立式加工中心的结构

加工中心的用途及分类

加工中心的功能用途和类型2.功能：铣镗、钻、攻螺纹等。

因为它具有自动换刀功能，工件一次装夹后，能自动地完成或者接近完成工件各面的所有加工工序。

3.分类：(1)按结构形式可以分为：1)立式加工中心①坐标轴运动具有两种方式：a.X、Y方向工作台移动、Z方向主轴箱移动；图5.2b.动立柱加工中心:工作台固定，X、Y和Z方向的运动由主轴立柱和主轴箱移动来实现。

图5.2 立式加工中心运动轴示意图图5.3 JCS-018A型立式加工中心外观图1-X轴的直流伺服电动机2-换刀机械手3-数控柜4-盘式刀库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②刀库：（图5.4）立式加工中心的刀库有不同的形式，每种形式的刀库可以容纳的刀具数量差距较大，并在一定程度上决定了加工中心加工能力的大小。

图5.4 刀库 a b c d e f ）盘式刀库g h I j）链式刀库k）格子式刀库2)卧式加工中心①卧式加工中心的刀库一般为链式结构，刀库容量较大。

②应用面更为广泛，可加工扭曲面，箱体等复杂零件，例如水轮机叶轮的加工。

图5.5 卧式加工中心1-主轴头2-刀库3-立柱4-立柱底座5-工作台6-工作台底座3)立卧式加工中心①立卧式加工中心——是利用铣头的立卧转换机构实现从立式加工方式转换为卧式加工方式或从卧式加工方式转换为立式加工方式。

②这种加工中心的加工适用面更为广泛。

图5.6 立卧式加工中心5轴运动方向示意a)主轴可做90°旋转b) 工作台带工件可做90°旋转(2)按功能分类：1)主轴形式：有单主轴、双主轴或三主轴；2)工作台形式：单工作台3)双工作台托盘交换系统4)多工作台托盘交换系统。

5)刀库形式：回转式刀库6)链式刀库组成：数控系统、机体、主轴、进给系统、刀库、换刀机构、操作面板、托盘交换系统(或工作台)和辅助系统等。

数控设备博物馆沈阳机床-TC500机床结构说明

TC500机床结构说明
1 机床概要
1.1 机床概要
1.1.1 产品型号组成的含义
TC500：TC是立式加工中心英文Tapping Center的缩写；500代表机床X 轴行程为500mm。

1.1.2 产品的主要用途
TC500型钻攻中心是由CNC（计算机数控装置）控制并进行切削加工的立式钻床，可进行钻孔、攻丝和铣削。

2 产品的主要结构
2.1 机床外观及主要零件名称
（1）机床外观
（2）主要部件
1）主轴电机 13）夹钳
2）X轴伺服电机（串行脉冲编码器） 14）刀具组件
3）Y轴伺服电机（串行脉冲编码器） 15）转塔齿轮
4）Z轴伺服电机（串行脉冲编码器） 16）主轴（MS）齿轮5）立柱 17）X轴可伸缩盖
6）床身 18）Y轴可伸缩盖（前侧）
7）工作台 19）Y轴滑动盖
8）滑鞍 20）Z轴滑动盖
9）测平块 21）机柜前门
10）主轴头 22）切削液挡板
11）转塔支架 23）操作面板
12）转塔 24）控制部机柜
2.2 机床的传动系统
2.3 机床的主要结构介绍
2.3.1 工作台滑座及X轴驱动
滑座上安装有X轴直线导轨和滚珠丝杠，伺服电机带动滚珠丝杠驱动工作台X向运动；
2.3.2 床身及Y轴驱动
滑座在床身导轨上移动作Y轴运动，并且在行程之外两端各留出一段安全距离作为冲程，滚珠丝杠通过弹性联轴器与伺服电机直接连接。

滚珠丝杠两端采用固定—支持的安装方式，具体结构见下图：
2.3.3 立柱及Z轴驱动
主轴箱在立柱导轨上移动作ZX轴运动，其驱动装置的传动原理与结构通用工作台驱动装置的传动原理与结构具体结构见下图：。

加工中心的组成及操作

加工中心的组成及操作
3.1.2 数控系统操作面板的组成及操作方法 VP1050加工中心的数控系统操作面板即CRT/MDI面板
由一个显示屏(CRT)和各类控制键组成，其结构如图3.2所示。
图3.2 数控系统操作面板
加工中心的组成及操作
1.显示屏显示屏可显示刀具实际位置、加工程序、坐标系、刀具参数、机床参数、报警信息等。显示屏显示的内容随不同的主功能、子功能状态而异。 2.各类控制键
加工中心的组成及操作
②用G54~G59设定工件坐标系。用G54~G59设定工件坐标系与用G92设定不同，G92是在程序中设定工件坐标系相对机床坐标系的偏置值。G54~G59是通过偏置画面内参数设定工件坐标系偏置值。如图3.11所示，第一工件坐标系用G54设定，其设置方法如下： (a)在机床CNC操作面板上，按3次“OFSET”键，使屏幕显示出工作坐标系偏置画面； (b)将光标移到G54处；
图3.9 CRT画面显示
加工中心的组成及操作
（2）程序的执行。将光标置于程序的开头（也可由中途操作），按START或操作面板的CYCLE START键则可开始执行程序。执行到程序结束（M02/M30）或%。则所制作的程序自动消失。
（3）刀号输入/修改。加工中心在使用过程中，由于误操作或其它方面的原因使机床刀库刀号与显示刀号不符，此时需修改刀号，以避免发生撞刀事故。
加工中心的组成及操作
2．MDI操作 MDI（Manual Data Input）即手动数据输入。该功能允许
手动输入一个命令或程序段指令，并象自动加工那样，马上启动运行。使用该功能可改变当前指令模态，也可实现指令动作。
（1）程序制作。将模式选择钮设定在MDI位置。按 “PRGRM”键则CRT画面显示如图3.9所示。

