加工中心的常用操作.ppt

第4章 加工中心的常用操作 加工中心（Machining Center），是由机械设备与数控系统组成的适用于加工复杂零件的高效率自动化机床。加工中心种类很多，所配置的数控系统不尽相同，各种数控系统程序编制的内容和格式也有差异，但是程序编制方法和使用过程是基本相同的。在本章中，将以配备FANUC 0i－MB数控系统的加工中心为例进行介绍。 4.1 加工中心简介 4.1.1 加工中心结构、种类与技术参数 加工中心是一种高效、高精度数控机床，功能较全。它把铣削、镗削、钻削、攻螺纹和切削螺纹等功能集中在一台设备上，使其具有多种工艺手段。加工中心设置有刀库，刀库中存放着不同数量的各种刀具或检具，在加工过程中由程序自动选用和更换。这是它与数控铣床、数控镗床的主要区别。加工中心是一种综合加工能力较强的设备，工件一次装夹后能完成较多的加工步骤，因此，加工中心也被视作典型的工序集中的加工设备。 加工中心加工精度较高，对于中等加工难度的批量工件，其效率是普通设备的5～10倍，特别是它能完成许多普通设备不能完成的加工。加工中心对形状较复杂，精度要求高的单件加工或中小批量多品种生产更为适用。特别是对于必需采用工装和专机设备来保证产品质量和效率的工件，采用加工中心加工，可以省去工装和专机。这会为新产品的研制和改型换代节省大量的时间和费用，从而使企业具有较强的竞争能力。 1。加工中心的结构特点 加工中心本身的结构分两大部分：一是主机部分，二是控制部分。 主机部分主要是机械结构部分，包括：床身、主轴箱、工作台、底座、立柱、横梁、进给机构、刀库、换刀机构、辅助系统（气液、润滑、冷却）等。 控制部分包括硬件部分和软件部分。硬件部分包括：计算机数字控制装置（CNC），可编程序控制器（PLC），输出输入设备，主轴驱动装置，显示装置。软件部分包括系统程序和控制程序。 加工中心结构上的特点归纳如下： （1）机床的刚度高、抗振性好。为了满足加工中心高自动化、高速度、高精度、高可靠性的要求。加工中心的静刚度、动刚度和机械结构系统的阻尼比都高于普通机床（机床在静态力作用下所表现的刚度称为机床的静刚度；机床在动态力作用下所表现的刚度称为机床的动刚度）。 （2）机床的传动系统结构简单，传递精度高，速度快。加工中心传动装置主要有三种：即滚珠丝杠副、静压蜗杆－蜗母条、预加载荷双齿轮－齿条。它们由伺服电机直接驱动，省去齿轮传动机构，传递精度高，速度快。一般速度可达15m／min，最高可达100m／min。 （3）主轴系统结构简单，无齿轮箱变速系统（特殊的也只保留1～2级齿轮传动）。主轴功率大，调速范围宽，并可无级调速。目前加工中心95％以上的主轴传动都采用交流主轴伺服系统，速度可从10～20000r／min无级变速。驱动主轴的伺服电机功率一般都很大，是普通机床的1～2倍，由于采用交流伺服主轴系统，主轴电动机功率虽大，但输出功率与实际消耗的功率保持同步，不存在大马拉小车那种浪费电力的情况，因此其工作效率最高，从节能角度看，加工中心又是节能型的设备； （4）加工中心的导轨都采用了耐磨损材料和新结构，能长期的保持导轨的精度。在高速重切削下，保证运动部件不振动，低速进给时不爬行及运动中的高灵敏度。导轨采用钢导轨、淬火硬度≥HRC，与导轨配合面用聚四氟乙烯贴层。这样处理的优点：摩擦系数小、耐磨性好、减振消声、工艺性好，所以加工中心的精度寿命比一般的机床高。 （5）设置有刀库和换刀机构。这是加工中心与数控铣床和数控镗床的主要区别，使加工中心的功能和自动化加工的能力更强了。加工中心的刀库容量少的有几把，多的达几百把。这些刀具通过换刀机构自动调用和更换，也可通过控制系统对刀具寿命进行管理。 （6）控制系统功能较全。它不但可对刀具的自动加工进行控制，还可对刀库进行控制和管理，实现刀具自动交换。有的加工中心具有多个工作台，工作台可自动交换，不但能对一个工件进行自动加工，而且可对一批工件进行自动加工。这种多工作台加工中心有的称为柔性加工单元。随着加工中心控制系统的发展，其智能化的程度越来越高，如FANUCl6系统可实现人机对话、在线自动编程，通过彩色显示器与手动操作键盘的配合，还可实现程序的输入、编辑、修改、删除，具有前台操作、后台编辑的前后台功能。加工过程中可实现在线检测，检测出的偏差可自动修正，保证首件加工一次成功，从而可以防止废品的产生。 2。加工中心的种类 加工中心的种类很多，一般按照机床形态及主轴布局形式分类，或按照其换刀形式进行分类。 （1）按照机床形态及主轴布局形式分类 立式加工中心：如图4-1所示，立式