加工中心加工工藝及加工中心使用

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1、加工中心加工工藝及加工中心使用第六章第一節(jié) 概述 加工中心是在數(shù)控銑床的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。它和數(shù)控銑床有很多相似之處，但主要區(qū)別在于增加刀庫和自動換刀裝置，是一種備有刀庫并能自動更換刀具對工件進行多工序加工的數(shù)控機床。第一節(jié) 概述n一、加工中心的分類n 加工中心的分類有多種情況，具體分類下：n (一)按照機床主軸布局形式分類n 1立式加工中心n 指主軸軸心線為垂直狀態(tài)設(shè)置的加工中心。指主軸軸心線為垂直狀態(tài)設(shè)置的加工中心。n適合加工只進行單面加工的零件。n在工作臺上安裝一個水平軸的數(shù)控轉(zhuǎn)臺后還可加工螺旋線類零件。第一節(jié) 概述n 2臥式加工中心n 指主軸軸線為水平狀態(tài)設(shè)置的加工中指主軸軸線為水平狀

2、態(tài)設(shè)置的加工中心。心。n臥式加工中心一般具有3-5個運動坐標，常見的是三個直線運動坐標加一個回轉(zhuǎn)運動坐標(回轉(zhuǎn)工作臺)。n它能夠使工件在一次裝夾后完成除安裝面和頂面以外的其余四個面的加工。第一節(jié) 概述n臥式加工中心與立式加工中心相比，一般具有刀庫容量大，整體結(jié)構(gòu)復雜，體積和占也面積大，價格較高等特點。n臥式加工中心比立式加工中心更適合加工復雜的箱體類零件。第一節(jié) 概述n 3龍門式加工中心n 龍門式加工中心形狀與龍門銑床相似，主軸多為垂直設(shè)置，帶有自動換刀裝置，帶有可更換的主軸頭附件，數(shù)控裝置的軟件功能也較齊全，能夠一機多用，尤其適用于大型或形狀復雜的工件，如航天工業(yè)及大型汽輪機上的某些零件的加

3、工。第一節(jié) 概述第一節(jié) 概述n4復合加工中心n 復合加工中心指立、臥兩用加工中心，即既有立式加工中心功能又有臥式加工中心的功能。第一節(jié) 概述n這種加工中心通常有兩類：n一類是靠主軸旋轉(zhuǎn)90，實現(xiàn)立、臥加工模式的切換；n另一類靠數(shù)控回轉(zhuǎn)臺繞X軸旋轉(zhuǎn)90，實現(xiàn)兩種加工功能。第一節(jié) 概述n復合加工中心能在工件一次裝夾后，完成除安裝面外其他五個面的加工，降低了工件二次安裝引起的形位誤差，大大提高了加工精度和生產(chǎn)效率。n但是由于復合加工中心存在著結(jié)構(gòu)復雜、造價高、占地面積大等缺點，所以它的使用和生產(chǎn)在數(shù)量上遠不如其他類型的加工中心。第一節(jié) 概述n(二)按換刀形式分類n 1、帶刀庫、機械手的加工中心n 加

4、工中心的換刀裝置(ATC)是由刀庫和機械手組成，換刀機械手完成換刀工作。這是加工中心最普遍采用的形式。第一節(jié) 概述n2無機械手的加工中心 這種加工中心的換刀是通過刀庫和主軸箱的配合動作來完成。一般是采用把刀庫放在主軸可以運動到的位置，或整個刀庫或某一刀位能移動到主軸箱可以達到的位置。刀庫中刀的存放位置方向與主軸裝刀方向一致。換刀時，主軸運動到刀位上的換刀位置，由主軸直接取走或放回刀具。多用于采用40號以下刀柄的小型加工中心。第一節(jié) 概述n 3轉(zhuǎn)塔刀庫式加工中心n 一般在小型立式加工中心上采用轉(zhuǎn)塔刀庫形式，主要以孔加工為主。第一節(jié) 概述n二、加工中心的主要加工對象n 加工中心適于加工形狀復雜、工

5、序多、精度要求較高、需用多種類型的普通機床和眾多的刀具、夾具且經(jīng)多次裝夾和調(diào)整才能完成加工的零件。下面介紹一下適合加工中心加工零件的種類。第一節(jié) 概述n1。箱體類零件n 箱體類零件一般是指具有孔系和平面，內(nèi)有一定型腔，在長、寬、高方向有一定比例的零件。如汽車的發(fā)動機缸體、變速箱體，機床的床頭箱、主軸箱，齒輪泵殼體等。圖63所示為控制閥殼體，圖64所示為熱電機車主軸箱體。第一節(jié) 概述第一節(jié) 概述n箱體類零件一般都需要進行多工位孔系及平面加工，精度要求較高，特別是形狀精度和位置精度要求嚴格，通常要經(jīng)過銑、鉆、擴、鏜、鉸、锪、攻絲等工序(或工步)加工，需要刀具較多。n此類零件在加工中心上加工，一次裝

6、夾可普通機床60-95的工序內(nèi)容，零件各項精度一致性好，質(zhì)量穩(wěn)定，同時節(jié)省費用，周期短。第一節(jié) 概述n2帶復雜曲面的零件n 零件上的復雜曲面用加工中心加時，與數(shù)控銑削加工基本是一樣的，所不同的是加工中心刀具可以自動更換，工藝范圍更寬。第一節(jié) 概述n 3異形件n 異形件是外形不規(guī)則的零件，大都需要點、線、面多工位混合加工。n用加工中心加工時，利用加工中心多工位點、線、面混合加工的特點，通過采取合理的工藝措施，一次或二次裝夾，既能完成多道工序或全部的工序內(nèi)容。n 加工異形件時，形狀越復雜，精度要求越高，使用加工中心越能顯示優(yōu)越性。第一節(jié) 概述第一節(jié) 概述n4盤、套、軸、板、殼體類零件n 帶有鍵槽、

