HMC50L说明书.docx
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HMC50L说明书
HMC50L型卧式加工中心
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机械部分
工作台工作面宽度:
500MM
工作台工作面长度:
500MM
出厂编号：
中华人民共和国
深圳市配天数控装备技术有限公司
目录
1
注意事项
（1）
2
机床的主要特点、用途和适用范围
（2）
3
机床的技术参数（3）
4
机床传动系统的介绍（4）
5
机床主要结构及特性（8）
6
机床的安装（19）
7
机床的保养（21）
8
机床的易损件（22）
9
机床的附件（26）
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1注意事项
（1）用户开机前务必首先阅读本说明书及相关的技术资料。
（2）机床的安装环境条件：
安装地点的海拔高度不得超过2500米；周围空气的相对湿度不大于85%；周围无明显冲击或振动；机床周围无干扰电源。
（3）本机床最佳使用环境温度为20摄氏度。
（4）本机床采用380V、50Hz三相四线制交流电源供电，电源总容量要求10KVA。
（5）使用本机床的用户须自备0.5~0.7Mpa的压缩空气源。
（6）机床暂时闲置不用时，应每月通电开机一次，开机时间每次应不少于4小时。
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2机床的主要特点、用途和适用范围
图1.机床外总图
图1是HMC50L型卧式加工中心系列产品机床外观照片，它是一台用机械手进行自动换刀的卧式加工中心。
该机床标配BT40刀库容量为24把刀具的圆盘式刀库、3°x120等分的回转工作台。
本机床主轴呈水平方向，与工作台台面平行。
主轴箱作铅垂向（Y向）作上下运动，上滑鞍带动工作台沿纵向（X向）作左右运动，下滑鞍带动上滑鞍及工作台作横向（Z向）作前后运动。
工作台在虚拟轴的驱动下作分度（B向）运动。
卧式加工中心由于有3个直线坐标运动和1个回转分度运动，传统卧加通常都是采用4轴CNC控制系统，才能对4套驱动系和4个电机的运动控制。
而本卧式加工中心最大的特点也是我公司专利所涉及的内容，它只用一套3轴CNC控制系统来实现对卧式加工中心的3个直线坐标轴，1个回转分度轴的运动控制。
由于结构的创新，在硬件上分度轴没有单独的驱动系统和驱动电机，而是借用X轴驱动电机来驱动工作台实现分度工作；对软件而言，分度轴为虚拟轴，用高级宏程序来实现机床分度控制。
本机床集卧式铣床、卧式钻床和卧式镗床的加工功能为一体，是一台工艺复合的数控机床。
使用本机床可以对一次装夹中的工件的4个加工面，按程序自动更换刀具、自动分度、完成铣、钻、扩、镗、铰及攻螺纹等工序的加工。
与立式加工中心相比，卧式加工中心既能在一次装夹，实现对1个工件的多面加工，能多面装夹不同或相同的工件，实现混流加工。
由于主轴是水平的，工件垂直的，加工时利于排屑。
通常其加工效率是立式加工中心1.5~2倍，是普通机床（如普通铣床、普通镗床、普通钻床）的4~5倍。
加工精度远高于普通机床，如300mm的孔距误差一般不超过0.012mm。
特别适合加工各种盘类、壳体及箱体类零件的加工。
宜于中、小批量，多品种生产。
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3机床的主要技术参数
机床的主要技术参数参见（表1）：
表1.机床主技术参数
序号
项目
单位
备注
1
回转工作台面积（长X宽）
mmxmm
500x500
2
T型槽宽x槽数x间距
mm
18x5x90
3
回转工作台最小分度值x等分数
3°x120等分
4
回转工作台最大承重
kg
350
5
坐标最大行程（X、Y、Z）
mm
600x550x500
6
主轴端面至工作台中心距离
mm
110~660
7
主轴中心至工作台台面距离
mm
85~585
8
主轴锥孔
BT：
40
9
主轴最高转速
r/min
8000
10
主轴电动机功率
kw
11.0/15.0
11
进给电动机功率：
X轴
kw
1.8
Y轴
kw
2.9
Z轴
kw
1.8
12
快速移动速度：
X轴
m/min
36
Y轴
m/min
36
Z轴
m/min
36
13
进给速度
m/min
0~18
14
机床进给最小设定单位
mm
0.01
15
刀库容量
把
24
16
选刀方式
任选
17
最大刀具尺寸
mm
Φ80X300
18
刀具最大重量
㎏
8
19
机床定位精度
ISO；0．013
20
重复定位精度
0．01
21
数控系统
