三轴、四轴、五轴加工中心、卧加
海天卧加加工中心操作方法
海天卧加加工中心操作方法
1. 首先确定需要加工的工作件尺寸和加工要求；
2. 打开加工中心控制系统电源，启动加工中心，进入控制界面；
3. 将工作件固定在夹具上，并使用手动操作模式移动加工中心X、Y、Z三个轴，粗略对位工作件；
4. 使用手动模式或调整界面对加工刀具进行工作参数设置，包括切削深度、进给速度和转速等；
5. 根据加工要求选择合适的加工程序，将程序导入到加工中心控制系统中；
6. 启动加工程序，开始自动加工过程；
7. 监视加工过程中的情况，如需要调整加工参数，及时进行调整；
8. 加工完成后关闭加工中心，将加工件从夹具上取下，进行清洗和加工后处理操作。
四轴加工中心参数
四轴加工中心参数概述四轴加工中心是一种用于进行金属加工的机床，具有四个坐标轴，可进行多轴数控加工。
为了达到最佳加工效果，四轴加工中心需要根据具体的加工需求进行参数调整。
本文将深入探讨四轴加工中心的参数设置，包括加工速度、加工深度、加工精度、半径补偿等方面内容。
加工速度加工速度是指加工中心在进行加工过程中，工具移动的速度。
加工速度直接影响加工效率和加工质量。
一般而言，加工速度越快，加工效率越高，但也容易导致加工质量不稳定。
因此，在设置加工速度时需要考虑多个因素，如材料硬度、工具刃口磨损等。
在参数设置过程中，通常会选择一个合适的加工速度范围，并根据具体情况进行微调。
加工深度加工深度是指工具在加工过程中进入材料的深度。
加工深度的设置主要受材料性质、工具强度和加工精度要求等因素影响。
一般而言，加工深度越大，加工时间越长，但也可以提高加工效率。
然而，加工深度过大可能导致工具折断或产生加工质量问题。
因此，在设置加工深度时需要综合考虑多个因素，为了实现更好的加工效果，常常需要通过实验和经验总结来确定最佳加工深度。
加工精度加工精度是指加工中心在进行加工过程中的精确度和稳定性。
加工精度对于一些精密零部件的加工尤为重要。
在四轴加工中心中，加工精度的设置涉及到多个参数，如进给速度、回转速度、切削速度等。
为了实现更高的加工精度，需要根据加工材料、加工形状和加工要求等因素，逐步调整不同参数，使其在一个合适的范围内。
半径补偿半径补偿是指在进行切削操作时，考虑到刀具半径的大小，通过适当调整刀具路径，保证最终加工出的尺寸与设计尺寸一致。
四轴加工中心通常会有半径补偿功能，可以根据实际情况进行设置。
半径补偿的参数设置与材料硬度、刀具半径、切削速度等有关，需要通过试验和实践来确定最佳参数。
总结四轴加工中心参数的设置对于加工效果和加工质量具有重要影响。
加工速度、加工深度、加工精度和半径补偿等参数需要根据具体情况进行合理的调整，以满足加工要求。
加工中心的分类 (1)
第一章加工中心的分类加工中心常按主轴在空间所处的状态分为立式加工中心和卧式加工中心，加工中心的主轴在空间处于垂直状态的称为立式加工中心，主轴在空间处于水平状态的称为卧式加工中心。
主轴可作垂直和水平转换的，称为立卧式加工中心或五面加工中心，也称复合加工中心。
按加工中心立柱的数量分；有单柱式和双柱式(龙门式)。
按加工中心运动坐标数和同时控制的坐标数分：有三轴二联动、三轴三联动、四轴三联动、五轴四联动、六轴五联动等。
三轴、四轴是指加工中心具有的运动坐标数，联动是指控制系统可以同时控制运动的坐标数，从而实现刀具相对工件的位置和速度控制。
按工作台的数量和功能分：有单工作台加工中心、双工作台加工中心，和多工作台加工中心。
按加工精度分：有普通加工中心和高精度加工中心。
普通加工中心，分辨率为1μm，最大进给速度15～25m／min，定位精度lOμm左右。
高精度加工中心、分辨率为0.1μm，最大进给速度为15～100m／min，定位精度为2μm左右。
