加工中心的结构与特点

一.加工中心的结构：加工中心也是由主轴箱、刀架、进给传动系统、床身，液压系统、冷却系统、润滑系统等部分组成的，只是加工中心的进给系统与卧式车床的进给系统在结构上存在着本质上的差别。卧式车床主轴的运动经过挂轮架、进给箱、溜板箱传到刀架，实现纵向和横向进给运动。而加工中心是采用伺服电动机，经滚珠丝杠传到滑板和刀架，实现z向（纵向）和置向（横向）进给运动。加工中心主轴旋转与刀架移动间的运动关系通过数控系统来控制。加工中心主轴箱内安装有脉冲编码器，主轴的运动通过同步齿形带到脉冲编码器。当主轴旋转时，脉冲编码器便发出检测脉冲信号给数控系统，使主轴电动机的旋转与刀架的切削进给保持加工螺纹所需的运动关系，即实现加工螺纹时主轴转一转，刀架z向移动工件一个导程。
　　二．加工中心的布局：加工中心的主轴、尾座等部件相对床身的布局形式与卧式车床基本一致，而刀架和导轨的布局形式发生了根本的变化，这是因为刀架和导轨的布局形式直接影响加工中心的使用性能及村L床J结J和外观。另外，加工中心都设有封闭的防护装置。
　　(1)床身和导轨的布局。加工中心床身导轨与水平面的相对位置如图1-13所示，共有4种布局形式。
　　水平床身的I艺性好，便于导轨面的加工。水平床身配上水平配置的刀槊可提高刀架的运动速度，一般可用于大型加工中心或小型精密加工中心的布局。但是，水平床身下部空间小，导致排屑困难。从结构尺寸上看，刀架水平放置使得滑板横向尺寸较长，从而加大了机床宽度方向的结构尺寸。
水平床身配上倾斜放置的滑板并配置倾斜式导轨防护罩的布局形式，一方面，有水平床身工艺性好的特点；另一方面，机床宽度方向的尺寸较水平配置滑板的要小，且排屑方便。
　　水平床身配上倾斜放置的滑板和斜床身配置斜滑板的布局形式被中小型加工中心所普遍采用。这是由于此两种布局形式排屑容易，切屑不会堆积在导轨上，也便于安装自动排屑器；操作方便，易于安装机械手，以实现单机自动化；机床占地面积小，外形简洁、美观，容易实现封闭式防护。
斜床身导轨倾斜的角度可为30。、45。、60。、75。和90。（称为立式加工中心）等几种。倾斜角度小，排屑不便；倾斜角度大，导轨的导向性差，受力情况也差。导轨倾斜角度的大小还会直接影响机床外形尺寸高度与宽度的比例。综合考虑上面的诸因素，中小规格的加工中心，其床身的倾斜度以60。为宜。
　　(2)刀架的布局。加工中心的刀架是机床的重要组成部分，刀架是用于夹持切削刀具的，因此，其结构直接影响机床的切削性能和切削效率，在一定程度上，刀架结构和性能体现了加工中心的设计与制造水平。随着加工中心的不断发展，刀架结构形式不断创新，但总体来说大致可以分为两大类，即排刀式刀架和转塔式刀架。有的车削中心还采用带刀库的自动换刀装置。
　　排刀式刀架一般用于小型加工中心，各种刀具排列并夹持在可移动的滑板上，换刀时可实现自动定 位。
　　转塔式刀架也称刀塔或刀台，有立式和卧式两种结构形式。具有多刀位自动定 位装置，通过转塔头的旋转、分度和定 位来实现机床的自动换刀动作。转塔式刀架应分度准确、定 位可靠、重复定 位精度高、转位速度快、夹紧剐性好，以保证加工中心的高精度和率。有的转塔式刀架不仅可以实现自动定 位，还可以传递动力。目前，两坐标联动车床多采用12工位的转塔式刀架，也有采用6工位、8工位、10工位转塔式刀架的。转塔式刀架在机床上的布局有两种形式：一种是用于加工盘类零件的转塔式刀架，其回转轴垂直于主轴；另一种是用于加工轴类和盘类零件的转塔式刀架，其回转轴平行于主轴。
　　四坐标控剞的加工中心的床身上安装有两个独立的滑板和转塔式刀架，故称为双刀架四坐标加工中心。其中，每个刀架的切削进给量是分别控制的，因此，两刀架可以同时切削同一工件的不同部位，既扩大了加工范围，又提高了加工效率。四坐标加工中心结构复杂，且需要配置专门的数控系统，实现对两个独立刀架的控制，适合加工曲轴、飞机零件等形状复杂、批量较大的零件。