4 单元四 加工中心演示教学.ppt

《单元四 加工中心》;目的和要求： 理解加工中心的功用及组成，了解加工中心换刀系统及回转工作台，理解加工中心常用附件及刀具 重点： 加工中心的功用及组成；立式加工中心的典型结构及维护，加工中心用附件及刀具 难点： 立式加工中心的典型结构及维护;4.1.1 加工中心的用途 加工中心综合了数控铣床、数控镗床、数控钻床的功能，在将这些功能统一聚焦在一台加工设备上予以实现的同时，增设了自动换刀装置和刀库。所以在一次装夹工件后，数控系统控制机床能够按不同工序自动选择和更换刀具，自动改变与调整机床主轴转速、进给量以及刀具相对工件的运动轨迹，辅之以其他一些辅助功能，完成包括端平面、孔系、内外倒角、环形槽及攻螺纹等在内的多面与多工序加工。;　4.1.2 加工中心的分类 加工中心按照不同的划分标准，有着不同的分类方法。 1. 按主轴加工时空间位置的不同划分 按主轴加工时空间位置的不同，加工中心可以分为卧式、立式加工中心、龙门式加工中心和万能加工中心。 2. 按工艺用途不同划分 按工艺用途不同，加工中心可分为镗铣加工中心和复合加工中心。 3. 按换刀形式不同划分 按换刀形式的不同，加工中心可分为?3?种不同的加工中心。 4. 按工作台数量不同划分 按工作台数量的不同，加工中心可分为单工作台、双工作台和多工作台?3?种不同的加工中心。 ;4.1.3 加工中心的结构 加工中心自问世以来，在其发展过程中出现过多种类型的加工中心。这些不同的类型可能在结构上存在着一定的差异，但是就总体而言可以将组成结构分为以下几个组成部分。 1. 基础部件 基础部件有床身、立柱和工作台等组织成，它是加工中心的基础结构，主要承受加工中心的静载荷及在加工时生产的切削负载，因此必须要有足够的刚度。这些大件可以是铸铁见也可以是焊接而成的钢结构件，它们是加工中心体积和质量最大的部件。 ;2. 主轴部件 主轴部件由主轴箱、主轴电动机、主轴和主轴轴承等零件组成。主轴的启、停和变转速等动作均由数控系统控制，并且通过装在主轴上的刀具参与切削运动，是切削加工的功率输出部件。主轴是??工中心的关键部件，其结构优劣对加工中心的性能有很大的影响。 3. 伺服系统 伺服系统主要是进给传动系统，起作用是把来自数控装置的信号转换给机床移动部件的运动，其性能是决定机床的加工精度、表面质量和生产效率的主要因素之一。加工中心普遍采用半闭环、闭环和混合环三种控制方式 ;4. 数控系统（CNC） 加工中心的数控部分是有CNC装置、可编程序控制器、伺服驱动装置以及操作面板等组成。它是执行顺序控制动作和完成加工过程的控制中心。 5. 自动换刀装置（ATC） 自动换刀系统由刀库，机械手等部件组成。当需要换刀时，数控系统发出指令，有机械手将刀具从刀库内取出装入主轴孔中。;6. 辅助系统 辅助系统包括润滑、冷却、排屑、防护。液压、气动和检测系统等部分。这些装置虽然不直接参与切削运动，但对加工中心的加工心的加工效率、加工精度和可靠性起着保障作用，因此也是加工中心不可缺少的部分。;车床用电主轴;电主轴的主要特点: 主轴部件采用电主轴的传动方式有以下特点:机械结构最为简单,传动惯量小,因而快速响应性好,能实现极高的速度、加(减)速度和定角度的快速准停(C轴控制)。 通过采用交流变频调速或磁场矢量控制的交流主轴驱动装置,输出功率大,调速范围宽,并有比较理想的转矩—功率特性。 可以实现了主轴部件的单元化。电主轴可独立做成标准功能部件,并由专业厂进行系列化生产；机床生产厂只需根据用户的不同要求进行选用,可很方便的组成各种性能的高速机床,符合现代机床设计模块化的发展方向。 ;电主轴的安装形式 根据主电动机和主轴轴承相对位置的不同,高速电主轴有两 种安装形式: 主电动机置于主轴前、后轴承之间。这种方式的优点是:主轴单元的轴向尺寸较短,主轴刚度高,出力大,较适用于中、大型高速加工中心,目前大多数加工中心都采用这种结构形式。 主电动机置于主轴后轴承之后,即主轴箱和主电动机作轴向的同轴布置(有的用联轴器)。这种布局方式有利于减小电主轴前端的径向尺寸,电动机的散热条件也较好。但整个主轴单元的轴向尺寸较大,常用于小型高速数控机床,尤其适用于模具型腔的高速精密加工。 ;电主轴的动平衡设计 电主轴的最高转速一般在10000r/min以上,甚至高达60000～100000r/min,主轴运转部分微小的不平衡量,都会引起巨大的离心力,造成机床的振动,影响加工精度和表面质量, 因此必须对电主轴进行严格的动平衡。 采用电主轴后,主轴和主轴上的零件都要经过十分精密的加工、装配和调校,一般要使主轴组件动平衡精度达到0.4级以上的水平。 在设计电主轴时,必须严格遵守结构对称性原则,键连接和螺纹连接在电主轴上被禁止使用。 ;