介于2～lOμm之间的，以±5μm较多，可称精密级。
第二章加工中心的刀库加工中心是备有刀库，并能自动更换刀具，对工件进行多工序加工的数字控制机床。
工件经一次装夹后，数字控制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机能，依次完成工件几个面上多工序的加工。
加工中心由于工序的集中和自动换刀，减少了工件的装夹、测量和机床调整等时间，使机床的切削时间达到机床开动时间的8O％左右(普通机床仅为15～20％)；同时也减少了工序之间的工件周转、搬运和存放时间，缩短了生产周期，具有明显的经济效果。
加工中心适用于零件形状比较复杂、精度要求较高、产品更换频繁的中小批量生产。
第一台加工中心是1958年由美国卡尼-特雷克公司首先研制成功的。
它在数控卧式镗铣床的基础上增加了自动换刀装置，从而实现了工件一次装夹后即可进行铣削、钻削、镗削、铰削和攻丝等多种工序的集中加工。
常用机加工设备介绍
常用机加工设备介绍机加工设备介绍（主要针对大型机加工设备）目录1. 镗铣加工中心 (1)1.1 日本TOYODA大型/超大型卧式加工中心:FH系列重切削 (1)1.2 韩国威亚WIA大型卧式加工中心KH1000 (2)1.3 日本三井精机超高精度卧式加工中心HS8A大型/超大型 (3)1.4 韩国WIA大型立式加工中心 (4)1.5 日本TOYODA强力切削大型卧式加工中心:FA800/FA1050 (5)2. 数控车床/车削中心 (6)2.1 日本大隈OKUMA五轴立式数控车床车削中心VTM系列 (6)2.2 日本大隈OKUMA立式数控车床车削中心VTM系列 (8)3. 复合数控机床 (10)3.1 车铣 (10)3.1.1 日本大隈OKUMA车铣复合数控机床MULTUSB750 (10)3.1.2 德国DMG车铣复合数控机床,FD系列 (12)3.1.3 德国DMG车铣复合数控机床CTXbeta1250 (13)3.2 车磨 (14)3.2.1 德国EMAG倒置式立式车磨中心:VSCDS/DDS和VLC-250-DS (14)3.3 钻铣 (15)3.3.1 铝铜型材钻铣复合加工中心PJ-NC6500 (15)3.3.2 国产五轴钻铣复合数控深孔 (16)3.3.3 德国德马吉DMG铣钻加工中心MILLTAP700 (17)4. 数控磨床 (18)4.1 成型 (18)4.1.1 德国Peter-Wolters精密蠕动成型磨床Macro-L (18)4.1.2 日本Okamoto超精密自动曲线成型磨床:UPZ系列 (18)4.2 高精度/超高精度 (19)4.2.1 日本三井精机MITSUISEIKI高精度坐标磨床300G/3GEN/4GDN .. 194.2.2 美国500型数控坐标磨床 (21)4.2.3 德国peter-wolters大型双端面平面加工机床AC系列 (23)4.3 复杂型面工件 (25)4.3.1 美国1280型数控坐标磨床 (25)4.3.2日本Okamoto超精密自动曲线成型磨床:UPZ系列 (27)4.4 去毛刺机床 (28)4.4.1 热能去毛刺机床 (28)4.4.2 国产真空减压超声波去铸砂去毛刺机,StarCluster (29)4.4.3 德国砂带毛刷复合型抛光去毛刺机床FE700-L (30)1. 镗铣加工中心1.1 日本TOYODA大型/超大型卧式加工中心:FH系列重切削品牌：日本TOYODA型号：FH800S、FH1050S、FH1250SX、FH1250SW应用行业：汽车零部件、金属加工产品特点：在“大型、快速、强力”三项中，达到同级别机型最高性能水平。
数控铣床-加工中心的认识
伺服系统是数控铣床执行机构的驱动部件，主要包括主轴伺服系统和进给