标配AECH10，选配GSK218M、FANUC-0ⅰ、
22
机床净重
㎏
5000
23
机床外形尺寸（长x宽x高）
mm
2500x2500x2600
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4机床的传动系统介绍
4.1机床的主传动介绍
4.1.1机床主轴箱
机床主轴箱由主轴箱、主轴模块、主轴电动机、齿形带轮、齿形皮带和打刀缸等部分组成。
机床的主传动由主轴电动机通过齿形带轮及齿形皮带传给主轴模块来实现的，参见图2。
图2.主轴传动结构
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4.1.2机床主轴模块
机床的标配主轴模块是8000rpm的四瓣爪夹紧式主轴模块，参见图3。
图3.四瓣爪主轴模块
4.2进给传动系统
X、Y、Z三个坐标的进给运动分别由三个伺服电动机驱动，通过弹性联轴器直接将运动传递给滚珠丝杠，再由滚珠丝杠副将旋转运动转化为直线运动。
各轴进给传动结构图如图4所示。
图4.X、Y、Z向进给传动结构图
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4.3分度工作台传动系统
分度工作台的传动系统如图5所示。
工作台分度（B轴）运动是依赖X向驱动电机带动滚珠丝杠旋转，驱动上滑鞍沿着下滑鞍的导轨作直线运
动，分度时装在上滑鞍上的工作台连同分度齿轮一同抬起，分度齿轮与固定在下滑鞍上的齿条啮合，齿条不动，齿轮被迫作回转运动，从而达到了工作台分度的目的。
工作台采用3°x120等分的高精度端齿盘定位，定位精度可达±5″。
图5.分度工作台的传动结构
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4.4刀库传动系统
刀库位于立柱的左侧，其传动是由AC减速电动机通过凸轮机构驱动刀盘进行间歇式分度运动。
机械手由机械手凸轮驱动刀臂作回转运动和插拨刀动作。
参见图6。
图6.刀库传动结构图
4.5机床所用滚珠丝杠明细表
表2滚珠丝杠明细表
序号
图号
图纸名称
规格
备注
1
11-201
Y向滚珠丝杠
BS4012CT127*C3
2
21-201
Z向滚珠丝杠
BS4012CT137*C3
3
71-201
X向滚珠丝杠
BS4012CT147*C3
4.6机床所用轴承明细表
序号
名称
型号
规格
数量
备注
1
成对双联角接触球轴承
7006AC/DB-P4
30x55x13
4对
11-000、71-000部各2对
2
滚珠丝杠专用轴承
30TAC62B
30x62x15
2对
21-000部2对
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5机床的主要结构及特点
本加工中心是由机床（主机）和控制系统（电气）两部份组成，主机是加工中心的主体，控制系统是加工中心的大脑。
主机是由床身底座、立柱、工作台三大基础部件和主轴部件、刀具存贮自动交换系统及润滑系统、冷却系统、气动系统等辅助功能部件所组成。
5.1床身与床身底座部
5.1.1床身底座结构
床身底座是机床的关键基础件之一，要求有足够的静、动刚度和精度保持性。
本机床的床身底座结构采用封闭箱形、对称铸件结构、合理布筋,使整个底座具有较高的刚性和强度，其内部截面形状如图7所示。
床身底座材料采用高强度铸铁，铸件经二次时效处理，导轨经过高频淬火处理，导轨表面硬度可达HB350~550。
图7.床身底座截面图
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5.2立柱与立柱部
5.2.1立柱
立柱及立柱部件是加工中心主要基础零部件，它是主轴箱支承和导向的主体，要承受来自主轴箱两个方向的弯矩、扭矩、振动和温度变化的影响。
本卧式加工中心，其立柱采用框架鞍式结构，如图8所示。
该结构利于水平主轴箱在框架内，沿Y向导轨作上下运动。
立柱横截面形状近似于正方形，两侧门柱均为中空，内腔设计有十字交叉筋，内壁布有环形筋板，该立柱有较高的刚度和抗弯、抗扭以及吸振性和良好的散热性。
图8.立柱截面图
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5.3工作台及工作台部
工作台乃是加工中心最重要的零部件，它是工件和夹具安装的基准。
其精度和刚性都会直接影响到工件的加工质量。
该部件要承受工件的夹紧力和加工过程中产生的切削力、弯矩和扭矩。
因此要求工作台及工作台部有较高的精度和刚度。
5.3.1工作台结构
工作台外形如图9所示，为上部方+大圆角实体，下部为空心圆壳体。
采用HT250高强度铸铁并经二次时效处理。
