目錄

　　章 認識加工中心............................................................................................................................................ 1

　　圖1-1 加工中心................................................................................................................................................... 18

　　1.3 加工中心的結構............................................................................................................................................ 18

　　1.3.1機械架構部分............................................................................................................................................ 19

　　機械部分是加工中心的骨骼，主要起到支撐、連接其他構件的作用。機械部分床身可分為鑄件和焊接件兩種，鑄件穩定性較好且易于加工，在大批量生產中可節省開模成本，目前在加工中心得到廣泛應用。........................................ 19

　?、?⑥ ⑦ ⑧ ⑨ ⑩................................................................................... 19

　　圖1-2 加工中心機械部分.................................................................................................................................. 19

　?、倭⒅?②機頭 ③主軸 ④y軸進給方向 ⑤z軸進給方向................................................. 19

　　⑥工作臺 ⑦x軸進給方向 ⑧床鞍 ⑨床身 ⑩減速機......................................................... 19

　　1.3.2 配電部分.................................................................................................................................................... 19

　　配電部分是加工中心的脈絡。配電部分的設立，使得機床可以實現規定的軸向進給，刀庫換刀及正轉反轉，加工吹屑排屑等一系列自動化操作。它的運行體現了加工中心的功能延伸性。............................................................................... 19

　　機床動力線、反饋線、水管、油管、氣管被包裹在拖鏈中，起到保護線路和美觀的作用。風琴罩緊密覆蓋在三軸位置，可防止滑屑進落入，影響精度。打刀缸是一種增力氣液轉換裝置，上部是氣缸，下部分是液壓缸，并與油杯相通，底部為壓桿回程氣缸，氣缸上腔進氣，推動活塞及活塞桿向下運動，壓縮密封在油腔內的液壓油，產生推力，推動壓桿運動，實現執行裝置的動作。 19

　　圖1-3 加工中心配電部分.................................................................................................................................. 20

　　①減速電機 ②刀庫電機 ③拖鏈 ④風琴罩 ⑤刀庫............................................................ 20

　　圖1-4 打刀缸........................................................................................................................................................ 20

　　1.3.3 電柜部分.................................................................................................................................................... 20

　　電柜是加工中心的控制中樞。電柜的作用是對加工中心的各個用電設備進行電能分配和控制，在電路出現過載、短路和漏電現象時，電柜還可以提供斷電保護。............................................................................................................................... 20

　　伺服放大器可以將伺服馬達編碼的脈沖信號放大轉變為數值信號，經由NC控制器處理，再由伺服放大器轉為脈沖信號，以達到控制伺服軸運動的目的。I/0模塊用來控制信號的輸入與輸出。................................................................... 20

　　圖1-5 電柜............................................................................................................................................................ 21

　　①電抗 ②伺服放大器 ③電動機斷路器 ④交流接觸器 ⑤繼電器模塊.................................. 21

　　⑥接線端子 ⑦24v電源 ⑧小型斷路器 ⑨I/0模塊....................................................................... 21

　　1.3.4 鈑金部分.................................................................................................................................................... 21

　　鈑金部分是加工中心的保護層。鈑金件覆蓋在機床的設備上，可以保護設備不被意外損壞，保持設備的理論使用壽命。經過無外露孔設計和防水設計的鈑金件能夠保持機床整潔美觀。.................................................................................... 21

　　1.4 加工中心重要零部件................................................................................................................................... 21

　　1.4.1 硬軌與線軌................................................................................................................................................ 21

　　硬軌與線軌都是機床上軸向運動的結構方式。硬軌的導軌和床身是一體的鑄造件，在鑄件的基礎上加工出導軌面，最后通過淬火熱處理和磨削工藝加工完成。硬軌剛性好，強度高，但是慣性也很大，較難進行加工、裝配及維修。同時由于導軌接觸面大，使得摩擦阻力也較大，導軌較易磨損，進給速度受限，易產生爬行現象。硬軌常用于經濟型機床或加工速度精度要求不高的重型切削上，如切削鑄鐵、大型模具等。............................................................................................................................................ 22

　　圖1-6 硬軌圖........................................................................................................................................................ 22

