立式加工中心的设计特点和要求有哪些？

立式加工中心是指主轴轴线与工作台垂直设置的加工中心，主立式加工中心机要适用于加工板类、盘类、模具及小型壳体类复杂零件。立式加工中心能完成铣、镗削、钻削、攻螺纹和用切削螺纹等工序。立式加工中心最少是三轴二联动，一般可实现三轴三联动。有的可进行五轴、六轴控制。立式加工中心立柱高度是有限的，对箱体类工件加工范围要减少，这是立式加工中心的缺点。但立式加工中心工件装夹、定位方便；刃具运动轨迹易观察，调试程序检查测量方便，可及时发现问题，进行停机处理或修改；冷却条件易建立，切削液能直接到达刀具和加工表面；三个坐标轴与笛卡儿坐标系吻合，感觉直观与图样视角一致，切屑易排除和掉落，避免划伤加工过的表面。与相应的卧式加工中心相比，结构简单，占地面积较小，价格较低。

立式加工中心的设计特点和要求：

1、具备更高的静动风度。立式加工中心价格昂贵，其加工费用比传统机床要求得多，这就要求必须采取措施大幅度地压缩单件加工时间。压缩单件的加工时间包括两个这方面一方面是新型刀具材料的发展，例切削速度成倍地提高，大大降低了切削时间；另一方面，采用自动换刀系统，加快装夹变换等操作，这又大大减少了辅助时间。这些措施大幅度地提高了生产率，获得了好的经济效益，然而，也明显地增加了机床的负载及运转时间。在设计加工中心结构时，考虑到这些因此，其基础大件通常采用封闭箱形结构，合理布置加强筋板以及加强各部件的接触风度，有效地提高了机床的静风度。另外，调整构件的质量可能改变系统的自振频率，增加阻尼可以改善机床的阻尼特性，是提高机床动风度的有效措施。

2、具备静刚度。机床床身、导轨、工作台、刀架和主轴箱等部件的结构刚度将影响它他本身的几何精度及因变形所产生的误差。所有这些因素都要求数控机床具有更高的静刚度。切削过程中的振动不仅直接影响零件的加工精度和表面质量，还会降低刀具寿命，影响生产率。而加工中心又是连续作业，不可能在加工中做人为调整（如改变切削用量或改变刀具的几何角度）来消除或减少振动，因此，还必须提高加工中心的动刚度。

3、有更小的热变形。加工中心在加工中受切削热、摩擦热等内外热源的影响，各部件将发生不同程度的热变形，这将影响工件的加工精度。由于加工中心的主轴转速、进给速度及切削量等都大于传统机床，而且工艺过程自动化，常常是连续加工，因而产生的热量也多采取有效的液冷、购冷等方法控制温升；改善机床结构，使构件的热变形发生在非误差敏感方向上。例如卧式加工中心的立柱采用框式双立柱结构，左右对称，热变形对主轴轴线产生升起方向的平移，它可以由坐标修正是进行补偿，减少发热，尽可能将热源从主机中分离出去。

4、运动件间的摩擦小并削除传动系统间隙。加工中心工作台的位移量以脉冲当量作为最小单位，在对刀等情况下，工作台常以极低的速度运动。这就要求工作台能对数控装置发出的指令作出准确响应，它与运动件的摩擦特性有关，加工中心采用滚动导轨，滚动导轨和静压导轨的静摩擦力较小，并且在润滑油的作用下，它们的摩擦力随运动速度的提高而减小，这就有效地避免了低速爬行现象，从而使加工中心的运动平衡性和定位精度都有所提高。进给系统中采用滚珠丝杠代替滑动丝杠，也是基于同样的道理。另外，采用脉冲补偿装置进行螺距补偿，削除了进给传动系统的间隙，也有的机床采用无间隙传动副。

5、寿命高、精度保持性好。良好的润滑系统保证了立式加工中心的寿命，导轨、进给丝杠及主轴部件都采用新型的耐磨材料，使加工中心在长期使用过程中能够保持良好的精度。

6、人性化设计。加工中心采用主轴、多刀架及自动换刀装置，一次装夹完成多工序的加工，节省了大量装夹换刀时间。由于不需要人工操作，采用了封闭或半封闭式加工，使人机界面明快、干净、协调。机床各互锁能力强，可防止事故发生，改善了操作者的观察、操作和维护条件，并设有紧急停车装置，以避免发生意外事故，所有操作都集中在一个操作而板上，一目了然，减少了误操作。

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