《机械制造基础》课件第6章.ppt

6.6.1数控铣床的主要加工对象

数控铣床是用来加工工件的平面、内外轮廓、孔和攻螺纹,并可通过两轴联动加工零件的平面轮廓,通过两轴半控制、三轴或多轴联动来加工空间曲面零件。6.6.2数控铣床的类型

数控铣床分类方法如下:

(1)按体积大小可分为小型、中型及大型数控铣床;

(2)按主轴布局形式分为立式、卧式及立卧两用式数控铣床;

(3)按控制坐标的联动轴数分为两轴半控制、三轴控制及多轴控制数控铣床。6.7加工中心

6.7.1加工中心的特点

加工中心(CNCmachiningcenter)又称多工序自动换刀数控机床,如图6-17所示。加工中心的突出特征是设置有刀库,刀库中存放着各种刀具和检具。加工中心是在数控铣床的基础上发展起来的,它们都是通过程序控制多轴联动走刀进行加工的数控机床,不同的是加工中心具有刀库和自动换刀功能。图6-17加工中心的外形6.7.2加工中心的用途

加工中心具备多种加工能力,能实现工件一次装卡后

的铣、钻、铰、攻丝等综合加工。对中等加工难度的批量工件,其生产效率是普通设备的5～10倍。加工中心对形状复杂、精度要求高的单件加工或小批量生产更为适用,调换工艺时能体现出相对的柔性。 加工中心控制系统功能较多,机床运动至少用三个运动坐标轴,多的达十几个。加工中心还具有各种辅助机能,如加工固定循环、刀具半径自动补偿、刀具长度自动补偿、刀具破损报警、刀具寿命管理、过载超程自动保护、丝杠螺距误差补偿、丝杠间隙补偿、故障自动诊断、工件与加工过程图形显示、人机对话、工件在线检测和加固自动补偿、离线编程等,这些对提高设备的加工效率,保证产品的加工精度等都起到了保证作用。加工中心既可以单机使用,也能在计算机辅助控制下多台同时使用,构成柔性生产线,还可以与工业机器人、立体仓库等组合成无人工厂。随着21世纪现代制造业的技术发展,

机械加工的工艺与装备在数字化基础上正向智能化、信息化、网络化迈进,而作为前沿工艺装备的先进数控设备大量取代传统机加工设备将是必然趋势。6.7.3加工中心的结构

1.基础部件

基础部件一般指床身、立柱和工作台,它们是组成加工中心的结构基础。这些大件是铸铁件或焊接的钢结构件,在加工中心中质量和体积最大。由于它们要承受加工中心的静负荷以及在加工时的切削负载,因此应是刚度很高的部件。2.主轴部件

主轴部件一般由轴箱、主轴电机、主轴、主轴轴承等零件组成。主轴部件的启动、停止和速度变化等均由数控系统控制,并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。主轴是加工中心的关键部件,其结构特征直接关系到加工中心的使用性能。

3.数控系统

单台加工中心的数控系统(NC)由数控装置、可编程序控制器、伺服式驱动装置及电机等部分组成。它们是加工中心进行加工过程控制和执行顺序动作的控制中心。4.自动换刀系统

自动换刀系统(ATC)由刀库、机械手等部件组成。刀库是存放加工过程中所要使用的全部刀具的装置,图6-18为无臂式刀库,图6-19为有臂式刀库。当需要换刀时,根据数控系

统的指令由机械手或通过其他方式将刀具从刀库上取出后装入主轴孔中,有的加工中心不用机械手而利用主轴箱或刀库的移动来实现直接换刀。图6-18无臂式刀库外形图6-19有臂式刀库外形5.辅助系统

辅助系统包括润滑、冷却排屑、防护、液压和随机检测系统等部分。辅助系统虽不直接参与切削运动,但对加工中心的加工效率、加工精度和可靠性起到保证作用,也是加工中心不可缺少的部分。6.自动托盘交换系统(APC)

为缩短非切削时间,有的加工中心配有两个自动交换工件的托盘,一个在工作台上加工,另一个在工作台外装卸工件,即自动托盘交换系统(APC)。当完成一个托盘上工件的加工后,便自动交换托盘,进行新的加工,以减少辅助时间,提高加工效率。6.7.4自动交换装置

1.自动换刀装置的形式

1)回转刀架

回转刀架换刀装置的刀具数量有限,但结构简单,维护方便。如数控车床上的回转刀架。2)带刀库的自动换刀装置

带刀库的自动换刀装置由刀库和机械手组成,是多工序数控机床上应用最广泛的换刀装置。加工时,把加工过程中需要使用的全部刀具分别安装在标准刀柄上,在机外进行尺寸预调后,按一定的方式放入刀库。换刀时先在刀库中进行选刀,并由机械手从刀库和主轴上取出刀具,在进行刀具交换之后,将新刀具