伺服系统。它把来自数控装置的运动指令进行放大，驱动机床的运动部件，使 工作台按规定轨迹移动或准确定位。
（2）数控铣床/加工中心的工作原理 加工中心的基本工作原理如图1.6所示。根据被加工零件的图样、尺寸、材
料及技术要求等内容进行工艺分析，确定加工顺序、走刀路线、切削用量等， 把加工程序输入到数控装置中，经过驱动电路控制和放大，使伺服电机转动， 经滚珠丝杠驱动铣床工作台，最终完成整个加工。加工结束机床自动停止。
3.数控铣床加工范围与常用的刀具 （1）数控铣床的加工范围
1)平面类零件 平面类零件是指加工面平行或垂直于水平面，以及加工米昂与水平面的夹角为 一定值的零件，这类加工面可展开为平面。
1.数控铣床/加工中心的分类 （1）按控制轴数可分为： 1）三轴数控铣床（加工中心） 2）四轴数控铣床（加工中心） 3）五轴数控铣床（加工中心） （2）按主轴与工作台相对位置分类 1）立式加工中心 2）卧式加工中心
2.数控铣床的组成和工作原理 （1）数控铣床的组成
数控铣床与其他数控机床一样，由数控系统、伺服系统、机床本体三部分 组成。其中数控系统是核心部件。
项目
配分
刀具识别
50பைடு நூலகம்
机床面板识别
50
考核标准 能正确识别刀具的种类并说明其加工场合
能正确识别面板上的所有功能按键
得分
【复习与思考】
1.判断题。
（1）数控机床产生于1958年。（ ）
（2）二轴半的数控铣床是指具有二根半轴的数控铣床。（ ）
（3）加工中心不适宜加工箱体类零件。（ ）
多轴机床常见类型
φ400mm 800mm 400mm 630mm -10°～+110° 360° 20m/min 60r/min 30r/min 0.001mm 0.001° 0.001° 60－12000r/min 12KW 16 把 HSK63A φ80mm/150mm 180mm 三相交流 380V（1±10%）50Hz
所以机床设计为双摆台的形式可以更有效地利用机床空间使加工范围更大，因为主轴是固定 不变的，所以刀具长度不会影响摆动误差。同时由于工作台可旋转和可倾斜，所以也方便于 操作。上文中所述 3+2 形式的立式五轴联动加工中心就是典型的双摆台形式。双摆台式的 五轴联动数控铣床的结构形式如图 1-9 所示
（a）
瑞士GF阿奇夏米尔的MIKRON HPM600U/800U精密型5轴联动加工中心是针对精密零
件加工行业的最新产品。它具有高动态特性、高速加工特性和5轴联动的特点。如图1-10所
示。
图 1-10 瑞士米克朗 HPM600U 双摆台 高性能五轴联动加工中心外观视图
1）机床结构 HPM600U/800U 加工中心采用混凝土聚合物整体压铸的落地床身，新型龙门框架式结 构，X、Y、Z三轴导轨各自独立，从而保证了极高的精度稳定性。机床主轴采用立式结构， 可以保证更高的切削稳定性。特殊设计的大摆角回转工作台采用扭矩电机直接驱动，强力液
由于增加了旋转轴，所以与三轴数控机床相比较，多轴机床的刀具或工件的运动形式 更为复杂，形式也有多种。 一、三轴立式加工中心附带数控转台的四轴联动机床
（a）
（b）
图 1-1 数控转台 （a）数控转台安装在工作台上的情况 （b）数控转台装夹工件的情况
如图 1-1 所示，这类机床是在三轴立式数控铣床或加工中心上，附加具有一个旋转轴的 数控转台来实现四轴联动加工，即所谓 3+1 形式的四轴联动机床。由于是基于立式铣床或加 工中心作为主要加工形式，所以数控转台只能算作是机可以实现五轴联动加工。如复杂的叶轮的加工、空间曲面加工。CNC 用户程序和数
HELLER公司及机床介绍
HELLER公司及机床介绍HELLER 公司是一家在全球范围内专业生产制造和销售卧式四轴和五轴加工中心的机床供应商，有100 多年的历史，这100 多年中HELLER 公司积累大量的宝贵经验，所以我们的工艺能力和产品解决方案深受全世界客户的好评，一直以来牢牢占据着卧式机床行业的高端市场。
