全自动复合机床是指主轴轴线与工作台垂直设置的加工中心,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。与相应的全自动复合机床相比,结构简单,占地面积较小,价格较低。
斜床身全自动复合机床的两根导轨所在平面则与地平面相交,成一个斜面,角度有30°、45°、60°、75°之分。斜床身数控车床的床身呈直角三角形。很明显,在相同导轨宽度的情况下,斜床身的X向拖板比平床身的要长,应用在车床的实际意义是可以安排更多的刀位数。斜床身数控车床的截面积要比同规格平床身的大,即抗弯曲和抗扭能力更强。斜床身数控车床采用全导轨防护,冷却箱及排屑器与主机分离,机床精度免受热切削影响。斜床身数控车床直线滚动导轨满足高速高效要求,减少摩擦阻力及温升变形,提高加工精度,并能切削加工精度的长期稳定性。刀具检测装置可自动将刀尖位置数据输入数控系统,大大减少换刀时的碉整时间,还可以自动补偿刀尖的磨损。斜床身全自动复合机床采用国产或进口高刚性的卧式转塔刀架,定位精度高,重切变形小。
全自动复合机床加工按主轴的安置方法分为立式和卧式两类。卧式CNC加工通常具有分度转台或数控转台,可加工工件的各个旁边面;也可作多个坐标的联合运动,以便加工杂乱的空间曲面。立式CNC加工通常不带转台,仅作顶面加工。此外,还有带立、卧两个主轴的复合式CNC加工,和主轴能调整成卧轴或立轴的立卧可调式CNC加工,它们能对工件进行五个面的加工。全自动复合机床加工的主动换刀设备由寄存刀具的刀库和换刀组织组成。刀库品种许多,常见的有盘式和链式两类。链式刀库寄存刀具的容量较大。换刀组织在机床主轴与刀库之间交流刀具,常见的为机械手;也有不带机械手而由主轴直接与刀库交流刀具的,称无臂式换刀设备。
全自动复合机床主轴转速一般都很高,都在8000rpm/min以上,主轴转速10000rpm/min以上为高速化主轴,机床在高转速的加工下,会产生大量的热量,高切屑的热量附着在机床工作台和工件表面不仅会影响工件的加工精度,还会对机床造成损坏,所以一般主轴会配油冷或水冷的冷却系统。主轴常见的传动方式有皮带式传动和直接式传动,直接式传动适合在高速中轻切削,对于高速主轴一般选择直接式。硬轨机速度慢一些,但刚性好些,抗撞,主要用于重切削,模具方面。线轨机速度快,精度好些,主要用于轻切削,产品方面,相对来说没有硬轨机的寿命长。一般BT40的床子线轨多,BT50的床子矩形导轨多。现在很多人买全自动复合机床都会选择两线一硬,因为这样既能提高速度又可以加大切削力度,性价比高。
与传统的全自动复合机床相比,全自动复合机床机械部件有几个特点:(1)采用了高性能的主轴及进给伺服驱动装置,机械传动结构得到简化,传动链较短。(2)机械结构具有较高的动态特性,动态刚度,阻尼刚度,耐磨性以及抗热变形性能。(3)较多地采用高效传动件,如滚珠丝杠螺母副,直线滚动导轨等。(4)还有一些配套部件(如冷却,排屑,防护,润滑,照明,储运等一系列装置)和辅属设备(编程机和对刀仪等)。