　　線軌全稱為線性導軌，一般指的是滾動導軌。線軌本身分為滑軌和滑塊兩部分，滑塊內設有可以進行內循環的滾珠或滾珠，滑軌的長度可以定制。它是一種模塊化的元件，選擇余地大，通過壓板安裝在床身上，磨損后可以拆下來更換，安裝維修方便。線軌是滾動摩擦，通過滾珠或滾珠在導軌上滾動來帶動導軌滑動，承受切削力和摩擦阻力相對較小，無爬行現象，運動速度快，精度高。線軌的承載能力和平穩性相比于硬軌而言相對較低，但是隨著機械工藝的發展已經得到極大的提升，除了特殊構件，一般能夠滿足設備加工的需求。線軌因其高精度，需要按規范對它進行潤滑等檢修防護。線軌多用于高速度加工、高精度要求和快速走刀的工件加工上。................................................................................................................................................................................... 22

　　線軌按結構可分為滾珠型導軌和滾柱型導軌。滾珠型導軌與接觸面屬于點接觸，成本低，速度快，但是由于接觸面小，剛性相對較低，適合高速輕切削。滾柱與接觸面屬于線接觸，接觸面較大，因此剛性相對高，承載能力大，相應的，速度相比于滾珠型導軌較低，適合低速重切削。..................................................................................................................................................... 22

　　圖1-7 線軌圖........................................................................................................................................................ 23

　　1.4.2 絲桿和齒輪齒條裝置.............................................................................................................................. 23

　　絲桿主要功能是將回轉運動轉換成線性運動，或將扭矩轉換成軸向反復作用力。由于滾珠絲桿副是利用絲桿軸與絲桿螺母之間的滾珠做滾動運動的，所以絲桿傳動摩擦力小，傳動效率高，精度高，噪音低，能夠實現精確的微進給，絲桿不能自鎖，所以絲桿的傳動具有可逆性。但是在長距離直線傳動時，絲桿在重力作用下有可能因為強度不夠而產生自垂，導致絲桿彎曲、變形，影響精度，所以絲桿一般適用于短距離高速往返傳動。.............................................................................................................. 23

　　齒條可以分為直尺和斜齒。齒條的選型是根據客戶對負載、運行速度和精度的需要進行設計制造的。齒條的優點是可以無限延長，便于拼接，運行速度快，壽命長，高剛性。缺點是相對于絲桿來說精度低，安裝測試復雜。齒條需要進行定期的打油，檢查鐵屑是否在齒面是殘留。......................................................................................................................................................... 23

　　① 齒條 ② 絲桿....................................................................................................................................... 23

　　圖1-8 絲桿傳動和齒輪齒條傳動..................................................................................................................... 24

　　1.5 加工中心各軸實際運動方向...................................................................................................................... 24

　　圖1-9 各軸運動方向........................................................................................................................................... 24

　　人面對機床站立，上下為z軸，左右為x軸，前后為y軸，“+”號方向為各軸正方向。............ 24

　　1.6 加工中心不同機型部分機械規格參數示例............................................................................................ 24

　　機型.......................................................................................................................................................................... 24

　　項目.......................................................................................................................................................................... 24

　　主軸.......................................................................................................................................................................... 24

　　NO............................................................................................................................................................................. 24

　　主軸轉速.................................................................................................................................................................. 24

　　rpm............................................................................................................................................................................ 24

　　行程.......................................................................................................................................................................... 24

　　mm.............................................................................................................................................................................. 24

　　進給.......................................................................................................................................................................... 24

　　m/min....................................................................................................................................................................... 24

　　定位精度.................................................................................................................................................................. 24

　　mm.............................................................................................................................................................................. 24

　　PYC............................................................................................................................................................................ 24

　　BT40.......................................................................................................................................................................... 24

　　10000(20000電主軸)..................................................................................................................................... 24

　　2500~8500，580，450....................................................................................................................................... 24

　　60,28,28................................................................................................................................................................ 24

　　0.05,0.02,0.01.................................................................................................................................................. 24

　　PIC............................................................................................................................................................................ 24

　　BT30.......................................................................................................................................................................... 24

　　12000(24000電主軸)..................................................................................................................................... 24

　　2500~6500,450,450........................................................................................................................................... 24

　　60,28/40,28/40.................................................................................................................................................. 24

　　0.05,0.02,0.01.................................................................................................................................................. 24