7、徑向孔或端面有分布的孔系及曲面的盤、套或軸類零件，適合在加工中心上加工。n 加工部位集中在單一端面上的盤、套、軸、板、牌類零件宜選擇立式加工中心，加工部位不在同方向表面上的零件可選臥式加工中心。第一節(jié) 概述第二節(jié) 加工中心加工工件的安裝及對刀、換刀n(一)加工中心加工定位基準的選擇n1加工中心加工選擇定位基準的基本要求n (1)所選基準應(yīng)能保證工件定位準確，裝卸方便、迅速，夾壓可靠，夾具結(jié)構(gòu)簡單；n (2)所選基準與各加工部位間的各個尺寸計算簡單；n (3)保證各項加工精度。第二節(jié) 加工中心加工工件的安裝及對刀、換刀n 2選擇定位基準應(yīng)遵循的原則n(1)盡量選擇零件上的設(shè)計基準作為定位基準。n

8、(2)當零件的定位基準與設(shè)計基準不能重合且加工面與其設(shè)計基準又不能在一次安裝內(nèi)同時加工時，應(yīng)嚴格規(guī)定定位基準與設(shè)計基準間的公差范圍，確保加工精度。第二節(jié) 加工中心加工工件的安裝及對刀、換刀n (3)當在加工中心上無法同時完成包括設(shè)計基準在內(nèi)的全部表面加工時，要考慮用所選基準定位后，一次裝夾能夠完成全部關(guān)鍵精度部位的加工。n (4)定位基準的選擇要保證完成盡可能多的加工內(nèi)容。第二節(jié) 加工中心加工工件的安裝及對刀、換刀n(5)批量加工時，零件定位基準應(yīng)盡可能與建立工件坐標系的對刀基準(對刀后，工件坐參系原點與定位基準間的尺寸為定值)重合。n但在單件加工時(每加工一件對一次刀)或帶有自動測量功能的加

9、工中心，工件坐標系原點和對刀基準的選擇應(yīng)主要考慮便于編程量，可不與定位基準重合。第二節(jié) 加工中心加工工件的安裝及對刀、換刀第二節(jié) 加工中心加工工件的安裝及對刀、換刀n(6)必須多次安裝時應(yīng)遵從基準統(tǒng)一原則。n可減少因定位基準轉(zhuǎn)換而引起的定位誤差。第二節(jié) 加工中心加工工件的安裝及對刀、換刀第二節(jié) 加工中心加工工件的安裝及對刀、換刀n(二)加工中心夾具的確定n 1對夾具的基本要求n (1)夾緊機構(gòu)或其他元件不得影響進給，加工部位要敞開。第二節(jié) 加工中心加工工件的安裝及對刀、換刀n(2)為保持零件安裝方位與機床坐標系及編程坐標系方向的一致性，夾具應(yīng)能保證在機床上實現(xiàn)定向安裝，還要求能使零件定位面與機

10、床之間保持一定的坐標聯(lián)系。第二節(jié) 加工中心加工工件的安裝及對刀、換刀(3)夾具的剛性和穩(wěn)定性要好。n在考慮夾緊方時，夾緊力應(yīng)求靠近主要支撐點，或在支撐點所組成的三角形內(nèi)，并靠近切削部位及剛性好的地方，盡量不要在被加工孔的上方。n盡量不采用在加工過程中更換夾緊點的設(shè)計。第二節(jié) 加工中心加工工件的安裝及對刀、換刀n(4)裝卸方便，輔助時間盡量短。n(5)對小型零件或工序不長的零件，可以考慮在工作臺上同時裝夾幾件進行加工，以提加工效率。第二節(jié) 加工中心加工工件的安裝及對刀、換刀n(6)夾具結(jié)構(gòu)應(yīng)力求簡單。n(7)減少更換夾具的準備結(jié)束時間。n(8)減小夾具在機床上的使用誤差。第二節(jié) 加工中心加工工件

11、的安裝及對刀、換刀n2.常用夾具種類n加工中心加工常用的夾具大致有下列幾種：n(1)通用夾具n 圖613 數(shù)控分度工作臺 圖614 數(shù)控回轉(zhuǎn)臺(座)第二節(jié) 加工中心加工工件的安裝及對刀、換刀第二節(jié) 加工中心加工工件的安裝及對刀、換刀n(2)組合夾具n組合夾具是由一套結(jié)構(gòu)已經(jīng)標準化，尺寸已經(jīng)規(guī)格化的元件、組合元件所構(gòu)成?？梢园垂ぜ募庸ば枰M成各種功用的夾具。n組合夾具有槽系組合夾具和孔系組合夾具。n組合夾具一般具有組合性、可調(diào)性、模擬性、柔性、應(yīng)急性和經(jīng)濟性，使用壽命長，能適應(yīng)產(chǎn)品加工中的周期短、成本低等求。n但是夾具精度、剛性比不上專用夾具，對加工精度影響較大。此外，組合夾具總體顯得笨重，還

12、有排屑不便等不足。第二節(jié) 加工中心加工工件的安裝及對刀、換刀第二節(jié) 加工中心加工工件的安裝及對刀、換刀n(3)專用夾具 n 這是特別為某一項或類似的幾項加工專門設(shè)計制造的夾具，具有結(jié)構(gòu)合理，剛性強，裝夾穩(wěn)定可靠，操作方便，提高安裝精度及裝夾速度等優(yōu)點。n但是，專用夾具的設(shè)計制造周期長，花費的勞動量較大，加工簡單零件顯然不太經(jīng)濟。n專用夾具中的夾緊機構(gòu)一般采用氣動或液壓夾緊機構(gòu)，能減輕工人勞動強度和提高生產(chǎn)率。第二節(jié) 加工中心加工工件的安裝及對刀、換刀n(4)可調(diào)整夾具n 是組合夾具和專用夾具的結(jié)合?？烧{(diào)整夾具能有效地克服以上兩種夾具的不足，既能滿足加工精度要求，又有一定的柔性。第二節(jié) 加工中心

