数控加工技术 课件 (刘兴良) 第6、7章 加工中心、 数控线切割编程.pptx

第六章加工中心;

第一节加工中心基本结构;

(2)卧式加工中心：适于加工箱体零件，主要是镗削加工孔系，能保证很高的位置精度。

(3)龙门式加工中心：主轴轴线与工作台垂直设置，主要适用于加工大型零件。

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2.按换刀形式分类

加工中心的刀库是自动换刀装置中最主要的部件之一，其容量、布局以及具体结构对数控机床的设计有很大影响。刀库的种类很多，主要分为以下三类：

(1)机械手+刀库型加工中心：这种刀库容量大，一般有1～100把刀具，选刀和取刀的动作较为简单，当链条较长时，可增加支撑链轮的数目，使链条折叠回绕，提高了空间利用率，主要适用于大中型加工中心。这种加工中心的换刀是通过换刀机械手来完成的，是加工中心普遍采用的形式。;

(2)无机械手的加工中心：这种刀库是最为常用的一种形式，其结构紧凑，取刀方便，但由于受圆盘尺寸的限制，容量相对较小，一般有1～24把刀具，主要适用于小型加工中心。这种加工中心的换刀是通过刀库与主轴箱配合来完成的。一般是把刀库放在主轴箱可以运动到的位置，也可使整个刀库或某一刀位移动到主轴箱所在的位置。刀库中刀具的存放位置方向与主轴装刀方向一致，换刀时，主轴运动到刀库上的换刀位置，由主轴直接取走或放回刀具。;

(3)转塔刀库加工中心：这种加工中心一般是在小型立式加工中心上采用转塔刀库，直接由转塔刀库旋转完成换刀。这类加工中心主要以孔加工为主。;

3.按运动坐标数和同时控制的坐标数进行分类

这种分类可分为三轴两联动、三轴三联动、四轴三联动、五轴四联动、六轴五联动、多轴联动直线＋回转＋主轴摆动等加工中心。

4.按可加工工件类型和加工工序分类

这种分类可分为镗铣加工中心、车削中心、钻削加工中心、复合加工中心。;

二、加工中心的特点

加工中心备有刀库，并能自动更换刀具，可对工件进行多工序加工。工件经一次装夹后，数字控制系统能控制机床按不同工序，自动选择和更换刀具，自动改变机床主轴转速、进给量和刀具相对工件的???动轨迹及其他辅助机能，依次完成工件各个面上多工序的加工。加工中心由于工序的集中和自动换刀，减少了工件的装夹、测量和机床调整等时间，同时也减少了工序之间的工件周转、搬运和存放时间，缩短了生产周期，具有明显的经济效果。加工中心的自动换刀装置由存放刀具的刀库和换刀机构组成。;

加工中心的加工范围广、柔性程度高、加工精度和加工效率高，目前已成为现代机床发展的主流方向。与普通数控机床相比，它具有以下几个突出的特点：

(1)工序集中。

(2)加工精度高。

(3)加工生产率高。

(4)加工对象的适应性强。

(5)降低劳动强度。;

三、加工中心的自动换刀装置

1.自动换刀装置的形式

自动换刀装置的结构取决于机床的类型、工艺范围及刀具的种类和数量等。自动换刀装置主要有回转刀架和带刀库的自动换刀装置两种形式。

回转刀架换刀装置的刀具数量有限，但结构简单、维护方便。

带刀库的自动换刀装置是由刀库和机械手组成的。它是多工序数控机床上应用最广泛的换刀装置。;

2.换刀过程

自动换刀装置的用途是按照加工需要，自动地更换装在主轴上的刀具。它是一套独立、完整的部件。;

1)机械手+刀库型

该型换刀装置应用得最多，大中型加工中心都使用这种结构的自动换刀装置，自动换刀装置的换刀过程由选刀和换刀两部分组成。选刀即刀库按照选刀命令(或信息)自动将要用的刀具移动到换刀位置，完成选刀过程，为下面换刀做好准备；换刀即把主轴上用过的刀具取下，将选好的刀具安装在主轴上。

机械手+刀库型如图6-2所示。;;换刀动作如图6-3所示。;

(1)选刀，刀库中要换的刀移到换刀位置准备换刀，主轴上的刀具返回第二参考点(换刀点)。

(2)刀套翻转，准备机械手抓刀。

(3)主轴定向，为机械手抓刀作准备。机械手抓刀，对于单臂双手的机械手，一次抓两把刀，一把是主轴上的刀，一把是刀库的刀。

(4)拉刀，机械手将刀具从主轴和刀库中拉出。

(5)换位，机械手带着刀具旋转180°。

(6)抬刀，机械手将刀具同时送回主轴和刀套中。

(7)机械手复位，机械手从抓刀状态退出来。

(8)刀套复位，换刀完毕。;

这类换刀方式可以用指令控制，动作(1)用两个指令控制，即T指令和G30或G28指令；动作(2)～(8)是机床PLC程序控制，用一个指令M06控制。上述所说的刀具都是带刀柄的刀，换刀时，连刀柄一起换。;

2)无机械手的加工中心(无机械手，斗笠式刀库)

无机械手的加工中心的换刀是通过刀库和主轴箱的配合动作来完成的。一般采用把刀库放在主轴箱可以运动到的位置，或者是整个刀库或某一刀位能移动到