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标题: 加工中心基础知识汇总 [打印本页]

作者: z3268 时间: 2009-10-7 09:45
标题: 加工中心基础知识汇总
加工中心基础知识汇总
加工中心基础知识汇总
收集了一些关于加工中心的资料，汇总了一下，有兴趣的朋友可以补充
一下。加工中心是制造业的一个高端产品，同时又是制造业的重要加工
设备。应当有更多人关注，并发展这个产业。可目前中国的加工中心制
造水平还远远落后于国外，努力吧。

　　一、加工中心分类
　　1.按换刀形式分类
　　(1)带刀库机械手的加工中心加工中心
换刀装置由刀库、机械手级组成，换刀动作由机械手完成。
　　(2)机械手的加工中心这种加工中心
的换刀通过刀库和主轴箱配合动作来完成换刀过程。
　　(3)转塔刀库式加工中心一般应用于小型
加工中心，主要以加工孔为主。
　　2.按机床形态分类
　　(1)卧式加工中心指主轴轴线为水平状态设置的
加工中心。卧式加工中心一般具有3-5
个运动坐标。常见的有三个直线运动坐标(沿X、Y、Z
轴方向)加一个回转坐标(工作台)，它能够使工件一次装夹完成除安装面和顶面以外的其余四个面的加工。
卧式加工中心较立式加工中心应用范
围广，适宜复杂的箱体类零件、泵体、阀体等零件的加工。但卧式加工中心
占地面积大，重量大；结构复杂，价格较高。
　　(2)立式加工中心指主轴轴心线为垂直状态设置的
加工中心。立式加工中心一般具有三
个直线运动坐标，工作台具有分度和旋转功能，可在
工作台上安装—个水平轴的数控转台用以加工螺旋线零件。立式加工中心
多用于加工筒单箱体、箱盖、板类零件和平面凸轮的加工。立式加工
中心具有结构简单、占地面积小、价格低的优点。
　　(3)龙门加工中心，与龙门铣床类似，适应于大型或形状复杂的工件
加工。
　　(4)万能加工中心万能加工中心也
称五面加工中心小工件装夹能完成除安装面外的所有面的加工；具有立
式和卧式加工中心的功能。常见的
万健躺工中心有两种形式：一种是主轴可以旋转900既可象立式加工中心
一样，也可象卧式加工中心一样；另一种是主轴不改变方向，而工作台
带着工件旋转900完成对工件五个面的加工。在万能加工中心安装工件避
免了由于二次装夹带来的安装误差，所以效率和精度高，但结构复杂、
造价也高。
　　二、什么是加工中心
　　加工中心(Machining Center)简称MC，是由机械设备与数控系统组
成的使用于加工复杂形状工件的高效率自动化机床。加工中心又叫电脑
锣。加工中心备有刀库，具有自动换刀功能，对工件一次装夹后进行多
工序加工的数控机床。加工中心是高度机电一体化的产品，工件装夹后
，数控系统能控制机床按不同工序自动选择、更换刀具，自动对刀、自动改变主轴转速、进给量等，可连
续完成钻、镗、铣、铰、攻丝等多种
工序。因而大大减少了工件装夹时间，测量和机床调整等辅助工序时间，对加工形状比较复杂，精度要求
较高，品种更换频繁的零件具有良好
的经济效果。
　　加工中心最初是从数控铣床发展而来的。与数控铣床相同的是，
加工中心同样是由计算机数控系统(CNC)、伺服系统、机械本体、液压系
统
等各部分组成。但加工中心又不等同于数控铣床，
加工中心与数控铣床的最大区别在于加工中
心具有自动交换刀具的功能，通过在刀库安装不
同用途的刀具，可在一次装夹中通过自动换刀装置改变主轴上的加工刀具，实现钻、镗、铰、攻螺纹、切
槽等多种加工功能。
[编辑本段]加工中心的分类
　　１、加工中心按加工工序可分分镗铣与车铣两大类。
　　（1）镗铣
　　（2）车铣
　　２、按控制轴数可分为：
　　（1）三轴加工中心
　　（2）四轴加工中心
　　（3）五轴加工中心。
　　３、以主轴与工作台相对位置分类，分为卧式、立式和万能加工中心
。
　　(1)卧式加工中心：是指主轴轴线与工作台平行设置的