(完整版)立式加工中心结构

立式加工中心的分类马毅，【摘要】介绍了立式加工中心的分类及结构【关键词】立式加工中心；分类；结构The classification of Vertical Machine CenterMa yi ，【Abstract 】：This paper introduces classification and structure of vertical machine center 【Keywords 】：vertical machine center; classification ；structure一、概述进入21 世纪,我国机床制造业面临着市场需求旺盛而引发的制造装备业发展的良机,机床是机械制造的工作母机，是装备制造的基础设备，主要应用领域是汽车、船舶、工程机械、军工、农机、电力设备、铁路机车、阀门等行业。

在汽车、船舶、工程机械等行业的产能扩张压力的推动下，机床工业正迎来快速发展阶段。

数控机床是现代制造业的基础装备，一个国家数控机床的水平高低和拥有量是衡量国家综合经济实力和国防安全的重要标志。

当今，数控机床已成为机床市场消费的主流产品，我国汽车、航天航空、船舶、一般机械、铁路机车、军工和高新技术产业的发展为数控机床提供了广阔的市场。

加工中心是典型的数控机床，它的产销量占数控机床市场的30%〜40%,立式加工中心是加工中心中的主要产品，它的主轴轴线垂直于水平面。

立式加工中心主要的用户层面为：以看好的汽车零部件行业为首，还有工程机械、军工、模具、阀门、飞机、医疗设备、电力、光学设备等行业。

立式加工中心的产销量占加工中心市场的60%〜70%，2007年，国内生产立式加工中心近9000台，并且从国外进口立式加工中心近11000台。

即国内立式加工中心年需求量近20000 台，市场需求量巨大。

二、立式加工中心的分类1. 定立柱式立式加工中心（即工作台运动，立柱固定型结构）定柱式立式加工中心，又称工作台运动式立式加工中心。

数控加工中心结构

（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
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。
数： (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。
(4) 坐标(轴1行)程工X轴作635m台m、尺Y轴寸510m7m9、0Z轴×4605m6m；0mm；
(2) 工作台面高720mm； DMG-DMC635V型高精度立式加工中心机床，主要性能参数：
三. 实验仪器、设备及材料可以看出它是由主轴箱、主轴、立柱、工作台、滑座、底座、自动换刀装置、操作面板、电气柜、空压机系统等组成。
可以看出它是由主轴箱、主轴、立柱、工作台、滑座、底座、自动换刀装置、操作面板、电气柜、空压机系统等组成。
图1-3 加1工.中D心M后视G图-DMC635V型高精度立式加工中心机床，主要性能参
数控加工中心结构
优选数控加工中心结构
(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。
(4) 坐标轴行程X轴635mm、Y轴510mm、Z轴460mm；
冷却润滑剂箱或排屑器 2.
(4) 坐标轴行程X轴635mm、Y轴510mm、Z轴460mm；

JCS018加工中心

JCS-018型立式加工中心传动系统图例
三、传动系统（2）
主运动传动系统
JCS-018型立式加工中心的主运动驱动电动机是交流变频调速电动机，连续输出额定功率为为5.5KW；最大输出功率为7.5KW，但工作时间不得超过30min，称为30 min过载功率。这种电动机靠改变电源频率无级调速，额定转速为1500r/min，最高转速为 4500r/min，在此范围内为恒功率调速。从最高转速开始，随着转速下降，最大输出转矩增加，保持最大输出功率为额定功率不变（如图所示）。最低转速为45 r/min，从额定转速至最低转速，为恒转矩调速。电动机的最大输出转矩，维持为额定转速时的转矩不变，不随转速的下降而上升。到最低转速时，最大输出功率仅为7.5（或5.5）×45/1500 KW=0.025（或0.165）KW。
脉冲当量
0.001㎜/脉冲
最大指令值±99999.999mm或±9999. 9999英寸
纸带存储和编辑
30m纸带信息(12KB)
三、传动系统（1）
JCS-018A型立式加工中心的传动系统如图所示，共存在五条传动链：主运动传动链，纵向、横向、垂向传动链，刀库的旋转运动传动链，分别用来实现刀具的旋转运动，工作台的纵横向进给运动，主轴箱的升降运动，以及选择刀具时刀库的旋转运动。
三、传动系统（4）
刀库驱动系统
圆盘形刀库亦用直流伺服电动机经蜗杆蜗轮驱动，装在标准刀柄中的刀具，置于圆盘的周边。当需要换刀时，刀库旋转到指定位置准停，机械手换刀。
四、结构特点
具有贮存加工所需刀具的刀库刀库用于储存刀具，并根据要求将各工序所用的刀具运送到取刀位置。
具有自动装卸刀具的机械手在加工中心机床上刀具的自动更换，多数借助机械手来进行。

