1.2.2 加工中心的组成及结构特点

1.加工中心的用途

加工中心（Machining Center）是在数控铣床的基础上发展起来的一种高度自动化的加工设备，它是一种带有刀库和自动换刀装置（ATC）的数控机床，又称为自动换刀数控机床或多工序数控机床。工件经一次装夹后，数控系统能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件的运动轨迹及其他辅助功能，连续地对工件各表面自动进行铣（车）、钻、扩、铰、镗、攻螺纹等多种工序的加工，适用于加工凸轮、箱体、支架、盖板、模具等各种复杂型面的零件。

2.加工中心的组成

加工中心的外形如图1.3所示，加工中心的组成如图1.4所示。

加工中心有各种类型，虽然外形结构各异，但总体上是由基础部件、主轴部件、数控系统、自动换刀装置（ATC）几大部分组成。加工中心与一般数控机床的显著区别是具有对零件进行多工序加工的能力，有一套自动换刀装置。有些加工中心除配有刀库外，还有主轴头库，可自动更换主轴头进行卧铣、立铣、磨削和转位铣削等。

目前，加工中心的刀库容量越来越大，换刀时间越来越短，加工精度越来越高，功能不断增强，除了在数控铣床基础上发展起来的加工中心（铣镗加工中心）外，还出现了在数控车床基础上发展起来的车削加工中心。

3.加工中心的主要结构特点

（1）具有刀库和自动换刀装置，加工中心由数控系统控制机床自动更换刀具。

（2）加工中心一般带有自动分度回转工作台或可自动转角度的主轴箱，从而使工件在一次装夹后，自动完成多个平面或多个角度位置的多工序加工。

（3）有的加工中心具有自适应控制功能，在加工过程中能随着加工条件的变化而自动调整最佳切削参数，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，从而得到更好的加工质量。

【知识拓展】

数控机床坐标轴通常分两类：一类是直线坐标轴X、Y、Z，另一类是指分别围绕这些直线坐标轴旋转的A、B、C坐标轴。

（1）二轴联动 主要用于数控车床加工曲线旋转面或数控铣床等加工曲线柱面。

（2）二轴半联动 主要用于三轴以上控制的机床，其中二轴联动，另一个轴做周期性进给。

（3）三轴联动 一般分成两类，一类就是X、Y、Z三个直线坐标轴联动，比较多的用于数控铣床、加工中心等；另一类是除了同时控制X、Y、Z中的两个直线坐标轴外，还同时控制围绕其中某一直线坐标旋转的旋转坐标轴。如车削加工中心，它除了纵向（Z轴）、横向（X轴）两个直线坐标轴联动外，还需同时控制围绕Z轴旋转的主轴（C轴）联动。

（4）四轴联动 同时控制X、Y、Z三个直线坐标轴与某一旋转坐标轴联动。

（5）五轴联动 除同时控制X、Y、Z三个直线坐标轴联动外，还同时控制围绕这些直线坐标轴旋转的A、B、C坐标轴中的两个旋转坐标轴，形成同时控制五个轴联动。这时刀具可以被定在空间的任意方向。

【知识训练】

1.数控铣床和加工中心的主要区别是什么？

2.简单叙述一下你所见过的数控铣床（如图1.1）和加工中心（如图1.3）有何不同？