维修电工第四章加-工-中-心课件

1、第四章加 工 中 心 主编第一节概述一、加工中心简介 数控加工中心是一种带有刀库并能自动更换刀具，对工件能够在一定的范围内进行多种加工操作的数控机床。 在加工中心上加工的零件具有以下特点：工件经过一次装夹后，数控系统能控制机床按不同的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运动轨迹及其他辅助功能，连续对工件各加工面自动地进行钻孔、锪孔、铰孔、镗孔、攻螺纹、铣削等多工序加工。二、加工中心的分类 立式加工中心是指主轴为垂直状态的加工中心，如图4-1所示。其结构形式多为固定立柱，工作台为长方形，无分度回转功能，适用于加工盘、套、板类零件，它一般具有两个直线运动坐标轴，并可

2、在工作台上安装一个沿水平轴旋转的回转台，用以加工螺旋线类零件。图4-1立式加工中心图4-2卧式加工中心2.卧式加工中心2.卧式加工中心 卧式加工中心指主轴为水平状态的加工中心，如图4-2 所示。卧式加工中心通常都带有自动分度的回转工作台，它一般具有35个运动坐标。常见的卧式加工中心是三个直线运动坐标加一个回转运动坐标，工件在一次装夹后，能完成除安装面和顶面以外的各个表面的加工，它最适合加工箱体类零件。与立式加工中心相比较，卧式加工中心加工时排屑容易，对加工有利，但结构复杂，价格较高。3.龙门式加工中心 龙门式加工中心如图4-3所示，其形状与数控龙门铣床相似。龙门式加工中心主轴多为垂直设置，除自

3、动换刀装置以外，还带有可更换的主轴头附件，数控装置的功能也较齐全，能够一机多用，尤其适用于加工大型和形状复杂的工件。图4-3龙门式加工中心4.五轴加工中心4.五轴加工中心 五轴加工中心如图4-4所示，它兼具立式加工中心和卧式加工中心的功能。工件一次安装后能完成除安装面以外的各个面的加工。常见的五轴加工中心有两种形式：一种是主轴可以旋转90，对工件进行立式和卧式加工；另一种是主轴不改变方向，而由工作台带着工件旋转90，完成对工件五个表面的加工。图4-4五轴加工中心4.五轴加工中心图4-5虚轴加工中心5.虚轴加工中心 虚轴加工中心如图4-5所示，它改变了以往传统机床的结构，通过连杆的运动，实现主轴

4、多自由度的运动，完成对工件复杂曲面的加工。三、加工中心的基本组成 加工中心有多种类型,虽然外形结构不相同，但都是由基础部件、主轴部件、数控系统和自动换刀装置4个部分组成。如图4-6所示。1.基础部件 基础部件主要由床身、立柱和工作台等组成，它们主要承受加工中心的静载荷和加工时的冲击负载，因此必须具备高的静刚度和动刚度。2.主轴部件 主轴部件由主轴箱、主轴电动机、主轴和主轴轴承等零件组成。主轴的起动、停止等动作和转速均由数控系统控制，并通过装在主轴上的刀具进行切削。主轴部件是切削加工的功率输出部件，是加工中心的关键部件，其结构的合理性对加工中心的性能有很大的影响。三、加工中心的基本组成3.数控系

5、统 数控系统由CNC装置、可编程控制器、伺服驱动装置以及电动机等部件组成，是加工中心执行控制动作和控制加工过程的中心。4.自动换刀装置(ATC) 加工中心与一般数控机床的区别在于加工中心具有对零件进行多工序加工的能力，即有一套自动换刀装置。图4-6加工中心的组成四、加工中心的主要技术参数表4-1加工中心的主要技术参数表4-1加工中心的主要技术参数五、刀库1.刀库分类 在加工中心上使用的刀库主要有两种，一种是盘式刀库，如图4-7所示；另一种是链式刀库，如图4-8所示。盘式刀库装刀容量相对较小，一般为 124把，主要适用于小型加工中心；链式刀库装刀容量大，一般为1100把，主要适用于大中型加工中心

6、。图4-7盘式刀库图4-8链式刀库2.换刀方式(1)机械手换刀由刀库选刀，再由机械手完成换刀动作，这是加工中心普遍采用的形式。(2)主轴换刀 通过刀库和主轴箱的配合动作来完成换刀，适用于刀库中刀具位置与主轴上刀具位置一致的情况。3.刀具识别方法(1)刀座编码在刀库的刀座上编有号码，在装刀之前，首先对刀库进行重整设定，设定完后，就变成了刀具号和刀座号一致的情况，此时一号刀座对应的就是一号刀具，经过换刀之后，一号刀具并不一定放到一号刀座中(刀库采用就近放刀原则)，此时数控系统自动记忆一号刀具放到了几号刀座中，数控系统采用循环记忆方式。(2)刀柄编码 识别传感器在刀柄上编有号码，将刀具号首先与刀柄号

7、对应起来，把刀具装在刀柄上，再装入刀库，在刀库上有刀柄感应器，当需要的刀具从刀库中转到装有感应器的位置时，被感应到后，从刀库中调出交换到主轴上。六、加工中心的一般操作规程1)必须遵守机床操作一般安全操作规程。2)工作前按规定应穿戴好防护用品，扎好袖口，不准戴围巾、戴手套、打领带、围围裙；女生发辫应挽在帽子内。3)开机前检查刀具补偿、机床零点、工件零点等是否正确。4)各按钮相对位置应符合操作要求。5)检查设备上的防护、保险、信号、位置、机械传动部分、电气、液压、数显等系统的运行状况，在一切正常的情况下方可进行切削加工。6)加工前机床试运转，应检查润滑、机械、电气、液压、数显等系统的运行状况，在一