13、加工工件的安裝及對刀、換刀n可調(diào)整夾具與組合夾具主要不同之處是它具有一系列整體剛性好的夾具體，在夾具體上設(shè)置了具有定位、夾緊等多功能的T型槽及臺階式光孔、螺孔，配制有多種夾壓、定位元件。第二節(jié) 加工中心加工工件的安裝及對刀、換刀n(5)多工位夾具n 可以同時裝夾多個工件，減少換刀次數(shù)，也便于一面加工，一面裝卸工件，有利于縮短輔助時間，提高生產(chǎn)率，較適宜于中批量生產(chǎn)。n 第二節(jié) 加工中心加工工件的安裝及對刀、換刀n(6)成組夾具n成組夾具是隨成組加工工藝的發(fā)展而出現(xiàn)的。n通過工藝分析，把形狀相似、尺寸相近的各種零件進行分組編制成組工藝，然后把定位、夾緊和加工方法相同的或相似的零件集中起來，統(tǒng)籌考

14、慮夾具的設(shè)計方案。對結(jié)構(gòu)外形相似的零件，采用成組夾具，具有經(jīng)濟、裝夾精度高等特點。第二節(jié) 加工中心加工工件的安裝及對刀、換刀n 3加工中心夾具選用的原則n(1)在單件生產(chǎn)或產(chǎn)品研制時，應(yīng)廣泛采用通用夾具、組合夾具和可調(diào)整夾具。n (2)小批量或成批生產(chǎn)時可考慮采用簡單專用夾具。n (3)在生產(chǎn)批量較大時可考慮采用多工位夾具和高效氣動、液壓等專用夾具。n (4)采用成組工藝時應(yīng)使用成組夾具。第二節(jié) 加工中心加工工件的安裝及對刀、換刀n 4確定零件在機床工作臺上裝夾時的最佳位置n該位置是考慮機床行程中各種干涉情況，優(yōu)化匹配各部位刀具長度而確定的。第二節(jié) 加工中心加工工件的安裝及對刀、換刀n加工中心

15、具有的自動換刀(ATC)功能決定了其最大的弱點為刀具懸臂式加工，因此，在進行多工位零件的加工時，應(yīng)綜合計算各加工表面到機床主軸端面的距離以選擇最佳的刀輔具長度，提高工藝系統(tǒng)的剛性，從而保證加工精度。第二節(jié) 加工中心加工工件的安裝及對刀、換刀n二、加工中心的對刀、換刀n（一）對刀點與換刀點的確定n1對刀點的確定n對刀點是工件在機床上定位(或找正)裝夾后，用于確定工件坐標系在機床坐標系中位置的基準點。第二節(jié) 加工中心加工工件的安裝及對刀、換刀n一般來說，加工中心對刀點應(yīng)選在工件坐標系原點上，或至少X、Y方向重合，這樣有利于保證對刀精度，減少對刀誤差。n也可以將對刀點或?qū)Φ痘鶞试O(shè)在夾具定位元件上，這

16、樣可直接以定位元件為對刀基準對刀，有利于批量加工時工件坐標系位置的準確。第二節(jié) 加工中心加工工件的安裝及對刀、換刀n 2換刀點的確定n換刀點的位置應(yīng)根據(jù)換刀時刀具不碰到工件、夾具和機床的原則而定。n一般加工中心的換刀點往往是固定的點。第二節(jié) 加工中心加工工件的安裝及對刀、換刀n(二)對刀方法n加工中心對刀時一般以機床主軸軸線與端面的交點(主軸中心)為刀位點，因此，無論采用哪種工具對刀，結(jié)果都是使機床主軸軸線與端面的交點與對刀點重合，利用機床的坐標顯示確定對刀點在機床坐標系中的位置，從而確定工件坐標系在機床坐標系中的位置。第二節(jié) 加工中心加工工件的安裝及對刀、換刀n 1工件坐標系原點(對刀點)為

17、圓柱孔(或圓柱面)的中心線n (1)采用杠桿百分表(或千分表)對刀 第二節(jié) 加工中心加工工件的安裝及對刀、換刀n這種操作方法比較麻煩，效率較低，但對刀精度較高，對被測孔的精度要求也較高，最好是經(jīng)過鉸或鏜加工的孔，僅粗加工后的孔不宜采用。第二節(jié) 加工中心加工工件的安裝及對刀、換刀第二節(jié) 加工中心加工工件的安裝及對刀、換刀n(2)采用尋邊器對刀n 尋邊器的工作原理如圖619所示。光電式尋邊器一般由柄部和觸頭組成，它們之間有一個固定的電位差。觸頭裝在機床主軸上時，工作臺上的工件(金屬材料)與觸頭電位相同，當觸頭與工件表面接觸時就形成回路電流，使內(nèi)部電路產(chǎn)生光、電信號。這就是光電式尋邊器的工作原理。第

18、二節(jié) 加工中心加工工件的安裝及對刀、換刀第二節(jié) 加工中心加工工件的安裝及對刀、換刀n 2工件坐標系原點(對刀點)為兩相互垂直直線的交點n (1)采用碰刀(或試切)方式對刀n如果對刀精度要求不高，為方便操作，可以采用加工時所使用的刀具直接進行碰刀（或試切)對刀。第二節(jié) 加工中心加工工件的安裝及對刀、換刀第二節(jié) 加工中心加工工件的安裝及對刀、換刀n這種方法比較簡單，但會在工件表面留下痕跡，且對刀精度不夠高。為避免損傷工件表面，可以在刀具和工件之間加入塞尺進行對刀，這時應(yīng)將塞尺的厚度減去。以此類推，還可以采用標準心軸和塊規(guī)來對刀。第二節(jié) 加工中心加工工件的安裝及對刀、換刀第二節(jié) 加工中心加工工件的安

19、裝及對刀、換刀 3.機外對刀儀對刀 機外對刀儀用來測量刀具的長度、直徑和刀具形狀、角度。此外，用機外對刀儀還可測量刀具切削刃的角度和形狀等參數(shù)，有利于提高加工質(zhì)量。第二節(jié) 加工中心加工工件的安裝及對刀、換刀n(1)對刀儀的組成n1)刀柄定位機構(gòu)n2)測頭與測量機構(gòu)n3)測量數(shù)據(jù)處理裝置第二節(jié) 加工中心加工工件的安裝及對刀、換刀第二節(jié) 加工中心加工工件的安裝及對刀、換刀 (2)使用對刀儀應(yīng)注意的問題n1)使用前要用標準對刀心軸進行校準。每次使用前要對Z軸和X軸尺寸進行校準和標定。n 2)靜態(tài)測量的刀具尺寸和實際加工出的尺寸之間有一差值。靜態(tài)測量的刀具尺寸應(yīng)大于加工后孔的實際戶寸，因此對刀時要考慮

