第6章加工中心教案.ppt

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1、大连理工大学出版社大连理工大学出版社第6章加工中心 Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望大连理工大学出版社大连理工大学出版社2 第第6 6章章 加工中心加工中心 大连理工大学出版社大连理工大学出版社36.1 6.1 项目的引出项目的引出 6.2 6.2 加工中心概述加工中心概述 6.3 6.3 立式加工中心立式加工中心 6.4 6.4 卧式加工中心卧式加工中心 6.5 6.5 加工中心项目训练加工中心项目训练大连理工大学出版社大连理工大学出版社4 6.1

2、 项目的引出项目的引出 如图（如图（a）、图（）、图（b）所示，这两个工件形状、工序）所示，这两个工件形状、工序较为复杂，需要多把刀具才能完较为复杂，需要多把刀具才能完 成该工件的加工。成该工件的加工。它它们分别是在立式加工中心、卧式加工中心上加工的工件。们分别是在立式加工中心、卧式加工中心上加工的工件。加工中心在加工中心在 现代制造业中应用十分广泛。现代制造业中应用十分广泛。6.1.1项目引出一项目引出一大连理工大学出版社大连理工大学出版社56.1 项目的引出项目的引出6.1.2项目引出二项目引出二1。数控铣床的特点。数控铣床的特点（1）半封闭或全封闭防护。）半封闭或全封闭防护。（2）手动换

3、刀，刀具装夹方便。）手动换刀，刀具装夹方便。（3）一般三坐标轴联动。）一般三坐标轴联动。2加工中心特点加工中心特点（1）全封闭防护，加工精度高。）全封闭防护，加工精度高。（2）使用多把刀具，自动进行刀）使用多把刀具，自动进行刀具更换，加工生产率高。具更换，加工生产率高。（3）工序集中加工连续进行。）工序集中加工连续进行。（4）加工中心至少三坐标轴联动。）加工中心至少三坐标轴联动。有的还带有自动分度回转工作台。有的还带有自动分度回转工作台。可以自动转角度，从而使工件一次可以自动转角度，从而使工件一次装夹。就能自动完成多个平面或多装夹。就能自动完成多个平面或多角度位置的加工。角度位置的加工。（5）

4、操作者的劳动强度减轻。）操作者的劳动强度减轻。大连理工大学出版社大连理工大学出版社66.2 6.2 加工中心概述加工中心概述本节提示本节提示 加工中心集中了金属切削设各的优势，具加工中心集中了金属切削设各的优势，具各多种工艺手段。能实现工件一次装央后的铣、各多种工艺手段。能实现工件一次装央后的铣、镗、钻、铰、锪、攻丝等综合加工。对中等加镗、钻、铰、锪、攻丝等综合加工。对中等加工难度的批量工件，其生产效率是普通设备的工难度的批量工件，其生产效率是普通设备的5l 0倍。加工中心对形状较复杂，精度要求高倍。加工中心对形状较复杂，精度要求高的单件加工或中小批量生产更为适用。而且还的单件加工或中小批量生

5、产更为适用。而且还节省工装，调换工艺时能体现出加对的柔性，节省工装，调换工艺时能体现出加对的柔性，加工中心形式众多。加工中心形式众多。大连理工大学出版社大连理工大学出版社7 6.2 6.2 加工中心概述加工中心概述 6.2.1 加工中心的特点和用途加工中心的特点和用途 1.加工中心能实现工件一次装夹后的加工中心能实现工件一次装夹后的 铣、镗、钻、铣、镗、钻、铰、锪、攻丝等综合加工。铰、锪、攻丝等综合加工。2.加工中心控制系统功能较多，机床运动至少用加工中心控制系统功能较多，机床运动至少用三个运动坐标轴，多的达十几个。三个运动坐标轴，多的达十几个。3.加工中心设有刀库加工中心设有刀库4.加工中心

