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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行多工序加工的數控機床。

英文名稱：machining center

加工中心,簡稱cnc，是由機械設備與數控系統組成的使用于加工復雜形狀工件的高效率自動化機床。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行多工序加工的數控機床。加工中心是高度機電一體化的產品，工件裝夾后，數控系統能控制機床按不同工序自動選擇、更換刀具、自動對刀、自動改變主軸轉速、進給量等，可連續完成鉆、鏜、銑、鉸、攻絲等多種工序，因而大大減少了工件裝夾時間、測量和機床調整等輔助工序時間，對加工形狀比較復雜，精度要求較高，

品種更換頻繁的零件具有良好的經濟效果

2. 加工中心的發展史

加工中心最初是從數控銑床發展而來的。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。它在數控臥式鏜銑床的基礎上增加了自動換刀裝置，從而實現了工件一次裝夾后即可進行銑削、鉆削、鏜削、鉸削和攻絲等多種工序的集中加工。

二十世紀70年代以來，加工中心得到迅速發展，出現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。

　　（1）鏜銑

（2）車銑

按控制軸數分類

　　按控制軸數可分為：

　?。?span lang="EN-US">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臺或數控轉臺，可加工工件的各個側面；也可作多個坐標的聯合運動，以便加工復雜的空間曲面。

　　(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雜零件。

　　立式加工中心一般不帶轉臺，僅作頂面加工。

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

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

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

加工中心的優點

工件在加工中心上經一次裝夾后，數字控制系統能控制機床按不同工序，自動選擇和更換刀具，自動改變機床主軸轉速、進給量和刀具相對工件的運動軌跡及其他輔助機能，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、測量和機床調整等時間，使機床的切削時間達到機床開動時間的80%左右(普通機床僅為15～20%)；同時也減少了工序之間的工件周轉、搬運和存放時間，縮短了生產周期，具有明顯的經濟效果。加工中心適用于零件形狀比較復雜、精度要求較高、產品更換頻繁的中小批量生產。

 

加工中心與數控機床

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

　　但加工中心又不等同于數控銑床，加工中心與數控銑床的區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，實現鉆、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構組成。刀庫種類很多，常見的有盤式和鏈式兩類。鏈式刀庫存放刀具的容量較大。

　　換刀機構在機床主軸與刀庫之間交換刀具，常見的為機械手；也有不帶機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械庫兩種

  

一﹑圓盤式刀庫

　　圓盤式刀庫應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某一刀位后，不管該刀具更換多少次，總是在該刀位內。

　　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，運動部件中刀庫的分度使用的是非常經典的“馬氏機構”，前后、上下運動主要選用氣缸。裝配調整比較方便，維護簡單。一般機床制造廠家都能自制。

　　2. 每次機床開機后刀庫必須“回零”，刀庫在旋轉時，只要擋板靠近（距離為0.3mm左右）無觸點開關，數控系統就默認為1號刀。并以此為計數基準，“馬氏機構”轉過幾次，當前就是幾號刀。只要機床不關機，當前刀號就被記憶。刀具更換時，一般按最近距離旋轉原則，刀號編號按逆時針方向，如果刀庫數量是18，當前刀號位8，要換6號刀，按最近距離換刀原則，刀庫是逆時針轉。如要換10號刀，刀庫是順時針轉。

　　機床關機后刀具記憶清零。

　　3. 固定地址換刀刀庫換刀時間比較長國內的機床一般要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，大型龍門機床也有把圓盤轉變為鏈式結構，刀具數量多達60把。

　　二﹑機械庫

　　機械庫換刀是隨機地址換刀。每個刀套上無編號，它的優點是換刀迅速、可靠。

　　1. 制造成本高。刀庫有一個個刀套鏈式組合起來，機械手換刀的動作有凸輪機構控制，零件的加工比較復雜。裝配調試也比較復雜，一般由專業廠家生產，機床制造商一般不自制。

　　2. 刀號的計數原理。與固定地址選刀一樣，它也有基準刀號：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。系統中有一張刀具表。它有兩欄。一欄是刀套號，一欄是對應刀套號的當前程序刀號。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，我們知道當主軸上T1在加工時，T2刀即準備好，換刀后，T1換進2號刀套，同理，在T3加工時，T2就裝在3號刀套里。一個循環后，前一把刀具就安裝到后一把刀具的刀套里。數控系統對刀套號及刀具號的記憶是的，關機后再開機刀庫不用“回零”即可恢復關機前的狀態。如果“回零”，那必須在刀具表中修改刀套號中相對應的刀具號。

　　3. 機械庫換刀時間一般為4秒（從一次切削到另一次切削）。

　　4. 刀具數量一般比圓盤刀庫多，常規有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。

 

加工中心應用的行業

汽車、摩托車零部件制造企業  模具制造企業  船舶制造企業  航空航天企業  機械生產企業  紡織機械、木工機械、包裝機械、印刷機械、塑料機械、工程機械、建筑機械、礦山機械、農業機械、鑄造機械食品機械、電機、發電機、汽輪機等生產企業   機械零部件加工 | 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制孔的機床。

主要用鏜刀對工件已有的預制孔進行鏜削的機床。通常，鏜刀旋轉為主運動，鏜刀或工件的移動為進給運動。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的其他加工面的加工。使用不同的刀具和附件還可進行鉆削、銑削、切它的加工精度和表面質量要高于鉆床。鏜床是大型箱體零件加工的主要設備。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表面的機床車床是主要用車刀對旋轉的工件進行車削加工的機床。在車床上還可用鉆頭、擴孔鉆、鉸刀、絲錐、板牙和滾花工具等進行相應的加工。

車床主要用于加工軸、盤、套和其他具有回轉表面的工件，是機械制造和修配工廠中使用的一類機床。如：內圓、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床。銑床（millingmachine）系指主要用銑刀在工件上加工各種表面的機床。通常銑刀旋轉運動為主運動，工件（和）銑刀的移動為進給運動。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行銑削加工的機床。銑床除能銑削平面、溝槽、輪齒、螺紋和花鍵軸外，還能加工比較復雜的型面，效率較刨床高，在機械制造和修理部門得到廣泛應用。

 

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床。

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

 

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轉，鋸條斷料方向由導軌控制架控制。通過調整自轉軸承將帶鋸條調正調直經過掃削器將鋸削掃掉。由液壓油缸活塞桿支撐導軌控制架下落進鋸斷料，帶鋸床上裝有手動或液壓油缸夾料鎖緊機構，以及液壓操作閥開關等。

 

刨床

中文名稱：planing machine

定義：用刨刀加工工件表面的機床。

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