凯达-KDVM855L(FANUC)

KDVM855L立式加工中心技术文件用户名日期一.机床主要结构及特点1、床身、立柱、滑鞍、工作台和主轴箱采用高抗震性能优质灰口铸铁，具有良好的热稳定性和高抗震性；2、高精度的主轴组件，精密性和平衡性好，具备高刚度配对结构；3、滚珠丝杠均进行预拉伸，从而使三轴的传动刚性强，精度稳定可靠，传动更加平稳；4、配有自动集中润滑装置，润滑充足。

机床照片二.机床主要技术参数27 润滑泵容量2L28 机床外形尺寸3800×2400×2700mm 带排屑器2780×2400×2700 mm 不带排屑器29 机床净重5250 kg三.机床主要配置四.机床主要随机附件序号名称规格型号数量备注1 内六角扳手3，4，5，6，8，10，12 各12 双头开口扳手8/10，12/14，17/19 各13 十字螺丝起子5〞 14 一字螺丝起子5〞 15 调整垫铁1套6 吊环1套五.机床主要随机文件序号名称数量备注1 机床说明书1套2 机床合格证明书1套3 装箱单1份4 系统用户手册1套包括系统操作、维护、保养六.客户特殊要求序号要求123七.机床执行标准1. GB/T 18400.2-2010 《加工中心检验条件第2部分：立式或带垂直主回转轴线的万能主轴头立式加工中心几何精度检验（垂直Z轴）》2. GB/T 18400.4-2010 《加工中心检验条件第4部分：线性和回转轴线的定位精度和重复定位精度》八.机床使用环境本机床适合在下述规定的实际环境和运行条件中使用；●环境空气温度：5-40ºC范围内；●湿度：最高温度40ºC，相对湿度不超过50％范围内，且湿度变化的原则是不应引起冷凝；●地基土壤最低承载力5000㎏/㎡；●海拔高度：1000m以下；●大气污染：没有过分的灰尘、酸气、腐蚀气体和盐分；●辐射：避免阳光直射或热辐射而引起环境温度的变化；●安装位置远离振动源和易燃、易爆物品；●电源电压为三相380V，要求电压稳定，电网波动不超过+10％，-15％；●要求电网具有良好的接地接零系统，电网波纹干扰小，不要与电气焊接设备共用电源。

立式加工中心主轴组件的结构设计

毕业设计（毕业论文）任务书学院专业班级学号学生指导教师题目立式加工中心主轴组件的结构设计任务规定进行日期自20** 年2月20 日起，至20** 年6月23日止一、题目来源、目的、意义题目来源：本课题来源于同济现代制造技术研究所，是立式加工中心机床设计项目下的子课题之一。

目的：课题的目的是设计立式加工中心的主轴组件结构，主轴组件作为执行件，确保带动刀具进行切削加工、传递运动、动力及承受切削力等，并满足相关的技术指标要求。

意义：主轴组件作为机床的一个重要组件，要带动刀具直接参与表面成形运动，其工作性能对机床的加工质量及生产率有直接影响。

二、主要工作内容（1）熟悉现有的各种主轴组件的要求和特点；（2）完成主轴组件的设计总图；（3）设计分析计算工作；（4）主轴等主要零件的零件图绘制；（5）主轴组件各部分的综合分析。

三、主要技术指标（或主要论点）立式加工中心的特点是结构简单，占地面积小。

总体结构方案的结构形式为固定立柱式，即主轴箱吊挂在立柱的一侧，作Z方向的上下移动。

主轴孔锥度：7：24；主轴孔直径：54mm；主轴箱行程（Z轴）：470mm；主轴转速范围：30~3000r/mm；快速移动速度（Z轴）：10m/min；进给速度（Z轴）：1~400mm/min。

