基础部件
床身:是整个加工中心的基础支撑结构,通常采用高强度铸铁材料制成。其内部有合理分布的加强筋,经过时效处理,以减少内应力,确保床身在长期使用过程中不会因应力释放而发生变形,为其他部件提供一个稳定、高精度的安装基础。
底座:用于承载床身和工作台,同样要求有足够的刚性和稳定性。它能够均匀地分布机床的重量和加工过程中产生的切削力,防止机床在工作时发生晃动或下沉。
主轴系统(双主轴)
主轴单元:每个主轴单元是一个关键组件,一般包括主轴电机、主轴轴承、主轴轴芯等部分。通常采用高速、高精度、高刚性的主轴单元,能够实现高转速旋转,以满足不同材料和加工工艺的要求。例如,某些主轴转速可以达到每分钟数万转,为高速铣削等加工提供了条件。
主轴电机:为 spindle 旋转提供动力,电机的功率大小决定了主轴的扭矩和切削力大小。电机通过精密的联轴器或者内置式直接驱动主轴,确保动力传递的高效性和精度。
主轴轴承:采用高精度的角接触球轴承或滚子轴承,能够承受轴向和径向的切削力,保证主轴在高速旋转时的稳定性和精度。
进给系统
滚珠丝杠副:X、Y、Z 轴(包括双轴情况下的 Y1、Y2、Z1、Z2 等)方向的进给通常由滚珠丝杠副来实现。滚珠丝杠具有高精度、高效率的特点,能够将伺服电机的旋转运动精确地转换为工作台或刀具的直线运动。丝杠的螺距大小和精度等级直接影响机床的定位精度和进给速度。
直线导轨:各运动轴安装直线导轨,如 X、Y1、Y2、Z1、Z2 轴一般采用滚柱直线导轨。这种导轨提供了高精度的导向,使工作台或刀具在移动过程中能够保持平稳、精确的运动轨迹。并且,导轨的跨距设计也是经过优化的,能够增强机床在运动过程中的刚性和承载能力。
伺服电机:与滚珠丝杠直联,用于精确控制各轴的进给运动。伺服电机根据数控系统发出的指令,精确地控制各轴的运动速度、位移和加速度,使刀具能够按照预先设定的加工路径进行加工。
工作台系统
工作台:位于机床中间位置,是安装和固定工件的平台。工作台的尺寸和承载能力决定了能够加工的工件大小和重量。其表面通常有 T 型槽或者螺孔,方便使用夹具来固定工件。
工作台驱动装置:用于驱动工作台在 X 轴方向的移动,通过滚珠丝杠和伺服电机的配合,实现精确的定位和进给运动。
刀库及自动换刀装置(ATC)
刀库:一般为圆盘式或链式刀库,用于存储加工过程中所需的刀具。刀库容量因机床型号而异,例如有的刀库可容纳 24 把刀具。刀库中的刀具通过编码或者机械定位等方式进行识别和管理。
换刀机械手:负责在主轴和刀库之间进行刀具的交换。换刀过程由数控系统精确控制,换刀时间通常较短,能够实现高效的自动换刀操作,提高加工效率。
数控系统
控制柜:装有数控系统的硬件设备,包括计算机主板、各种控制卡、电源模块等。它是机床的控制核心,负责处理各种加工指令和反馈信号。
操作面板:是人机交互的界面,操作人员通过操作面板输入加工参数、程序,监控机床的运行状态。操作面板上有各种按键、旋钮和显示屏,方便用户进行操作和查看相关信息。
数控软件:包含了机床的控制程序和加工编程软件。控制程序负责对机床的各个部件进行精确的运动控制,如插补运算、速度控制等;编程软件则允许用户根据加工零件的形状和工艺要求编写加工程序,并且可以对程序进行编辑、模拟和调试。
辅助装置
冷却系统:包括切削液箱、冷却泵、喷头等部分。切削液在加工过程中起到冷却刀具和工件、冲走切屑的作用,能够有效提高刀具寿命和加工表面质量。
润滑系统:用于对机床的导轨、丝杠等运动部件进行定期的润滑,减少摩擦和磨损,保证机床的运动精度和稳定性。
排屑装置:用于及时清理加工过程中产生的切屑,防止切屑堆积影响加工精度和机床的正常运行。常见的排屑装置有螺旋式排屑器、链式排屑器等