加工中心，主要适用于加工箱体类零件。
　　(2)立式加工中心：（Vertical Machining Center）是指主轴轴线
与工作台垂直设置的加工中心，主要适用于加工板类、盘类、模具及小
型壳体类复杂零件。
　　(3)万能加工中心(又称多轴联动型加工
中心)：是指通过加工主轴轴线与工作台回转轴线的角度可控制联动变化，完成复杂空间曲面加工的
加工中心。适用于具有复杂空间曲面的叶轮转子、模具、刃具等工件的
加工。多工序集中加工的形式扩展到了其他类型数控机床，例如车削中
心，它是在数控车床上配置多个自动换刀装置，能控制三个以上的坐标，除车削外，主轴可以停转或分度
，而由刀具旋转进行铣削、钻削、铰
孔和攻丝等工序，适于加工复杂的旋转体零件。　　
　　加工中心按主轴的布置方式分为立式和卧式两类。卧式
加工中心一般具有分度转台或数控转台，可加工工件的各个侧面；也可
作多个坐标
的联合运动，以便加工复杂的空间曲面。立式加工中心一般不带转台，
仅作顶面加工。此外，还有带立、卧两个主轴的复合式加工中心，和主
轴能调整成卧轴或立轴的立卧可调式加工中心，它们能对工件进行五个
面的加工。
　　加工中心的自动换刀装置由存放刀具的刀库和换刀机构组成。刀库
种类很多，常见的有盘式和链式两类。链式刀库存放刀具的容量较大。
　　换刀机构在机床主轴与刀库之间交换刀具，常见的为机械手；也有不带机械手而由主轴直接与刀库交
换刀具的，称无臂式换刀装置。
　　三、加工中心的工作原理
　　工件在加工中心上经一次装夹后，数字控制系统能控制机床按不同
工序，自动选择和更换刀具，自动改变机床主轴转速、进给量和刀具相
对工件的运动轨迹及其他辅助机能，依次完成工件几个面上多工序的加工。并且有多种换刀或选刀功能，
从而使生产效率大大提高。
　　加工中心由于工序的集中和自动换刀，减少了工件的装夹、测量和
机床调整等时间，使机床的切削时间达到机床开动时间的80％左右(普通
机床仅为15～20％)；同时也减少了工序之间的工件周转、搬运和存放时间，缩短了生产周期，具有明显的
经济效果。加工中心适用于零件形状
比较复杂、精度要求较高、产品更换频繁的中小批量生产。
　　四、加工中心的发展史
　　第一台加工中心是1958年由美国卡尼-特雷克公司首先研制成功的。
它在数控卧式镗铣床的基础上增加了自动换刀装置，从而实现了工件一
次装夹后即可进行铣削、钻削、镗削、铰削和攻丝等多种工序的集中加工。
　　二十世纪70年代以来，加工中心得到迅速发展，出现了可换主轴箱
加工中心，它备有多个可以自动更换的装有刀具的多轴主轴箱，能对工
件同时进行多孔加工。
　　五、加工中心定期检查项目
　　1、主轴在额定最高转速下运转轴承状态测振仪
　　2、设备水平检测水平仪
　　3、X/Y/X轴相互垂直度检测方箱/角尺
　　4、X/Y/Z轴重复定位精度检测激光干涉仪（视设备品牌可以自动补偿）
　　5、X/Y/Z轴累计误差检测激光干涉仪（视设备品牌可以自动补偿）
　　6、主轴300mm径向跳动检测
　　7、主轴与工作台面的垂直度检测
　　8、X/Y/Z轴滚珠丝杠轴承状态检测、
　　9、X/Y/Z轴丝杠状态检测
　　六、加工中心定期保养项目
　　（一）机械部份
　　1、检查润滑系统，压力表状态，清洗润滑系统过滤网，更换润滑油，疏通油路，
　　2、检查气路系统，清洁空气过滤网，消除压力气体的泄漏。
　　3、检查液路系统，清洁过滤器、清洗油箱，更换或过滤油液。可能的情况下，更换密封件。
　　4、紧固各传动部件，更换不良标准件。
　　5、油脂润滑部位，按要求，加注润滑脂
　　6、清洁、清洗各传动面，
　　7、检查刀库、机械手状态，分析机械手磨损状态，向客户提出更换建议。
　　8、修复修正外部元件的损坏件。
　　9、检查防护罩状态。准确的将信息反馈给客户。
　　（二）电气部份
　　10、清洁控制柜内电气元件，检查、紧固接线端子的紧固状态。
