数控加工中心结构文稿演示
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数控机床典型机械结构概述PPT(共 76张)
1、刀库的功能 功能：储存加工工序所需的各种刀具及辅助工具。 2、刀库的种类
① 直线式
特点：结构简单，刀库容量小，一般可容纳 8-12把刀具，故少用。
三、刀库
② 鼓轮式（圆盘式） 1）单鼓轮式 刀具、鼓轮轴线平行
刀具、鼓轮轴线垂直
盘式刀库
三、刀库
刀具、鼓轮轴线成锐角
特点：结构简单紧凑，应用较多，但刀具单 环排列，空间利用率低，适用于刀库 容量较小的场合，一般不多于50-60把刀。
静压导轨
七、数控机床导轨
滑动导轨 滑动导轨具有结构简单、制造方便、刚度好、抗振性高等优 点, 在数控机床上应用广泛，目前多数使用金属对塑料形式，称 为贴塑导轨或注塑导轨
注塑导轨：环氧树脂为基体，加入二硫化钼和胶体石墨及铅粉 等混合而成
贴塑导轨：聚四氟乙烯为基体，加入青铜粉、二硫化钼、石墨 及铅粉等混合而成
七、数控机床导轨
滚动导轨
特点：摩擦系数小、运动轻便、位移精度和定位精 度高、耐磨性好、抗震性较差、结构复杂、 防护要求较高
七、数控机床导轨
静压导轨
优点：1、液体静压导轨由于其导轨的工作面完全处于纯液体 摩擦下，因而工作时摩擦系数极低（f=0.0005）；
2、导轨的运动不受负载和速度的限制，且低速时移动 均匀，无爬行现象；
顺序选择方式 刀具编码方式 2、刀具的选择方式 刀座编码方式 任意选择方式
四、刀具的选刀方式
① 顺序选择方式
刀具的顺序选择方式是将刀具按加工工序 的顺序，依次放入刀库的每一个刀座中。
特点：不需要刀具识别装置，结构简单， 工作可 靠，但刀库中刀具在不同工序中不能重复 使用，因此，刀具的数量的刀库的容量大。
•
18、在人生的舞台上，当有人愿意在台下陪你度过无数个没有未来的夜时，你就更想展现精彩绝伦的自己。但愿每个被努力支撑的灵魂能吸引更多的人同行。
① 直线式
特点：结构简单，刀库容量小，一般可容纳 8-12把刀具，故少用。
三、刀库
② 鼓轮式（圆盘式） 1）单鼓轮式 刀具、鼓轮轴线平行
刀具、鼓轮轴线垂直
盘式刀库
三、刀库
刀具、鼓轮轴线成锐角
特点：结构简单紧凑，应用较多，但刀具单 环排列，空间利用率低，适用于刀库 容量较小的场合，一般不多于50-60把刀。
静压导轨
七、数控机床导轨
滑动导轨 滑动导轨具有结构简单、制造方便、刚度好、抗振性高等优 点, 在数控机床上应用广泛，目前多数使用金属对塑料形式，称 为贴塑导轨或注塑导轨
注塑导轨：环氧树脂为基体，加入二硫化钼和胶体石墨及铅粉 等混合而成
贴塑导轨：聚四氟乙烯为基体，加入青铜粉、二硫化钼、石墨 及铅粉等混合而成
七、数控机床导轨
滚动导轨
特点：摩擦系数小、运动轻便、位移精度和定位精 度高、耐磨性好、抗震性较差、结构复杂、 防护要求较高
七、数控机床导轨
静压导轨
优点：1、液体静压导轨由于其导轨的工作面完全处于纯液体 摩擦下，因而工作时摩擦系数极低（f=0.0005）；
2、导轨的运动不受负载和速度的限制，且低速时移动 均匀，无爬行现象；
顺序选择方式 刀具编码方式 2、刀具的选择方式 刀座编码方式 任意选择方式
四、刀具的选刀方式
① 顺序选择方式
刀具的顺序选择方式是将刀具按加工工序 的顺序，依次放入刀库的每一个刀座中。
特点：不需要刀具识别装置，结构简单， 工作可 靠，但刀库中刀具在不同工序中不能重复 使用，因此，刀具的数量的刀库的容量大。
•
18、在人生的舞台上，当有人愿意在台下陪你度过无数个没有未来的夜时，你就更想展现精彩绝伦的自己。但愿每个被努力支撑的灵魂能吸引更多的人同行。
数控加工中心原理和的介绍 ppt课件
21
DMU100万能加工中心
本系列标准型包括用于5
面加工的手动摆动铣削头、 12,000 rpm转速的DECKEL MAHO电动主轴、切屑输送 机、有32个刀位的刀具库和最 先进的控制技术。根据需要， 机床可以集成NC回转工作台、 NC附加工作台或NC工件装置。 由CNC驱动的b轴（回转范围 103°，带夹紧机构）使 DMU 100性能达到完美。该 机床可以选装MillPlus IT或 iTNC 530控制器。其他可选 项还有带缝隙筛或纸带过滤器 的内冷式主轴（580 psi）系 统、可转动的观察玻璃窗和切
43
c）若要浏览某一番号程序（如 O0001 ）的 内容，可先键入该程序番号如“ O0001 ” 后， 再按向下的光标键即可。若如此操作产生 “ 071 ”番号的报警，则表示该程序番号为空， 还没有被使用。
44
d）由于受存贮器的容量限制，当存贮的程 序量达到某一程度时，必须删除一些已经加工 过而不再需要的程序，以腾出足够的空间来装 入新的加工程序。否则将会在进行程序输入的 中途就产生“ 070 ”番号的存贮范围不够的报 警。删除某一程序的方法是：在确保某一程序 如“ O0002 ”已不再需要保留的情况下，先 键入该程序番号“ O0002 ” 后，再按删除 （ DELETE ）键即可。