8、切正常的情况下方可进行切削加工。六、加工中心的一般操作规程7)机床按程序进入加工运行后，操作人员不准接触运动着的工件、刀具和传动部分，禁止隔着机床转动部分传递或拿取工具等物品。8)调整机床、装夹工件和刀具以及擦拭机床时，必须停机。9)工具或其他物品不许放在电器、操作柜及防护罩上。10)不准用手直接清除铁屑，应使用专门工具清扫。11)发现异常情况及报警信号，应立即停机，请有关人员检查。12)不准在机床运转时离开工作岗位，因故要离开时，将工作台放在中间位置，刀杆退回，必须停机，并切断主机电源。第二节零 件 加 工 主编一、加工实例图4-9实例零件图1.工艺分析 如图4-9所示，零件外形规则，被加工

9、部分的各尺寸、形位、表面粗糙度等要求较高。图中包含了平面、内外轮廓、挖槽、钻孔、铰孔及铣孔等加工，且大部分的尺寸均达到IT8I1.工艺分析1)装夹工件，铣削120mm80mm的平面(铣出即可)，选用80mm面铣刀。2)重新装夹工件(已加工表面朝下)，铣削表面，保证总厚度尺寸19mm。3)粗加工外轮廓，去除多余材料，保证深度尺寸5mm。4)粗加工旋转与整圆型腔，保证深度尺寸5mm。5)粗加工右上角小型腔，保证深度尺寸5mm。6)铣4个10mm孔，保证孔的直径和深度。7)精加工外轮廓与三个型腔，保证所有相关尺寸。8)钻孔加工。9)钻孔加工。10)铰孔加工。1.工艺分析表4-2各工序刀具的切削参数2

10、.编写程序 该零件参考程序(以华中系统为例)，文件名为O1234。 工序1铣削平面在MDI方式下完成，不必设置坐标系。在执行加工工序2之前要进行对刀，将刀具送入刀库(对号入座)并设置工件坐标系以及补偿等参数， 工序2工序10由以下程序完成加工，正式加工前必须进行程序的检查和校验，并进行首件试切，确认无误后自动加工。3.刀具和工件安装及找正 本次加工需要刀具8把，其具体规格见表4-2，毛坯尺寸为120mm80mm20mm，材料为45钢。毛坯首先要进行定位面的铣削，当定位面铣好后方可进行工件的定位装夹。工件安装在机用平口钳上，下方用平行垫块垫着，保证工件上表面与钳口底面装夹的平行度。4.对刀操作

11、以80mm面铣刀作为基准刀，其他刀与基准刀有一定的长度方向误差，只需在长度补偿输入相应的长度差值就可以了。5.程序的调试(1)机床锁住调试(2)空运行调试把工件坐标系的Z值向正方向移动50mm,适当降低进给速度，单段运行，检查刀具运动是否正确。第三节维 护 保 养 主编一、日常维护1)每天检查润滑油液面高度，及时添加润滑油。2)每天检查各压力单元的压力是否符合标准。3)每天检查主轴内锥孔吹气是否正常。4)每天用无尘纸擦拭主轴内锥孔。5)每天清洁暴露在外的极限开关以及碰块。6)加工结束后，清扫机器四周，保持环境整洁。7)每周检查切削液的pH值,必要时更换。二、机床的维护1.机械部分1)检查润滑系

12、统、压力计状态，清洗润滑系统过滤网；定期更换润滑油并疏通油路。2)检查气动系统，清洁空气过滤网。3)检查液压系统，清洁过滤器、清洗油箱，更换或过滤油液。4)检查紧固件及各传动部件，更换已损坏的各零部件。5)检查油脂润滑部位，并按要求加注润滑脂。6)清洁、清洗传动导轨面。7)检查防护罩状态。2.机床电气部分1)定期清洁控制柜内电气元件，检查、紧固各接线端子。2)定期清洁数控系统控制模块、印制电路板及散热装置。3.刀库及换刀机械手1)严禁把超重、超长的刀具装入刀库，防止在机械手换刀时掉刀或刀具与工件、夹具等发生碰撞。2)采用顺序选刀方式时，必须注意刀具放置在刀库中的顺序要正确。3)往刀库上装刀时，要确保装到位，装牢靠，并检查刀座上的锁紧装置是否可靠。4)经常检查刀库的回零位置是否正确，检查机床主轴回换刀点位置是否到位，发现问题要及时调整。5)要注意保持刀具刀柄和刀套的清洁。6)开机时，应先使刀库和机械手空运行，检查各部分工作是否正常，特别是行程开关和电磁阀能否正常动作。三、加工中心常见故障及排除(1)刀库不能转动或转动不到位(2)刀库转不到位原因包括电动机转动故障，传动机构误差等。(3)刀套不能夹紧刀具原因可能是刀套上的调整螺钉松动，或弹簧太松，造成卡紧力不足；或刀具超重。(4)刀套上下不到位原因可能是装置调整不当或加工误差过大