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  • 1 # yezly3716

      加工中心,簡稱cnc,是由機械裝置與數控系統組成的使用於加工複雜形狀工件的高效率自動化機床。加工中心又叫電腦鑼。加工中心備有刀庫,具有自動換刀功能,是對工件一次裝夾後進行多工序加工的數控機床。加工中心是高度機電一體化的產品,工件裝夾後,數控系統能控制機床按不同工序自動選擇、更換刀具、自動對刀、自動改變主軸轉速、進給量等,可連續完成鑽、鏜、銑、鉸、攻絲等多種工序,因而大大減少了工件裝夾時間、測量和機床調整等輔助工序時間,對加工形狀比較複雜,精度要求較高,品種更換頻繁的零件具有良好的經濟效果。  發展史   加工中心最初是從數控銑床發展而來的。20世紀40年代末,美國開始研究數控機床,1952年,美國麻省理工學院(mit)伺服機構實驗室成功研製出第一臺數控銑床,並於1957年投入使用。第一臺加工中心是1958年由美國卡尼-特雷克公司首先研製成功的。它在數控臥式鏜銑床的基礎上增加了自動換刀裝置,從而實現了工件一次裝夾後即可進行銑削、鑽削、鏜削、鉸削和攻絲等多種工序的集中加工。這是製造技術發展過程中的一個重大突破,標誌著製造領域中數控加工時代的開始。數控加工是現代製造技術的基礎,這一發明對於製造行業而言,具有劃時代的意義和深遠的影響。世界上主要工業發達國家都十分重視數控加工技術的研究和發展。   二十世紀70年代以來,加工中心得到迅速發展,出現了可換主軸箱加工中心,它備有多個可以自動更換的裝有刀具的多軸主軸箱,能對工件同時進行多孔加工。中國於1958年開始研製數控機床,成功試製出配有子管數控系統的數控床,1965年開始批次生產配有電晶體數控系統的三座標數控銑床。經過幾十年的發展,目前的數控機床已實現了計算機控制並在工業界得到廣泛應用,在模具製造行業的應用尤為普及。  工作原理   工件在加工中心上經一次裝夾後,數字控制系統能控制機床按不同加工工序,自動選擇及更換刀具,自動改變機床主軸轉速、進給速度和刀具相對工件的運動軌跡及其它輔助功能,依次完成工件多個面上多工序的加工。並且有多種換刀或選刀功能,從而使生產效率大大提高。   加工中心由於工序的集中和自動換刀,減少了工件的裝夾、測量和機床調整等時間,使機床的切削時間達到機床開動時間的80%左右(普通機床僅為15~20%);同時也減少了工序之間的工件週轉、搬運和存放時間,縮短了生產週期,具有明顯的經濟效果。加工中心適用於零件形狀比較複雜、精度要求較高、產品更換頻繁的中小批次生產。   與立式加工中心相比較,臥式加工中心結構複雜,佔地面積大,價格也較高,而且臥式加工中心在加工時不便觀察,零件裝夾和測量時不方便,但加工時排屑容易,對加工有利。  按加工工序分類   加工中心按加工工序分類,可分為鏜銑與車銑兩大類。   1.鏜銑   2.車銑   按控制軸數分類   按控制軸數可分為:   1.三軸加工中心   2.四軸加工中心   3.五軸加工中心。   位置分類   (1)臥式加工中心:是指主軸軸線與工作臺平行設定的加工中心,主要適用於加工箱體類零件。   臥式加工中心一般具有分度轉檯或數控轉檯,可加工工件的各個側面;也可作多個座標的聯合運動,以便加工複雜的空間曲面。   (2)立式加工中心:是指主軸軸線與工作臺垂直設定的加工中心,主要適用於加工板類、盤類、模具及小型殼體類複雜零件。   立式加工中心一般不帶轉檯,僅作頂面加工。   此外,還有帶立、臥兩個主軸的複合式加工中心,和主軸能調整成臥軸或立軸的立臥可調式加工中心,它們能對工件進行五個面的加工。   (3)萬能加工中心(又稱多軸聯動型加工中心):是指透過加工主軸軸線與工作臺迴轉軸線的角度可控制聯動變化,完成複雜空間曲面加工的加工中心。適用於具有複雜空間曲面的葉輪轉子、模具、刃具等工件的加工。   