6、在能承担精密、复杂的多任务加工。加工中心在能承担精密、复杂的多任务加工。5.加工中心具有较好的柔性。加工中心具有较好的柔性。大连理工大学出版社大连理工大学出版社8 6.2 6.2 加工中心概述加工中心概述6.2.2 加工中心的分类加工中心的分类 1.按主轴在加工时的空间位置分按主轴在加工时的空间位置分（1）卧式加工中心。）卧式加工中心。（a）固定立柱式）固定立柱式 （b）固定工作台式）固定工作台式大连理工大学出版社大连理工大学出版社96.2 6.2 加工中心概述加工中心概述（2）立式加工中心。）立式加工中心。（多为固定立柱式）（多为固定立柱式）（3）五面加工中心。）五面加工中心。（具有立式和卧

7、式加工中心（具有立式和卧式加工中心的功能）的功能）大连理工大学出版社大连理工大学出版社10 6.2 6.2 加工中心概述加工中心概述2.按功能特征分按功能特征分 （1）镗铣加工中心。）镗铣加工中心。以镗、铣加工为主，适用于加工箱体、壳体以及各以镗、铣加工为主，适用于加工箱体、壳体以及各种杂零件的特殊曲线和曲面轮廓的多工序加工种杂零件的特殊曲线和曲面轮廓的多工序加工。（2）钻削加工中心。）钻削加工中心。钻孔、扩孔、铰孔、攻丝及连续轮廓的铣削钻孔、扩孔、铰孔、攻丝及连续轮廓的铣削。（3）复合加工中心）复合加工中心。用激光头进行打用激光头进行打 孔、清角，用磨头磨削内孔；智孔、清角，用磨头磨削内孔；

8、智能化在线测量装置检测、仿形等。能化在线测量装置检测、仿形等。“加工中心”一词一般就是特指镗铣加工中心 大连理工大学出版社大连理工大学出版社11 6.2 6.2 加工中心概述加工中心概述3.按运动坐标数和同按运动坐标数和同时控制的坐标数分时控制的坐标数分 三轴二联动、三三轴二联动、三轴三联动、四轴三联轴三联动、四轴三联动、五轴四联动、六动、五轴四联动、六轴五联动、多轴联轴五联动、多轴联 动动直线直线+回转回转+主轴摆动主轴摆动等。等。大连理工大学出版社大连理工大学出版社124.按工作台数量和功能分按工作台数量和功能分 加工中心按工作台的加工中心按工作台的数量和功能可分为单工作数量和功能可分为单

9、工作台加工中心、双工作台加台加工中心、双工作台加工中心和多工中心和多 工作台加工中工作台加工中心。心。6.2 6.2 加工中心概述加工中心概述大连理工大学出版社大连理工大学出版社136.2 6.2 加工中心概述加工中心概述5.按主轴种类分按主轴种类分 单轴、双轴、三轴和可换主轴箱的加工中心。单轴、双轴、三轴和可换主轴箱的加工中心。6.按加工精度分按加工精度分 普通加工中心和高精度加工中心。普通加工中心和高精度加工中心。7.按自动换刀装置分按自动换刀装置分 （1）转塔头加工中心。转塔头加工中心。（2）刀库）刀库+主轴换刀加工中心。主轴换刀加工中心。（3）刀库）刀库+机械手机械手+主轴换刀加工中心

10、。主轴换刀加工中心。（4）刀库）刀库+机械手机械手+双主轴转塔头加工中心双主轴转塔头加工中心。大连理工大学出版社大连理工大学出版社14 6.2 6.2 加工中心概述加工中心概述6.2.3 加工中心的结构加工中心的结构（1）基础部件）基础部件：由床身、立柱和工作台组成。：由床身、立柱和工作台组成。（2）主轴部件）主轴部件：由主轴箱、主轴电机、主轴和主轴轴承等零件组成。：由主轴箱、主轴电机、主轴和主轴轴承等零件组成。（3）数控系统）数控系统：由数控装置、可编程序控制器、伺服驱动装置及电动：由数控装置、可编程序控制器、伺服驱动装置及电动机等部分组成机等部分组成。（4）自动换刀系统）自动换刀系统 有机