特别在汽车领域，以我们的机床所组成的生产线以精度高、效率高、稳定性可靠等优点闻名整个行业。
德国卧式加工中心的机床品牌较多，而Heller 公司在这一领域始终处于顶尖的一流档次，并且是目前仅存的没有被卖掉的两个机床品牌之一，另一家是GROB（格劳博）主要领域为铝质材料加工。
在德国二流机床品牌中，Heckert（海科特）被瑞士的Starrag（斯达拉格）收购；huiller-hille（惠乐喜乐）被MAG 收购，又被MAG 卖给了台湾友嘉；在德国的三流品牌中，DMG（德马吉）是由Deckel（立加）、Maho（卧加）、Gildmeister（车床）三个品牌共同设立的销售公司，由于为上市公司2013 年被日本森精机（Mori）收购控股。
100 多年来HELLER 机床以高刚性，高稳定性及高精度为特点始终处于该领域的世界领先地位。
在 2008 年金融危机前 Heller 产品一直为德国高度受控的精密机加设备，因此在中国的非汽车生产线领域的占有率比不高。
但在要求高刚性高稳定性及高精度的大批量汽车生产线领域，特别是柴油发动机及变速箱，Heller 设备在世界上以及中国国内均占有绝对的主导地位。
众所周知，机床的核心部分是保证机床高刚性高稳定性及高精度的重要前提，heller 自始至终坚持核心部件自己生产，比如床身、龙门立柱、主轴、工作台、B轴等，目前在德国品牌中做到这一点仅仅只有HELLER 公司，其他机床品牌要么是外协、要么外购。
我们深知这样做会增加机床自身的成本以及交货期，但是HELLER 绝不以牺牲机床性能为代价。
我们提供给客户的每一台机床都是严格经过了工厂中的每一道程序，切切实实的兑现我们向客户承诺的机床性能及精度。
加工中心上加工零件的工艺和要求
加工中心加工内容的选择
• 选定适合加工中心加工的零件之后，需要进一步选择确定适合加工中 心加工的零件表面。通常选择下列表面： • ①尺寸精度要求较高的表面。 • ②相互位置精度要求较高的表面。 • ③丌便于普通机床加工的复杂曲线、曲面。 • ④能够集中加工的表面。
加工零件的结构工艺性分析
• 从机械加工的角度考虑，在加工中心上加工的零件，其结构工艺性应 具备以下几点要求 ： • ①零件的切削加工量要小，以便减少加工中心的切削加工时间，降 低零件的加工成本。 • ②零件上光孔和螺纹的尺寸规格尽可能少，减少加工时钻头、铰刀 及丝锥等刀具的数量，以防刀库容量丌够。 • ③零件尺寸规格尽量标准化，以便采用标准刀具。 • ④零件加工表面应具有加工的方便性和可能性。 • ⑤零件结构应具有足够的刚性，以减少夹紧变形和切削变形。
在加工中心上加工零件的工艺和要求
立式加工中心
• 加工范围广泛，可完成铣、镗、钻、绞、攻丝等加工、若选用数控转 台，可扩大为四轴控制实现多轴加工、大件采用稠筋封闭式框架结构、 刚性高、抗震性好、五大件由进口五面体加工中心加工，切削应力小， 热变形少 、大部分配套件（包括电器元件）采用进口或合资品牌，整 机可靠性高
加工路线的确定
• 加工中心上刀具的进给路线包括孔加工进给路线和铣削加工进给路线。 • 孔加工时，一般是先将刀具在xy平面内快速定位到孔中心线的位置上， 然后再沿z向（轴向）运动进行加工。
由于5. 6孔不1.2.3.4孔在Y向的定位方向相反，y向反向 间隙会使误差增加，从而影响5.6孔不其它孔的位置精度。按 图c所示路线，可避克反向间隙的引入。
• 五轴联动加工中心立式系列具有X﹑Y﹑Z三个直线运动的数控坐标轴 和二个旋转运动的数控坐标轴, 可实现五轴联动。各坐标轴可自动定 位,工件在一次装夹后,可自动完成铣﹑钻﹑镗﹑铰和攻丝等多种工序 的加工。适用于蜗轮、叶片、复杂模具和空间凸轮等具有复杂曲面的 零件加工，已在军工、航空、航天、发电和造船等机械加工行业中获 得了广泛应用。