　　PHA............................................................................................................................................................................ 24

　　BT40.......................................................................................................................................................................... 24

　　10000(20000電主軸)..................................................................................................................................... 24

　　3000`6000,2000,800......................................................................................................................................... 24

　　40,50,20................................................................................................................................................................ 24

　　0.05,0.03,0.02.................................................................................................................................................. 24

　　PHB............................................................................................................................................................................ 24

　　HSK............................................................................................................................................................................ 24

　　16000(20000電主軸)..................................................................................................................................... 24

　　4000~30000,2000~2500,800~1250............................................................................................................... 24

　　30,30,30................................................................................................................................................................ 24

　　0.02,0.015,......................................................................................................................................................... 24

　　0.01.......................................................................................................................................................................... 24

　　PW.............................................................................................................................................................................. 24

　　8050.......................................................................................................................................................................... 24

　　BT30.......................................................................................................................................................................... 24

　　24000....................................................................................................................................................................... 24

　　800,800,500......................................................................................................................................................... 24

　　48,48,48................................................................................................................................................................ 24

　　0.02,0.02,............................................................................................................................................................ 24

　　0.015....................................................................................................................................................................... 24

　　表1-1 機型部分技術參數.................................................................................................................................. 24

　　章 認識加工中心

　　加工中心是從數控銑床發展而來，由機械設備與數控系統組成的用于加工復雜零件的高效率、高精度的自動化機床。它與數控銑床的區別在于加工中心配有刀庫，具有自動交換加工刀具的功能。通過在刀庫上安裝不同用途的刀具，可在單次裝夾中自動換刀對工件進行多道工序的加工。

　　1.1 本章內容

　　§. 加工中心的認識

　　§. 加工中心的結構

　　§. 加工中心重要零部件

　　1.2 加工中心的認識

　　加工中心(英文縮寫為CNC，全稱為Computerized Numerical Control)是一種裝有數字控制系統的自動化機床。數字控制系統能夠邏輯地處理控制編碼或其他符合指令規定的程序，并將其譯碼，用代碼化的數字表示，通過信息載體輸入數控裝置。數控裝置經運算處理發出各種控制信號控制機床的運行，從而能夠按照圖紙要求的形狀尺寸，通過銑、鏜削、鉆削、攻螺紋等工序，自動的將零件加工出來。加工中心較好的解決了形狀較為復雜，精度要求高的單件或中小批量多品種的工件生產問題，是一種高綜合性的、高效能的自動化機床。加工中心是目前世界上產量、應用泛的數控機床之一，是一種典型的機電一體化產品。

　　標準的數控加工中心由機床本體、數控系統、電氣控制裝置、輔助裝置組成。其余可供選擇的特殊配置有特殊測量裝置、排屑機、刀具等。

　　1.3 加工中心的結構

　　1.3.1機械架構部分

　　機械部分是加工中心的骨骼，主要起到支撐、連接其他構件的作用。機械部分床身可分為鑄件和焊接件兩種，鑄件穩定性較好且易于加工，在大批量生產中可節省開模成本，目前在加工中心得到廣泛應用。

　　1.3.2 配電部分

　　配電部分是加工中心的脈絡。配電部分的設立，使得機床可以實現規定的軸向進給，刀庫換刀及正轉反轉，加工吹屑排屑等一系列自動化操作。它的運行體現了加工中心的功能延伸性。

　　機床動力線、反饋線、水管、油管、氣管被包裹在拖鏈中，起到保護線路和美觀的作用。風琴罩緊密覆蓋在三軸位置，可防止滑屑進落入，影響精度。打刀缸是一種增力氣液轉換裝置，上部是氣缸，下部分是液壓缸，并與油杯相通，底部為壓桿回程氣缸，氣缸上腔進氣，推動活塞及活塞桿向下運動，壓縮密封在油腔內的液壓油，產生推力，推動壓桿運動，實現執行裝置的動作。

　　圖1-3 加工中心配電部分

　?、贉p速電機 ②刀庫電機 ③拖鏈 ④風琴罩 ⑤刀庫

　　圖1-4 打刀缸

　　1.3.3 電柜部分

　　電柜是加工中心的控制中樞。電柜的作用是對加工中心的各個用電設備進行電能分配和控制，在電路出現過載、短路和漏電現象時，電柜還可以提供斷電保護。

　　伺服放大器可以將伺服馬達編碼的脈沖信號放大轉變為數值信號，經由NC控制器處理，再由伺服放大器轉為脈沖信號，以達到控制伺服軸運動的目的。I/0模塊用來控制信號的輸入與輸出。