20、一個修正量，這要由操作者的經(jīng)驗來預選，一般要偏大0.010.05mm。第二節(jié) 加工中心加工工件的安裝及對刀、換刀n 4刀具Z向?qū)Φ秐 刀具Z向?qū)Φ犊梢圆捎玫毒咧苯优龅秾Φ?，也可利用Z向設(shè)定器進行精確對刀。第二節(jié) 加工中心加工工件的安裝及對刀、換刀加工中心的Z向?qū)Φ兑话阌袃煞N方法：1）機上對刀：這種方法是采用z向設(shè)定器依次確定每把刀具與工件在機床坐標的相互位置關(guān)系。2）機外刀具預調(diào)+機上對刀：這種方法對刀精度和效率高，但投資大。第二節(jié) 加工中心加工工件的安裝及對刀、換刀第二節(jié) 加工中心加工工件的安裝及對刀、換刀n(三)臥式加工中心多工位加工中的對刀問題n 1工件坐標系原點的測量n對臥式加工中心(

21、設(shè)工作臺沿X向、Z向移動，主軸沿Y向移動)，當主軸和工作臺分別回零后，工作臺回轉(zhuǎn)中心將與機床參考點在水平面內(nèi)的投影重合，此時工作臺回轉(zhuǎn)中心到主軸軸線與主軸前端面的交點(為主軸中心，也是刀位點，零位時與機床原點重合)的距離為Xc、ZC。(Xc、ZC為機床決定的固定常數(shù))，機床坐標系下顯示的坐標值此時為零，當主軸或工作臺移動后，機床坐標系下所顯示的X、Z值就是工作臺回轉(zhuǎn)中心相對機床參考點的坐標值，主軸中心相對機床原點的Y坐標值。第二節(jié) 加工中心加工工件的安裝及對刀、換刀n在確定的工位，移動主軸(沿Y向移動)和工作臺(沿X、Z向移動)，使所選的編程原點在X向、Y向與主軸軸線重合，在Z向與主軸前端面重

22、合，即主軸中心(刀位點)與編程原點重合，這時工作臺回轉(zhuǎn)中心在機床坐標系中的坐標值，即為該工位時工件坐標系原點在機床坐標系中的坐標值。第二節(jié) 加工中心加工工件的安裝及對刀、換刀n將此值輸入到零點偏置寄存器相應(yīng)位置，就可使用G54-G59指令建立工件坐標系。若使用G92指令建立工件坐標系，則刀位點也為主軸軸線與主軸前端面的交點，主軸和工作臺的起始位置(程序起點)都在零點，則輸入到零點偏置寄存器的值的負值即為G92指令后的X、Y、Z坐標值。第三節(jié)制定加工中心加工工藝要解決的主要問題n一、零件的工藝分析n 零件的工藝分析是制定加工中心加工工藝的首要工作。其任務(wù)是分析零件技術(shù)要求，檢查零件圖的完整性和正

23、確性；分析零件的結(jié)構(gòu)工藝性；選擇加工中心加工內(nèi)容等。第三節(jié)制定加工中心加工工藝要解決的主要問題n(一)分析零件技術(shù)要求，檢查零件圖的完整性和正確性。n1。分析零件技術(shù)要求n與常規(guī)的零件工藝分析一樣，分析零件技術(shù)要求時主要考慮:n(1)各加工表面的尺寸精度要求；n(2)各加工表面的幾何形狀精度要求；n(3)各加工表面之間的相互位置精度要求；n(4)各加工表面粗糙度要求以及表面質(zhì)量方面的其他要求；n(5)熱處理要求以及其他要求。第三節(jié)制定加工中心加工工藝要解決的主要問題n 2檢查零件圖的完整性和正確性n 一方面要檢查零件圖是否正確，尺寸、公差和技術(shù)要求是否標注齊全；n另一方面要特別注意準備在加工中

24、心上加工的零件，其各個方向上的尺寸是否有一個統(tǒng)一的設(shè)計基準。第三節(jié)制定加工中心加工工藝要解決的主要問題n(二)分析零件結(jié)構(gòu)的工藝性n 在加工中心上加工的零件，其結(jié)構(gòu)工藝性應(yīng)具備以下幾點要求：n (1)零件的切削加工量要小，以便減少加工中心的切削加工時間，降低零件的加工成本。n (2)零件上光孔和螺紋的尺寸規(guī)格盡可能少，減少加工時鉆頭、鉸刀及絲錐等刀具的數(shù)量，以防刀庫容量不夠。n (3)零件尺寸規(guī)格盡量標準化，以便采用標準刀具。n (4)零件加工表面應(yīng)具有加工的可能性和方便性。n (5)零件結(jié)構(gòu)應(yīng)具有足夠的剛性，以減少夾緊變形和切削變形。第三節(jié)制定加工中心加工工藝要解決的主要問題n(三)加工中心

25、加工內(nèi)容的選擇n (1)用數(shù)學模型描述的復雜曲線或曲面；n (2)難測量、難控制進給、難控制尺寸的不開敞內(nèi)腔的表面；n (3)尺寸精度要求較高的表面；n (4)零件上不同類型表面之間有較高的位置精度要求，更換機床加工時很難保證位置精度要求，必須在一次裝夾中合并完成銑、鏜、锪、鉸或攻絲等多工序的表面；n (5)鏡像對稱加工的表面等。第三節(jié)制定加工中心加工工藝要解決的主要問題n二、加工中心的選用n 一般來說，規(guī)格相近的加工中心，臥式加工中心的價格要比立式加工中心貴50-100，因此，從經(jīng)濟性角度考慮，完成同樣工藝內(nèi)容，宜選用立式加工中心；當立式加工中心不能滿足加工要求時才選臥式加工中心。第三節(jié)制定