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三轴、四轴、五轴加工中心、卧式加工中心的区别。
五轴加工中心、四轴、三轴加工中心区别、立式加工中心（三轴）最有效的加工面仅为工件的顶面，卧式加工中心借助回转工作台，也只能完成工件的四面加工。
目前高档的加工中心正朝着五轴控制的方向发展，工件一次装夹就可完成五面体的加工。
如配置上五轴联动的高档数控系统，还可以对复杂的空间曲面进行高精度加工。
立式五轴加工中心这类加工中心的回转轴有两种方式，一种是工作台回转轴。
设置在床身上的工作台可以环绕X轴回转，定义为A 轴，A轴一般工作范围+30度至-120度。
工作台的中间还设有一个回转台，在图示的位置上环绕Z轴回转，定义为C轴，C轴都是360度回转。
这样通过A轴与C轴的组合，固定在工作台上的工件除了底面之外，其余的五个面都可以由立式主轴进行加工。
A轴和C轴最小分度值一般为0.001度，这样又可以把工件细分成任意角度，加工出倾斜面、倾斜孔等。
A轴和C轴如与XYZ三直线轴实现联动，就可加工出复杂的空间曲面，当然这需要高档的数控系统、伺服系统以及软件的支持。
这种设置方式的优点是主轴的结构比较简单，主轴刚性非常好，制造成本比较低。
但一般工作台不能设计太大，承重也较小，特别是当A轴回转大于等于90度时，工件切削时会对工作台带来很大的承载力矩。
另一种是依靠立式主轴头的回转（图）。
主轴前端是一个回转头，能自行环绕Z轴360度，成为C轴，回转头上还带可环绕X轴旋转的A 轴，一般可达±90度以上，实现上述同样的功能。
这种设置方式的优点是主轴加工非常灵活，工作台也可以设计的非常大，客机庞大的机身、巨大的发动机壳都可以在这类加工中心上加工。
这种设计还有一大优点：我们在使用球面铣刀加工曲面时，当刀具中心线垂直于加工面时，由于球面铣刀的顶点线速度为零，顶点切出的工件表面质量会很差，采用主轴回转的设计，令主轴相对工件转过一个角度，使球面铣刀避开顶点切削，保证有一定的线速度，可提高表面加工质量。
这种结构非常受模具高精度曲面加工的欢迎，这是工作台回转式加工中心难以做到的。
为了达到回转的高精度，高档的回转轴还配置了圆光栅尺反馈，分度精度都在几秒以内，当然这类主轴的回转结构比较复杂，制造成本也较高。
主轴回转的立式五轴加工中心立式加工中心的主轴重力向下，轴承高速空运转的径向受力是均等的，回转特性很好，因此可提高转速，一般高速可达1,2000r/min以上，实用的最高转速已达到4,0000转。
主轴系统都配有循环冷却装置，循环冷却油带走高速回转产生的热量，通过制冷器降到合适的温度，再流回主轴系统。
X、Y、Z三直线轴也可采用直线光栅尺反馈，双向定位精度在微米级以内。
由于快速进给达到40～ 60m/min以上，X、Y、Z轴的滚珠丝杠大多采用中心式冷却，同主轴系统一样，由经过制冷的循环油流过滚珠丝杠的中心，带走热量。
卧式五轴加工中心此类加工中心
的回转轴也有两种方式，一种是卧式主轴摆动作为一个回转轴，再加上工作台的一个回转轴，实现五轴联动加工。
这种设置方式简便灵活，如需要主轴立、卧转换，工作台只需分度定位，即可简单地配置为立、卧转换的三轴加工中心。
由主轴立、卧转换配合工作台分度，对工件实现五面体加工，制造成本降低，又非常实用。
也可对工作台设置数控轴，最小分度值0.001度，但不作联动，成为立、卧转换的四轴加工中心，适应不同加工要求，价格非常具有竞争力。
另一种为传统的工作台回转轴，设置在床身上的工作台A轴一般工作范围+20度至-100度。
工作台的中间也设有一个回转台B轴，B轴可双向360度回转。
