CNC加工中心通常需要壓縮空氣，其作用貫穿于加工過程的不同環節，是保障設備正常運行、提高加工精度和效率的關鍵因素。以下是具體分析：

一、壓縮空氣在CNC加工中心的主要用途

1. 主軸冷卻與吹掃
   • 主軸冷卻：高速旋轉的主軸（轉速可達數千至數萬轉/分鐘）會產生大量熱量，壓縮空氣通過主軸內部的冷卻通道，將熱量帶走，防止主軸因過熱導致熱變形或損壞，從而保證加工精度。
   • 切屑吹掃：加工過程中產生的切屑（如金屬碎屑、粉塵）會附著在工件或刀具表面，影響加工質量。壓縮空氣通過噴嘴將切屑吹離加工區域，避免切屑劃傷工件表面或堵塞刀具，同時減少刀具磨損。
2. 氣動元件驅動
   • 氣動夾具：CNC加工中心常使用氣動夾具固定工件，壓縮空氣通過氣缸驅動夾具的夾緊與松開動作，實現快速、可靠的工件定位。
   • 氣動換刀裝置：自動換刀系統（ATC）中，壓縮空氣用于驅動刀庫的旋轉、刀具的抓取與釋放，確保換刀過程高效、精準。
   • 氣動主軸松刀：部分加工中心的主軸通過壓縮空氣實現刀具的自動松緊，簡化換刀流程。
3. 機床防護與清潔
   • 防護門密封：壓縮空氣用于驅動防護門的密封條，防止切屑或冷卻液進入機床內部，保護精密部件。
   • 機床內部清潔：定期用壓縮空氣吹掃機床內部（如導軌、絲杠、傳動部件），清除灰塵和切屑，延長設備壽命。
4. 冷卻液霧化與輸送
   • 冷卻液霧化：部分加工中心將壓縮空氣與冷卻液混合，形成霧化冷卻液，提高冷卻效果，同時減少冷卻液用量。
   • 冷卻液輸送：壓縮空氣可驅動冷卻液泵，實現冷卻液的循環輸送。

二、壓縮空氣的質量要求

為確保CNC加工中心的穩定運行，壓縮空氣需滿足以下質量標準：

1. 壓力穩定性
   • 壓縮空氣壓力需穩定在設備要求的范圍內（通常為0.5-0.8 MPa），壓力波動過大會影響氣動元件的動作精度，甚至導致設備故障。
2. 含油量
   • 油分危害：壓縮空氣中的油分（來自空壓機潤滑油）會污染工件表面、冷卻液和機床內部，導致加工精度下降、刀具壽命縮短，甚至引發電氣故障。
   • 標準要求：需通過精密過濾器將油分含量控制在極低水平（通常≤0.01 mg/m³），部分高精度加工中心要求達到Class 0級（油分≤0.001 mg/m³）。
3. 含水量
   • 水分危害：壓縮空氣中的水分會腐蝕氣動元件、導致管道結冰（低溫環境），并影響冷卻液的乳化效果。
   • 標準要求：需通過干燥機（如冷凍式、吸附式）將露點溫度控制在-20℃至-40℃以下，確保空氣干燥。
4. 顆粒物
   • 顆粒物危害：空氣中的灰塵、鐵屑等顆粒物會磨損氣動元件、堵塞噴嘴，影響加工質量。
   • 標準要求：需通過過濾器將顆粒物尺寸控制在1μm以下。

三、不同類型CNC加工中心對壓縮空氣的依賴程度

1. 經濟型加工中心
   • 依賴程度：中等。通常配備基本的氣動夾具和主軸冷卻功能，對壓縮空氣質量要求一般。
   • 典型應用：小型零件加工、模具粗加工。
2. 高精度加工中心
   • 依賴程度：高。需使用精密氣動夾具、高速主軸冷卻和高效切屑吹掃，對壓縮空氣的壓力穩定性、含油量、含水量要求嚴格。
   • 典型應用：航空航天零件、光學元件加工。
3. 五軸聯動加工中心
   • 依賴程度：極高。復雜曲面加工需精確控制刀具姿態，氣動元件的響應速度和穩定性直接影響加工精度，對壓縮空氣質量要求近乎苛刻。
   • 典型應用：葉輪、渦輪葉片加工。

四、壓縮空氣供應系統的配置建議

1. 空壓機選型
   • 類型：根據加工中心需求選擇螺桿式或活塞式空壓機，優先選擇無油或微油機型（若需高潔凈度空氣）。
   • 功率：根據加工中心數量及用氣量計算總需求，預留20%-30%余量。
2. 后處理設備
   • 干燥機：配置冷凍式或吸附式干燥機，確保露點溫度達標。
   • 過濾器：采用多級過濾（粗濾、精濾、活性炭過濾），逐步去除顆粒物、油分和異味。
   • 儲氣罐：緩沖壓力波動，減少空壓機頻繁啟停。
3. 管道設計
   • 材質：優先選擇不銹鋼管或鋁塑管，避免銹蝕污染空氣。
   • 布局：縮短管道長度，減少彎頭，降低壓力損失。
   • 排水：在管道低點設置自動排水閥，定期排放冷凝水。