26、加工中心加工工藝要解決的主要問題n 1加工中心類型的選用n (1)立式加工中心適用于只需單工位加工的零件，如各種平面凸輪、端蓋、件和跨距較小的箱體等。n (2)臥式加工中心適用于加工兩工位以上的工件或在四周呈徑向輻射狀排列的孔系、面等。n (3)當工件的位置精度要求較高，如箱體、閥體、泵體等宜采用臥式加工中心，若采用臥式加工中心在一次裝夾中不能完成多工位加工以保證位置精度要求時，則可選擇五面加工中心。n (4)當工件尺寸較大，一般立柱式加工中心的工作范圍不足時，應(yīng)選用龍門式加工中心。第三節(jié)制定加工中心加工工藝要解決的主要問題n2加工中心規(guī)格的選擇n選擇加工中心的規(guī)格主要考慮：工作臺大小、坐標行

27、程、坐標數(shù)量和主電動機功率等。n(1)工作臺規(guī)格的選擇n 所選工作臺臺面應(yīng)比零件稍大一些，以便安裝夾具。第三節(jié)制定加工中心加工工藝要解決的主要問題n(2)加工范圍選擇 n 應(yīng)考慮加工中心各坐標行程。n在加工中心上加工的零件，其各加工部位必須在機床各向行程的最大值與最小值之間，即零件通過夾具安裝在工作臺上后，在各加工部位，刀具的軸向中心線距工作臺面的距離不得小于主軸中心至工作臺臺面距離的最小值，也不得大于最大值，否則將引起Y向超程。其他方向也一樣。第三節(jié)制定加工中心加工工藝要解決的主要問題n加工中心工作臺臺面尺寸與X、Y、Z三坐標行程有一定的比例，若工件尺寸大于坐標行程，則加工區(qū)域必須在坐標行程

28、以內(nèi)。n另外，工件和夾具的總重量不能大于工作臺的額定負載，工件移動軌跡不能與機床防護罩干涉，交換刀具時，不得與工件相碰等。第三節(jié)制定加工中心加工工藝要解決的主要問題n 3加工中心精度的選擇n 根據(jù)零件關(guān)鍵部位的加工精度選擇加工中心的精度等級。國產(chǎn)加工中心按精度分為普通型和精密型兩種。表61列出了加工中心的幾項關(guān)鍵精度。第三節(jié)制定加工中心加工工藝要解決的主要問題第三節(jié)制定加工中心加工工藝要解決的主要問題n一般來說，加工兩個孔的孔距誤差是定位精度的1.5 2倍。在普通型加工中心上加工，孔距精度可達IT8級，在精密型加工中心上加工，孔距精度可達IT6-IT7級。據(jù)經(jīng)驗值，一般應(yīng)選擇加工中心的各項精度

29、為零件對應(yīng)精度的0.5-0.65較為合理。第三節(jié)制定加工中心加工工藝要解決的主要問題n 4。加工中心功能的選擇 選擇加工中心的功能主要考慮以下幾項功能。n (1)數(shù)控系統(tǒng)功能n在基本功能的基礎(chǔ)上，每增加一項功能，費用要增加幾千元到幾萬元。因此，應(yīng)根據(jù)實際需要選擇數(shù)控系統(tǒng)的功能。第三節(jié)制定加工中心加工工藝要解決的主要問題n(2)坐標軸控制功能n 坐標軸控制功能主要從零件本身的加工要求來選擇。第三節(jié)制定加工中心加工工藝要解決的主要問題n(3)工作臺自動分度功能選擇n 普通型的臥式加工中心多采用鼠齒盤(又稱鼠牙盤)定位的工作臺自動分度。這種工作臺的分度定位間距有一定的限制，而且工作臺只起分度與定位作

30、用，在回轉(zhuǎn)過程中不能參與切削。第三節(jié)制定加工中心加工工藝要解決的主要問題n 5刀庫容量的選擇 n 通常根據(jù)零件的工藝分析，算出工件一次安裝所需刀具數(shù)，來確定刀庫容量。刀庫容量需留有余地，但不宜太大。第三節(jié)制定加工中心加工工藝要解決的主要問題n 7刀具預調(diào)儀(對刀儀)的選擇n 刀具預調(diào)儀是用來調(diào)整或測量刀具尺寸的。選擇刀具預調(diào)儀必須根據(jù)零件加工精度來考慮。為了提高刀具預調(diào)儀的利用率，多臺機床可共用一臺刀具預調(diào)儀。第三節(jié)制定加工中心加工工藝要解決的主要問題n 8冷卻功能選擇n 各種類型的加工中心都配有冷卻裝置。一般應(yīng)根據(jù)工件和刀具的實際情況進行選擇。n 總之，在選擇具體加工中心時，總之，在選擇具體

31、加工中心時，工藝人員應(yīng)對機床性能、主要參數(shù)工藝人員應(yīng)對機床性能、主要參數(shù)等有較為詳盡的了解。等有較為詳盡的了解。第三節(jié)制定加工中心加工工藝要解決的主要問題n三、加工中心加工零件的工藝方案設(shè)計n工藝設(shè)計包含了從零件的毛坯選擇到通過機械加工的手段使零件達到其圖紙設(shè)計要求的加工設(shè)備、刃具、輔具、工夾量及檢具的選擇，以及安排整個零件加工工藝路線的全過程。第三節(jié)制定加工中心加工工藝要解決的主要問題n1加工方法的選擇n(1)平面、平面輪廓及曲面加工方法n 平面、平面輪廓及曲面在鏜銑類加工中心上惟一的加工方法是銑削。第三節(jié)制定加工中心加工工藝要解決的主要問題n(2)孔加工方法n 孔加工方法比較多，有鉆、擴、

32、鉸、鏜等。大直徑孔還可采用圓弧插補方式進行銑削加工。第三節(jié)制定加工中心加工工藝要解決的主要問題n 2加工階段的劃分n 加工質(zhì)量要求較高的零件，采用加工中心加工時，應(yīng)盡量將粗、精加工分兩個階段進行。n一般情況下，在加工中心上完成的精加工零件，大都在普通機床(或加工中心)上先安排粗加工，這是因為：第三節(jié)制定加工中心加工工藝要解決的主要問題n(1)零件在粗加工后會產(chǎn)生變形。n(2)粗加工后，可及時發(fā)現(xiàn)零件主要表面上的毛坯缺陷。n(3)粗、精加工分開，使零件有一段自然時效過程，以消除殘余內(nèi)應(yīng)力，有利于保證加工質(zhì)量。n(4)粗、精加工分開進行，可以合理使用設(shè)備。第三節(jié)制定加工中心加工工藝要解決的主要問題

