数控加工中心的功能和类型
数控加工中心是一种增加了许多其他功能的数控加工机床。将铣削、镗孔、钻孔、攻丝和螺纹功能结合到一台机器中，使加工中心能够执行多种工序。
出版日期:2023年3月28日
什么是CNC加工中心?
加工中心是与多种其他加工技术相结合的基本数控铣床。加工中心集成了铣削、镗孔、钻孔、攻丝、螺纹等多种机床的加工功能和工序，可一次完成工件的多个工序加工。
加工中心分类:- 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，在工作台上安装一个水平轴数控转台，加工圆形工件。
立式加工中心便于夹紧工件，操作方便，加工时便于观察。一些缺点是加工时切屑不易去除，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:
使用可移动柱，通常带有可执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直线运动坐标，面向机床，左右运动为x轴，前后运动为z轴，上下运动为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和试切时不方便观察，在加工时不方便监控，不方便夹紧和测量零件，但加工时容易清除切屑，有利于加工。卧式加工中心结构复杂，占地面积大，价格高。 - 龙门加工中心:
主轴大多是垂直的，配有自动换刀(ATC)系统，取代主轴头附件。自动换刀装置配有可更换主轴附件库。数控设备被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的零件，如飞机上的横梁、框架和壁板。 - 通用加工中心:
万能加工中心是一种五面加工中心，它具有立式加工中心和卧式加工中心相结合的功能。通用加工中心的主轴可旋转90度，可作为立式加工中心操作。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。
- 立式加工中心:
- 按控制轴的数量分类
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。 - 按加工程序分类
加工中心按加工工序分类，可分为镗、铣两种。 - 按工作台数量分类
加工中心按台数可分为单台加工中心、双台加工中心、多台加工中心。 - 按刀库换刀方式分类
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。 - 按加工精度分类
加工中心按其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。普通精密加工中心的分辨率为1μm，最大进给速度为15-25m/min，定位精度约为10μm。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。分辨率在2 ~ 10μm之间，精度在±5 μm之间的加工中心可称为精密加工中心。
加工中心有哪些组成部分?
- 基本部分:
加工中心的基本结构由床身、立柱和工作台组成。这些主要控制加工中心的刀具，清除加工过程中产生的切削屑，因此必须具有满意的刚性。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。 - 主轴部分:
主轴由主轴箱、主轴电机、主轴和主轴轴承组成。主轴的启动、停止、变速等动作由数控系统控制。主轴上的切削工具执行工件所需的切削操作。 - 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。 - 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，数控系统宣布命令，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存储、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:
箱式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可以找到，比如机械、汽车和飞机，包括发动机缸体、机床、齿轮箱等。
箱型零件在加工中心加工，一次装夹可完成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。对于需要许多加工工位的零件或工作台需要多次旋转才能完成零件的零件，一般采用卧式加工中心。当加工工位较少且跨度不大时，可采用立式加工中心。 - 复杂的表面:
用于航空航天、汽车、船舶、国防等领域的叶轮和螺旋桨等产品往往具有复杂的曲面，需要进行各种多重操作。
当所要进行的加工可以在工件上没有干涉或盲区的区域内完成时，通常可以使用三坐标球头铣刀加工复杂表面，精度高但效率低。如果加工区域在工件上存在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混合加工点、线和表面特征，如支架、底座和模板，需要多工位加工。由于异形件的刚性往往一般较差，夹紧压力难以控制，切削变形和加工精度难以保证。利用加工中心，可以采取措施，通过一个或多个装夹步骤来完成多个工序，以充分利用加工中心的能力。 - 袖子和盘子:
具有键槽、曲面、径向孔、多孔或孔分布在端面的盘套或轴类零件，适合加工中心加工。孔分布的零件宜采用立式加工中心，端面有曲面的工件宜采用卧式加工中心。
