加工中心概述

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。

　　加工中心*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。

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：

　　（1）三軸加工中心

　　（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)萬能加工中心(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。

　　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

加工中心

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。

　　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*大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。

加工中心定期檢查項目

　　1、主軸在額定*高轉速下運轉軸承狀態 測振儀

　　2、設備水平檢測 水平儀

　　3、X/Y/X軸相互垂直度檢測 方箱/角尺

　　4、X/Y/Z軸重復定位精度檢測 激光干涉儀（視設備品牌可以自動補償）

臥式加工中心

5、X/Y/Z軸累計誤差檢測 激光干涉儀（視設備品牌可以自動補償）

　　6、主軸300mm徑向跳動檢測

　　7、主軸與工作臺面的垂直度檢測

　　8、X/Y/Z軸滾珠絲杠軸承狀態檢測、

　　9、X/Y/Z軸絲杠狀態檢測

加工中心定期保養項目

　　機械部份

　　1、 檢查潤滑系統，壓力表狀態，清洗潤滑系統過濾網，更換潤滑油，疏通油路，

　　2、 檢查氣路系統，清潔空氣過濾網，消除壓力氣體的泄漏。

　　3、檢查液路系統，清潔過濾器、清洗油箱，更換或過濾油液。可能的情況下，更換密封件。

　　4、 緊固各傳動部件，更換**標準件。

　　5、 油脂潤滑部位，按要求，加注潤滑脂

　　6、 清潔、清洗各傳動面，

　　7、檢查刀庫、機械手狀態，分析機械手磨損狀態，向客戶提出更換建議。

　　8、 修復修正外部元件的損壞件。

　　9、 檢查防護罩狀態。準確的將信息反饋給客戶。

　　電氣部份

　　10、清潔控制柜內電氣元件，檢查、緊固接線端子的緊固狀態。

　　11、清洗、清潔數控系統控制模塊、電路板，清潔風扇，空氣過濾網，清潔散熱裝置，

　　12、清潔伺服電機風扇葉片。

　　13、清潔操作面板內部元件，電路板、風扇。檢查插接件的緊固狀態。

加工中心**規則

　　1．必須遵守加工中心**操作規程。

　　2．工作前按規定應穿戴好防護用品，扎好袖口，不準戴圍巾、戴手套、打領帶、圍圍裙，女工發辮應挽在帽子內。

　　3．開機前檢查刀具補償、機床零點、工件零點等是否正確。

　　4．各按鈕相對位置應符合操作要求。認真編制、輸入數控程序。

　　5．要檢查設備上的防護、保險、信號、位置、機械傳動部分、電氣、液壓、數顯等系統的運行狀況，在一切正常的情況下方可進行切削加工。

　　6．加工前機床試運轉，應檢查潤滑、機械、電氣、液壓、數顯等系統的運行狀況，在一切正常的情況下方可進行切削加工。

　　7．機床按程序進入加工運行后，操作人員不準接觸運動著的工件、刀具和傳動部分，禁止隔著機床轉動部分傳遞或拿取工具等物品。

　　8．調整機床、裝夾工件和刀具以及擦拭機床時，必須停車進行。

　　9．工具或其它物品不許放在電器、操作柜及防護罩上。

　　10．不準用手直接**鐵屑，應使用專門工具清掃。

　　11．發現異常情況及報警信號，應立即停車，請有關人員檢查。

　　12．不準在機床運轉時離開工作崗位，因故要離開時，將工作臺放在中間位置，刀桿退回，必須停車，并切斷主機電源。

　　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手刀庫兩種

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*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*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﹑機械手刀庫

　　機械手刀庫換刀是隨機地址換刀。每個刀套上無編號，它*大的優點是換刀迅速、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長久的，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. 機械手刀庫換刀時間一般為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。

　　作為一個熟練的操作人員，必須在了解加工零件的要求、工藝路線、機床特性后，方可操縱機床完成各項加工任務。因此，整理幾項操作要點供參考：

　　．為了簡化定位與安，夾具的每個定位面相對加工中心的加工原點，都應有**的坐標尺寸。

　　．為保證零件安裝方位與編程中所選定的工件坐標系及機床坐標系方向一致性，及定向安裝。

　　． 能經短時間的拆卸，改成適合新工件的夾具。由于加工中心的輔助時間已經壓縮得很短，配套夾具的裝卸不能占用太多時間。

　　． 夾具應具有盡可能少的元件和較高的剛度。

　　．夾具要盡量敞開，夾緊元件的空間位置能低則低，安裝夾具不能和工步刀具軌跡發生干涉。

　　．保證在主軸的行程范圍內使工件的加工內容全部完成。

　　． 對于有交互工作臺的加工中心，由于工作臺的移動、上托、下托和旋轉等動作，夾具設計必須防止夾具和機床的空間干涉。

　　．盡量在一次裝夾中完成所有的加工內容。當非要更換夾緊點時，要特別注意不能因更換夾緊點而破壞定位精度，必要時在工藝文件中說明。

　　． 夾具底面與工作臺的接觸，夾具的底面平面度必須保證在0.01—0.02mm以內，表面粗糙度不大于Ra3.2um。

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