【正文】 工工時(shí)，并有效地簡(jiǎn)化檢驗(yàn)、工夾具和半成品的管理工作，這些特點(diǎn)有利于生產(chǎn)管理現(xiàn)代化。加工中心使用數(shù)字信息與標(biāo)準(zhǔn)代碼輸入，最適宜計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)及管理。 加工中心的主要加工對(duì)象 既有平面又有孔系的零件 加工中心具有自動(dòng)換刀裝置，在一次安裝中，可以完成零件上平面的銑削、孔系的鉆削、鏜削、鉸削、及螺紋切削等多工步加工。因此，既有平面又有孔系的零件是加工中心的首選加工對(duì)象，常見的這類零件有箱體和盤、套、板類零件。常見的零件有凸輪類、整體葉輪類、模具類。如支架、基座、撥叉等。利用加工中心多工位點(diǎn)、線、面混合加工的特點(diǎn)，可以完成大部分甚至全部工序內(nèi)容。當(dāng)零件被修改時(shí)，只需修改相應(yīng)的程序及適當(dāng)?shù)卣{(diào)整夾具、刀具即可，節(jié)省了費(fèi)用，縮短試制周期。例如工藝準(zhǔn)備、程序編制、零件首件試切等，這些時(shí)間往往是單件基本時(shí)間的幾十倍。這樣，對(duì)周期性投產(chǎn)的零件，生產(chǎn)周期就可以大大縮減。這些大件可以是鑄鐵件也可以是焊接而成的鋼結(jié)構(gòu)件，它們是加工中心中體積和重量最大的部件。主軸的啟動(dòng)、停止、變速等動(dòng)作均由數(shù)控系統(tǒng)控制，并且通過裝在主軸上的刀具參與切削運(yùn)動(dòng)，是切削加工的功率輸出部件。 數(shù)控系統(tǒng)單臺(tái)加工中心的數(shù)控部分由CNC裝置、可編程控制器、伺服驅(qū)動(dòng)裝置以及電機(jī)等部件組成。可編程控制器代替一般機(jī)床中電氣柜，執(zhí)行數(shù)控系統(tǒng)指令，控制機(jī)床執(zhí)行動(dòng)作。數(shù)控系統(tǒng)是加工中心執(zhí)行順序控制動(dòng)作和完成加工過程的控制中心。它由刀庫(kù)、機(jī)械手、驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)等部件組成。機(jī)械手的結(jié)構(gòu)根據(jù)刀庫(kù)與主軸的相對(duì)位置及結(jié)構(gòu)的不同也有多種形式，如單臂式、雙臂式、回轉(zhuǎn)式、軌道式等。 輔助裝置 包括潤(rùn)滑、冷卻、排屑、防護(hù)、液壓、氣動(dòng)、檢測(cè)系統(tǒng)等部件。 加工中心的組成1X軸直流伺服電動(dòng)機(jī)；2換刀機(jī)械手；3數(shù)控柜；4刀庫(kù)；5主軸箱；6操作面板；7驅(qū)動(dòng)電源柜；8工作臺(tái)；9滑座；10床身 加工中心的工作原理根據(jù)零件圖紙，制定工藝方案，采用手工或計(jì)算機(jī)自動(dòng)編制零件加工程序，把零件所需的機(jī)床各種動(dòng)作及全部工藝參數(shù)變成機(jī)床的數(shù)控裝置能接受的信息代碼，并把這些代碼存儲(chǔ)在信息載體上，將信息載體送到輸入裝置，讀出信息并送入數(shù)控裝置。進(jìn)入數(shù)控裝置的信息，經(jīng)過一系列處理和運(yùn)算轉(zhuǎn)變?yōu)槊}沖信號(hào)。還有的信號(hào)送到可編程控制器中，用以順序控制機(jī)床的其他輔助動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)刀具自動(dòng)更換。立式加工中心通常有三個(gè)直線運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)，由溜板和工作臺(tái)來實(shí)現(xiàn)平面上X、Y兩個(gè)坐標(biāo)軸的移動(dòng)。