什么是加工中心?根据日本机床制造商协会的定义,加工中心是指 '能够在不改变工件安装的情况下进行铣削、钻孔、镗孔和螺纹加工等各种操作的数控机床,配备将多种不同类型刀具自动送至工作位置的装置,或至少可加工两个或更多面且具有快速换刀功能的结构'。 换句话说,它基本上是一种刀具旋转机床,通过自动更换不同类型的刀具来完成各种加工。
加工中心按其结构可分为卧式和立式两种。
2 部件
加工中心由哪些部件组成? 以下是典型卧式加工中心的部件名称。 实际上,它们有许多不同的名称,因此只能作为示例。
- 刀库:存放待用刀具的装置。
- 中间臂:从刀库中取出刀具的装置。
- ATC 机械臂:在主轴和中间臂之间交换刀具的装置。
- 主轴:安装刀具并提供旋转运动的装置
- 托盘:装载和固定工件的装置
- 工作台:用于固定工件并在 X、Y 或 Z 轴上移动的装置。 在水平形式中,通常通过托板固定工件。
- 立柱:通常带有导轨(Y 轴)的结构,用于上下移动主轴头。
- 床身:通过安装和整合整个装置来保持所需精度的结构。
- 切削液箱:装有切削液的箱体。
- APC 设备:自动托盘交换装置。
托盘和 APC 设备通常用于卧式加工中心。 图中托板 A 安装在机床上,托板 B 在机床外的备用位置。 请注意,立式加工中心一般不使用托板。
ATC 系统有多种类型,有的不带中间臂,有的不带 ATC 臂。

图 卧加
3 主轴头
主轴头的结构是什么?使用什么轴承? 加工中心的主轴头可根据所使用的轴承、驱动方式、所安装的刀具标准和尺寸进行分类。 主轴本身是一根经过精密加工的轴,直径为几十至几百毫米,长度为几百毫米。
主轴头的示例如图所示。 前轴承采用角接触球轴承,后轴承采用滚子轴承。 作为内置式电机驱动装置,它专为高速旋转而设计,并配有必要的锥孔和夹紧装置,用于安装 BT40号刀具。
加工中心主轴使用不同类型的轴承,如表所示。 角接触球轴承是最常见的滚动轴承,但也使用滚子轴承和圆锥滚子轴承。 所有这些类型的轴承都是为机床主轴制造的高精密轴承,装配时可适当预载。 角接触球轴承特别适合高速旋转,有些轴承由陶瓷滚动体制成。
滚动轴承需要某种形式的润滑,在高速应用中还需要强制冷却。
静压轴承有油静压和气静压两种。 与滚动轴承相比,静压轴承具有更高的旋转精度,因此可用于对精度有特殊要求的场合。 静压轴承的承载能力和刚度相对较低,但产生的热量较少,因此可用于小直径工具的高速旋转。 各轴承的截面结构如图所示。

图 主轴头
参考资料
nikkan.co.jp