33、n 3加工順序的安排n安排加工順序時，要根據(jù)工件的毛坯種類，現(xiàn)有加工中心機床的種類、構(gòu)成和應(yīng)用習慣，確定零件是否要進行加工中心加工前的預加工。n定位基準的選擇是決定加工順序的又一重要因素。各工序的基準選擇問題解決后，就可以從最終精加工工序向前倒推出整個工序順序的大致輪廓。第三節(jié)制定加工中心加工工藝要解決的主要問題n 在加工中心加工的工序前，安排有預加工工序的零件，加工中心工序的定位基準面即預加工工序要完成的表面。n考慮加工中心工序的劃分，必要時，要把加工中心的加工內(nèi)容分幾道或多道工序完成。n在加工基準面或選擇基準對毛坯進行預加工時，要照顧各個方向的尺寸，留給加工中心的余量要充分而均勻。第三節(jié)制

34、定加工中心加工工藝要解決的主要問題n加工中心上加工時，最難保證的尺寸：n（一）加工面與非加工面之間的尺寸n 對這種情況，即使是圖紙已注明的非加工面，也須在毛坯設(shè)計或型材選用時，在其確定的非加工面上增加適當?shù)挠嗔浚员阍诩庸ぶ行纳习磮D紙尺寸進行加工時，保證非加工面與加工面之間的尺寸符合要求。第三節(jié)制定加工中心加工工藝要解決的主要問題n（二）加工中心工序加工的面與預加工工序中普通機床(或加工中心)加工面之間的尺寸。n對這種情況，最好在加工中心上一次定位裝夾中完成預加工面在內(nèi)的所有內(nèi)容。如果非要分兩臺機床完成，則最好留一定的精加工余量；或者使該預加工面與加工中心工序的定位基準有一定的尺寸精度要求。由

35、于這是間接保證，故該尺寸的公差要比加工中心加工面與預加工面之間的尺寸精度嚴格。第三節(jié)制定加工中心加工工藝要解決的主要問題n四、加工中心加工的工步設(shè)計n主要從精度和效率兩方面考慮，加工中心加工工步設(shè)計的主要原則：n (1)加工表面按粗加工、半精加工、精加工次序完成，或全部加工表面按先粗，后半精、精加工分開進行。加工尺寸公差要求較高時，考慮零件尺寸、精度、零件剛性和變形等因素，可采用前者；加工位置公差要求較高時，采用后者。第三節(jié)制定加工中心加工工藝要解決的主要問題n(2)對于既有銑面又有鏜孔的零件，可以先銑后鏜。n(3)當一個設(shè)計基準和孔加工的位置精度與機床定位精度、重復定位精度相接近時，采用相同

36、設(shè)計基準集中加工的原則，這樣可以解決同一工位設(shè)計尺寸基準多于一個時的加工精度問題。第三節(jié)制定加工中心加工工藝要解決的主要問題n(4)相同工位集中加工，應(yīng)盡量按就近位置加工，以縮短刀具移動距離，減少空運行時間。n(5)按所用刀具劃分工步。n(6)考慮到加工中存在著重復定位誤差，對于同軸度要求很高的孔系，就不能采取原則(5)。應(yīng)該在一次定位后，通過順序連續(xù)換刀，順序連續(xù)加工完該同軸孔系的全部孔后，再加工其他坐標位置孔，以提高孔系同軸度。n(7)在一次定位裝夾中，盡可能完成所有能夠加工的表面。第三節(jié)制定加工中心加工工藝要解決的主要問題n五、加工中心加工進給路線的確定n 加工中心上刀具的進給路線可分為

37、：n孔加工進給路線n銑削加工進給路線。第三節(jié)制定加工中心加工工藝要解決的主要問題n孔加工進給路線的確定包括：n1確定XY平面內(nèi)的進給路線n(1)定位要迅速第三節(jié)制定加工中心加工工藝要解決的主要問題n(2)定位要準確 第三節(jié)制定加工中心加工工藝要解決的主要問題 定位迅速和定位準確有時兩者難以同時滿足，這時應(yīng)抓主要矛盾，若按最短路線進給能保證定位精度，則取最短路線，反之，應(yīng)取能保證定位準確的路線。第三節(jié)制定加工中心加工工藝要解決的主要問題n 2確定Z向(軸向)的進給路線n 刀具在z向的進給路線分為快速移動進給路線和工作進給路線。n刀具先從起始平面快速運動到距工件加工表面一定距離的R平面(距工件加工

38、表面一切人距離的平面)上，然后按工作進給速度運動進行加工。第三節(jié)制定加工中心加工工藝要解決的主要問題第三節(jié)制定加工中心加工工藝要解決的主要問題n加工不通孔時，工作進給距離為n ZF=Za+H+Ttn加工通孔時，工作進給距離為n ZF=Za+H+Zo+Tt第三節(jié)制定加工中心加工工藝要解決的主要問題n刀具切入切出距離參考值第三節(jié)制定加工中心加工工藝要解決的主要問題n六、加工余量的確定n確定加工余量的原則：n保證加工質(zhì)量的前提下，盡量減少加工余量。第三節(jié)制定加工中心加工工藝要解決的主要問題n七、工序尺寸及公差的確定n加工中心加工時也存在定位基準與設(shè)計基準不重合時工序尺寸及公差的確定問題。n如圖638