四、进度计划第1周~第3周：查阅资料，翻译要求字数的英文资料，调研目前市场上数控机床的主轴组件几种主要的结构形式，并进行方案论证，写出开题报告。

第4周~第6周：通过查阅资料和参考一些机床的结构，进行主轴组件的结构设计。

第7周~第9周：结构分析与验算，满足技术性能指标和使用要求。

第10周~第14周：计算机绘制结构设计图纸，包括总图和一些零件图。

第15周~第16周：编写毕业设计说明书。

第17周~第18周：评审、准备答辩。

五、主要参考资料（外文资料至少一篇）1、谢红.数控机床机器人机械系统设计指导[M].上海：同济大学出版社，2004.2、韩鸿鸾.数控机床的机械结构与维修[M].山东：山东科学技术出版社，2005.3、罗学科,等.数控原理与数控机床[M].北京：化学工业学出版社，2004.4、周宏甫.数控技术[M].广州：华南理工大学出版社，2005.5、陈蔚芳,等.机床数控技术及应用[M].北京：科学出版社，2005.6、王仁诚.加工中心主轴系统的设计[J] .钻镗床，2000,(1)：43 47.7、Purdum.T.. Machine tools re-discover gravity[J]. Industry Week, 2004, 253(12): 93-96.8、李佳.数控机床及应用[M].北京：清华大学出版社，2001.9、娄锐.数控应用关键技术[M].北京：电子工业出版社，2005.10、吴祖育等.数控机床[M].上海：上海科学技术出版社，2000.六、系审批意见系主任（签名）:七、院领导审核意见院领导（签名）:八、学生实际完成日期九、同组设计（论文）者目录摘要 (1)ABSTRACT (2)0 引言 (4)1 概述 (5)1.1 加工中心的发展状况 (5)1.1.1 加工中心的国内外发展 (5)1.1.2 主轴部件的研究进展 (6)1.2 课题的目的及内容 (7)1.3 课题拟解决的关键问题 (8)1.4 解决上述问题的策略 (9)2 方案拟定 (10)2.1 加工中心主轴组件的组成 (10)2.2 机械系统方案的确定 (10)2.2.1 主轴传动机构 (10)2.2.2 主轴进给机构 (12)2.2.3 主轴准停机构 (13)2.2.4 刀具自动夹紧机构 (15)2.2.5 切屑清除机构 (17)2.3 伺服驱动系统方案的确定 (18)2.4 加工中心主轴组件总体设计方案的确定 (19)3 主轴组件的主运动部件 (22)3.1 主轴电动机的选用 (22)3.1.1 主电机功率估算 (22)3.1.2 主电机选型 (23)3.2 主轴 (23)3.2.1 主轴的结构设计 (23)3.2.2 主轴受力分析 (27)3.2.3 主轴的强度校核 (32)3.2.4 主轴的刚度校核 (33)3.3 主轴组件的支承 (34)3.3.1 主轴轴承的类型 (34)3.3.2 主轴轴承的配置 (37)3.3.3 主轴轴承的预紧 (38)3.3.4 主轴支承方案的确定 (41)3.3.5 轴承的配合 (41)3.3.6 主轴轴承设计计算 (42)3.4 同步带的设计计算 (44)3.5 主轴组件的润滑与密封 (48)3.5.1 主轴组件的润滑 (48)3.5.2 主轴组件的密封 (49)3.5.3 本课题的润滑与密封方案的确定 (51)3.6 键的设计计算 (52)3.6.1 主轴上的键 (52)3.6.2 主电机上的键 (53)3.7 液压缸的设计计算 (54)4 主轴组件的进给运动部件 (55)4.1 进给电动机的选用 (55)4.1.1 进给电动机功率的估算 (55)4.1.2 进给电动机的选用 (56)4.2 联轴器的设计计算 (57)4.3 垂直方向伺服进给系统的设计计算 (57)4.3.1 切削力估算 (57)4.3.2 滚珠丝杠副的设计计算 (58)5 结论 (65)小结 (68)参考文献 (70)摘要加工中心由于备有刀库并能自动更换刀具，使得工件在一次装夹中可以完成多工序的加工。