9
自动换刀系统主要由刀库、机械手等部 件组成。当需要更换刀具时，数控系统 发出指令后，由机械手从刀库中取出相 应的刀具装入主轴孔内，然后再把主轴 上的刀具送回刀库完成整个换刀动作。
10
辅助装置包括润滑、冷却、排屑、防护、 液压、气动和检测系统等部分。这些装 置虽然不直接参与切削运动，但是加工 中心不可缺少的部分。对加工中心的工 作效率、加工精度和可靠性起着保障作 用。
DMU100万能加工中心
本系列标准型包括用于5
面加工的手动摆动铣削头、 12,000 rpm转速的DECKEL MAHO电动主轴、切屑输送 机、有32个刀位的刀具库和最 先进的控制技术。根据需要， 机床可以集成NC回转工作台、 NC附加工作台或NC工件装置。 由CNC驱动的b轴（回转范围 103°，带夹紧机构）使 DMU 100性能达到完美。该 机床可以选装MillPlus IT或 iTNC 530控制器。其他可选 项还有带缝隙筛或纸带过滤器 的内冷式主轴（580 psi）系 统、可转动的观察玻璃窗和切
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c）若要浏览某一番号程序（如 O0001 ）的 内容，可先键入该程序番号如“ O0001 ” 后， 再按向下的光标键即可。若如此操作产生 “ 071 ”番号的报警，则表示该程序番号为空， 还没有被使用。
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d）由于受存贮器的容量限制，当存贮的程 序量达到某一程度时，必须删除一些已经加工 过而不再需要的程序，以腾出足够的空间来装 入新的加工程序。否则将会在进行程序输入的 中途就产生“ 070 ”番号的存贮范围不够的报 警。删除某一程序的方法是：在确保某一程序 如“ O0002 ”已不再需要保留的情况下，先 键入该程序番号“ O0002 ” 后，再按删除 （ DELETE ）键即可。
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自动换刀系统主要由刀库、机械手等部 件组成。当需要更换刀具时，数控系统 发出指令后，由机械手从刀库中取出相 应的刀具装入主轴孔内，然后再把主轴 上的刀具送回刀库完成整个换刀动作。
10
辅助装置包括润滑、冷却、排屑、防护、 液压、气动和检测系统等部分。这些装 置虽然不直接参与切削运动，但是加工 中心不可缺少的部分。对加工中心的工 作效率、加工精度和可靠性起着保障作 用。
数控车床结构图(PPT60页)
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HEIDENHAIN增量式直线编码器
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简
图
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斜 齿 轮 垫 片 、 压 簧 调 整
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锥 齿 轮 弹 簧 调 整 法
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齿轮齿条啮合齿侧隙消除法结构简图
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滚 珠 丝 杠 结 构
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螺纹滚道的结构形式简图
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垫片调整式的滚珠丝杠螺母副
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螺 纹 调 整 式 的 滚 珠 丝 杠 螺 母 副
定、滑尺四角间隙差的测定
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定尺安装面挠曲度
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刀 库 结 构
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TD
向 与 向 滑 台
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回 转 立 柱 与 机 械 手 回 转 运 动
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机械手臂结构图
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换刀装置各部分位置关系图