39、a所示零件，105土0.1尺寸的Ra0.8mm兩面均已在前面工序中加工完畢，在加工中心上只進行所有孔的加工。以A面定位時，由于高度方向沒有統(tǒng)一基準，48H7孔和上面兩個25H7孔與B面的尺寸是間接保證的，欲保證325土01(25H7孔與B面)和5250.04尺寸，須在上工序中對1050.1尺寸公差進行壓縮。若改為圖638b所示方式標注尺寸，各孔位置尺寸都以定位面A為基準，基準統(tǒng)一，且定位基準與設(shè)計基準重合，各個尺寸都容易保證（具體計算過程省略）第三節(jié)制定加工中心加工工藝要解決的主要問題第三節(jié)制定加工中心加工工藝要解決的主要問題八、加工中心加工切削用量的選擇 銑削加工切削用量的確定見第五章。第三

40、節(jié)制定加工中心加工工藝要解決的主要問題n孔加工主軸轉(zhuǎn)速S(rmin)根據(jù)選定的切削速度vc(mmin)和加工直徑d(或刀具直徑)按下式來計算。nS=1000Vc/dn攻螺紋時主軸轉(zhuǎn)速按下式來計算。nS1200/P-k第四節(jié) 典型加工中心加零件的工藝分析n一、蓋板零件加工中心的加工工藝n 蓋板加工表面主要是平面和孔，需經(jīng)銑平面、鉆孔、擴孔、鏜孔、鉸孔及攻螺紋等工步才能完成。第四節(jié) 典型加工中心加零件的工藝分析第四節(jié) 典型加工中心加零件的工藝分析 1零件工藝分析n 該蓋板的材料為鑄鐵，毛坯為鑄件。由圖可知，蓋板加工內(nèi)容為平面、孔和螺紋且都集中在且、B面上，其四個側(cè)面不需要加工，其中最高精度為IT7

41、級。從定位和加工兩個方面考慮，以且面為主要定位基準，并在前道工序中先加工好，選擇B面及位于B面上的全部孔在加工中心上加工。第四節(jié) 典型加工中心加零件的工藝分析n 2，選擇加工中心n 由于B面及位于B面上的全部孔，只需單工位加工即可完成，故選擇立式加工中心。該零件加工內(nèi)容只有粗銑、精銑、粗鏜、半精鏜、精鏜、鉆、擴、锪、鉸及攻螺紋等工步，所需刀具不超過20把，故選用國產(chǎn)XH714型立式加工中心即可滿足上述要求。n該機床X軸行程為600 mm，Y軸行程為400 mm，Z軸行程為400 mm，工作臺尺寸為800mmX400mm，主軸端面至工作臺臺面距離為125-525 mm，定位精度和重復定位精度分別

42、為0.02 mm和0.01 mm，刀庫容量為18把，工件一次裝夾后可自動完成上述內(nèi)容加工。第四節(jié) 典型加工中心加零件的工藝分析n 3設(shè)計工藝n (1)選擇加工方法nB面尺寸精度無要求但粗糙度Ra為6.3m，故采用粗銑一精銑方案；60H7孔尺寸精度要求為IT7級，粗糙度為Ra0.8 m，已鑄出毛坯孔，故采用粗鏜一半精鏜一精鏜方案；412H8孔尺寸精度要求為IT8級，粗糙度為Ra0.8 m，同時為防止鉆偏，按鉆中心孔一鉆孔一擴孔一鉸孔方案進行；16孔在 12孔基礎(chǔ)上锪至尺寸即可；M16螺紋孔在M6和M20之間，故采用先鉆底孔后攻螺紋的加工方法，即按鉆中心孔一鉆底孔一倒角攻螺紋方案加工。第四節(jié) 典型

43、加工中心加零件的工藝分析n(2)確定加工順序n 按照先粗后精、先面后孔的原則及為了減少換刀次數(shù)不劃分加工階段來確定加工順序。具體加工路線為：粗、精銑刀面一粗、半精、精鏜聲60H7孔一鉆各光孔和螺紋孔的中心孔一鉆、擴4X 2H8孔一锪4X 16孔一鉸4X 12H8孔一M16螺孔鉆底孔、倒角和攻螺紋。第四節(jié) 典型加工中心加零件的工藝分析第四節(jié) 典型加工中心加零件的工藝分析n(3)確定裝夾方案和選擇夾具n 該蓋板零件形狀較簡單、尺寸較小，四個側(cè)面較光整，加工面與非加工面之間的位置精度要求不高，故可選通用臺鉗，以蓋板底面A和兩個側(cè)面定位，用臺鉗鉗口從側(cè)面夾緊。第四節(jié) 典型加工中心加零件的工藝分析n(4

44、)選擇刀具n 根據(jù)加工內(nèi)容，所需刀具有面銑刀、鏜刀、中心鉆、麻花鉆、鉸刀、立銑刀(锪 16孔)及絲錐等，其規(guī)格根據(jù)加工尺寸選擇。n（5）確定進給路線。n（6）選擇切削用量。第四節(jié) 典型加工中心加零件的工藝分析n二、支承套零件加工中心的加工工藝n 圖646所示為升降臺銑床的支承套，現(xiàn)分析其加工中心的加工工藝。第四節(jié) 典型加工中心加零件的工藝分析第四節(jié) 典型加工中心加零件的工藝分析n1.零件工藝分析n支承套的材料為45鋼，毛坯為棒料。支承套 35H7孔對 100f9外圓有位置精度要求；60孔底平面對 35H7孔有跳動要求；2X 15H7孔對端面C有平行度要求；端面C對 100f9外圓有跳動要求。為

45、便加工中心上定位和夾緊將100f9外圓、80尺寸兩端面、78尺寸上平面均安排在工序中由普通機床完成。2X 15H7孔、35H7孔、60孔、2X 11孔、2x 17孔、2XM16-6H螺孔確定在加工中心上一次安裝完成。第四節(jié) 典型加工中心加零件的工藝分析n2.設(shè)計工藝n（1）選擇加工方法n由于毛坯為棒料，因此所有孔都是在實體上加工。為防止鉆偏，需先用中心鉆鉆引正孔，然后再鉆孔?？?35H7及2X 15H7選擇鉸削作其最終加工方法。對 60的孔，根據(jù)孔徑精，孑L深尺寸和孔底平面要求，用銑削方法同時完成孔壁和孔底平面的加工。各加工表面選擇如工方案如下：n2X 15H7孔 鉆中心孔一鉆孔一擴孔絞孔n