请简述数控立式加工中心的工作原理

请简述数控立式加工中心的工作原理数控立式加工中心是一种高效、精确的加工设备，它采用计算机数控技术，实现对工件进行立式加工。

下面将从工作原理、组成结构和加工过程三个方面进行详细介绍。

一、工作原理数控立式加工中心的工作原理主要包括计算机控制系统、驱动系统和工作台三个方面。

计算机控制系统负责接收和处理加工程序，将其转换为机床运动指令。

驱动系统根据指令控制各个轴向的运动，实现工件在空间中的定位和加工工艺。

工作台则固定工件，使其能够在加工过程中保持稳定。

二、组成结构数控立式加工中心的组成结构主要包括机床主体、工作台、主轴和刀库。

机床主体是整个设备的支撑部分，包括床身、立柱和横梁。

工作台则是用于固定工件的平台，可以根据需要进行旋转、倾斜等运动。

主轴是加工中心的核心部件，负责驱动刀具进行切削加工。

刀库则用于存放不同类型的刀具，方便根据加工需要进行更换。

三、加工过程数控立式加工中心的加工过程主要包括工件装夹、刀具选择、工艺参数设置、加工程序编写和加工过程监控等步骤。

首先，将待加工的工件装夹在工作台上，并进行固定。

然后，根据工件的形状和加工要求选择合适的刀具，并将其安装在主轴上。

接下来，根据加工要求设置合适的切削速度、进给速度和切削深度等工艺参数。

然后，根据工艺要求编写加工程序，并将其输入到计算机控制系统中。

最后，启动机床，监控加工过程，确保加工精度和工件质量。

数控立式加工中心通过计算机控制系统、驱动系统和工作台等组成部分，实现对工件的立式加工。

其工作原理是通过计算机控制系统接收和处理加工程序，驱动系统控制各个轴向的运动，工作台固定工件，并通过主轴驱动刀具进行切削加工。

加工过程包括工件装夹、刀具选择、工艺参数设置、加工程序编写和加工过程监控等步骤。

数控立式加工中心的应用广泛，可以用于各种金属、塑料等材料的加工，具有高效、精确的特点，为工业生产提供了重要的支持。

三轴立式加工中心圆盘式刀库结构设计

三轴立式加工中心圆盘式刀库结构设计在三轴立式加工中心中，刀具库是非常关键的组成部分，其结构设计对于加工中心的性能和效率起着重要作用。

而圆盘式刀库是一种常见的刀库结构，其能够容纳多个刀具，实现快速刀具更换，提高加工效率。

本文将对圆盘式刀库的结构设计进行详细阐述。

首先，圆盘式刀库的设计需要考虑的重要因素是刀具的数目和种类。

根据加工中心的需求，需要确定刀具的数目以及每个刀具的类型。

常见的刀具有铣刀、钻头、螺纹刀等，可以根据加工需要进行选择。

在设计刀具库的时候，需要考虑到各个刀具之间的间距，以便于刀具的快速更换和存放。

其次，刀库的结构设计需要考虑到刀具的安全性和稳定性。

刀具的安全性是非常重要的，因为刀具在高速加工中会有较大的惯性力和振动力，如果刀具不稳定会导致加工精度下降甚至出现安全事故。

设计时可以考虑采用合理的刀具固定方式，如夹爪、弹簧等，确保刀具的稳定性。

另外，可以通过调整刀库的结构，提供刀具的支撑和减震装置，减少刀具的振动和冲击。

此外，刀库的结构设计还需要考虑到刀具的存放和取放的便捷性。

刀具库的设计需要确保刀具的存放和取放方便快捷，以便于加工中心的操作人员进行刀具的更换。

可以采用旋转结构，使得刀具可以快速转到操作人员的工作位置，方便操作人员进行刀具的更换。

此外，可以在刀库的外部设置RFID或者条码识别系统，方便刀具的管理和追溯。

最后，刀库的结构设计还可以考虑到刀具的自动检测和调整功能。

在刀具库的设计中，可以设置自动检测装置，实时监测刀具的磨损情况和刀具上的故障。

当刀具出现磨损或者故障时，可以通过刀库的自动调整装置，自动更换刀具或者调整刀具位置，保证加工质量和效率。

综上所述，圆盘式刀库的结构设计是三轴立式加工中心中非常重要的一个环节。

在设计时，需要考虑刀具的数目和种类、刀具的安全性和稳定性、刀具的存放和取放的便捷性以及刀具的自动检测和调整等因素。

通过合理的结构设计，可以提高加工中心的性能和效率。

立式加工中心和数控铣床的异同点

立式加工中心和数控铣床的异同点
立式加工中心和数控铣床是现代工业生产中常见的两种加工设备，它们在加工工件时具有一些相似之处，也有一些不同之处。

本文将从结构、工作原理、适用范围等方面对立式加工中心和数控铣床进行比较分析。

一、结构比较：
立式加工中心和数控铣床的结构相似，都由床身、工作台、主轴箱、进给轴等部分组成。

然而，立式加工中心的主轴箱和进给轴通常是垂直于工作台的，而数控铣床的主轴箱和进给轴通常是平行于工作台的。

这是两者最明显的结构差异之一。

二、工作原理比较：
立式加工中心和数控铣床的工作原理也有一些相似之处。

它们都是通过刀具在工件上进行切削来实现加工的。

不同之处在于，立式加工中心的主轴可以在三个方向上进行移动，即X轴、Y轴和Z轴，从而实现复杂的切削工艺。

而数控铣床通常只能在X轴和Y轴上进行移动，Z轴的移动范围较小，因此适用于一些简单的平面切削工艺。

三、适用范围比较：
由于立式加工中心的主轴可以在三个方向上进行移动，因此它适用于复杂的零件加工，如曲面加工、多孔加工等。

而数控铣床由于其结构和工作原理的限制，适用于一些简单的平面加工，如平面铣削、
孔加工等。

因此，立式加工中心在航空航天、汽车制造等领域有着广泛的应用，而数控铣床则更多用于模具制造、零件加工等领域。

总结起来，立式加工中心和数控铣床在结构、工作原理和适用范围上存在一些差异。

立式加工中心具有更复杂的结构和更广泛的适用范围，适用于复杂的零件加工；而数控铣床结构相对简单，适用于一些简单的平面加工。

在实际生产中，选择使用哪种设备应根据具体的加工需求来进行判断，以确保能够获得最佳的加工效果。

立式加工中心和卧式加工中心的区别

立式加工中心和卧式加工中心的区分立式加工中心和卧式加工中心的区分，很多刚接触加工中心的伙伴比较怀疑立式加工中心和卧式加工中心有什么区分呢？我们都知道加工中心有很多种，有龙门加工中心、立式加工中心、卧式加工中心，最常见的就是我们的立式加工中心，这个应当大家都已经很了解了，而卧式加工中心比较少见不太清楚！今日我们就来探讨下立式加工中心和卧式加工中心的区分吧！立式加工中心是指主轴为垂直状态的加工中心，其结构形式多为固定立柱，工作台为长方形，无分度回转功能，适合加工盘、套、板类零件，它一般具有三个直线运动坐标轴，并可在工作台上安装一个沿水平轴旋转的回转台，用以加工螺旋线类零件。