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HEIDENHAIN增量式直线编码器
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简
图
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斜 齿 轮 垫 片 、 压 簧 调 整
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锥 齿 轮 弹 簧 调 整 法
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齿轮齿条啮合齿侧隙消除法结构简图
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滚 珠 丝 杠 结 构
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螺纹滚道的结构形式简图
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垫片调整式的滚珠丝杠螺母副
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螺 纹 调 整 式 的 滚 珠 丝 杠 螺 母 副
定、滑尺四角间隙差的测定
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定尺安装面挠曲度
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刀 库 结 构
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TD
向 与 向 滑 台
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回 转 立 柱 与 机 械 手 回 转 运 动
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机械手臂结构图
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换刀装置各部分位置关系图
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第三章 数控机床的典型结构1.ppt
第 的要求。它普遍用于各类数控机床主轴。
三
章
（2）前支撑采用高精度双列向心推力球轴承(见图３－8
数 （b）)。向心推力轴承有良好的高速性，主轴最高转速可达
控 机
4000r／min，但它的承载能力小，适于高速、轻载、高精密
床 的数控机床主轴。
的
典
型
Hale Waihona Puke 结构数第三章 数控机床的典型结构
３
控
机
床
（3）前后支撑分别采用双列和单列圆锥滚子轴承(见图
数 控
速时有较大的扭矩，以满足主轴输出扭矩特性的要求。滑移
机 齿轮的移位大多采用液压拨叉或直接由液压缸驱动齿轮来实
床 现。
的
典
型
结
构
数
第三章 数控机床的典型结构
３
控
机
床
及
刀
具
第
三 章
数
控
机
床
的
图３－1
典 (a)齿轮变速；(b)带传动；(c)两个电机分别驱动；(d)调速电机直接驱动
型
结
构
数
第三章 数控机床的典型结构
构
数
第三章 数控机床的典型结构
３
控 数控机床上应用的多楔带又称为复合三角带，其横向断面
机
床 呈多个楔形，楔角为40°，如图３－2（a）所示。传递负载主
及 刀
要靠强力层。强力层中有多根钢丝绳或涤纶绳，具有较小的伸
具 长率、较大的抗拉强度和抗弯疲劳强度。多楔带综合了V带和
平带的优点，运转时振动小、发热少、运转平稳、重量小，因
具 动实行同步控制，即主轴具有旋转进给轴(C轴)的控制功能。
第 （5）在加工中心上，要求主轴具有高精度的准停功能。
机床数控技术：第7章 数控机床结构
7.2.4 虚轴数控机床
虚轴机床基本结构是一个动平台、一个定平 台和六根长度可变的连杆。动平台上装有主轴和 刀具，定平台上安装工件。六根杆实际是六个滚 珠丝杠螺母副，将两个平台连在一起，同时将伺 服电机的旋转运动转换为直线运动，带动动平台 产生六自由度的空间运动，使刀具在工件上加工 出复杂的三维曲面。由于没有导轨、转台等表征 坐标轴方向的构件，故称为虚轴机床；又称为 “并联运动机床”。
25
7.3.1 主传动的基本要求和变速方式
主传动的基本要求： ●为了达到最佳切削效果，主轴要求能实现无级变速； ●要求机床主轴系统必须具有足够高的转速和足够大的 功率，以适应高速、高效的加工需要； ●为了降低噪声、减轻发热、减少振动，主传动系统应 简化结构，减少传动件； ●加工中心要保证刀具和主轴、刀库、机械手的正确啮 合； ●主轴需要安装位置检测装置，以便控制主轴的位置。
