数控加工中心X、Y轴系统设计

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1、南华大学机械工程学院毕业论文一．绪论（一）加工中心的定义加工中心（MachiningCenter,MC）是适应省力，省时和节能的时代要求而迅速发展起来的自动换刀数控机床，它是综合了机械技术，电子技术，计算机软件技术。气动技术，拖动技术，现代控制技术，测量及传感技术以及通信诊断，刀具和编程技术的高技术产品,它将数控铣床、数控镗床、数控钻床的功能聚集在一台加工设备上,且增设有自动换刀装置和刀库,可在一次安装工件后,数控系统控制机床按不同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

2、件的运动轨迹及其他辅助功能；依次完成多面和多工序加工如：端平面、孔系、内外倒角、环行槽及攻螺纹等加工。由于加工中心能集中完成多种工序，因而可减少工件装夹、测量和调整时间，减少工件周转、搬运存放时间，使机床的切削利用率高于通用机床的3倍到4倍，达80%以上。所以说，加工中心不仅提高了工件的加工精度，而且是数控机床中生产率和自动化程度最高的综合性机床。由于电子技术的迅速发展.各种性能良好的传感器的出现和运用,使加工中心的功能日趋完善.这些功能包括:刀具寿命的监视功能,刀具磨损和损伤的监视功能,切削状

3、态的监视功能,切削异常的监视、报警和自动停机功能.自动检测和自动诊断功能及自适应控制功能等.加工中心还与载有随行夹具的自动托板有机联机,并能进行切削自动处理,使得加工中心已成为柔性制造系统、计算机集成制造系统和自动化工厂的关键设备和基本单元.（二）加工中心的发展历程加工中心的英语单词是“MachiningCenter”然]而对其定义理解与解释则不尽一致。我国对加工中心的定义，还是停留在GB6477-86《金属切削机床·术语》上面，即“自动换刀的数控铣镗床”，或“自动换刀的数控镗铣床”。也就是说，

4、工件经一次装夹后能自动完成铣镗钻铰等多工序加工的数控机床。我们的台湾同胞将其称之为“综合加工机”第-37-页共37页南华大学机械工程学院毕业论文。欧洲与北美的概念则于我们有所不同，他们认为加工中心必须是床身型的，应带有交换工作台，一般用于批量生产，并容易组成FMC或FMS。他们之所以强调批产，因为他们早在上世纪80年代就对刚性机床（专机）与柔性发展加工中心了。之所以要指出这点，是因为许多欧美生产的升降台式加工中心，或不带交换工作台的加工中心，尽管都带刀库可自动换刀，往往有悖中国国情而按他们的习惯

5、，称之为数控镗铣床。如果这样，这些机床若进口的话，在报关时往往因名称纠葛而引起麻烦，因为数控铣床和加工中心的税率是不同的。当然也有少数人，他们喜欢借用定义进行混淆，以在报关时达渔利之目的。随着机床制造技术的不断发展，同时也造成了对加工中心定义的不断挑战。譬如美国G&L公司曾提出，要忘掉加工中心这个概念！因此他们开发的当时被誉为未来机床的VARIAX,即国际上首台并联机床，只是六根滑动的柱塞联接上下两个平台，传统的机床床身、立柱等主关零件都被取消了，机床的三向运动就靠这六根虚拟轴的自由度来控制。上

6、世纪90年代初瑞士MIKRON公司机床（数控）作过一番发明的Multistep机分析，当时认为，如果床，又体现了一种加工中心每年能制作8机床的新概念，它万个零件，那么选用是把组合加工机床的合理的，否则还是选专效率与加工中心的机。而现在，随着机床柔性进行最佳结合。高速加工的不断发展，这种机床的每个工加工中心可年产零件位有两根主轴，共20～25万件,甚至更多,24把刀具；集车、生命力非常旺盛,因此铣、钻、镗等功能于有许多原来擅长于专机一体,机床的每个工的制造商,也纷纷转而位是一个个独立的模块,可按需

7、增加。机械手可将工件作180°翻转,因此能完成5面加工,换刀速度低于1s,主轴转速可达15000r/min，工件实现全自动上下料。1992年，德国EMAG创新开发成功的倒置立车，由于其集多种加工功能于一身，故将轻型盘类零件的加工概念，提升到了一个新的高度，因此被誉为“近十年最佳机床”第-37-页共37页南华大学机械工程学院毕业论文。90年代中后期发展起来的车、铣复合加工，将多工序复合变成了多工艺复合，从而把加工中心的概念上升到了一个新的层面，奥地利WFL公司的MILL-TURN,是一台既可车、铣

8、、钻、镗，又具有测量功能的高效机床。它能加工盘类、圆柱类、曲轴类零件，又可加工板类及箱体类零件。机床卡盘除旋转外，还可分度定位及C轴功能。装在刀架滑座上的主轴既可自动换刀进行铣削加工，又可装夹车刀直线进给，机床一般为6轴至9轴控制。目前此类加工中心发展甚热，日本山崎、韩国大宇、奥地利EMCO、德国DMG以及中国沈阳机床等都不断推出新的机种。山崎甚至认为，这种doneinone技术是技术发展的一大方向。在不久前结束的日本JIMTOF2004国际机床展上，该公司INTEGREX100ⅢST复合加工中