加工中心的結(jié)構與特點(diǎn)
一、加工中心的結構:
加工(gōng)中心也是(shì)由主軸箱、刀架、進給傳動係統、床身,液壓係統、冷卻係統、潤滑係統等(děng)部分組成的,隻是加工中心的進給係統與臥(wò)式車床的進給係統在(zài)結構上存(cún)在著本質上(shàng)的差別。臥式車床主軸的運動經過掛輪架、進給箱、溜板箱傳到刀架,實現縱向和橫向進給運動。而(ér)加工中心是采用伺服電動機,經滾(gǔn)珠絲杠傳到滑板和刀架,實現z向(縱向)和置向(橫向(xiàng))進給運動。加工中心主軸旋(xuán)轉與刀架移(yí)動間的運動關係通過數(shù)控係統來控製。加工中心主軸箱(xiāng)內安裝有脈衝編碼器,主軸的運動通過同步齒形帶到脈衝編碼器。當主軸旋轉時,脈衝(chōng)編碼器便發(fā)出檢測脈衝信號給數控係統,使主軸電動機的旋轉(zhuǎn)與刀架的切削進給保持加工螺(luó)紋所需的運動關係,即(jí)實現加工螺紋時主軸轉一轉,刀架(jià)z向移動工件一個導程。
二、加(jiā)工中心的布局:
加工中心的主軸、尾座等部件相對床(chuáng)身的布局(jú)形式與臥式車床基本一致(zhì),而刀架和導軌的布局(jú)形式發生了(le)根本的變(biàn)化,這(zhè)是因為刀架和導軌(guǐ)的布局形(xíng)式直接影響(xiǎng)加工中心的使(shǐ)用(yòng)性能及村L床J結J和(hé)外觀。另外,加工中心都(dōu)設有封閉的防護裝置。
(1)、床身和導軌的(de)布局。加工中(zhōng)心床身導軌與水平麵的相對位置如圖1-13所示(shì),共有4種布局(jú)形式。
水平床身的I藝性好,便於導軌(guǐ)麵的加工。水平床身配上水平配置的(de)刀槊可提高刀架的運動速度,一般可用於(yú)大型加工中心或小型(xíng)精密加工(gōng)中心的布局。但是,水平床身下部空間小,導致排(pái)屑困難。從結構尺寸上看,刀架水(shuǐ)平放(fàng)置使得滑板橫向尺(chǐ)寸較長,從而加大了機床寬度方向的結構尺寸。
水(shuǐ)平床身(shēn)配上傾斜放置的滑板並配置傾斜式(shì)導軌防護罩的布局形(xíng)式,一(yī)方(fāng)麵,有水平床(chuáng)身工藝性好的特點;另一方(fāng)麵,機床寬(kuān)度方向(xiàng)的尺寸較水平配置滑板的要小,且排(pái)屑方便。
水(shuǐ)平床身配(pèi)上傾斜放置(zhì)的滑板(bǎn)和(hé)斜床身(shēn)配(pèi)置斜滑板的布局形式被中小型加工中心所普遍采用。這是(shì)由於此兩種布局形式排屑容易,切屑不會(huì)堆積在導軌上,也便於安裝自動排屑器;操作方便,易於安裝(zhuāng)機械手,以實現單機自動化;機床占地麵(miàn)積小,外形簡潔、美觀,容(róng)易實現封閉(bì)式防(fáng)護。
斜床身導軌傾斜的角度可為30°、45°、60°、75°和90°(稱為立式加工中心)等幾種。傾斜角度小,排屑不便(biàn),傾斜角度(dù)大,導軌的導向性差,受力情況也差。導軌傾斜角度的大小還會直接影(yǐng)響機床外形尺(chǐ)寸高度與寬度的比例(lì)。綜合考慮上麵的諸因素,中小規格的加工中心,其床身的傾斜度以60°為宜(yí)。
(2)、刀架的(de)布局。加工中心的刀架是機床的重要組成部(bù)分,刀(dāo)架是用於夾持切削刀具的,因(yīn)此,其結構直接影響機床的切削性能和切削(xuē)效率,在程度上,刀架結構和(hé)性能體現了加工中心的設(shè)計與製造水平。隨著加工中(zhōng)心的不(bú)斷發展,刀(dāo)架結構形式(shì)不斷創新,但(dàn)總體來說大致可以分為兩大類,即排刀(dāo)式刀架和轉塔式刀架。有的車削中心還(hái)采用帶刀庫的自動換刀裝置(zhì)。
排刀(dāo)式刀(dāo)架一般用於小型加工中心,各種刀具排列並夾持在(zài)可移動的(de)滑板上,換刀(dāo)時可(kě)實(shí)現自動定位。
轉塔式(shì)刀架也稱刀(dāo)塔或刀台,有立式和臥式兩種(zhǒng)結構形式。具有(yǒu)多(duō)刀位自動定位裝(zhuāng)置,通(tōng)過(guò)轉塔頭的旋轉(zhuǎn)、分度和定位來(lái)實現機床的自動換刀動作。轉塔(tǎ)式刀架應分度準確、定位可靠、重複定位(wèi)精度高、轉位速度快、夾緊剮性好,以保證(zhèng)加工中心(xīn)的(de)高精度和高效率。有的轉(zhuǎn)塔(tǎ)式刀架不僅可以實現自動定位,還可(kě)以傳遞動力。目前,兩坐標聯動車床多采用12工位(wèi)的轉塔式刀架,也有采用6工(gōng)位、8工位、10工位轉塔式(shì)刀架的(de)。轉塔(tǎ)式刀(dāo)架在機(jī)床(chuáng)上(shàng)的布局有(yǒu)兩種形式:一種是用於加工盤類零件的轉塔式刀架,其(qí)回轉軸垂直(zhí)於主軸;另一種是用於加工軸(zhóu)類和盤類零件的轉塔式刀架,其回轉軸平行於主軸。
四坐標控(kòng)剞的(de)加工中心的床身上安(ān)裝有兩個獨立的滑板和轉塔式刀架(jià),故(gù)稱為雙刀架四坐標加工(gōng)中心。其中,每個刀架(jià)的切削進(jìn)給量是分別控製(zhì)的,因此,兩刀架可以同時切削同一工件的不同部位,既擴大了加工範圍,又提高(gāo)了加工效率。四坐標加工中心(xīn)結構複雜,且需要配置專門的數控係統,實現對兩(liǎng)個獨立刀架的控製,適合加工曲軸、飛機零(líng)件等形狀複雜、批量較大的零件。