2.1加工中心概述
加工中心,簡稱CNC,是由機械硬件設備與數(shù)控系統(tǒng)組成的用于加工復雜形狀工件 幾何體的高效率自動化機床。加工中心必須備有刀庫,具備換刀功能,對工件進行一次 裝夾后可進行多個工序加工的機床。加工中心是高度機電一體化的設備,工件在裝夾之 后,數(shù)控系統(tǒng)能控制機床按不同工序自動選擇、更換刀具、自動對刀、進給量、自動改 變主軸轉(zhuǎn)速等,可連續(xù)完成鏜、銑、鉆、鉸等多種工序,因而可以大大減少工件的裝夾 時間、機床調(diào)整和測量等輔助工序時間,對加工形狀比較復雜,精度要求較高,品種更 換頻繁的零件具有良好的經(jīng)濟效果[16]。
*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[17]。(1)鏜 銑(2)車銑
*按主軸與工作臺位置分類:
(1) 臥式加工中心:指主軸中心線與工作臺平行放置的加工中心,適用于加工箱體類 零件。臥式加工中心一般配備有分度轉(zhuǎn)臺或是數(shù)控轉(zhuǎn)臺,可加工工件幾何體的各個側(cè)面; 也可以作多個坐標的聯(lián)合運動,以便加工更為復雜的空間曲面。
(2) 立式加工中心:指主軸中心線與工作臺垂直放置的加工中心,適用于加工板類、 盤類、模具及小型殼體類復雜零件。此外,還有帶臥、立雙主軸的復合加工中心,以及 主軸能調(diào)整成立軸或臥軸的立臥可調(diào)加工中心,它們能對工件進行五個面的加工[18]。
(3) 萬能加工中心(又稱為多軸聯(lián)動加工中心):指通過工作臺回轉(zhuǎn)軸線與加工主軸 軸線的角度聯(lián)動變化,完成比較復雜的曲面加工的加工中心。這種加工中心適用于具有 相對復雜空間曲面的模具、刃具、葉輪轉(zhuǎn)子等工件的加工。
多工序集中加工的形式擴展到了其他類型的數(shù)控機床,例如車削中心,它是在數(shù)控 車床上配置多個自動換刀裝置,能控制三個或者三個以上的坐標,除車削外,主軸可以 停轉(zhuǎn)和分度,而由刀具旋轉(zhuǎn)進行鉆削、銑削、攻絲和鉸孔等工序,適于加工比較復雜的 旋轉(zhuǎn)體零件。
*按控制軸數(shù)可分為:加工中心按照軸數(shù)來區(qū)分,一般可分為三軸、四軸、五軸等幾 種[19]。
(1) 三軸加工中心一般為立式加工中心,數(shù)控機床只在X、Y、Z三個方向的直線上 運動,三軸聯(lián)動數(shù)控機床可以加工一般比較簡單的零件,使用CAD/CAM軟件編程比較 容易,可以直接使用UG本身自帶的通用后置處理器來完成數(shù)控代碼的編寫,完成加工 任務。用UG自帶的Post-builder模塊制作其專用后置處理器也比較簡單。
(2) 四軸加工中心一般分為立式加工中心和臥式加工中心兩種,與三軸數(shù)控加工中心 相比,除了同樣具有X、Y、z三個方向上的直線運動以外,還具有一個可以旋轉(zhuǎn)運動的 旋轉(zhuǎn)軸,四軸數(shù)控加工中心的旋轉(zhuǎn)軸一般是繞X軸或Y軸運動,繞X軸旋轉(zhuǎn)運動的軸 稱之為A軸,繞Y軸運動的旋轉(zhuǎn)軸稱之為B軸,四軸加工中心在使用UG進行編程作 業(yè)時一般也能直接使用UG本身自帶的通用后置處理器來完成數(shù)控代碼的編寫,但是需 要根據(jù)加工中心的性能及參數(shù)對數(shù)控文件進行修改,之后才能運用到加工過程中去。同 時也可以直接用Post-builder模塊制作其專用的后置處理器。
(3) 五軸數(shù)控加工中心的結(jié)構(gòu)一般相對復雜,除了 X、Y、Z三個直線軸的運動之外, 還有二個旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)運動[2Q]。與一般常見的三軸加工中心略有不同,五軸加工中心的 機構(gòu)一般是由刀具裝夾處的擺動或是工作臺的轉(zhuǎn)動組成。因此,五軸加工中心的形式繁多,可以達幾百種之多。
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