11、械手换刀和无机械手换刀两种有机械手换刀和无机械手换刀两种 刀库有盘式、鼓式和链式等多种形式刀库有盘式、鼓式和链式等多种形式。机械手有单臂式、双臂式、回转式和轨道式。机械手有单臂式、双臂式、回转式和轨道式。（5）辅助系统：润滑、冷却、排屑、防护、液压和随机检测系统）辅助系统：润滑、冷却、排屑、防护、液压和随机检测系统。（6）自动托盘交换系统：常配有两个自动交换工件的托盘）自动托盘交换系统：常配有两个自动交换工件的托盘。大连理工大学出版社大连理工大学出版社156.3 立式加工中心立式加工中心本节提示 本节参照第二章的相关内容，以友嘉本节参照第二章的相关内容，以友嘉FV-800型立型立式加工中心为例

12、进行剖析，了解立式加工中心的结构式加工中心为例进行剖析，了解立式加工中心的结构特点。特点。大连理工大学出版社大连理工大学出版社16 6.3 立式加工中心立式加工中心6.3.1 机床的用途、布局及技术参数机床的用途、布局及技术参数 1.机床的用途机床的用途 可以自动连续地完成铣、钻、铰、扩、可以自动连续地完成铣、钻、铰、扩、锪、攻螺纹等多种工序的加工。适合中小型锪、攻螺纹等多种工序的加工。适合中小型板类、盘类、箱体类、模具等零件的多品种、板类、盘类、箱体类、模具等零件的多品种、小批量和单一产品的成批生产。小批量和单一产品的成批生产。大连理工大学出版社大连理工大学出版社17 6.3 立式加工中心立

13、式加工中心2.机床的特点 （1）强力切削）强力切削 （2）高速定位）高速定位 （3）高速切削）高速切削 （4）随机换刀）随机换刀 （5）CNC控制控制 大连理工大学出版社大连理工大学出版社186.3 立式加工中心立式加工中心3.机床的布局 大连理工大学出版社大连理工大学出版社196.3 立式加工中心立式加工中心 6.3.2 机床传动系统机床传动系统 1.主运动传动系统 大连理工大学出版社大连理工大学出版社20 6.3 立式加工中心立式加工中心2.进给传动系统进给传动系统 1、5内六角螺栓;2挡块座支架（左）;3、7挡块座;4、8挡块;6挡块座支架（右）;9固定螺栓;10直线导轨大连理工大学出版

14、社大连理工大学出版社21 6.3 立式加工中心立式加工中心1传动器传动器;2联轴器联轴器;3、7油封油封;4、11内六角螺栓内六角螺栓;5、9、18锁紧螺母锁紧螺母;6轴套轴套;8尾端座尾端座;10尾端座盖尾端座盖;12角接触球轴承角接触球轴承;13防撞缓压垫防撞缓压垫;14滚珠丝杠滚珠丝杠;15间隔环间隔环;16滚珠丝杠轴承滚珠丝杠轴承;17轴承盖轴承盖大连理工大学出版社大连理工大学出版社226.3 立式加工中心立式加工中心 6.3.3 机床的主要结构机床的主要结构 1.主轴箱主轴箱（1）主轴结构）主轴结构 主轴的前支承配了两个高主轴的前支承配了两个高精度的角接触球轴承，用以承精度的角接触球

15、轴承，用以承受径向载荷和轴向载荷，前端受径向载荷和轴向载荷，前端轴承大口向下，后面一个轴承轴承大口向下，后面一个轴承大口朝上。主轴后支承为一对大口朝上。主轴后支承为一对球轴承，它只能承受径向载荷。球轴承，它只能承受径向载荷。主轴中可以通冷却液主轴中可以通冷却液。1主轴皮带轮;2、3、4间隔环;5角接触球轴承大连理工大学出版社大连理工大学出版社23 6.3 立式加工中心立式加工中心（2）主轴准停装置）主轴准停装置 在主轴上安装一个发在主轴上安装一个发磁体，使之与主轴一起旋磁体，使之与主轴一起旋转，在距离发磁体外转，在距离发磁体外12 mm 处固定一个磁力传感处固定一个磁力传感器。磁力传感器经过放

