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关键词：龙门加工中心,加工中心,数控机床,龙门加工
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数控龙门加工中心
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机床的主要组成部分
本机床主要由工作台部分、底座部分、滑枕和伺服主轴部分、立柱与顶梁部分、电气部分、数控部分、刀库部分、液压部分、润滑部分、冷却部分、排屑部分、防护部分等组成。
床身、工作台、立柱、横梁都采用高强度HT250米汗纳铸铁和树脂砂工艺铸造，具有高钢性、良好的精度稳定性。龙门框架由床身、两边立柱和横梁组成，两边立柱下面与床身紧固连接，上端与横梁紧固连接，从而形成一个高刚度的封闭龙门框架。
龙门型数控加工中心的床身、工作台、立柱、横梁等基础件的加工至关重要，它是机床精度的保证，为确保机床的精度，嘉胜公司进行了一系列的优化设计；为确保机床精度，嘉胜龙门型数控加工中心的基础件经过整体床身、精度验收合格的特大型导轨磨加工而成，解决了许多由于设备不能加工而采取分段加工而无法保证机床精度的问题。
2、结构布局与特点
整机采用定梁定柱龙门式结构，床身固定。工作台在床身上作X向移动，滑座在横梁上作Y向移动，伺服主轴与滑枕在滑座上作Z向移动。立主轴组件置于滑枕后段，升降部件（滑枕）分别采用双缸液压自动平衡，保证升降部件运动的可靠性；液压缸位置靠近升降导轨，不会对导轨产生颠覆力矩，保证升降运动的平稳和可靠性。整机布局合理、美观。双立柱与顶梁、床身形成牢固的龙门结构，保证机床整体的刚性，同时适应于重切削、轻切削、钻孔和攻丝等各种场合。
主要大件如立柱、床身、滑枕、横梁、工作台等均采用箱型或近似箱型结构，大规格结构尺寸，并布置有足够强度的加强筋板，如立柱中间布置有对连整体筋板，床身内腔采用密集型“蜂窝状”井型筋板布置；滑枕内腔也布置有纵横交错筋板等。
主要大件均采用高强度HT250米汗纳铸铁和树脂砂工艺铸造，具有完整的二次时效工艺以消除残余应力，保证整机具有足够的强度、刚性和高稳定性。横梁、立柱、滑枕等大件用机加工修整外表面，确保表面平整，整体外型美观。
（1）、龙门型数控加工中心采用台湾原产功阳数控超长主轴。主轴传动链短，具有最佳的主轴精度，特别是可选择主轴齿轮传动型，扭矩更大，保证主轴运转更平稳 、噪音更低、使用寿命更长、该结构特别适合中、低速的大进刀量切削。
（2）、主轴采用精密角接触主轴轴承，支承跨距大，主轴刚性好，运转平稳，精度保持性好。主轴组件作为独立部件，装配制造工艺性好，调整轴承预紧力方便可靠,维护方便。
（3）、油压锁刀结构 ：主轴安装台湾原产油压锁刀机构，刀具夹紧力大，换刀快速，确保松夹刀安全、可靠。
5、三向导轨
X向采用宽型超重直线滚柱导轨，保证工作台的承重量和移动的稳定。
Y向采用两根超重直线滚柱导轨，该导轨组合结构形式刚性好，摩擦系数小，运动灵敏度高，性能优越，承载能力大，能承受强力重切削，且机床的精度稳定性极好，使用寿命长。
Z向滑枕采用矩形导轨，能承受重载切削。滑枕经热处理和研磨、精度高，切削能力强。
6、三向进给机构
（1）、X向进给机构采用台湾原产上银滚珠丝杆加双螺母传动，采用原装进口伺服马达驱动，大大提高了驱动力，进给驱动特性好，机构简单，维护方便。
（2）、Y和Z向同样采用台湾上银滚珠丝杆来保证机床的精度和稳定性。
7、润滑恒温系统
机床配有油温自动控制箱，对循环油进行冷却。导轨、滚珠丝杆等所有运动的零部件有完善的集中润滑系统，可实现定时、定量全自动润滑。油压箱内夏季用N68号机油，冬季用N46号机油；在冬季油温过低时，对机油进行预热，使机床能正常工作。
8、油压系统