立式加工中心装卡便利，便于操作，易于察看加工情况，调试程序简单，应用广泛。

但受立柱高度及换刀装置的限制，不能加工太高的零件，在加工型腔或下凹的型面时，切屑不易排出，严重时会损坏刀具，破坏已加工表面，影响加工的顺当进行。

卧式加工中心指主轴为水平状态的加工中心，通常都带有自动分度的回转工作台，它一般具有3～5个运动坐标，常见的是三个直线运动坐标加一个回转运动坐标，工件在一次装卡后，完成除安装面和顶面以外的其余四个表面的加工，它适合加上箱体类零件。

与立式加工中心相比较，卧式加工中心加工时排屑简单，对加工有利，但结构多而杂.价格较高。

一、立式加工中心和卧式加工中心区分在于结构不同立式加工中心和卧式加工中心最重要的区分是Z轴结构的不同，立式加工中心Z轴是垂直向下运动完成加工，而卧式加工中心的Z轴是水平向下运动完成加工的，这是立式加工中心和卧式加工中心最重要的区分。

二、立式加工中心和卧式加工中心区分在于工作台不同立式加工中心工作台通常为十字滑台结构的T型槽工作台，有两套运动机构负责相互垂直方向的移动，X向进给的工作台覆盖在负责Y向进给的导轨之上，而卧式加工中心的工作台，只设计成X或Y向运动，工作台形式一般是点阵螺孔台面的旋转式工作台，相对较简单选装交换式双工作台。

立式加工中心床身结构设计(全套图纸)

摘要床身是立式加工中心非常重要的基础支撑件，它起到了支撑立柱、滑座、工作台等重要零部件的作用，主要承受机床的静载荷以及在加工时产生的切削负载。

床身的静动态性能直接影响机床的加工精度和稳定性,因此，床身结构的优化对于立式加工中心的发展具有十分重要的意义，本课题即结合沈阳机床厂VMC850B立式加工中心的性能特点与相关参数，对立式加工中心床身结构进行了科学系统的设计，具体内容如下：（1）借鉴于同类型的床身结构，根据VMC850B的整机结构设计了床身上表面布局，通过查阅《实用机床设计手册》《机械设计手册》等参考书，科学的设计了床身的截面形状，包括壁厚的选定以及加强肋、方孔、圆孔的合理布置。

同时对床身进行了受力分析并利用ANSYS软件对床身模型采取了静态力有限元分析。

（2）针对与床身相关的重要零部件，包括Y方向伺服进给系统的驱动电机、滚珠丝杠、直线导轨、轴承、联轴器，进行了分析与计算，并最终确立了型号与参数。

（3）提出了床身的精度要求，包含加工和装配过程中的几何精度。

关键词：立式加工中心；床身；结构设计；选型计算；有限元分析；精度设计AbstractThe bed is a very important basis for supporting parts in the vertical machining center, it plays a role that supporting the column, the slide, the workbench and some other important parts. The bed mainly withstands the static load of the machine tool and the cutting load in the processing. The static and dynamic performance of the bed directly affects the machining accuracy and stability. Therefore, the optimization of the bed structure has great significance for the development of the vertical machining centers. The subject, which is combined with the performance characteristics and parameters of the vertical machining center 850B of the Shenyang Machine Tool Factory, have designed the bed structure of the vertical machining center scientifically and systematically, the details are as follows:(1)Learnt from the bed structure of the same type and designed the layoutof the bed top surface under VMC850B’s whole structure, through accessingto <Practical Machine Design Manual> and <Mechanical Design Manual> and otherreference books, scientifically designed the cross-sectional shape of thebed, including the selection of the wall thickness as well as the reasonablelayout of the reinforcing rib, the square and circle holes. The subject alsodid the stress analysis for the bed and used the software called ANSYS todo the finite element analysis of the static force for the model of the bed.(2)For the important parts of the bed, including the Y-direction servofeed drive motor, ball screws, linear guides ,bearings and couplings, didthe analysis and the calculation, and eventually established the models andthe parameters.(3)Put forward the accuracy requirements of the bed, including thegeometric precision of the machining and assembly process.Keywords: the vertical machining ；center the bed ； structural design ；selection calculation finite element analysis ； precision design目录1 机床设计现状 (1)1.1 课题研究的背景和意义 (1)1.2 国内外研究现状与发展趋势 (2)1.3 本论文内容概要 (4)2 床身结构设计 (4)2.1 床身材料 (4)2.2 床身时效处理 (4)2.3 床身结构设计 (5)2.3.1床身重要表面设计 (5)2.3.2床身截面形状设计 (5)2.4 床身热变形 (10)2.5 床身结构确定方案 (11)3 床身零部件的计算与选型 (12)3.1 Y方向滚珠丝杠副的选择 (12)3.1.1 初步计算丝杠导程 (13)3.1.2 滚珠丝杠副当量载荷与当量转速计算 (14)C (17)3.1.3计算预期额定动载荷am (18)3.1.4 估算滚珠丝杠允许最大轴向变形m3.1.5估算滚珠丝杠副的底径 (18)F (20)3.1.6 计算滚珠丝杠副预紧力p3.1.7 滚珠丝杠副剩余结构尺寸确定 (20)3.2 伺服电机的选择 (21)3.2.1电机的负载转矩计算 (21)3.2.2 惯量匹配计算 (22)T计算： (24)3.2.3空载启动时最大加速力矩maxa3.2.4快速空载启动时所需最大启动力矩T计算 (24)M3.2.5 电动机连续匀速工作时的最大力矩T (25)ms3.2.6 电动机输出端轴的直径计算 (25)3.3 滚动轴承的选择 (25)3.3.1 滚动轴承使用条件 (26)3.3.2 初选止动球轴承型号 (26)3.3.3 止推轴承组配方式 (26)3.3.4 止推轴承的选用计算 (27)3.3.5 圆柱滚子轴承的选型计算 (29)结论 (31)致谢 (33)参考文献 (34)1 机床设计现状随着机械制造业的飞速发展与竞争市场需求的不断扩大，数控机床的应用范围持续扩张，同时，为了应对市场日新月异的变化及加工要求难度的不断提高，数控机床产业的水平也在飞速进步，不断向高速化、复合化、高精度化、智能化转变。