　　11、清洗、清洁数控系统控制模块、电路板，清洁风扇，空气过滤网，清洁散热装置，
　　12、清洁伺服电机风扇叶片。
　　13、清洁操作面板内部元件，电路板、风扇。检查插接件的紧固状态。
　　
　　七、加工中心安全规则
　　1．必须遵守加工中心安全操作规程。
　　2．工作前按规定应穿戴好防护用品，扎好袖口，不准戴围巾、戴手套、打领带、围围裙，女工发辫应
挽在帽子内。
　　3．开机前检查刀具补偿、机床零点、工件零点等是否正确。
　　4．各按钮相对位置应符合操作要求。认真编制、输入数控程序。
　　5．要检查设备上的防护、保险、信号、位置、机械传动部分、电气、液压、数显等系统的运行状况，
在一切正常的情况下方可进行切削加
工。
　　6．加工前机床试运转，应检查润滑、机械、电气、液压、数显等系统的运行状况，在一切正常的情况
下方可进行切削加工。
　　7．机床按程序进入加工运行后，操作人员不准接触运动着的工件、刀具和传动部分，禁止隔着机床转
动部分传递或拿取工具等物品。
　　8．调整机床、装夹工件和刀具以及擦拭机床时，必须停车进行。
　　9．工具或其它物品不许放在电器、操作柜及防护罩上。
　　10．不准用手直接清除铁屑，应使用专门工具清扫。
　　11．发现异常情况及报警信号，应立即停车，请有关人员检查。
　　12．不准在机床运转时离开加工中心

　　八、加工中心常识



   加工中心是备有刀库，并能自动更换刀具，对工件进行多工序加工
的数字控制机经济。
　　工件经一次装夹后，数字控制系统能控制机经济按不同工序，自动选择和更换刀具，自动改变机经济
主轴转速、进给量和刀具相对工件的
运动轨迹及其他辅助机能，依次完成工件几个面上多工序的加工。
　　加工中心由于工序的集中和自动换刀，减少了工件的装夹、测量和
机床调整等时间，使机床的切削时间达到机床开动时间的8O%左右(普通
机床仅为15～20%)；同时也减少了工序之间的工件周转、搬运和存放时间，缩短了生产周期，具有明显的
经济效果。加工中心适用于零件形状
比较复杂、精度要求较高、产品更换频繁的中小批量生产。
　　第一台加工中心是1958年由经济卡尼-特雷克公司首先研制成功的。
它在数控卧式镗铣床的基础上增加了自动换刀装置，从而实现了工件一
次装夹后即可进行铣削、钻削、镗削、铰削和攻丝等多种工序的集中加工。
　　二十世纪70年代以来，加工中心得到迅速发展，出现了可换主轴箱
加工中心，它备有多个可以自动更换的装有刀具的多轴主轴箱，能对工
件同时进行多孔加工。
　　这种多工序集中加工的形式也扩展到了其他类型数控机床，例如车削中心，它是在数控车床上配置多
个自动换刀装置，能控制三个以上的
坐标，除车削外，主轴可以停转或分度，而由刀具旋转进行铣削、钻削、铰孔和攻丝等工序，适于加工复
杂的旋转体零件。
　　加工中心按主轴的布置方式分为立式和卧式两类。卧式
加工中心一般具有分度转台或数控转台，可加工工件的各个侧面；也可
作多个坐标
的联合运动，以便加工复杂的空间曲面。立式加工中心一般不带转台，
仅作顶面加工。此外，还有带立、卧两个主轴的复合式加工中心，和主
轴能调整成卧轴或立轴的立卧可调式加工中心，它们能对工件进行五个
面的加工。
　　加工中心的自动换刀装置由存放刀具的刀库和换刀机构组成。刀库
种类很多，常见的有盘式和链式两类。链式刀库存放刀具的容量较大。
　　换刀机构在机床主轴与刀库之间交换刀具，常见的为机械手；也有不带机械手而由主轴直接与刀库交
换刀具的，称无臂式换刀装置。
　　为了进一步缩短非切削时间，有的加工中心配有两个自动交换工件
的托板。一个装着工件在工作台上加工，另一个则在工作台外装卸工件
。机床完成加工循环后自动交换托板，使装卸工件与切削加工的时间相重合。

　　九、加工中心和数控机床的区别
　　数控机床：
　　车、铣、刨、磨、镗、钻、电火花、剪板、折弯、激光切割等等都是机械加工方法，所谓机械加工，
