立式加工中心是指主軸軸線垂直于工作臺(tái)的加工中心。立式加工中心主要適用于加工板、盤、模具和小殼體等復(fù)雜零件。立式加工中心可完成銑削、鏜孔、鉆孔、攻絲、螺紋切削等工序。立式加工中心至少有三軸兩聯(lián)動(dòng)，一般可以實(shí)現(xiàn)三軸三聯(lián)動(dòng)。有的可以進(jìn)行五軸和六軸控制。立式加工中心立柱的高度有限，箱體類工件的加工范圍要減小，這是立式加工中心的缺點(diǎn)。而，立式加工中心的工件裝夾和定位方便。刀具軌跡易于觀察，調(diào)試程序便于檢查和測(cè)量，能及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題，停機(jī)加工或修改。冷卻條件容易建立，切削液可以直接到達(dá)刀具和加工表面。三個(gè)坐標(biāo)軸與直角坐標(biāo)系重合，直觀感受與畫面視角一致。切屑容易去除和脫落，并避免劃傷加工表面。與相應(yīng)的臥式加工中心相比，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，占地面積小，價(jià)格低。

  立式加工中心的設(shè)計(jì)特點(diǎn)和要求：

  1. 它具有較高的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)風(fēng)度。立式加工中心價(jià)格昂貴，其加工成本遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)機(jī)床，這就需要采取措施大大壓縮單件的加工時(shí)間。壓縮單件加工時(shí)間包括兩個(gè)方面。一方面，開發(fā)新的刀具材料，例如，切削速度提高一倍，這大大縮短了切削時(shí)間。另一方面，采用了自動(dòng)換刀系統(tǒng)，加快了裝夾、換刀等操作，大大減少了輔助時(shí)間。些措施大大提高了生產(chǎn)率，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益。然而，它們也顯著增加了機(jī)床的負(fù)載和運(yùn)行時(shí)間。在設(shè)計(jì)加工中心的結(jié)構(gòu)時(shí)，考慮到這些因素，大型基礎(chǔ)件通常采用封閉式箱體結(jié)構(gòu)，合理布置筋條，加強(qiáng)各部件的接觸空氣，有效地改善了機(jī)床的靜態(tài)空氣。此外，調(diào)整部件的質(zhì)量可能會(huì)改變系統(tǒng)的固有頻率，增加阻尼可以改善機(jī)床的阻尼特性，是提高機(jī)床動(dòng)態(tài)優(yōu)雅性的有效措施。

  2. 具有靜剛度。機(jī)床床身、導(dǎo)軌、工作臺(tái)、刀架和主軸箱的結(jié)構(gòu)剛度會(huì)影響其自身的幾何精度和變形引起的誤差。這些因素都要求數(shù)控機(jī)床具有更高的靜剛度。切削過程中的振動(dòng)不僅直接影響零件的加工精度和表面質(zhì)量，而且會(huì)降低刀具壽命，影響生產(chǎn)率。而且加工中心是連續(xù)作業(yè)，不可能在加工過程中進(jìn)行人為調(diào)整（如改變切削量或改變刀具幾何角度）來消除或減少振動(dòng)。因此，加工中心的動(dòng)剛度也必須提高。

  3. 有較少的熱變形。加工中心在加工過程中受到切削熱、摩擦熱等內(nèi)外熱源的影響，各種零件會(huì)發(fā)生不同程度的熱變形，從而影響工件的加工精度。由于加工中心的主軸轉(zhuǎn)速、進(jìn)給速度和切削體積都大于傳統(tǒng)機(jī)床，而且加工過程是自動(dòng)化的，往往是連續(xù)加工，因此產(chǎn)生的熱量往往是通過有效的液體冷卻和冷卻方法來控制的。改進(jìn)機(jī)床的結(jié)構(gòu)，使部件的熱變形發(fā)生在非誤差敏感的方向上。例如，臥式加工中心立柱采用框架式雙立柱結(jié)構(gòu)，左右對(duì)稱。熱變形會(huì)導(dǎo)致主軸軸線方向的平移運(yùn)動(dòng)，可以通過坐標(biāo)校正來補(bǔ)償，以減少熱量的產(chǎn)生，并盡可能地將熱源與主機(jī)分離。

  4. 動(dòng)部件之間的摩擦力小，消除了傳動(dòng)系統(tǒng)的間隙。加工中心工作臺(tái)的位移以脈沖當(dāng)量為最小單位。在對(duì)刀等情況下，工作臺(tái)的移動(dòng)速度往往很低。這就要求工作臺(tái)能夠準(zhǔn)確地響應(yīng)數(shù)控設(shè)備發(fā)出的指令，這與運(yùn)動(dòng)部件的摩擦特性有關(guān)。加工中心采用滾動(dòng)導(dǎo)軌。滾動(dòng)導(dǎo)軌和靜壓導(dǎo)軌的靜摩擦力小，在潤(rùn)滑油的作用下，它們的摩擦力隨著運(yùn)動(dòng)速度的增加而減小，有效地避免了低速爬行現(xiàn)象，使加工中心的運(yùn)動(dòng)平衡和定位精度得到提高。在進(jìn)給系統(tǒng)中使用滾珠絲杠代替滑動(dòng)絲杠也是基于同樣的原因。此外，脈沖補(bǔ)償裝置用于螺距補(bǔ)償，消除了進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)的間隙，有些機(jī)床采用了無(wú)間隙傳動(dòng)副。

  5. 使用壽命長(zhǎng)，精度保持性好。良好的潤(rùn)滑系統(tǒng)保證了立式加工中心的使用壽命。導(dǎo)軌、進(jìn)給絲桿和主軸部件均采用新型耐磨材料，使加工中心在長(zhǎng)期使用過程中能保持良好的精度。

  6. 人性化設(shè)計(jì)。加工中心采用主軸、多刀架和自動(dòng)換刀裝置，一次裝夾完成多工序加工，節(jié)省了大量裝夾和換刀時(shí)間。由于不需要人工操作，所以采用封閉或半封閉處理，使人機(jī)界面明亮、整潔、協(xié)調(diào)。每臺(tái)機(jī)床聯(lián)鎖能力強(qiáng)，可防止事故發(fā)生，改善操作人員的觀察、操作和維修條件，并配有緊急停止裝置，避免事故發(fā)生。所有操作都集中在一個(gè)操作板上，一目了然。減少了誤用。