JCS——018A

主轴材料的选择主要根据刚度、载荷特点、耐磨性和热处理变形大小等因素确定。主轴材料选用 38CrMoAIA。主轴零件图如图 3——4 所示。图 3——4 3.2.4 主轴轴承的选型与配合
主轴轴承是主传动系统的重要组成部分，它的类型、结构、精度、安装、调整、润滑和冷却都会对主传动系统的工作性能产生影响。滚动轴承摩擦阻力小，可以预紧，润滑维护简单，能在一定的转速范围和载荷变动条件下稳定地工作。参照《机械设计手册》，选用单列向心推力球轴承（GB292——84），轴承型号为
2.2.4 刀库驱动系统
圆盘形刀库亦为直流伺服电动机经蜗杆蜗轮驱动，装在标准刀柄中的刀具，置于圆盘的周边。当换刀时，刀库旋转到指定位置准停，机械手换刀。
2.3 加工中心主要结构
JCS——018A 立式加工中心的主要结构包括主轴箱结构、刀库结构和机械手结构等。主轴
箱结构完成加工中心的的主传动。它主要包括主轴电机、传动装置、主轴、主轴轴承、主轴定向装置、拉刀装置及清洁、润滑和冷却装置等。关于 JCS——018A 立式加工中心的主轴箱结构将在第 3 章详细说明。由刀库和机械手组成的自动换刀装置（Automatic Tool Changer,ATC）是加工中心的重要组成部分。加工中心上所需要更换的刀具较多，故通常采用的刀库形式，其结构比较复杂，自动换刀装置种类繁多。采用机械手完成换刀工作。这是加工中心采用最普遍的形式。在本机床自动换刀装置中，刀库的回转运动是由直流伺服电动机经蜗杆副驱动实现的。机械手的回转、取刀、装刀机构均由液压系统驱动。该自动换刀装置结构简单，换刀可靠，由于它安装在立柱上，故不影响主轴箱移动精度。随机换刀，采用记忆式的任选换刀方式，每次选刀运动，刀库正转或反转均不超过 180°角。本机床上使用的换刀机械手为回转式单臂双手机械手，其动作全部由液压驱动，主要由以下部件构成： 1）驱动装置。 2）传动装置。 3）行程控制装置。 4）执行机构。在自动换刀过程中，机械手要完成抓刀、拔刀、交换主轴上和刀库上的刀具位置、插刀、复位等动作。

数控立式加工中心床身筋板结构设计与分析

关键词：立式加工中心；床身；结构设计；有限元分析中图分类号：ＴＨ１６；章编号：１００１ — ３９９７（２０１３）１２ — ００３８ — ０３
ＤｅｓｉｇｎａｎｄＡｎａｌｙｓｉｓｏｆｔｈｅＢｅｄＳｔｉｆｆｅｎｅｄＰｌａｔｅＳｔｒｕｃｔｕｒｅ
机械设计与制造
３８
第１２期
２０１３年１２月
ＭａｃｈｉｎｅｒｙＤｅｓｉｇｎ
＆
Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅ
数控立式加工中心床身筋板结构设计与分析
杨玉萍，张森，季彬彬，邱自学
２２６０１９）（南通大学机械工程学院，汀苏南通
ｏｎｌｙｃｈａｎｇｅｓｒｅｉｎｆｏｒｃｉｎｇｐｌｔｅａｔｙｐｅ，ｄｅｓｉｇｎｉｎｇｔｈｅｔｈｒｅｅｄｆｉｆｅｒｅｎｔｍａｃｈｉｎｉｎｇｔｏｏｌｂｅｄｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ．Ｔｈｅｓｔｔａｉｃａｎｄｔｈｅｍｏｄｌａｗｅｒｅ
摘
要：以某数控立式加工中心床身结构为研究对象，为获得具有较好静动态特性的床身结构，保证工件的几何精度和
表面加工质量，通过改变筋板的类型，设计了三种床身结构方案。运用ＡＮＳＹＳ有限元分析软件分别对其进行静力学分析和模态分析，得到了不同床身结构筋板设计方案的位移变形量、合应力及模态频率结果。根据分析结果，选出了具有较好静动态特性的床身结构作为设计方案，节省了制造成本，缩短了设计周期，为床身结构设计提供了理论依据。