油压系统主要为Z轴方向滑枕的升降提供油压平衡动力。液压元器件采用进口高质量产品，进口油泵，保证液压系统性能的稳定和可靠。升降部件的液压平衡油蓄能器与平衡回路不受其他动力回路的影响，工作稳定可靠。
9、系统选择
采用进口数控系统和大平面液晶显示，系统性能稳定可靠，维护方便。
刀库使用的是台湾原装产品，锁刀力强，不会产生掉刀现象，换刀时间短。
11、安全防护
（1）、X和Y向导轨采用不锈钢伸缩防护罩风琴伸缩防护，确保导轨和丝杆工作的可靠性和寿命。
（2）、主电机、进给电机均设有超载、过热电气保护功能。各向进给机构设有限位和极限挡块控制装置，机床工作安全可靠。
（3）、配置机床工作照明灯。
（4）、所有移动管线全部采用金属或非金属链条装置做安全防护。
（5）、全防护式工作台防护罩。
12、冷却系统
外箱式冷却水箱，台湾高强度水泵，喷嘴最大出水流量70升/分，冷却控制开关在机床的操作面板上。
13、排屑系统
机床采用的是螺旋式和滚轮式自动排屑方法，直接排到铁屑车上。
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1、数控铣加工常用刀具的种类
数控铣加工刀具种类很多，为了适应数控机床高速、高效和自动化程度高的特点，所用刀具正朝着标准化、通用化和模块化的方向发展，主要包括铣削刀具和孔加工刀具两大类。为了满足高效和特殊的铣削要求，又发展了各种特殊用途的专用刀具。
⑴ 圆柱铣刀
圆柱铣刀主要用于卧式铣床加工平面。圆柱铣刀一般为整体式。铣刀的材料为高速钢，主切削刃分布在圆柱表面上，无副切削刃。铣刀有粗齿和细齿之分。粗齿铣刀的齿数少，刀齿强度大，容削空间也大，可重磨次数多，适合于粗加工。细齿铣刀的齿数多，工作平稳，适合于精加工。圆柱铣刀的直径范围d=50～100mm，齿数一般为z=6～14齿，螺旋角β=30°～45°。
面铣刀主要爱用于立式铣床加工平面和台阶面等。面铣刀的主要切削刃分布在铣刀的圆柱面上或圆锥面上，副切削刃分布在铣刀的端面上。面铣刀按结构可以分为整体式面铣刀、硬质合金整体焊接式面铣刀、硬质合金可转换式面铣刀等形式。
① 整体式面铣刀：由于这种面铣刀的材料为高速钢，所以其切削速度和进给量都受到一定的限制，生产率较低，并且由于该铣刀的刀齿损坏后很难修复，所以整体式面铣刀的应用较少。
② 硬质合金整天焊接式面铣刀：这种面铣刀有硬质合金刀片与合金钢刀体焊接而成，结构紧凑，切削效率高。由于它的刀齿损坏后也很难修复，所以这种铣刀的应用也不多。
③ 硬质合金可转位式面铣刀：这种面铣刀是将硬质合金可转位刀片直接装夹在刀体槽中，切削刃磨钝后，只需将刀片转位或更新的刀片即可继续使用。硬质合金可转位式面铣刀有加工质量稳定、切削效率高、刀具寿命长、刀片的调整和更换方便以及刀片重复定位精度高特点，所以该铣刀是生产上应用最广泛的刀具之一。
立铣刀是数控铣削加工中应用最广泛的一种铣刀，它主要用于立式铣床上加工凹槽、台阶面和成型面等。立铣刀的主切削刃分布在铣刀的圆柱表面上，副切削刃分布在铣刀的端面上，并且端面中心有孔，因此铣削时一般不能沿铣刀轴向作进给运动，而只能沿铣刀径向作进给运动。立铣刀也有粗齿和细齿之分，粗齿铣刀的刀齿为3～6个，一般用于粗加工，细齿铣刀的刀齿为5～10个，适合于精加工。立铣刀的直径范围是2～80mm，其柄部、莫氏锥柄和7∶24锥柄等多种形式。
⑷ 键槽铣刀
键槽铣刀主要用于立式铣床上加工圆头封闭键槽等，该铣刀外形似立铣刀，端面无顶尖孔，端面刀齿从外圆开止轴心，且螺旋角较小，增强了端面刀齿的强度。端面刀齿上的切削刃为主切削刃，圆柱面上的切削刃为副切削刃。加工键槽时，每次先沿铣刀轴向进给较小的量，然后再沿径向进给量，这样反复多次，即可完成键槽加工。由于该铣刀的磨损是在端面和靠近端面的外援部分，所以修模时只修磨端面切削刃，这样铣刀直径可保持不变，使加工键槽精度较高，铣刀寿命较长。键槽铣刀的直接范围为2～63mm，柄部有直柄和莫氏锥柄。
⑸ 成形铣刀
成型铣刀一般是为特定形状的工件或加工内容专门设计制造的，如渐开线齿面、燕尾槽和T形槽等。