工作台上面有6条T型槽，T型槽宽18mm、槽间距为90mm。
图9.工作台外形及截面图
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5.3.2滑鞍的结构
卧加滑鞍有上下之分，其材料均为高强度HT250灰铸铁，粗加工后经二次时效处理。
上滑鞍沿下滑鞍上导轨运动，其结构图如图10所示。
下滑鞍上导轨经高频淬火处理，表面硬度为HB350~550，详见图11。
图10.上滑鞍结构截面图
图11.下滑鞍结构截面图
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5.4主轴箱结构
本机床的主轴箱结构如图2所示，主轴箱上安装有主轴电动机、一对齿形带轮和一条齿形皮带、皮带调整螺钉、BT40主轴模块、打刀缸、以及气动和冷却管路；主轴箱箱体如图12所示：
该箱体为一薄壁、多孔箱体，主轴主件安装孔、丝杠螺母安装孔均通过箱体，箱体结构复杂。
主轴箱导轨为矩形导轨。
图12.主轴箱结构图
主轴箱皮带调整可通过皮带调整螺钉调节齿形带的松紧程度,通常使8YU-48齿形皮带柔度值d为3.5mm即可，参见图13齿形皮带胀紧柔度值。
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图13.齿形皮带胀紧的柔度
5.5刀库的结构及刀具交换过程
刀库位于立柱的左侧，其传动是由AC减速电动机通过凸轮机构驱动刀盘进行间歇式分度运动。
机械手由机械手凸轮驱动刀臂作回转运动和插拔刀动作。
参见图14。
图14.BT40-10刀库结构图
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5.6机床的气动系统
本机床的气动系统是用来实现主轴的松刀与夹刀、刀库的抓刀与释放以及主轴吹气等辅助的动作。
动作的实现参见图15气动原理系统图。
图15.气动系统原理图
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5.7机床液压系统
本机床的液压系统是用来实现端齿盘啮合与脱开动作、即工作夹紧与抬起动作。
参见图16液压原理系统图。
机床开机时电磁阀右腔处于导通状态，此时压力油进入油缸上腔，上下端齿盘在压力油的作用下紧密啮合，使工作处于夹紧装态。
当工台分度时，电磁阀左腔导通，压力油进入油缸下腔。
上齿盘随工作台上升而与下齿盘脱开，工作台在支撑轴端上的分度齿轮的带动下旋转，按程序完成既定的分度运动。
分度结束时，电磁阀右腔再次导通，工作台落下，上下端齿盘紧密啮合，工作台夹紧。
图16.液压系统原理图
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5.8机床润滑系统
本机床采用的润滑装置是一种小型的集中自动润滑装置,该装置能够定时、定量、自动地向各润滑点供给不再回收的微量的润滑油。
参见图17自动润滑装置。
图17.自动润滑装置
集中润滑装置输出的压力油通过分路器，管路和定量分配器送至润滑点，参见图19自动润滑装置的系统图。
5.8.1主轴的润滑
主轴模块是从台湾进口的高速主轴模块，最高转速为8000rpm，模块内的轴承是采用干油润滑，在出厂前已经注好，一般可用8年，不用再重新注入，需要更换时，请务必与厂方联系，切勿自行更换。
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5.8.2主轴箱立柱的润滑
主轴箱与立柱导轨、Y轴滚珠丝杠是采用强迫稀油润滑方式润滑，自动润滑装置定时、定量向各润滑点强迫注入润滑油。
参见图18。
图18.主轴箱与立柱导轨及Y向滚珠丝杠的润滑
5.8.3工作台部的润滑
上下滑鞍的导轨和X轴及Z轴滚珠丝杠是采用稀油强迫润滑方式润滑。
自动润滑装置定时、定量打出的润滑油通过立柱上的分油器和相应的管路进入滑鞍底部的分油器，然后再分别向各润滑点强迫注入润滑油。
参见图19工作台、滑鞍及X、Z向滚珠丝杠的润滑。
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图19.工作台部及X、Z向滚珠丝杠的润滑
5.8机床的刀具冷却系统
刀具冷却装置是加工中心重要的外围设备。
它包括冷却液箱，滤清器，冷却泵，单向阀，节流阀，管路和水管喷嘴等。
图20是切削液装置的切削液回路图。
在加工过程中采用冷却液，不仅能带走大量的切削热，降低切削区的温度，而且由于冷却液的润滑作用，还能减少摩擦，从而降低切削力和切削热，正确的选择切削液，能有效的提高加工表面质量，保证加工精度，降低动力消耗，提高刀具的耐用度和生产效率。
建议选用油性冷却液，以免锈蚀机床的工作台、导轨及其它部分。