立式加工中心裝夾方便，便于操作，易于觀察加工情況，調(diào)試程序容易，應(yīng)用廣泛。 臥式加工中心臥式加工中心指主軸軸線為水平狀態(tài)設(shè)置的加工中心，臥式加工中心通常采用移動(dòng)式立柱，工作臺(tái)不升降，T形床身。這種結(jié)構(gòu)剛性大，熱對(duì)稱性好，穩(wěn)定性高。臥式加工中心一般具有三軸聯(lián)動(dòng)，三四個(gè)運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)。臥式加工中心的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，占地面積大，重量大，價(jià)格也較高。這類加工中心具有立式和臥式加工中心的功能，工件一次裝夾后，能完成除安裝面外的所有側(cè)面和頂面的加工。另一種是主軸不改變方向，而工作臺(tái)帶著工件旋轉(zhuǎn)90176。但萬能加工中心結(jié)構(gòu)復(fù)雜、造價(jià)高、占地面積大等缺點(diǎn)。其基本結(jié)構(gòu)是由一個(gè)動(dòng)平臺(tái)、一個(gè)定平臺(tái)和六根長(zhǎng)度可變的連桿構(gòu)成。由于這種機(jī)床沒有導(dǎo)軌、轉(zhuǎn)臺(tái)等表征坐標(biāo)軸方向的實(shí)體構(gòu)件，故稱為虛軸機(jī)床。當(dāng)今的加工中心正在不斷采用最新技術(shù)成就，朝著高速化、高精度化、多功能化、智能化、系統(tǒng)化與高可靠性等發(fā)面發(fā)展。它是加工中心的主要組成部分。由于加工中心具有更高的加工效率，更寬的使用范圍，更高的加工精度，因此，它的主軸系統(tǒng)必須滿足如下要求。調(diào)速范圍的指標(biāo)主要由各種加工工藝對(duì)主軸最低速度和最高速度的要求來確定。要求升降速時(shí)間短，調(diào)速時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)。 精度和剛度要求具有較高的精度與剛度，傳動(dòng)平穩(wěn)，噪聲低。主軸部件的精度包括旋轉(zhuǎn)精度和運(yùn)動(dòng)精度。主軸部件的旋轉(zhuǎn)精度取決于部件中各個(gè)零件的幾何精度、裝配精度和調(diào)整精度。運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下的旋轉(zhuǎn)精度取決于主軸的工作速度、軸承性能和主軸部件的平衡。加工中心多采用抗彎剛度作為衡量主軸部件剛度的指標(biāo)。 抗振性和熱穩(wěn)定性要求加工中心在加工時(shí)，由于斷續(xù)切削、加工余量大且不均勻、運(yùn)動(dòng)部件速度高且不平衡，以及切削過程中的自振等原因引起的沖擊和交變力的干擾，會(huì)使主軸產(chǎn)生振動(dòng)，影響加工精度和表面粗糙度，嚴(yán)重時(shí)甚至破壞刀具和主軸系統(tǒng)中的零件。為此，主軸組件要有較高的固有頻率，保持合適的配合間隙并進(jìn)行循環(huán)潤(rùn)滑等。為保證加工過程的連續(xù)實(shí)施，加工中心主軸系統(tǒng)與其他主軸系統(tǒng)相比，必須具有刀具自動(dòng)夾緊功能。 主軸定位功能要求 主軸準(zhǔn)停功能又稱主軸定位功能。在自動(dòng)換刀的數(shù)控銑鏜加工中心上，切削轉(zhuǎn)矩通常是通過刀桿的端面鍵來傳遞的，這就要求主軸具有準(zhǔn)確定位于圓周上特定角度功能。HMC50是中等規(guī)格的臥式銑鏜加工中心，工作臺(tái)面積500500mm，允許最大荷重500kg，主軸錐孔ISO 7:24，工作臺(tái)最大行程X 700mm，主軸箱最大行程Y 650mm,立柱最大行程Z 600mm,工作臺(tái)回轉(zhuǎn)B 3601176。 主運(yùn)動(dòng)變速系統(tǒng)主要參數(shù)機(jī)床主傳動(dòng)系統(tǒng)的參數(shù)有動(dòng)力參數(shù)和運(yùn)動(dòng)參數(shù)。