加工中心是典型的數(shù)控機(jī)床,它的產(chǎn)銷量占數(shù)控機(jī)床市場的30%~40%
,立式加工中心是加工中心中的主要產(chǎn)品
,它的主軸軸線垂直于水平面
。主要應(yīng)用于工程機(jī)械
、軍工、模具
、閥門
、飛機(jī)、醫(yī)療設(shè)備
、電力
、光學(xué)設(shè)備等行業(yè)。
1. 定立柱式立式加工中心(即工作臺(tái)運(yùn)動(dòng),立柱固定型結(jié)構(gòu))
定柱式立式加工中心
,又稱工作臺(tái)運(yùn)動(dòng)式立式加工中心。此類立式加工中心產(chǎn)銷量占立式加工中心市場的75%左右
,大多數(shù)機(jī)床制造廠家都有此類結(jié)構(gòu)的機(jī)床
。此類機(jī)床屬于傳統(tǒng)的普及型立式加工中心,按工作臺(tái)運(yùn)動(dòng)方向分為兩種
。此類機(jī)床具有以下優(yōu)點(diǎn) :
A
、機(jī)床成本低,設(shè)計(jì)
、制造比較容易
。
B
、容易實(shí)現(xiàn)批量化生產(chǎn)。
C
、與動(dòng)立柱式加工中心相比:機(jī)床的立柱部件
、主軸箱部件剛性好;在切削過程中
,主軸箱部件振動(dòng)小
。
1.1十字滑臺(tái)結(jié)構(gòu)(工作臺(tái)有兩個(gè)方向運(yùn)動(dòng))
機(jī)床結(jié)構(gòu)見下圖1。立柱固定在底座上
,鞍座帶著工作臺(tái)在底座上做前后方向(Y方向)運(yùn)動(dòng)
,工作臺(tái)在鞍座上做左右方向(X方向)運(yùn)動(dòng),主軸箱在立柱上做上下方向(Z方向)運(yùn)動(dòng)
。
1.2其它結(jié)構(gòu)(工作臺(tái)有一個(gè)方向運(yùn)動(dòng))
機(jī)床結(jié)構(gòu)見下圖2
。立柱固定在底座上,工作臺(tái)在底座上做前后方向(Y方向)運(yùn)動(dòng)
,鞍座帶著主軸箱在立柱上做左右方向(X方向)運(yùn)動(dòng)
,主軸箱在鞍座上做上下方向(Z方向)運(yùn)動(dòng)。
2. 動(dòng)柱式結(jié)構(gòu)(即工作臺(tái)固定,立柱運(yùn)動(dòng)型結(jié)構(gòu))
動(dòng)柱式立式加工中心
,又名固定工作臺(tái)式立式加工中心,此類立式加工中心產(chǎn)銷量占立式加工中心市場的15%左右
,此類機(jī)床屬于中檔的立式加工中心
,此類機(jī)床具有以下優(yōu)點(diǎn) :
A、和傳統(tǒng)的移動(dòng)工作臺(tái)式結(jié)構(gòu)相比
,由于三軸運(yùn)動(dòng)部件的負(fù)載慣量不變
,在計(jì)算伺服增益、加減速時(shí)間常數(shù)時(shí)可以針對每個(gè)軸的運(yùn)動(dòng)慣量進(jìn)行精確的優(yōu)化
;有效避免了動(dòng)工作臺(tái)式產(chǎn)品在負(fù)載重量小時(shí)響應(yīng)過沖、負(fù)載重量大時(shí)響應(yīng)遲緩的問題
,并且避免了由以上問題帶來的對加工精度不利的影響
。最大的優(yōu)點(diǎn)是此類機(jī)床可以加工重量很大的工件。
B
、由于工作臺(tái)不移動(dòng)
,和同規(guī)格的動(dòng)工作臺(tái)式結(jié)構(gòu)的產(chǎn)品相比,工作臺(tái)上可以放置更大的工件和異形工件
,而不必?fù)?dān)心工件會(huì)和機(jī)床的其它部分發(fā)生干涉
。另外,對于重心位置不正的零件也可以順利地實(shí)現(xiàn)高精度加工
。
C
、由于X軸運(yùn)動(dòng)完全由立柱的移動(dòng)來實(shí)現(xiàn)
,立柱在底座上的運(yùn)動(dòng)不會(huì)在X軸行程的兩端產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)部件懸伸的情況,保證了運(yùn)動(dòng)部件在X軸全行程上受力情況不發(fā)生變化
,因而使機(jī)床具有更好的精度和剛性
。 另外,固定的工作臺(tái)使得操作者更容易靠近
,裝卸工件的操作更加容易和省力
,操作的宜人性有十分明顯的提高。
機(jī)床結(jié)構(gòu)見上圖3
。工作臺(tái)固定在底座上
,鞍座帶著立柱在底座上做左右方向(X方向)運(yùn)動(dòng),立柱在鞍座上做前后方向(Y方向)運(yùn)動(dòng)
,主軸箱在立柱上做上下方向(Z方向)運(yùn)動(dòng)
。此類機(jī)床因?yàn)榱⒅鰞蓚€(gè)方向運(yùn)動(dòng),又稱為全動(dòng)柱立式加工中心
。
3. 小型龍門式結(jié)構(gòu)(見圖4)、框中框結(jié)構(gòu)(見圖5)

此類立式加工中心產(chǎn)銷量占立式加工中心市場的5%左右,此類機(jī)床屬于高檔的立式加工中心
,此類機(jī)床具有以下優(yōu)點(diǎn) :
A
、由于獨(dú)特的結(jié)構(gòu),此類機(jī)床剛性好
,精度高
。
B、主軸箱部件不懸伸
,加工時(shí)不承受彎矩造成的變形
。
C、圖5所示的框中框結(jié)構(gòu)
,機(jī)床可以做到高速加工
,高速定位。
D
、圖5所示的框中框結(jié)構(gòu)
,可以做到重心驅(qū)動(dòng)。即雙絲杠驅(qū)動(dòng)的合力通過了移動(dòng)部件的重心
,是近年來高速
、高精度加工的重大突破。(Y/Z軸雙絲杠驅(qū)動(dòng))
。
機(jī)床結(jié)構(gòu)見圖4
,機(jī)床立柱固定在底座上,工作臺(tái)在底座上做前后方向(Y方向)運(yùn)動(dòng)
,主軸箱在鞍座帶著主軸箱在立柱上做左右方向(X方向)運(yùn)動(dòng)
,主軸箱在鞍座上做上下方向(Z 立柱方向)運(yùn)動(dòng)
。
機(jī)床結(jié)構(gòu)見圖5,機(jī)床的框架式立柱固定在底座上
,鞍座帶著工作臺(tái)在底座上做前后方向(Y方向)運(yùn)動(dòng)
,工作臺(tái)在鞍座上做左右方向(X方向)運(yùn)動(dòng),主軸箱在立柱上做上下方向(Z方向)運(yùn)動(dòng)