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图20.切削液装置的切削液回路图图21.离心冷却泵
图21是本机床选用的离心冷却泵，此泵的优点是叶轮与外壳之间有较大的间隙，即使切削液中夹有少量的铁屑也不会损伤泵体。
但缺点是压力不大，扬程不高，不能用于强冷和内冷。
如需要强冷和内冷必须用高压泵。
如用齿轮泵或叶片泵。
6机床安装
6.1工作环境和安装基础的基本要求
6.1.1工作环境
本机床属高档数控机床不宜安装在室温过高，太阳直射到的位置、湿度过大、电网电压不稳定、波动过大、附近有频繁启动的大功率设备（龙门刨床，中高频热处理设备）和周围粉尘太大工作环境太差的地方。
一般室温在0~40°，相对湿度不得大于85%，电压波动应在＋10%~15%范围之内。
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6.1.2安装基础
本机床是小型加工中心（高速型的除外），安装工作较为简单，只要车间地面水泥地面厚度不低于300mm，就没有必要重新打基础和预埋地脚螺栓，机床可直接放在随机附件---机床垫块上，用支撑螺钉直接调机床的水平。
如果车间地面水泥地面厚度低于300mm时就必须重新打基础，用地脚螺栓固定机床。
安装地脚螺栓参见图22。
图22.HMC50L安装地基图
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7机床的保养
7.1日常的保养
（1）检查自动润滑油箱的油位并注意补充。
（2）检查气动系统的压力表并确保压在0.5~0.7Mp范围之内。
（3）检查气源三联件的润滑杯油量、水杯的水量并注意及时添加润滑油和放水。
（4）每日开机通电后不要急于做三个方向的回零操作，应先用手动方式分别使三个坐标在最大行程范围内低速运行2~3次，然后再作回零等操作。
（5）每日完工关机时，要按顺序先关闭NC电源，再关闭机床的总电源。
关机后要即时清理切屑及飞溅到各处的切削液，必要时可在工作台表面涂上防锈油。
（6）为保证电控装置的清洁，机床在在使用过程中须关好所有电控箱门或盖板。
尽量不要用压缩空气清理机床上的切屑和尘埃；严禁用压缩空气清理电控箱内部。
7.2每月保养事项
（1）电气箱内部确保无灰尘、无切削液溅入，必要时进行清理，
（2）清理气源三联件的过滤网（用无机清洗剂泡水清洗）以保证工作气体的清洁度。
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（3）对主轴的旋转精度进行检查，必要时对主轴螺母进行调整。
（4）对机床的水平进行检查，必要时调整地脚螺栓。
（5）检查各坐标回零撞块、限位撞块（包括组合开关）的位置是否正常。
7.3每半年的保养事项
（1）全面清扫机床、电气箱内部。
（2）检查各方向伺服电动机与滚珠丝杠的联结是否正常，检查机床的反向间隙，必要时进行补偿。
（3）清理润滑管路中的污垢以保证供油系统畅通。
（4）检查电气箱外部所有电缆的外表及联结处是否完好，并即时进行清理。
8机床的易损件
8.1Y向防护罩
（1）卷帘防护罩（下）
卷帘防护罩（下）参见图23。
（2）卷帘防护罩（上）
卷帘防护罩（上）参见图24。
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图23.卷帘防护罩（下）
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图24.卷帘防护罩（上）
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9机床附件
9.1机床随机附件
（1）机床垫铁
机床垫铁参见图25。
图25.机床垫铁
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（2）机床调整螺栓
机床调整螺栓参见图26。
图26.机床调整螺栓
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9.2特殊附件
特殊附件是用户须自行向专业生产厂家购买或委托机床供货厂商订制的机床附件。
（1）拉刀螺钉
本机床所用的拉钉型号为LD—40，引用标准JIS6339，其主要尺寸参见图27。
图27.拉刀螺栓
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（2）刀具锥柄
本机床所用的锥柄型号为BT40，引用标准MAS402、JISB6339，其主要尺寸参见图28。
图28.BT40刀柄锥尺寸
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