多工序集中加工的形式擴充套件到了其他型別數控機床,例如車削中心,它是在數控車床上配置多個自動換刀裝置,能控制三個以上的座標,除車削外,主軸可以停轉或分度,而由刀具旋轉進行銑削、鑽削、鉸孔和攻絲等工序,適於加工複雜的旋轉體零件。   按可加工工件型別分   (1)鏜銑加工中心   鏜銑加工中心是最先發展起來且目前應用最多的加工中心,所以人們平常所稱的加工中心一般就指鏜銑加工中心。其各進給軸能實現無級變速,並能實現多軸聯動控制,主軸也能實現無級變速,能實現刀具的自動夾緊和鬆開(裝刀卸刀),帶有自動排屑和自動換刀裝置。其主要工藝能力是以鏜銑為主,還可以進行鑽、擴、鉸、鍃、攻螺紋等加工。其加工物件主要有:加工面與水平面的夾角為定角(常數)的平面類零件,如盤、套、板類零件;加工面與水平面的夾角呈連續變化的變斜角類零件;箱體類零件;複雜曲面(凸輪、整體葉輪、模具類、球面等);異形件外形不規則,大都需要點、線、面多工位混合加工)。   (2)車削中心   車削中心是在數控車床的基礎上,配置刀庫和機械手,使之可選擇使用的刀具數量大大增加。車削中心主要以車削為主,還可以進行銑、鑽、擴、鉸、攻螺紋等加工。其加工物件主要有:複雜零件的錐面、複雜曲線為母線的迴轉體。在車削中心上還能進行鑽徑向孔、銑鍵槽、銑凸輪槽和螺旋槽、錐螺紋和變螺距螺紋等加工。車削中心一般還具有以下兩種先進功能。   1)動力刀具功能即刀架上某些刀位或所有的刀位可以使用迴轉刀具(如銑刀、鑽頭)透過刀架內的動力使這些刀具迴轉。   2)c軸位置控制功能即可實現主軸周向的任意位置控制。實現X—C、Z—C聯動。另外,有些車削中心還具有Y軸功能。   (3)五面加工中心   五面加工中心除一般加工中心的功能外,最大特點是具有可立臥轉換的主軸頭,在數控分度工作臺或數控迴轉工作臺的支援下,就可實現對六面體零件(如箱體類零件)的一次裝夾,進行五個面的加工。這類加工中心不僅可大大減少加工的輔助時間,還可減少由於多次裝夾的定位誤差對零件精度的影響。   (4)車銑複合加工裝備   顧名思義,車銑複合加工裝備是指既具有車削功能又具備銑削加工功能的加工裝備。從這個意義上講,上述的車削中心也屬該型別的加工裝備。但這裡所說的一般是指大型和重型的車銑複合加工裝備,其中車和銑功能同樣強大,可實現一些大型複雜零件(如大型艦船用整體螺旋槳)的一次裝夾多表面的加工,使零件的型面加工精度、各加工表面的相互位置精度(如螺旋槳槳葉型面、定位孔、安裝定位面等的相互位置精度)由裝備的精度來保證。由於該類裝備技術含量高,因此不僅價格高,而且由於有較明顯的軍工應用背景,因此被西方發達國家列為國家的戰略物質,通常對中國實行限制和封鎖。  優點   工件在加工中心上經一次裝夾後,數字控制系統能控制機床按不同工序,自動選擇和更換刀具,自動改變機床主軸轉速、進給量和刀具相對工件的運動軌跡及其他輔助機能,依次   加工中心  完成工件幾個面上多工序的加工。並且有多種換刀或選刀功能,從而使生產效率大大提高。   加工中心由於工序的集中和自動換刀,減少了工件的裝夾、測量和機床調整等時間,使機床的切削時間達到機床開動時間的80%左右(普通機床僅為15~20%);同時也減少了工序之間的工件週轉、搬運和存放時間,縮短了生產週期,具有明顯的經濟效果。加工中心適用於零件形狀比較複雜、精度要求較高、產品更換頻繁的中小批次生產。  加工中心與數控機床   與數控銑床相同的是,加工中心同樣是由計算機數控系統(CNC)、伺服系統、機械本體、液壓系統等各部分組成。   但加工中心又不等同於數控銑床,加工中心與數控銑床的最大區別在於加工中心具有自動交換刀具的功能,透過在刀庫安裝不同用途的刀具,可在一次裝夾中透過自動換刀裝置改變主軸上的加工刀具,實現鑽、鏜、鉸、攻螺紋、切槽等多種加工功能。

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