　　圖1-5 電柜

　?、匐娍?②伺服放大器 ③電動機斷路器 ④交流接觸器 ⑤繼電器模塊

　　⑥接線端子 ⑦24v電源 ⑧小型斷路器 ⑨I/0模塊

　　1.3.4 鈑金部分

　　鈑金部分是加工中心的保護層。鈑金件覆蓋在機床的設備上，可以保護設備不被意外損壞，保持設備的理論使用壽命。經過無外露孔設計和防水設計的鈑金件能夠保持機床整潔美觀。

　　1.4 加工中心重要零部件

　　1.4.1 硬軌與線軌

　　硬軌與線軌都是機床上軸向運動的結構方式。硬軌的導軌和床身是一體的鑄造件，在鑄件的基礎上加工出導軌面，最后通過淬火熱處理和磨削工藝加工完成。硬軌剛性好，強度高，但是慣性也很大，較難進行加工、裝配及維修。同時由于導軌接觸面大，使得摩擦阻力也較大，導軌較易磨損，進給速度受限，易產生爬行現象。硬軌常用于經濟型機床或加工速度精度要求不高的重型切削上，如切削鑄鐵、大型模具等。

　　圖1-6 硬軌圖

　　線軌全稱為線性導軌，一般指的是滾動導軌。線軌本身分為滑軌和滑塊兩部分，滑塊內設有可以進行內循環的滾珠或滾珠，滑軌的長度可以定制。它是一種模塊化的元件，選擇余地大，通過壓板安裝在床身上，磨損后可以拆下來更換，安裝維修方便。線軌是滾動摩擦，通過滾珠或滾珠在導軌上滾動來帶動導軌滑動，承受切削力和摩擦阻力相對較小，無爬行現象，運動速度快，精度高。線軌的承載能力和平穩性相比于硬軌而言相對較低，但是隨著機械工藝的發展已經得到極大的提升，除了特殊構件，一般能夠滿足設備加工的需求。線軌因其高精度，需要按規范對它進行潤滑等檢修防護。線軌多用于高速度加工、高精度要求和快速走刀的工件加工上。

　　線軌按結構可分為滾珠型導軌和滾柱型導軌。滾珠型導軌與接觸面屬于點接觸，成本低，速度快，但是由于接觸面小，剛性相對較低，適合高速輕切削。滾柱與接觸面屬于線接觸，接觸面較大，因此剛性相對高，承載能力大，相應的，速度相比于滾珠型導軌較低，適合低速重切削。

　　圖1-7 線軌圖

　　1.4.2 絲桿和齒輪齒條裝置

　　絲桿主要功能是將回轉運動轉換成線性運動，或將扭矩轉換成軸向反復作用力。由于滾珠絲桿副是利用絲桿軸與絲桿螺母之間的滾珠做滾動運動的，所以絲桿傳動摩擦力小，傳動效率高，精度高，噪音低，能夠實現精確的微進給，絲桿不能自鎖，所以絲桿的傳動具有可逆性。但是在長距離直線傳動時，絲桿在重力作用下有可能因為強度不夠而產生自垂，導致絲桿彎曲、變形，影響精度，所以絲桿一般適用于短距離高速往返傳動。

　　齒條可以分為直尺和斜齒。齒條的選型是根據客戶對負載、運行速度和精度的需要進行設計制造的。齒條的優點是可以無限延長，便于拼接，運行速度快，壽命長，高剛性。缺點是相對于絲桿來說精度低，安裝測試復雜。齒條需要進行定期的打油，檢查鐵屑是否在齒面是殘留。

　?、?齒條 ② 絲桿

　　圖1-8 絲桿傳動和齒輪齒條傳動

　　1.5 加工中心各軸實際運動方向

　　圖1-9 各軸運動方向

　　人面對機床站立，上下為z軸，左右為x軸，前后為y軸，“+”號方向為各軸正方向。

　　1.6 加工中心不同機型部分機械規格參數示例

　　表1-1 機型部分技術參數