加工中心的品种、规格较多,这里仅从结构上对其进行分类。
1.立式加工中心
指主轴轴线为垂直状态设置的加工中心。其结构形式多为固定立柱式,工作台为长方形,无分度回转功能,适合加工盘、套、板类零件。一般地,立式加工中心具有三个直线运动坐标,并可在工作台上安装一个水平轴的数控回转台,用以加工螺旋线类零件。
立式加工中心的坐标轴运动常见的有两种方式,即X、Y方向工作台移动方式和Z方向主轴箱移动方式(图3-39)。
图3-39 JCS—018型立式加工中心
1—X轴的直流伺服电动机 2—换刀机械手 3—数控柜 4—盘式刀库 5—主轴箱 6—数控装置 7—驱动电源柜 8—工作台 9—滑座 10—床身
立式加工中心装夹工件方便,便于操作,易于观察加工情况,但加工时切屑不易排除,且受立柱高度和换刀装置的限制,所以不能加工太高的零件。
如图3-39为JCS—018型立式加工中心的组成结构,其使用的是盘式刀库。立式加工中心的刀库也有不同的形式,每种形式的刀库可以容纳的刀具数量差距较大,并在一定程度上决定了加工中心加工能力的大小。
JCS—018型立式镗铣加工中心是开发得比较早的一种数控机床。机床上附有刀库和自动换刀机械手,并配备有各种类型和规格不同的刀具。工件经一次装夹以后,可自动连续地对工件各加工面完成铣螺纹、镗螺纹、钻螺纹、锪螺纹、铰螺纹和攻螺纹等多种工序。它适用于小型板类、盘类、模具类和箱体类等复杂零件的多品种小批量加工。JCS—018型立式镗铣加工中心的主要参数见表3-6。
表3-6 JCS—018型立式镗铣加工中心参数
立式加工中心的结构简单,占地面积小,价格相对较低,应用非常广泛。
2.卧式加工中心
指主轴轴线为水平状态设置的加工中心。其一般都具有3~5个运动坐标,通常都带有可进行分度回转运动的工作台,如图3-40所示。常见的卧式加工中心是三个直线运动坐标加一个回转运动坐标,它能够使工件在一次装夹后完成除安装面和顶面以外的其余四个面的加工,最适合加工箱体类零件。卧式加工中心的刀库一般为链式结构,刀库容量较大,能够加工更复杂的零件。
图3-40 卧式加工中心
1—主轴头 2—刀库 3—立柱 4—立柱底座 5—工作台 6—工作台底座
卧式加工中心调试程序及试切时不便观察、加工时不便监视、零件装夹和测量不方便,但加工时排屑容易,有利于加工。
与立式加工中心相比,卧式加工中心的结构复杂、占地面积大、价格也较高。
如图3-41为带回转工作台的四轴控制的TH6340型卧式加工中心。该加工中心采用全封闭防护装置,并有圆盘式刀库、机械手换刀、自动螺旋排屑等功能,能够进行高精度、高速、高效的连续加工,是一款全功能型卧式加工中心。它适合于航空航天、汽车机车、仪器仪表、轻工纺织、电子电器、模具、军工产品等机械制造业,可用于中小批量、多品种生产,更适合于连机组成加工制造线,以进行大批量生产。
TH6340型卧式加工中心的主要参数见表3-7。
图3-41 TH6340型卧式加工中心
表3-7 TH6340型卧式加工中心的主要参数
(续)
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3.龙门式加工中心
龙门式加工中心的形状与龙门铣床相似,其主轴多为垂直设置,除自动换刀装置外,还带有可更换的主轴附件;数控装置的功能也比较齐全,能够一机多用,尤其适用于加工大型工件或形状复杂的工件,如飞机上的梁、框、壁板等。
如图3-42为GMB3060mr龙门式加工中心。该机床主要对各种基础大件、板件、盘类件、壳体件、模具等多品种精密零件进行数控加工。工件在一次装夹后,可高精度、高效率的连续完成铣、镗、钻、铰、刚性攻螺纹等多种工序的加工。该机床适用于航空航天、造船、发电、军工、重机、机车、机床、纺织机械、印刷机械、模具制造等行业。另外,还可根据用户需求增加数控回转台或合适的附件铣头,以实现对工件的五面加工。GMB3060mr龙门式加工中心的主要参数见表3-8。
图3-42 GMB3060mr龙门式加工中心
表3-8 GMB3060mr龙门式加工中心主要参数
(续)
4.复合加工中心
复合加工中心具有立式加工中心和卧式加工中心的功能,也称为多工面加工中心。在复合加工中心上,工件在一次安装后就能完成除安装面以外的其余五个面的加工。常见的五轴加工中心有两种形式:一种是主轴可以旋转90°或相应角度,对工件进行立式和卧式加工;另一种是主轴不改变方向,而由工作台带着工件旋转90°,完成对工件五个表面的加工。
图3-43为MVR25龙门式五面加工中心。该机床除去在机械结构上具有稳定的切削能力外,大直径滚珠丝杠和进给电动机同步运行,并且立式主轴和卧式主轴都以双面约束,从而进一步使切削强劲有力,能有效进行高速加工。
复合加工中心标准配备对应立式、卧式两主轴的ATC(自动换刀),工作中换刀时间为5±1s,切削切换时间为30s,X、Y、Z、W轴四轴联动控制。MVR25龙门式五面加工中心主要参数见表3-9。
图3-43 MVR25龙门式五面加工中心
表3-9 MVR25龙门式五面加工中心主要参数
(续)
5.多工作台加工中心
多工作台加工中心有两个以上可交换的工作台,当一个工作台上的工件正在加工时,可在另一个工作台上进行工件的装卸,以备加工。当一个加工任务完成后,通过运送轨道可把加工完成的工件连同工作台一起移出加工区,而把已装有待加工工件的工作台移入加工区,在移出的工作台上进行新的工件安装工作。
多工作台加工中心的优点是可以实现在线装卸,因而机床利用率较高。无论是批量生产还是不同品种零件的轮番加工,多工作台加工中心都可以方便地完成。多工作台加工中心可以是立式的,也可以是卧式的。无论哪种形式,多工作台加工中心的结构都较复杂,机床占地面积大、刀库容量大、价格较贵。
HHMC400E是一种双交换工作台卧式加工中心,主要用于零件、模具等多品种零件加工。工件一次装夹后,可自动高效率、高精度的连续完成多面的铣、钻、镗、铰等工序。
该机床配有工作台自动交换系统,可以实现双工作台的交换。另外,机床的工作台可在滑座上实现B坐标360°的分度运动。机床的主要构件刚度高,能完成强力切削、高速定位、自动排屑等功能。HHMC400E双交换工作台卧式加工中心的主要参数见表3-10。
表3-10 HHMC400E双交换工作台卧式加工中心的主要参数
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