就是把金属毛坯零件加工成所需要的
形状，包含尺寸精度和几何精度两个方面。能完成以上功能的设备都称为机床，数控机床就是在普通机床
上发展过来的，数控的意思就是数字
控制。
　　给机床装上数控系统后，机床就成了数控机床。当然，普通机床发展到数控机床不只是加装系统这么
简单，例如：从铣床发展到加工中心
，机床结构发生变化，最主要的是加了刀库，大幅度提高了精度。加工中心
最主要的功能是铣、镗、钻的功能。
我们一般所说的数控设备，主要是指数控机床和加工中心。
　　加工中心是指备有刀库，具有自动换刀功能，对工件一次装夹后进
行多工序加工的数控机床。加工中心是高度机电一体化的产品，工件装
夹后，数控系统能控制机床按不同工序自动选择、更换刀具，自动对刀、自动改变主轴转速、进给量等，
可连续完成钻、镗、铣、铰、攻丝等
多种工序。因而大大减少了工件装夹时间，测量和机床调整等辅助工序时间，对加工形状比较复杂，精度
要求较高，品种更换频繁的零件具有
良好的经济效果。
　　加工中心通常以主轴与工作台相对位置分类，分为卧式、立式和万
能加工中心。
　　(1)卧式加工中心：是指主轴轴线与工作台平行设置的
加工中心，主要适用于加工箱体类零件。
　　(2)立式加工中心：是指主轴轴线与工作台垂直设置的
加工中心，主要适用于加工板类、盘类、模具及小型壳体类复杂零件。
　　(3)万能加工中心(又称多轴联动型加工
中心)：是指通过加工主轴轴线与工作台回转轴线的角度可控制联动变化，完成复杂空间曲面加工的
加工中心。适用于具有复杂空间曲面的叶轮转子、模具、刃具等工件的
加工。
　　十、加工中心加工工件的安装
　　（一）加工中心加工定位基准的选择：
　　1．选择基准的三个基本要求：(1)所选基准应能保证工件定位准确装卸方便可靠。(2)所选基准与各加
工部位的的尺寸计算简单。(3)保证
加工精度。
　　2．选择定位基准6原则：(1)尽量选择设计基准作为定位基准；(2)定位基准与设计基准不能统一时，
应严格控制定位误差保证加工精度；
(3)工件需两次以上装夹加工时，所选基准在一次装夹定位能完成全部关键精度部位的加工；(4)所选基准
要保证完成尽可能多的加工内容；(5)
批量加工时，零件定位基准应尽可能与建立工件坐标系的对刀基准重合；(6)需要多次装夹时，基准应该前
后统一。
　　（二）加工中心夹具的确定：
期工程　1．对夹具的基本要求：(1)夹紧机构不得影响进给，加工部位要敞开；(2)夹具在机床上能实现定
向安装；(3)夹具的刚性与稳定性要
好。
　　2．常用夹具种类：(1)通用夹具：如虎钳、分度头、卡盘等；(2)组合夹具：组合夹具由一套结构已经
标准化、尺寸已经规格化的通用元件
组合元件所构成；(3)专用夹具：专为某一项或类似的几项加工设计制造的夹具；(4)可调整夹具：组合夹
具与专用夹具的结合，既能保证加工
的精度，装夹更具灵活性；(5)多工位夹具：可同时装夹多个工件的夹具；(6)成组夹具：专门用于形状相
似、尺寸相近且定位、夹紧、加工方
法相同或相似的工件的装夹。
　　3．加工中心夹具的选用原则：
　　(1)在保证加工精度和生产效率的前提下，优先选用通用夹具；
　　(2)批量加工可考虑采用简单专用夹具；
　　(3)大批量加工可考虑采用多工位夹具和高效的气压、液压等专用夹具；
　　(4)采用成组工艺时应使用成组夹具；
　　4．工件在机床工作台上的最佳装夹位置：工件装夹位置应保证工件在机床各轴的加工行程范围内，并
且使得刀具的长度尽可能缩短，提高
刀具的加工刚性。

作者: winrar 时间: 2009-10-9 21:31
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作者: shycmcnc 时间: 2010-3-21 11:14
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