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臥式加工中心的機械結(jié)構(gòu)、優(yōu)點和缺點

2025.2.27

臥式加工中心，一種配備水平刀具主軸的高效加工設(shè)備，以其獨特的側(cè)面切削能力，能夠在單臺機床上完成多種加工任務(wù)。這種機床通過編程自動化，即便是復(fù)雜的加工流程也能輕松實現(xiàn)，顯著提升了生產(chǎn)效率。本文將深入探討臥式加工中心，全面介紹其結(jié)構(gòu)特點、發(fā)展歷程以及在制造業(yè)中的顯著優(yōu)勢。

臥式加工中心是什么？其機械結(jié)構(gòu)是怎么樣的？
臥式加工中心與其他加工中心有什么不同？
臥式加工中心的優(yōu)點
臥式加工中心的缺點

臥式加工中心是什么？其機械結(jié)構(gòu)是怎么樣的？

加工中心，作為一種基于銑床技術(shù)發(fā)展而來的先進機床，其應(yīng)用范圍廣泛，覆蓋了從輕工業(yè)到重工業(yè)的多個領(lǐng)域。根據(jù)結(jié)構(gòu)特點，加工中心可分為多種類型，而臥式加工中心便是其中的一種，其顯著特征在于“刀具軸與地面保持水平”。

臥式加工中心的結(jié)構(gòu)

臥式加工中心是什么樣的？

臥式加工中心，專為加工金屬產(chǎn)品而設(shè)計的高效機床，其顯著特征在于刀具主軸的水平布置。基于銑床技術(shù)，這些機床利用旋轉(zhuǎn)刀具對工件進行切削，以形成所需的幾何形狀。與傳統(tǒng)的“通用銑床”不同，臥式加工中心融合了計算機控制（NC數(shù)控）和自動換刀（ATC）系統(tǒng)，從而實現(xiàn)了高效率的切削加工。

臥式加工中心由以下部分組成：
刀庫：用于存放多個切削刀具，并能按程序指令自動更換刀具的部件。
主軸：固定切削刀具，加工時高速旋轉(zhuǎn)以進行切削的部件。
工作臺：用于固定工件，可調(diào)整位置以適應(yīng)加工需求的平臺。
床身：機床的基礎(chǔ)部分，起到穩(wěn)定機身和減少振動的作用。

臥式緊湊型加工中心的開發(fā)背景？

加工中心大約在1960年代在美國誕生。由卡內(nèi)基&特雷克公司（Kerny&TreckerCo.）開發(fā)的“Milwaukee-MaticⅡ”被認為是加工中心的起源，這是一款擁有水平主軸的臥式加工中心。盡管在此之前已經(jīng)存在NC控制的工作機械，但“MillwrightMagicII”配備了30個刀具庫，能夠?qū)崿F(xiàn)刀具的自動更換，這一點被認為是非常劃時代的。

與此同時，日本也開始開發(fā)加工中心。1964年，由日立制作所制造的一臺能夠存儲25把刀具的機床被視為日本加工中心的起點。在高度成長期，隨著工業(yè)化浪潮的推動，國內(nèi)制造商紛紛投入到加工中心的研發(fā)中。刀具交換的速度和加工精度不斷提升，日本逐漸成長為機床大國，到了1982年，日本在機床的生產(chǎn)額上超越了美國，成為世界第一。

根據(jù)《機械統(tǒng)計年報》，1985年日本的加工中心產(chǎn)量約為13000臺，自平成時代以來產(chǎn)量一直在穩(wěn)步增長，到2020年產(chǎn)量將接近20000臺。

此外，近年來加工中心的小型化也在不斷發(fā)展。市場已從大規(guī)模生產(chǎn)和消費的時代轉(zhuǎn)向多品種小批量生產(chǎn)，因此能夠?qū)崿F(xiàn)節(jié)省空間、高精度和高生產(chǎn)性的模式成為了主流。