这种卧式五轴加工中心的联动特性比第一种方式好，常用于加工大型叶轮的复杂曲面。
回转轴也可配置圆光栅尺反馈，分度精度达到几秒，当然这种回转轴结构比较复杂，价格也昂贵。
目前卧式加工中心工作台可以做到大于1.25m2，对第一种五轴设置方式没有什么影响。
但是第二种五轴设置方式比较困难，因为1.25m2的工作台做A轴的回转，还要与工作台中间的B轴回转台联动确实勉为其难。
卧式加工中心的主轴转速一般在10,000rpm 以上，由于卧式设置的主轴在径向有自重力，轴承高速空运转时径向受力不均等，加上还要采用较大的BT50刀柄，一般最高可达20,000rpm。
卧式加工中心快速进给达到30～60m/min以上，主轴电机功率22-40KW以上，刀库容量按需要可从40把增加到160把，加工能力远远超过一般立式加工中心，是重型机械加工的首选。
加工中心大多可设计成双工作台交换，当一个工作台在加工区内运行，另一工作台则在加工区外更换工件，为下一个工件的加工做准备，工作台交换的时间视工作台大小，从几秒到几十秒即可完成。
最新设计的加工中心考虑到结构上要适合组成模块式制造单元（FMC）和柔性生产线（FMS），模块式制造单元一般至少有两台加工中心和四个交换工作台组成，加工中心全部并排放置，交换工作台在机床前一字形排开，交换工作台多的可以排成两行、甚至双层设计。
两边各有一个工位作为上下工件的位置，其余工位上的交换工作台安装着工件等待加工，有一辆小车会按照系统指令，把装着工件的交换工作台送进加工中心，或从加工中心上取出完成加工的交换工作台，送到下一个工位或直接送到下料工位，完成整个加工操作。
柔性生产线除了小车、交换工作台之外，还有统一的刀具库，一般会有几百把刀具，在系统中存入刀具的身份编码信息，再通过刀具输送系统送进加
工中心，并把用完的刀具取回，柔性生产线往往还需要一台FMS的控制器来指挥运行。
过去五轴加工中心多为德国、美国、日本、意大利制造，令人欣喜的是今年3月在上海举行的“中国数控机床展览会”上，展出了多台国内生产的五轴加工中心。
如济南二机床集团公司展出的龙门式五轴联动加工中心，工作台长6m,宽2m，采用立式主轴回转，A轴转角±100度，C轴转角±200度，这个庞然大物吸引了许多参观者，它标志着中国数控机床工业达到了先进水平。
上海第
三机床厂、第四机床厂制造的立卧加工中心，工作台630mm2，采用高速内冷电主轴，主轴可立、卧转换，工作台可以360度等分，类似于上述简单配置为立、卧转换的三轴加工中心，可对工件实现五面体加工，尽管还没有配置五轴，也非常实用。
加工中心的发展与未来现在加工中心逐渐成为机械加工业中最主要的设备，它加工范围广，使用量大。
近年来在品种、性能、功能方面有很大的发展。
品种：有新型的立、卧五轴联动加工中心，可用于航空、航天零件加工；有专门用于模具加工的高性能加工中心，集成三维CAD/CAM对模具复杂的曲面超精加工；有适用于汽车、摩托车大批量零件加工的高速加工中心，生产效率高且具备柔性化。
性能：普遍采用了万转以上的电主轴，最高可达6～10万转；直线电机的应用使机床加速度达到了3-5g；执行ISO/VDI检测标准，促使制造商提高加工中心的双向定位精度。
功能：糅合了激光加工的复合功能，结构上适合于组成模块式制造单元（FMC）和柔性生产线（FMS），并具有机电、通讯一体化功能。
领先一步的机床制造商正在构想2010年的“加工中心”，它将是万能型的设备，可用于车、铣、磨、激光加工等，成为真正意义上的加工中心。
全自动地从材料送进，到成品产出，粗精加工、淬硬处理、超精加工，自动检测、自动校正，将无所不能。
设备将重视环保、节能，呈现出绿色制造业的标志。
21世纪时代特征的IT功能是绝对不可少的，设备将通过网络与外界交换信息，获得最新的技术成果，人类的智慧将在高科技产品加工中心上得到充分的展现。