3
7.1.1 数控机床结构组成
●基础支承件 它是指床身、立柱、导轨、滑座、工 作台等，它支承机床的各主要部件，并使它们在静 止或运动中保持相对正确的位置。
●辅助装置 辅助装置视数控机床的不同而异，如自 动换刀系统、液压气动系统、润滑冷却装置等。
4
JCS-018A型立式加工中心外观图
1-X轴直流伺服电动机； 2-换刀机械手； 3-数控柜； 4-盘式刀库； 5 5-主轴箱； 6-操作面板； 7-驱动电源柜； 8-工作台； 9-滑座； 10-床身
)为平床身，(b)为斜床身，(c)为平床身斜滑板，(d)为立床身
9
7.2.2 加工中心的布局形式
立式加工中心布局
10
卧式加工中心布局
11
7.2.2 加工中心的布局形式
立卧式加工中心
12
数控加工技术PPT课件(共8章)第6章加工中心
第六章 加工中心
(2) 无机械手的加工中心：这种刀库是最为常用的一种 形式，其结构紧凑，取刀方便，但由于受圆盘尺寸的限制， 容量相对较小，一般有1～24把刀具，主要适用于小型加工 中心。这种加工中心的换刀是通过刀库与主轴箱配合来完成 的。一般是把刀库放在主轴箱可以运动到的位置，也可使整 个刀库或某一刀位移动到主轴箱所在的位置。刀库中刀具的 存放位置方向与主轴装刀方向一致，换刀时，主轴运动到刀 库上的换刀位置，由主轴直接取走或放回刀具。
第六章 加工中心
图6-4 斗笠式刀库
第六章 加工中心 斗笠式刀库换刀动作如图6-5所示。
图6-5 斗笠式刀库换刀动作
第六章 加工中心
(1) 抬刀，刀具抬到换刀位置，与刀库中的刀高度一致。 (2) 还刀，刀库移动，用刀库中的刀套(刀套刀号与主轴 上的刀的刀号一致)抓住主轴上的刀。 (3) 脱刀，主轴上移，脱离刀柄。 (4) 选刀，刀库中刀盘旋转，将需换的刀转至主轴下方。 (5) 抓刀，主轴下移，主轴孔与刀柄配合，抓住拉钉。 (6) 刀库回位，刀库平移，回复原位。
第六章 加工中心
第六章 加工中心
第六章 加工中心
第六章 加工中心
第六章 加工中心
第六章 加工中心
第六章 加工中心
注：子程序O2013中，程序段前加“/”是跳过程序段的 符号。在机床面板上有一个“跳段”按钮，不按下，则跳段 符号“/”不起作用；若按下，则机床跳过该程序段执行后 续程序段。当测量孔径的尺寸达到要求时，按下“跳段”按 钮，再按下“循环启动”按钮，则子程序跳过，执行后续程 序。
具的种类和数量等。自动换刀装置主要有回转刀架和带刀库 的自动换刀装置两种形式。
回转刀架换刀装置的刀具数量有限，但结构简单、维护 方便。
数控机床结构及应用第4章
数控机床结构及应用第4章
加工中心加工
4.1 加工中心
铣削加工
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钻削加工
螺纹加工
数控机床结构及应用第4章
4.1.1 加工中心的特点
加工中心包含有自动换刀功能的刀库系统，它能在一台机 床上完成由多台机床才能完成的工作。 自动换刀装置——多工布，工序集中 回转工作台或可旋转主轴箱——一次装夹，多面（角度）
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数控机床结构及应用第4章
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数控机床结构及应用第4章
4.1.2 加工中心的工作原理
加工中心的工作原理是根据零件图纸，制定工艺方案，采 用手工或计算机自动编制零件加工程序，把零件所需的机床 各种动作及全部工艺参数变成数控程序，并将程序代码通过 输入装置存储到机床数控系统。进入数控系统的信息，经过 一系列处理和运算转变为脉冲信号。一部分信号送到机床的 伺服系统，通过伺服机构进行转换和放大，再经过传动机构 ，驱动机床有关零部件，使刀具和工件严格执行零件程序所 规定的相应运动。另一部分信号送到可编程序控制器中用以 顺序控制机床的其他辅助动作，实现刀具自动更换。
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数控机床结构及应用第4章
4.1.3 加工中心的组成及系列型谱
自动换刀装置
它由刀库、机械手和驱动机构等部件组成。刀库是存放加 工过程所使用的全部刀具的装置。刀库有盘式、鼓式和链式等 多种形式，容量从几把到几百把，当需换刀时，根据数控系统 指令，由机械手(或通过别的方式)将刀具从刀库取出装入主轴 中。机械手的结构根据刀库与主轴的相对位置及结构的不同有 多种形式。有的加工中心不用机械手而利用主轴箱或刀库的移 动来实现换刀。尽管换刀过程、选刀方式、刀库结构、机械手 类型等各不相同，但都是在数控装置及可编程序控制器控制下， 由电动机、液压或气动机构驱动刀库和机械手实现刀具的选择 与交换。
演示文稿加工中心的结构原理
第十九页，共47页。
数控加工中心的基本组成
4）数控系统(C.N.C.)
