数控加工中心是什么?

加工中心是基本的数控铣床已经集成了多种其他加工技术。加工中心集成了铣削、镗削、钻削、攻丝、螺纹等多种机床的加工功能和程序，可以一次完成工件的多个工序的加工。

1. 根据主轴与工作台的相对位置进行分类
   • 立式加工中心:
     结构一般为固定立柱配矩形工作台。一般有三个直线运动坐标，工作台上安装有一个横轴数控转台，用于加工圆形工件。
     立式加工中心便于夹紧工件，操作简单，加工时便于观察。一些缺点是加工过程中切屑不易去除，而且由于立柱和换刀器的高度限制，过高的零件无法加工。立式加工中心结构简单，占地面积小，价格相对较低，应用范围广泛。
   • 卧式加工中心:
     使用可移动的柱，通常配有可进行分度和旋转运动的工作台。主轴箱沿两柱之间的导轨上下移动。卧式加工中心一般有三个线性运动坐标，面向机器，左右移动为x轴，前后移动为z轴，上下移动为y轴。他们可以加工螺旋形和圆柱形零件。
     卧式加工中心在调试、试切时不便于观察，加工时不便于监控，也不便于夹紧和测量零件，但加工时容易去屑，有利于加工。卧式加工中心结构复杂，占地面积大，价格昂贵。
   • 龙门加工中心:
     主轴大多是垂直的，配有自动换刀器(ATC)系统，取代主轴头附件。自动换刀器配有可更换的主轴附件库。数控装置通过编程来完成许多加工工序，因此一台机器可以用于多种用途。它们特别适用于加工大型或复杂零件，如梁、框架和飞机上的墙板。
   • 万能加工中心:
     通用加工中心是一种五面加工中心，具有立式加工中心和卧式加工中心相结合的功能。通用加工中心有一个可以旋转90度的主轴，可以作为立式加工中心进行操作。它也可以像卧式加工中心一样工作。主轴不改变方向，工作台随工件旋转90°，完成五面加工。
2. 按控制轴数分类
   加工中心按控制轴数可分为三轴加工中心、四轴加工中心、五轴加工中心、六轴加工中心和其他多轴加工中心。
3. 按加工程序分类
   加工中心按加工程序分类，可分为镗铣两种。
4. 根据工作台的数量分类
   加工中心根据工作台的数量可分为单工作台加工中心、双工作台加工中心和多工作台加工中心。
5. 根据刀库换刀方法进行分类
   根据刀库换刀方式，加工中心可分为机械手换刀加工中心和非机械手换刀加工中心。
6. 按加工精度分类
   加工中心按加工精度可分为普通精密加工中心、高精度加工中心和精密加工中心。普通精密加工中心分辨率为1μm，最大进给速度为15-25m/min，定位精度为10μm左右。高精度加工中心的分辨率为0.1μm，最大进给速度为15-100m/min，定位精度约为2μm。分辨率为2 ~ 10μm，精度为±5 μm的加工中心可称为精密加工中心。

加工中心有哪些部件?

1. 基本部分:
   加工中心的基本结构由床身、立柱和工作台组成。这些主要是控制加工中心的刀具，去除加工过程中产生的切削屑，所以必须具有令人满意的刚性。它们通常由铁或焊接钢结构制成，是加工中心最大和最重的部件。
2. 主轴部分:
   主轴由主轴箱、主轴电机、主轴、主轴轴承组成。主轴的启动、停止、变速等动作由数控系统控制。主轴上的刀具执行工件所需的切削操作。
3. 数控系统:
   加工中心的数控部分由数控设备、PLC、伺服驱动设备、操作面板等组成。
4. 自动换刀系统:
   换刀系统由刀库、机械手、传动装置等组成。当刀具需要更换时，数控系统宣布订单，数控加工中心机械手将刀具从库中移动到主轴孔中。加工过程中刀具的自动储存、选择、运输和通讯指令由数控系统管理。

加工中心加工的主要项目:

• 框部分:
  箱型零件是指需要加工多个孔、形状和空腔的零件。这些零件在许多行业中都有，如机械、汽车和飞机，包括发动机缸体、机床、齿轮壳等。
  箱式零件在加工中心上加工，一次装夹可以完成60% ~ 95%的工序。零件精度一致，质量稳定。加工中心可以缩短生产周期，降低成本。对于需要多个加工工位的零件或工作台需要旋转几次才能完成零件的零件，一般采用卧式加工中心。当加工工位较少、跨度不大时，可采用立式加工中心。
• 复杂的表面:
  用于航空航天、汽车、船舶、国防和其他领域的叶轮和螺旋桨等产品通常具有复杂的曲面，需要进行各种多重操作。
  当所要进行的加工可以在工件上无干扰或盲区的区域进行时，复杂表面一般可以用三坐标球头铣刀加工，精度高但效率低。如果加工区域在工件上有某种形式的干涉或盲区，则需要考虑采用四坐标或五坐标联动的机床。
• 不规则的部分:
  大多数不规则零件需要点、线、面特征(如支架、底座和模板)的混合处理，需要多工位处理。由于异形件的刚度往往一般较差，夹紧压力难以控制，切削变形和加工精度难以保证。对于加工中心，可以采取措施通过使用一个或多个夹紧步骤来完成多个过程，以充分利用加工中心的能力。
• 袖子和盘子:
  盘套或轴类零件有键槽、曲面、径向孔、多孔或孔分布在端面，适合加工中心加工。有分布孔的零件应采用立式加工中心，端面有曲面的工件优先采用卧式加工中心。