46、35H7孔 鉆中心孔一鉆孔一粗鏜半精鏜孔絞孔n 60孔 粗銑精銑n2X 11孔 鉆中心孔一鉆孔n2X 17孔 锪孔(在11底孔上)n2XM66H螺孔 鉆中心孔一鉆底孔一孔端倒角一攻螺紋第四節(jié) 典型加工中心加零件的工藝分析n(2)確定加工順序n為減少變換工位的輔助時間和工作臺分度誤差的影響，各個工位上的加工表面在工作臺分度下按先粗后精的原則加工完畢。具體的加工順序是：第一工位(BO)：鉆35H7、2x11中心孔一鉆35H7孔一鉆2X11孔一锪2Xl7孔一粗鏜35H7孔一粗銑、精銑60X 12n半精鏜35H7孔一鉆2XM66H螺紋中心孔一鉆2XM66H螺紋底孔一2XM66H螺紋孔端倒角一攻2xM6

47、6H螺紋一鉸35H7孔；第二工位(B90)：鉆2X5H7中心孔鉆2X5H7孔一擴2X5H7孔一鉸2X5H7孔。第四節(jié) 典型加工中心加零件的工藝分析n(3)確定裝夾方案和選擇夾具n首先按照基準重合原則考慮選擇定位基準。由于35H7孔、60孔、2X11孔及2X17的設(shè)計基準均為100f 9外圓中心線，所以選擇100f 9外圓中心線為主要定位基準。因100f9外圓不是整圓，故用V形塊做定位元件。支承套長度方向的定位基準，若選右端面定，對17孔深尺寸11 存在基準不重合差，精度不能保證(因工序尺寸80的公為0.5 mm)，故選左端面定位。工件的裝簡圖如圖647所示。在裝夾時應(yīng)使工件平面在夾具中保持垂直

48、，以消除轉(zhuǎn)動自由度。第四節(jié) 典型加工中心加零件的工藝分析第四節(jié) 典型加工中心加零件的工藝分析n(4)選擇刀具n 各工步刀具直徑根據(jù)加工余量和孔徑確定。刀具度與工件在機床工作臺上的裝夾位置有關(guān)，在裝夾位置確定之后，再計算刀具長度。第四節(jié) 典型加工中心加零件的工藝分析n(5)選擇切削用量n 在機床說明書允許的切削用量范圍內(nèi)查表選取切削速度和進給量，然后算出主軸轉(zhuǎn)速和進給速度。第四節(jié) 典型加工中心加零件的工藝分析9、靜夜四無鄰，荒居舊業(yè)貧。22.7.2322.7.23Saturday,July 23,202210、雨中黃葉樹，燈下白頭人。23:11:2423:11:2423:117/23/2022

49、11:11:24 PM11、以我獨沈久，愧君相見頻。22.7.2323:11:2423:11Jul-2223-Jul-2212、故人江海別，幾度隔山川。23:11:2423:11:2423:11Saturday,July 23,202213、乍見翻疑夢，相悲各問年。22.7.2322.7.2323:11:2423:11:24July 23,202214、他鄉(xiāng)生白發(fā)，舊國見青山。2022年7月23日星期六下午11時11分24秒23:11:2422.7.2315、比不了得就不比，得不到的就不要。2022年7月下午11時11分22.7.2323:11July 23,202216、行動出成果，工作出財

50、富。2022年7月23日星期六23時11分24秒23:11:2423 July 202217、做前，能夠環(huán)視四周；做時，你只能或者最好沿著以腳為起點的射線向前。下午11時11分24秒下午11時11分23:11:2422.7.239、沒有失敗，只有暫時停止成功！。22.7.2322.7.23Saturday,July 23,202210、很多事情努力了未必有結(jié)果，但是不努力卻什么改變也沒有。23:11:2423:11:2423:117/23/2022 11:11:24 PM11、成功就是日復一日那一點點小小努力的積累。22.7.2323:11:2423:11Jul-2223-Jul-2212、世

51、間成事，不求其絕對圓滿，留一份不足，可得無限完美。23:11:2423:11:2423:11Saturday,July 23,202213、不知香積寺，數(shù)里入云峰。22.7.2322.7.2323:11:2423:11:24July 23,202214、意志堅強的人能把世界放在手中像泥塊一樣任意揉捏。2022年7月23日星期六下午11時11分24秒23:11:2422.7.2315、楚塞三湘接，荊門九派通。2022年7月下午11時11分22.7.2323:11July 23,202216、少年十五二十時，步行奪得胡馬騎。2022年7月23日星期六23時11分24秒23:11:2423 July

52、 202217、空山新雨后，天氣晚來秋。下午11時11分24秒下午11時11分23:11:2422.7.239、楊柳散和風，青山澹吾慮。22.7.2322.7.23Saturday,July 23,202210、閱讀一切好書如同和過去最杰出的人談話。23:11:2423:11:2423:117/23/2022 11:11:24 PM11、越是沒有本領(lǐng)的就越加自命不凡。22.7.2323:11:2423:11Jul-2223-Jul-2212、越是無能的人，越喜歡挑剔別人的錯兒。23:11:2423:11:2423:11Saturday,July 23,202213、知人者智，自知者明。勝人者有

53、力，自勝者強。22.7.2322.7.2323:11:2423:11:24July 23,202214、意志堅強的人能把世界放在手中像泥塊一樣任意揉捏。2022年7月23日星期六下午11時11分24秒23:11:2422.7.2315、最具挑戰(zhàn)性的挑戰(zhàn)莫過于提升自我。2022年7月下午11時11分22.7.2323:11July 23,202216、業(yè)余生活要有意義，不要越軌。2022年7月23日星期六23時11分24秒23:11:2423 July 202217、一個人即使已登上頂峰，也仍要自強不息。下午11時11分24秒下午11時11分23:11:2422.7.23MOMODA POWERPOINTLorem ipsum dolor sit amet,consectetur adipiscing elit.Fusce id urna blandit,eleifend nulla ac,fringilla purus.Nulla iaculis tempor felis ut cursus.感 謝 您 的 下 載 觀 看感 謝 您 的 下 載 觀 看專家告訴