立式,卧式五轴加工中心介绍

五轴加工中心立式加工中心（三轴）最有效的加工面仅为工件的顶面，卧式加工中心借助回转工作台，也只能完成工件的四面加工。

目前高档的加工中心正朝着五轴控制的方向发展，工件一次装夹就可完成五面体的加工。

如配置上五轴联动的高档数控系统，还可以对复杂的空间曲面进行高精度加工。

立式五轴加工中心这类加工中心的回转轴有两种方式，一种是工作台回转轴（图1）。

设置在床身上的工作台可以环绕X轴回转，定义为A轴，A轴一般工作范围+30度至-120度。

工作台的中间还设有一个回转台，在图示的位置上环绕Z轴回转，定义为C轴，C轴都是360度回转。

这样通过A轴与C轴的组合，固定在工作台上的工件除了底面之外，其余的五个面都可以由立式主轴进行加工。

A轴和C轴最小分度值一般为0.001度，这样又可以把工件细分成任意角度，加工出倾斜面、倾斜孔等。

A轴和C轴如与XYZ三直线轴实现联动，就可加工出复杂的空间曲面，当然这需要高档的数控系统、伺服系统以及软件的支持。

这种设置方式的优点是主轴的结构比较简单，主轴刚性非常好，制造成本比较低。

但一般工作台不能设计太大，承重也较小，特别是当A轴回转大于等于90度时，工件切削时会对工作台带来很大的承载力矩。

图1 工作台回转的立式五轴加工中心另一种是依靠立式主轴头的回转（图2）。

主轴前端是一个回转头，能自行环绕Z轴360度，成为C轴，回转头上还带可环绕X轴旋转的A轴，一般可达±90度以上，实现上述同样的功能。

这种设置方式的优点是主轴加工非常灵活，工作台也可以设计的非常大，客机庞大的机身、巨大的发动机壳都可以在这类加工中心上加工。

这种设计还有一大优点：我们在使用球面铣刀加工曲面时，当刀具中心线垂直于加工面时，由于球面铣刀的顶点线速度为零，顶点切出的工件表面质量会很差，采用主轴回转的设计，令主轴相对工件转过一个角度，使球面铣刀避开顶点切削，保证有一定的线速度，可提高表面加工质量。

这种结构非常受模具高精度曲面加工的欢迎，这是工作台回转式加工中心难以做到的。

VMC立式加工中心详细参数

山东海特数控机床VMC850立式加工中心详细参数：
机床用途
立式加工中心可用于航天航空，汽车零件，机械加工及模具制造领域，适应于中、小型零件的高精度与高效率的加工和钻、铣、攻、镗的自动化加工
主要结构及特点
★主要部件采用有限元分析进行优化，主要铸铁采用高强度铸铁金相组织稳定，经过时效、
喷砂、回火等工艺确保机床长期使用精度的稳定性。

★机身底座、滑块、工作台、立柱、主轴箱等主要基础件采用高刚性的铸铁结构，金相组织稳定，在内部分布着网状结构的加强筋，保证了基础件的高刚性和抗弯减震性能；基础件采用树脂砂造型并经过喷砂回火震动实效处理，确保机床长期使用精度的稳定性，为机床性能的稳定性提供了保障；
★A字形跨式结构，结构为三维变径优化处理，减轻了机床强力切削时的震动、使机床刚
性更好。

★高速高刚性主轴单元结合伺服主轴电机；X/Y/Z采用大扭矩伺服电机。

★X/Y/Z采用台湾高精度高强度滚珠丝杠配合日本NSK轴承与高精密进口锁紧。

★X/Y/Z三向导轨采用硬轨道设计，固定面采用超高频淬火工艺处理经过精密磨削；滑动面采用高强度耐磨材塑带镶贴处理。

Y向导轨为四轨道设计（含辅助导轨）大大增加了机床的刚性与强度
标准配置
台湾系统配日安川本电机驱动，台湾上银或律廷丝杠台湾圣杰斗笠刀库日本NSK轴承
台湾增压缸台湾锁紧螺母等
选配系统部件
日本三菱系统，日本FAUNC系统西门子机械手刀库台湾第四轴级第五轴
可根据客户要求专业设计开发数控设备及加工中心
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