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立式加工中心结构图

 
  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。主要应用于工程机械、军工、模具、阀门、飞机、医疗设备、电力、光学设备等行业。
  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。此类立式加工中心产销量占立式加工中心市场的75%左右,大多数机床制造厂家都有此类结构的机床。此类机床属于传统的普及型立式加工中心,按工作台运动方向分为两种。此类机床具有以下优点 : 
  A、机床成本低,设计、制造比较容易。
   B、容易实现批量化生产。 
  C、与动立柱式加工中心相比:机床的立柱部件、主轴箱部件刚性好;在切削过程中,主轴箱部件振动小。 
  1.1十字滑台结构(工作台有两个方向运动) 
定立柱式立式加工中心结构图
  机床结构见下图1。立柱固定在底座上,鞍座带着工作台在底座上做前后方向(Y方向)运动,工作台在鞍座上做左右方向(X方向)运动,主轴箱在立柱上做上下方向(Z方向)运动。   
   1.2其它结构(工作台有一个方向运动) 
定立柱式立式加工中心结构图
  机床结构见下图2。立柱固定在底座上,工作台在底座上做前后方向(Y方向)运动,鞍座带着主轴箱在立柱上做左右方向(X方向)运动,主轴箱在鞍座上做上下方向(Z方向)运动。   
  2. 动柱式结构(即工作台固定,立柱运动型结构) 
  动柱式立式加工中心,又名固定工作台式立式加工中心,此类立式加工中心产销量占立式加工中心市场的15%左右,此类机床属于中档的立式加工中心,此类机床具有以下优点 :
   A、和传统的移动工作台式结构相比,由于三轴运动部件的负载惯量不变,在计算伺服增益、加减速时间常数时可以针对每个轴的运动惯量进行精确的优化;有效避免了动工作台式产品在负载重量小时响应过冲、负载重量大时响应迟缓的问题,并且避免了由以上问题带来的对加工精度不利的影响。最大的优点是此类机床可以加工重量很大的工件。 
  B、由于工作台不移动,和同规格的动工作台式结构的产品相比,工作台上可以放置更大的工件和异形工件,而不必担心工件会和机床的其它部分发生干涉。另外,对于重心位置不正的零件也可以顺利地实现高精度加工。 
  C、由于X轴运动完全由立柱的移动来实现,立柱在底座上的运动不会在X轴行程的两端产生运动部件悬伸的情况,保证了运动部件在X轴全行程上受力情况不发生变化,因而使机床具有更好的精度和刚性。 另外,固定的工作台使得操作者更容易靠近,装卸工件的操作更加容易和省力,操作的宜人性有十分明显的提高。     
动柱式立式加工中心结构图
   机床结构见上图3。工作台固定在底座上,鞍座带着立柱在底座上做左右方向(X方向)运动,立柱在鞍座上做前后方向(Y方向)运动,主轴箱在立柱上做上下方向(Z方向)运动。此类机床因为立柱做两个方向运动,又称为全动柱立式加工中心。 
  3. 小型龙门式结构(见图4)、框中框结构(见图5) 
小型龙门式立式加工中心结构图 小型龙门式立式加工中心结构图
 
  此类立式加工中心产销量占立式加工中心市场的5%左右,此类机床属于高档的立式加工中心,此类机床具有以下优点 : 
    A、由于独特的结构,此类机床刚性好,精度高。   
    B、主轴箱部件不悬伸,加工时不承受弯矩造成的变形。 
    C、图5所示的框中框结构,机床可以做到高速加工,高速定位。 
    D、图5所示的框中框结构,可以做到重心驱动。即双丝杠驱动的合力通过了移动部件的重心,是近年来高速、高精度加工的重大突破。(Y/Z轴双丝杠驱动)。                                     
  机床结构见图4,机床立柱固定在底座上,工作台在底座上做前后方向(Y方向)运动,主轴箱在鞍座带着主轴箱在立柱上做左右方向(X方向)运动,主轴箱在鞍座上做上下方向(Z 立柱方向)运动。       
  机床结构见图5,机床的框架式立柱固定在底座上,鞍座带着工作台在底座上做前后方向(Y方向)运动,工作台在鞍座上做左右方向(X方向)运动,主轴箱在立柱上做上下方向(Z方向)运动。                                               
  立式加工中心装夹工件方便,便于操作,易于观察加工情况,但加工时切屑不易排除,且受立柱高度和换刀装置的限制,不能加工太高的零件。立式加工中心的结构简单,占地面积小,价格相对较低,应用广泛。

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