主傳動(dòng)中各傳動(dòng)件的尺寸要根據(jù)傳動(dòng)功率來確定。因此需合理確定主傳動(dòng)功率。 主傳動(dòng)功率 機(jī)床主傳動(dòng)的功率P可根據(jù)切削功率與主運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)鏈的總效率η來確定 。 選擇電動(dòng)機(jī)型號(hào) 電動(dòng)機(jī)相關(guān)參數(shù)電動(dòng)機(jī)型號(hào)額定功率調(diào)頻范圍轉(zhuǎn)速范圍額定轉(zhuǎn)速最高轉(zhuǎn)速VABP160S4P50Hz11kw5~150150~450015004500電動(dòng)機(jī)制造商：上海德驅(qū)馳電氣公司 電動(dòng)機(jī)的功率、扭矩特性 由切削原理知主運(yùn)動(dòng)為直線運(yùn)動(dòng)的機(jī)床，主運(yùn)動(dòng)為恒轉(zhuǎn)矩運(yùn)動(dòng)；主運(yùn)動(dòng)為旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的機(jī)床，主運(yùn)動(dòng)為恒功率運(yùn)動(dòng)。我們把機(jī)床能傳遞全部功率的最低轉(zhuǎn)速稱為主軸計(jì)算轉(zhuǎn)速，以它為臨界轉(zhuǎn)速，從計(jì)算轉(zhuǎn)速至最高轉(zhuǎn)速的區(qū)域?yàn)楹愎β蕝^(qū)域，區(qū)間內(nèi)任意轉(zhuǎn)速都能夠傳遞電動(dòng)機(jī)的全部功率，但主軸轉(zhuǎn)矩隨主軸轉(zhuǎn)速的上升而下降；從最低轉(zhuǎn)速至計(jì)算轉(zhuǎn)速為恒轉(zhuǎn)矩區(qū)域，區(qū)間內(nèi)任意轉(zhuǎn)速能夠輸出最大轉(zhuǎn)矩，但主軸輸出的功率將隨主軸轉(zhuǎn)速的下降而下降。 轉(zhuǎn)速圖的擬定轉(zhuǎn)速圖能夠清楚的表達(dá)出：傳動(dòng)軸的數(shù)目，主軸及各傳動(dòng)軸的變速級(jí)數(shù)、轉(zhuǎn)速值及其傳動(dòng)路線，變速組的個(gè)數(shù)、傳動(dòng)順序及擴(kuò)大順序，各變速組的傳動(dòng)副數(shù)及其傳動(dòng)比數(shù)值，變速規(guī)律等。 轉(zhuǎn)速圖 主運(yùn)動(dòng)的調(diào)速范圍已知：機(jī)床主軸的最高轉(zhuǎn)速為4000 r/min，機(jī)床主軸的最低轉(zhuǎn)速為40 r/min。首先要考慮某些結(jié)構(gòu)方面的問題，考慮結(jié)構(gòu)能否實(shí)現(xiàn)：如小齒輪的齒根圓是否大于軸的直徑，大齒輪的頂圓是否會(huì)碰及相鄰軸等；其次因考慮結(jié)構(gòu)是否合理，如布置是否緊湊，操縱是否方便等。 傳動(dòng)系統(tǒng)圖 各軸計(jì)算轉(zhuǎn)速 各軸計(jì)算轉(zhuǎn)速 單位：r/minⅠⅡⅢⅣ計(jì)算轉(zhuǎn)速nj1500657323159 各齒計(jì)算轉(zhuǎn)速 各齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)速Z1Z2Z3Z4Z5Z6Z7Z8Z9Z10nj15006571500133365732365713333231593 傳動(dòng)系統(tǒng)零部件設(shè)計(jì),精度等級(jí),材料及齒數(shù)根據(jù)選定的傳動(dòng)方案，選用直齒圓柱齒輪，齒輪的精度等級(jí)選用6級(jí)精度，小齒輪材料為40Cr(調(diào)質(zhì))，硬度為280HBS，大齒輪材料為45鋼(調(diào)質(zhì))硬度為240HBS，二者材料硬度差為40HBS。②保證強(qiáng)