臥式加工中心與其他加工中心有什么不同？

加工中心根據(jù)其排列和結(jié)構(gòu)可分為不同類型。臥式、立式和龍門式加工中心有何不同？讓我們來看看它們各自的特點。

與立式加工中心的不同：
立式加工中心是一種主軸和刀具垂直配置的加工中心。由于刀具位于工件的上方，因此非常適合于切削工件的頂面。與臥式或龍門架等類型的加工中心相比，立式加工中心的產(chǎn)量更高，廣泛應(yīng)用于從中小企業(yè)到大型企業(yè)的各個領(lǐng)域。

另外，立式加工中心通常被認為“工件設(shè)置方便”，但同時也有【切屑容易堆積】的缺點。

與龍門架加工中心的不同：
門形加工中心正如其名，外觀類似門一樣的的加工中心。它適合加工大型且重量級的工件，根據(jù)機械的大小不同，有的甚至能夠加工超過10米的產(chǎn)品。門形加工中心廣泛應(yīng)用于鐵路、船舶、輸送帶、橋梁部件、升降裝置等大型產(chǎn)品的制造中。

臥式加工中心的優(yōu)點

緊接著，我們介紹臥式加工中心的優(yōu)勢。與通用銑床和立式加工中心相比，臥式加工中心有哪些優(yōu)勢呢？

能夠提高生產(chǎn)效能
臥式加工中心由于具備工具自動交換和數(shù)控控制功能，能夠推進作業(yè)自動化。一旦程序編制完成，后續(xù)的切削作業(yè)和工具更換將自動進行，從而實現(xiàn)作業(yè)時間的縮短和連續(xù)生產(chǎn)。
此外，加工中心能夠以微米級的精度確定軸心位置，有助于提升產(chǎn)品質(zhì)量。

能夠提高技術(shù)工人的生產(chǎn)安全性
通用機床通常沒有安全防護罩，工件和刀具在開放狀態(tài)下進行加工。而加工中心則不同，其主軸和工作臺都被完整的防護罩所覆蓋。雖不能完全消除受傷或事故的風(fēng)險，但正確使用加工中心可以有效提升操作人員的安全。

適用于高工件和多面加工
臥式加工中心的工作臺上方空間較為寬敞，非常適合加工高度較高的工件。此外，通過旋轉(zhuǎn)工作臺，可以在不取下工件的情況下加工其整個側(cè)面。

切屑排出能力強
由于臥式加工中心在加工時是相對于工件進行水平方向的操作，因此切屑容易掉落。切屑能夠自然排出，保持切削區(qū)域的清潔，從而減少了加工精度的下降。

臥式加工中心的缺點

臥式加工中心有很多優(yōu)點，但也有一些缺點。在考慮引進臥式加工中心時，必須事先了解以下特點。

占地面積較大
臥式加工中心的底座通常比立式加工中心更為寬敞。若新引入的加工中心尺寸與工廠的可用空間不匹配，可能會導(dǎo)致工作區(qū)域變得擁擠。因而在考慮添置新設(shè)備時，務(wù)必對工廠空間進行評估，以確保選擇最合適的機床尺寸。

近年來，市場上出現(xiàn)了越來越多的緊湊型臥式加工中心。例如，兄弟工業(yè)公司的H550Xd1型號，僅需1557毫米寬x2990毫米深的空間即可安裝。相較于傳統(tǒng)的臥式加工中心，這款機型在節(jié)省安裝空間方面表現(xiàn)出色。

結(jié)構(gòu)比立式加工中心復(fù)雜
臥式加工中心的結(jié)構(gòu)設(shè)計相較于立式加工中心更為復(fù)雜。在編程和維護方面，它往往要求更高的技術(shù)挑戰(zhàn)和精細度。盡管如此，臥式加工中心的優(yōu)勢在于其多功能性，能夠勝任多樣化的加工任務(wù)。根據(jù)具體的使用策略，不僅能夠促進外包產(chǎn)品的內(nèi)部化生產(chǎn)，還能輕松適應(yīng)新項目的開發(fā)與加工需求。