加工中心的数控部分由CNC装置、可编程 控制器（PLC）、伺服驱动装置（SERVO DRIVE）以及操作面板（OP）等组成。它是完 成加工过程的控制中心。CNC系统一般由中 央处理器、存储器和输人、输出接口组 成。中央处理器又由存储器、运算器、 控制器和总线组成。CNC系统的主要特点是
第五页，共47页。
工作台安装位置
立柱
安装夹具的工作台面
旋转工作台
第六页，共47页。
床身
大倾角设计，便于冲屑和排 屑。排屑方式为后排屑
支撑及地脚螺钉
数控加工中心的基本组成
2）主轴部件(Spindle)
由主轴箱、主轴电动机、主轴和主轴 轴承等零件组成。主轴的启、停、变速等 动作由数控系统控制，并通过装在主轴上 的刀具参与切削运动，是切削加工的功率 输出部件。主轴系统为加工中心的主要组 成部分，和常规机床主轴系统相比，加工 中心主轴系统要具有更高的转速、更高的 回转精度以及更高的结构刚性和抗振性。
现代加工中心与数控机床的不同之处在于：第一，配有刀具库和自动 换刀系统，在工件一次装夹后，可以连续完成对工件表面自动进行钻孔、扩孔、
铰孔、镗孔、攻螺纹、铣削等多工序的加工；第二，带有自动分度的回转工作台， 从而使工件一次装夹后，自动完成多个平面或多个角度位置的多工序加工；第三， 加工中心能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；第四，如果带有自动交换工作台，工件在工作位置的工作台进行加工的同时 ，另外的工件在装卸位置的工作台上进行装卸，不影响正常的加工工件，减少了工 件搬运时间，提高了生产率。
主轴垂直度校准工具
主轴同心度校准工具
数控加工中心的基本组成
4）数控系统(C.N.C.)
加工中心的数控部分由CNC装置、可编程 控制器（PLC）、伺服驱动装置（SERVO DRIVE）以及操作面板（OP）等组成。它是完 成加工过程的控制中心。CNC系统一般由中 央处理器、存储器和输人、输出接口组 成。中央处理器又由存储器、运算器、 控制器和总线组成。CNC系统的主要特点是
第五页，共47页。
工作台安装位置
立柱
安装夹具的工作台面
旋转工作台
第六页，共47页。
床身
大倾角设计，便于冲屑和排 屑。排屑方式为后排屑
支撑及地脚螺钉
数控加工中心的基本组成
2）主轴部件(Spindle)
由主轴箱、主轴电动机、主轴和主轴 轴承等零件组成。主轴的启、停、变速等 动作由数控系统控制，并通过装在主轴上 的刀具参与切削运动，是切削加工的功率 输出部件。主轴系统为加工中心的主要组 成部分，和常规机床主轴系统相比，加工 中心主轴系统要具有更高的转速、更高的 回转精度以及更高的结构刚性和抗振性。
现代加工中心与数控机床的不同之处在于：第一，配有刀具库和自动 换刀系统，在工件一次装夹后，可以连续完成对工件表面自动进行钻孔、扩孔、
铰孔、镗孔、攻螺纹、铣削等多工序的加工；第二，带有自动分度的回转工作台， 从而使工件一次装夹后，自动完成多个平面或多个角度位置的多工序加工；第三， 加工中心能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；第四，如果带有自动交换工作台，工件在工作位置的工作台进行加工的同时 ，另外的工件在装卸位置的工作台上进行装卸，不影响正常的加工工件，减少了工 件搬运时间，提高了生产率。
主轴垂直度校准工具
主轴同心度校准工具