数控铣刀具的分类有多种方法，根据刀具结构可分为：①整体式;②镶嵌式，采用焊接或机夹式连接，机夹式又可分为不转位和可转位两种;③特殊型式，如复合式刀具，减震式刀具等。根据制造刀具所用的材料可分为：①高速钢刀具;②硬质合金刀具;③金刚石刀具;④其他材料刀具，如立方氮化硼刀具，陶瓷刀具等。
从切削工艺上可分为：平端立铣刀、圆角立铣刀、球头刀和锥度铣刀等。
2、数控铣加工对刀具的要求
为了保证数控铣机床的加工精度，提高数控铣机床的生产效率及降低刀具材料的消耗，在选用数控铣机床刀具和刀具材料时，除满足普通机床应具备的基本条件外，还要考虑在数控铣机床中刀具工作条件等多方面因素，如切屑的断屑性能、刀具快速调整与更换，因此对刀具和刀具材料提出更高的要求。
⑴铣刀刚性要好一是为提高生产效率而采用大切削用量的需要;二是为适应数控铣床加工过程中难以调整切削用量的特点。当工件各处的加工余量相差悬殊时，通用铣床遇到这种情况很容易采取分层铣削方法加以解决，而数控铣削就必须按程序规定的走刀路线前进，遇到余量大时无法象通用铣床那样“随机应变”，除非在编程时能够预先考虑到，否则铣刀必须返回原点，用改变切削面高度或加大刀具半径补偿值的方法从头开始加工，多走几刀。但这样势必造成余量少的地方经常走空刀，降低了生产效率，如刀具刚性较好就不必这么办。
⑵铣刀的耐用度要高尤其是当一把铣刀加工的内容很多时，如刀具不耐用而磨损较快，就会影响工件的表面质量与加工精度，而且会增加换刀引起的调刀与对刀次数，也会使工作表面留下因对刀误差而形成的接刀台阶，降低了工件的表面质量。除上述两点之外，铣刀切削的几何参数的选择和排屑性能等也非常重要。切屑粘刀形成积屑瘤在数控铣削中是十分忌讳的。总之，根据倍加工材料的切削性能及加工余量，选择刚性好、耐用度搞的铣刀，是充分发挥数控铣床的生产效率和获得满意的加工质量的前提。
3、 数控铣加工刀具类型的选择
刀具的选择是在数控编程的人机交互状态下进行的。应根据机床的加工能力、工件材料的性能、加工工序、切削用量以及其它相关因素正确选用刀具及刀柄。刀具选择总的原则是：安装调整方便，刚性好，耐用度和精度高。在满足加工要求的前提下，尽量选择较短的刀柄，以提高刀具加工的刚性。
生产中，被加工零件的几何形状是选择刀具类型的主要依据：
⑴铣削刀具的选用：加工曲面类零件时，为了保证刀具切削刃与加工轮廓在切削点相切，而避免刀刃与工件轮廓发生干涉，一般采用球头刀，粗加工用两刃铣刀，半精加工和精加工用四刃铣刀;铣较大平面时，为了提高生产效率和提高加工表面粗糙度，一般采用刀片镶嵌式盘形铣刀;铣小平面或台阶面时一般采用通用铣刀;铣键槽时，为了保证槽的尺寸精度、一般用两刃键槽铣刀;
⑵孔加工刀具的选用：数控机床孔加工一般无钻模，由于钻头的刚性和切削条件差，选用钻头直径D应满足L/D≤5(L为钻孔深度)的条件;钻孔前先用中心钻定位，保证孔加工的定位精度;精绞前可选用浮动绞刀，绞孔前孔口要倒角;镗孔时应尽量选用对称的多刃镗刀头进行切削，以平衡镗削振动;尽量选择较粗和较短的刀杆，以减少切削振动。在经济型数控加工中，由于刀具的刃磨、测量和更换多为人工手动进行，占用辅助时间较长，因此，必须合理安排刀具的排列顺序。
4、一般应遵循以下原则：
①尽量减少刀具数量;
②一把刀具装夹后，应完成其所能进行的所有加工部位;
③粗精加工的刀具应分开使用，即使是相同尺寸规格的刀具;
④先铣后钻;
⑤先进行曲面精加工，后进行二维轮廓精加工;
⑥在可能的情况下，应尽可能利用数控机床的自动换刀功能，以提高生产效率等。
另外，刀具的耐用度和精度与刀具价格关系极大，必须引起注意的是，在大多数情况下，选择好的刀具虽然增加了刀具成本，但由此带来的加工质量和加工效率的提高，则可以使整个加工成本大大降低。
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