加工中心的工作原理及組成

一、加工中心的工作原理

加工中心的工作原理是根據(jù)零件圖紙，制定工藝方案，采用手工或計算機自動編制零件加工程序，把零件所需的機床各種動作及全部工藝參數(shù)變成機床的數(shù)控裝置能接受的信息代碼，并把這些代碼存儲在信息載體上，將信息載體送到輸入裝置，讀出信息并送入數(shù)控裝置。進入數(shù)控裝置的信息，經(jīng)過一系列處理和運算轉(zhuǎn)變成脈沖信號。有的信號送到機床的伺服系統(tǒng)，通過伺服機構(gòu)進行轉(zhuǎn)換和放大，再經(jīng)過傳動機構(gòu)，驅(qū)動機床有關(guān)零件，使刀具和工件嚴格執(zhí)行零件程序所規(guī)定的相應(yīng)運動。還有的信號送到可編程控制器中用以順序控制機床的其它輔助動作，實現(xiàn)刀具自動更換。

二、加工中心的組成（1）基礎(chǔ)部件：由床身、立柱和工作臺等大部件組成，是加工中心的基礎(chǔ)部件，它們可以是鑄鐵件，也可以是焊接鋼結(jié)構(gòu)件，均要承受加工中心的靜載荷以及在加工時的切削載荷。

（2）控制系統(tǒng)

（3）自動換刀裝置：它由刀庫、驅(qū)動機構(gòu)等部件組成。刀庫是存放加工過程中所使用的全部刀具的裝置。本次設(shè)計用的是斗笠刀庫，12把刀。

（4）輔助裝置：包括潤滑、冷卻、排屑等系統(tǒng)等部分。輔助裝置雖不直接參加切削運動，但對加工中心的加工效率、加工精度和可靠性起到保障作用，因此，也是加工中心不可缺少的部分。

怎樣選擇合適的加工中心

首先要明確準備加工的對象。一般來說，具備下列特點的零件適合在加工：多工序集約型工件指在一個工件上需要用許多把刀具進行加工。定位繁瑣的工件例如有一定位孔距精度要求的多孔加工，利用機床定位精度高的特點，很方便實施。重復(fù)生產(chǎn)型的工件適合加工單件小批量生產(chǎn)。小批量指在1-100件，每批數(shù)量不多，但又需要重復(fù)生產(chǎn)。

另外，即使工件形狀尺寸不同，但又是相似工件，易于實現(xiàn)成組加工(GT)工藝的零件。復(fù)雜形狀的零件模具、航空零件等復(fù)雜形狀工件，能借助自動程序編制技術(shù)在加工中心上加工各種異形零件。箱體類、板類零件在臥式加工中心上利用回轉(zhuǎn)工作臺，對箱體零件進行多面加工，如主軸箱體、泵體、閥體、內(nèi)燃機缸體等。如果連頂面也要一次裝夾中加工，可選用五面體加工中心。立式加工中心適合加工箱蓋缸蓋、平面凸輪等。加工中心用于加工大型箱體、板類零件，如內(nèi)燃機車缸體、加工中心立柱、床身、印刷墻板機等。

機床規(guī)格的選定根據(jù)確定的加工工件的大小尺寸，相應(yīng)確定所需機床的工作臺尺寸和三個直線坐標系的行程。工作臺尺寸應(yīng)保證工件在其上面能順利裝夾工件，加工尺寸則必須在各坐標行程內(nèi)，此外還要考慮換刀空間和各坐標干涉區(qū)的限制。

機床精度的選定加工中心的精度分類為普通型和精密型，其主要精度項目見下表：加工中心主要精度項目精度項目普通型(mm)精密型(mm)直線定位精度±0.01/全程±0.005/全程重復(fù)定位精度±0.006±0.002。

數(shù)控加工中心的夾具和刀具選擇

一、數(shù)控加工中心工件的裝夾與定位

在加工中心上，夾具的任務(wù)不僅是夾緊工件，而且還要以各個方向的定位面為參考基準，確定工件編程的零點。在加工中心上加工的零件一般都比較復(fù)雜。零件在一次裝夾中，既要粗銑、粗鏜，又要精銑、精鏜，需要多種多樣的刀具，這就要求夾具既能承受大切削力，又要滿足定位精度要求。而加工中心的自動換刀（ATC）功能又決定了在加工中不能使用支架、位置檢測及對刀元件。

在加工中心機床上，要想合理應(yīng)用好夾具，首先要對加工中心的加工特點有比較深刻的理解和掌握，同時還要考慮如下因素：（1）加工零件的精度；（2）批量大?。唬?）制造周期；（4）制造成本。

根據(jù)加工中心機床特點和加工需要，目前常用的夾具結(jié)構(gòu)類型有專用夾具、組合夾具；可調(diào)整夾具和成組夾具。在選擇時要綜合考慮各種因素，選擇、的夾具形式。

二、數(shù)控加工中心刀具選擇

選取刀具時，要使刀具的尺寸與被加工工件的表面尺寸相適應(yīng)。生產(chǎn)中，平面零件周邊輪廓的加工，常采用立銑刀；銑削平面時，應(yīng)選硬質(zhì)合金刀片銑刀，加工凸臺、凹槽時，選高速鋼立銑刀；加工毛坯表面或粗加工孔時，可選取鑲硬質(zhì)合金刀片的玉米銑刀；對一些立體型面和變斜角輪廓外形的加工，常采用球頭銑刀、環(huán)形銑刀、錐形銑刀和盤形銑刀。

在進行自由曲面（模具）加工時，由于球頭刀具的端部切削速度為零，因此，為保證加工精度，切削行距一般采用頂端密距，故球頭常用于曲面的精加工。而具在表面加工質(zhì)量和切削效率方面都優(yōu)于球頭刀，因此，只要在保證不過切的前提下，無論是曲面的粗加工還是精加工，都應(yīng)優(yōu)先選擇。