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1.电器控制柜 2.可防护切屑和冷却液飞溅的加工间 3.冷却润滑剂箱 4.带有主驱动器的主轴箱 5.工作台 6.带有控制系统的操作面板 7.刀库 8.信号指示灯实验步骤 本实验以DMG-DMC635V立式加工中心机床为例，图1-2、图1-3是外形 图。可以看出它是由主轴箱、主轴、立柱、工作台、滑座、底座、自动
1. 加工中心主轴系统结构 1) 对加工中心主轴系统结构的要 求
2) 加工中心主轴组件
(2) 自动夹紧刀具结构 (3) 主轴的准停
2. 加工中心进给传动系统
1) 对进给传动系统的要求 2) 进给系统的机械结构及典型元 件
数控加工中心结构文稿演示
优选数控加工中心结构
三. 实验仪器、设备及材料 1. DMG-DMC635V型高精度立式加工中心机床，主要性能参 数：
(1) 工作台尺寸790×560mm； (2) 工作台面高720mm； (3) 工作台最大承受载荷600kg； (4) 坐标轴行程X轴635mm、Y轴510mm、Z轴460mm； (5) 主电机功率8.4KW； (6) 主轴转速0～8000n/min； (7) 主轴锥度SK40； (8) 刀库存刀数目20把。 2. VA-80空压机系统； 3. ISCAR刀具系统。
四. 实验原理 加工中心机床又称“自动换刀的数控机床”或“多工序数控机床”，比 一般的数控机床增设了刀库和自动换刀装置，工件经过一次装夹后，数 控系统能够控制机床自动地更换刀具，对工件各加工面进行连续镗削、 铣削、钻孔、扩孔、铰孔及攻螺纹等多序加工。 1) 按加工中心机床的功用分类 (1) 镗铣加工中心 镗铣加工中心是机械加工行业应用最多的一类加工设备、其加工范围主 要是铣削、钻削和镗削，适用于箱体、壳体以及各类复杂零件特殊曲线 和曲面轮廓的多工序加工，适用于多品种小批量加工。 (2) 钻削加工中心 钻削加工中心的加工以钻削为主，刀库形式以转塔头为多。适用于中小 零件的钻孔、扩孔、铰孔、攻螺纹等多工序加工。 (3) 车削加工中心 车削加工中心以车削为主，主体是数控车床，机床上配备有转塔式刀库 或由换刀机械手和链式刀库组成的刀库。机床数控系统多为二、三轴伺 轴配制，部分高性能车削中心配备有铣削动力头。
换刀装置、操作面板、电气柜、空压机系统等组成。
1.冷却润滑剂箱或排屑器 2.刀库 3.工作台(X轴) 4.维护单元 5.轴滑台(Y轴) 6.垂直滑板(Z轴) 图1-3 加工中心后视图
（1）主轴箱 (2) 立柱 (3) 底座 (4) 轴滑台 (5) 工作台 (6) 自动换刀装置ATC（Automatic Tool Changer）。 (7) 操作面板 (8) 电气柜 (9) 空压装置 (10) 其它部件
（4）复合加工中心 在一台设备上可以完成车、铣、镗、钻等多工序加工的加工 中心称之为复合加工中心，可代替多台机床实现多工序加工。 这种方式既能减少装卸时间提高生产效率，又能保证和提高 形位精度心，它的主轴头可自动回转，进行立卧加工。 2) 按主轴特征分类 (1) 立式镗铣加工中心 立式加工中心的主轴垂直放置，它能完成铣削、镗削、钻削、 攻螺纹等多工序加工。立式加工中心多为三轴联动，可实现 三维曲面的铣削加工。高档加工中心可以实现五轴、六轴控 制。立式加工中心适宜加工高度尺寸较小的零件。 （2）卧式加工中心