16、大器。磁力传感器经过放大器与主轴控制单元连接，器与主轴控制单元连接，当主轴需要定向准停时，当主轴需要定向准停时，便控制主轴停止到预定的便控制主轴停止到预定的位置。位置。大连理工大学出版社大连理工大学出版社24 6.3 立式加工中心立式加工中心 2.换刀装置换刀装置 动作过程如下动作过程如下:（1）刀套向下翻转）刀套向下翻转90（2）机械手转）机械手转75（3）刀具松开）刀具松开（4）机械手拔刀）机械手拔刀（5）交换两刀具位置）交换两刀具位置（6）机械手插刀）机械手插刀（7）刀具夹紧）刀具夹紧（8）驱动机械手转）驱动机械手转180 的液压缸复位的液压缸复位（9）机械手反转）机械手反转75（10）

17、刀套向上翻转）刀套向上翻转90 1刀库;2护罩;3刀臂驱动机构大连理工大学出版社大连理工大学出版社256.4 卧式加工中心卧式加工中心本节提示本节提示 本节参照第二章的相关内容，以本节参照第二章的相关内容，以MH-630型卧式型卧式加工中心为例进行剖析，了解卧式加工中心的结构特加工中心为例进行剖析，了解卧式加工中心的结构特点。点。大连理工大学出版社大连理工大学出版社26 6.4 卧式加工中心卧式加工中心 6.4.1 机床的用途、布局及技术参数机床的用途、布局及技术参数 1.机床的用途机床的用途 适用于箱体类零件、大型零件的加工。适用于箱体类零件、大型零件的加工。卧式加工中心工艺性能好，工件安装

18、方便，卧式加工中心工艺性能好，工件安装方便，利用分度工作台和回转工作台可以加工四个利用分度工作台和回转工作台可以加工四个面或多个面。在卧式加工中心上可以进行铣面或多个面。在卧式加工中心上可以进行铣削、钻削、镗削等加工，卧式加工中心一般削、钻削、镗削等加工，卧式加工中心一般都具有较大的刀库，刀具数量多，能够完成都具有较大的刀库，刀具数量多，能够完成较复杂的加工过程。较复杂的加工过程。大连理工大学出版社大连理工大学出版社276.4 卧式加工中心卧式加工中心2.外观及行程范围示意图外观及行程范围示意图 大连理工大学出版社大连理工大学出版社28 6.4 卧式加工中心卧式加工中心6.4.2 机床传动系统

19、机床传动系统 1.主运动传动系统主运动传动系统 大连理工大学出版社大连理工大学出版社29 6.4 卧式加工中心卧式加工中心2.进给传动系统进给传动系统（1）X轴传动机构轴传动机构工作台大连理工大学出版社大连理工大学出版社306.4 卧式加工中心卧式加工中心（2）Y轴传动机构轴传动机构 如右图所示如右图所示（3）Z轴传动机构轴传动机构与与X轴机构近似。轴机构近似。主轴主轴箱电动机座伺服电动机联轴器止动块滚珠丝杠轴承座止动块大连理工大学出版社大连理工大学出版社31 6.4 卧式加工中心卧式加工中心 6.4.3 机床的主要结构机床的主要结构 1.主轴箱主轴箱 （1）主轴箱传动机构）主轴箱传动机构 大

