CNC加工中心是一種裝有程序控制系統(tǒng)的自動化機(jī)床。由于制造業(yè)對智能和自動化的要求越來越高,CNC加工中心在國內(nèi)尤其是華南、華東地區(qū)得到快速發(fā)展。據(jù)統(tǒng)計(jì),每年用于加工手機(jī)外殼的CNC數(shù)量都在幾十萬的數(shù)量級,市場巨大!
本文就介紹一下CNC加工中心的分類、組成以及應(yīng)用范圍,希望對您有所幫助:
一、加工中心的分類
加工中心常按主軸在空間所處的狀態(tài)分為立式加工中心、臥式加工中心、龍門加工中心、萬能加工中心。加工中心的主軸在空間處于垂直狀態(tài)的稱為立式加工中心,主軸在空間處于水平狀態(tài)的稱為臥式加工中心。
立式加工中心
結(jié)構(gòu)形式多為固定立柱式,工作臺為長方形,適合加工盤、套、板類零件。立式加工中心通常有三個(gè)直線運(yùn)動坐標(biāo),XYZ軸,還可以在工作臺上安裝一個(gè)第四軸A軸。
立式加工中心裝夾方便,便于操作,便于觀察加工情況,調(diào)試程序方便,但受立柱高度和換刀機(jī)構(gòu)的影響,不能加工太高的零件。立式加工中心結(jié)構(gòu)簡單,占地面積小,價(jià)格較低。
臥式加工中心
通常采用移動式立柱,主軸箱在兩立柱之間,沿導(dǎo)軌上下移動。臥式加工中心通常有三個(gè)直線運(yùn)動坐標(biāo),面對機(jī)床,左右移動為X軸,前后移動為Z軸,上下移動為Y軸。臥式加工中心還可以在工作臺上安裝一個(gè)第四軸A軸。可以加工螺旋線類、圓柱凸輪等零件。
臥式加工中心調(diào)試程序和試切銷時(shí)不方便觀察,加工時(shí)不便監(jiān)視,零件裝夾和測量不方便,但加工時(shí)排銷容易。與立式加工中心相比臥式加工中心結(jié)構(gòu)復(fù)雜,占地面積大,價(jià)格較告高。
龍門加工中心
其主軸多數(shù)為垂直設(shè)置,帶有ATC系統(tǒng),并帶有可更換的主軸頭附件,系統(tǒng)軟件功能較多,能一機(jī)多用,適合加工大型零件。
萬能加工中心
萬能加工中心即五面加工中心,具有立式加工中心和臥式加工中心的功能,工件一次裝夾后,能完成除安裝面以外的所有側(cè)面和頂面的加工。常見的萬能加工中心有:1)主軸可以旋轉(zhuǎn)90°,既可以象立式加工中心那樣工作,也可以象臥式加工中心那樣工作。2)主軸不改變方向,工作臺帶著工件旋轉(zhuǎn)90°。完成對五個(gè)面的加工。
按工作臺的數(shù)量和功能分:有單工作臺加工中心、雙工作臺加工中心,和多工作臺加工中心。
二、加工中心的結(jié)構(gòu)組成
從總體來看主要由以下幾大部分組成。
1、基礎(chǔ)部件
它是加工中心的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu),由床身、立柱和工作臺等組成,它們主要承受加工中心的靜載荷以及在加工時(shí)產(chǎn)生的切削負(fù)載,因此必須要有足夠的剛度。這些大件可以是鑄鐵件也可以是焊接而成的鋼結(jié)構(gòu)件,它們是加工中心中體積和重量最大的部件。
2、主軸部件
由主軸箱、主軸電動機(jī)、主軸和主軸軸承等零件組成。主軸的啟、停和變速等動作均由數(shù)控系統(tǒng)控制,并且通過裝在主軸上的刀具參與切削運(yùn)動,是切削加工的功率輸出部件。是加工中心的關(guān)鍵部件,它決定加工中心的加工精度及穩(wěn)定性。
3、數(shù)控系統(tǒng)
加工中心的數(shù)控部分是由cNc裝置,可編程控制器PLC、伺服驅(qū)動裝置以及操作面板等組成。
4、自動換刀系統(tǒng)
由刀庫、機(jī)械手、驅(qū)動機(jī)構(gòu)等部件組成。當(dāng)需要換刀時(shí),數(shù)控系統(tǒng)發(fā)出指令,由機(jī)械手(或通過其他方式)將刀具從刀庫內(nèi)取出裝入主軸孔中。它解決工件一次裝夾后多工序連續(xù)加工中,工序與工序之間的刀具自動儲存 選擇 搬運(yùn) 和交換的任務(wù)。
刀庫(刀盤)是存放加工過程中所使用的全部刀具的裝置。刀庫有盤式、鏈?zhǔn)降?,容量從幾把到幾百把。刀臂的結(jié)構(gòu)根據(jù)刀庫與主軸的相對位置和結(jié)構(gòu)的不同也有多種形式如:單臂式、雙臂式等。有的加工中心不用刀臂而直接用主軸箱或刀庫的移動來實(shí)現(xiàn)換刀。
5、輔助裝置
包括潤滑、冷卻、排屑、防護(hù)、液壓、氣動和檢測系統(tǒng)等部分。這些裝置雖然不直接參與切削運(yùn)動,但對加工中心的加工效率、加工精度和可靠性起著保障作用,因此也是加工中心中不對缺少的部分。
6、APC自動托盤交換系統(tǒng)
有的加工中心為了實(shí)現(xiàn)進(jìn)一部的無人化或進(jìn)一步縮短非加工時(shí)間,采用多個(gè)自動交換工作臺方式儲備工件,一個(gè)工件安裝在工作臺上進(jìn)行加工的同時(shí),另外一個(gè)或幾個(gè)工作臺還可以裝卸別的零件,當(dāng)完成一個(gè)工作臺上的零件的加工后,便自動交換工作臺,進(jìn)行新零件的加工,這樣可以減少輔助時(shí)間,提高加工效率。
三、加工中心的主要加工對象
1、箱體類零件
箱體類零件一般是指具有一個(gè)以上孔系,內(nèi)部有型腔,在長、寬、高方向有一定比例的零件。
2、復(fù)雜曲面
復(fù)雜曲面采用普通機(jī)加工方法是難以甚至無法完成的。
3、異形件
異形件是外形不規(guī)則的零件,大都需要點(diǎn)、線、面多工位混合加工。如撥叉等。
4、盤、套、板類零件
帶有鍵槽或徑向孔或端面有分布的孔系,曲面的盤套或軸類零件,如帶法蘭的軸套,帶鍵槽或方頭的軸類零件等,還有具有較多孔加工的板類零件,如各種電機(jī)蓋等。端面有分布孔系、曲面的盤類零件宜選擇立式加工中心,有徑向孔的可選臥式加工中心。
5、周期性投產(chǎn)的零件
用加工中心加工零件時(shí),所需時(shí)間主要包括基本時(shí)間和準(zhǔn)備時(shí)間,其中,準(zhǔn)備時(shí)間占很大比例,如:工藝準(zhǔn)備、編程序、零件首件試切等,這些時(shí)間很長,采用加工中心可以將這些時(shí)間的內(nèi)容儲存起來,供以后反復(fù)使用。這樣,以后加工該零件時(shí),就可以節(jié)約這些時(shí)間。生產(chǎn)周期就可以大大縮短。