20、连理工大学出版社大连理工大学出版社32 6.4 卧式加工中心卧式加工中心（2）主轴锁退刀机构）主轴锁退刀机构 由主轴后端的锁退刀液压缸带动推拉杆，使顶端锁刀由主轴后端的锁退刀液压缸带动推拉杆，使顶端锁刀爪放松刀柄，刀具脱离主轴鼻端爪放松刀柄，刀具脱离主轴鼻端;并由主轴吹气以清洁刀并由主轴吹气以清洁刀套推拔孔及刀柄。主轴刀具锁紧由蝶形弹簧将拉杆向上套推拔孔及刀柄。主轴刀具锁紧由蝶形弹簧将拉杆向上拉，并带动锁刀爪抓紧刀具柄端，使刀具固定在主轴鼻拉，并带动锁刀爪抓紧刀具柄端，使刀具固定在主轴鼻端。端。大连理工大学出版社大连理工大学出版社33 6.4 卧式加工中心卧式加工中心2.液压配重机构液压配重机

21、构 采用液压缸与链条组合方采用液压缸与链条组合方式，具有惯性小、系统稳式，具有惯性小、系统稳定性良好。定性良好。大连理工大学出版社大连理工大学出版社34 6.4 卧式加工中心卧式加工中心3.工作台工作台 工作台的动作工作台的动作分为交换、旋分为交换、旋转转(见下页图见下页图)、移动三种移动三种大连理工大学出版社大连理工大学出版社35 6.4 卧式加工中心卧式加工中心大连理工大学出版社大连理工大学出版社36 6.4 卧式加工中心卧式加工中心4.换刀装置换刀装置 （1）主换刀臂）主换刀臂 主换刀臂的主要动作分为刀具推出、刀具拉回、75旋转、180旋转四大部分。刀具推出拉回机构 大连理工大学出版社大

22、连理工大学出版社37 6.4 卧式加工中心卧式加工中心主换刀臂旋转机构大连理工大学出版社大连理工大学出版社38 6.4 卧式加工中心卧式加工中心（2）副换刀臂）副换刀臂副换刀臂的移动与旋转副换刀臂的移动与旋转 大连理工大学出版社大连理工大学出版社396.4 卧式加工中心卧式加工中心刀具推出拉回机构 大连理工大学出版社大连理工大学出版社406.4 卧式加工中心卧式加工中心（3）链式刀库机构链式刀库外形）链式刀库机构链式刀库外形 储刀库传动机构 大连理工大学出版社大连理工大学出版社41 6.4 卧式加工中心卧式加工中心储刀库定位机构大连理工大学出版社大连理工大学出版社426.5 加工中心项目训练加

23、工中心项目训练本节提示本节提示 本节以本节以FANUC O i MA系统的立式加工中心为例，系统的立式加工中心为例，介绍数控加工中心的操作，可以以此作为本课程实训介绍数控加工中心的操作，可以以此作为本课程实训内容，加深读者对数控机床的理解。内容，加深读者对数控机床的理解。特别要指出，卧式加工中心与立式加工中心虽在特别要指出，卧式加工中心与立式加工中心虽在功能上有较大区别，但系统核心功能基本近似，操作功能上有较大区别，但系统核心功能基本近似，操作面板形式基本相同，在本节中就不再赘述，但卧式加面板形式基本相同，在本节中就不再赘述，但卧式加工中心常具有数控回转工作台或自动托盘交换系统，工中心常具有数

24、控回转工作台或自动托盘交换系统，当使用时，注意其操作方法即可。当使用时，注意其操作方法即可。大连理工大学出版社大连理工大学出版社436.5 加工中心项目训练加工中心项目训练加工中心装刀方法加工中心装刀方法加工中心对刀方法（一）加工中心对刀方法（一）加工中心对刀方法（二）加工中心对刀方法（二）加工中心对刀方法（三）加工中心对刀方法（三）大连理工大学出版社大连理工大学出版社446.5 加工中心项目训练加工中心项目训练加工中心装刀方法加工中心装刀方法大连理工大学出版社大连理工大学出版社456.5 加工中心项目训练加工中心项目训练加工中心对刀方法（一）加工中心对刀方法（一）大连理工大学出版社大连理工大学出版社466.5 加工中心项目训练加工中心项目训练加工中心对刀方法（二）加工中心对刀方法（二）大连理工大学出版社大连理工大学出版社476.5 加工中心项目训练加工中心项目训练加工中心对刀方法（三）加工中心对刀方法（三）