數(shù)控加工中心

數(shù)控加工工藝安徽機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院

加工中心加工工藝了解在加工中心加工中要解決的主要工藝問題以及各種問題的解決方法。對(duì)加工中心工藝知識(shí)有一個(gè)系統(tǒng)的了解，并學(xué)會(huì)制定加工中心加工工藝和進(jìn)行工藝分析的方法。教學(xué)目的：內(nèi)容知識(shí)點(diǎn)學(xué)習(xí)要求建議學(xué)時(shí)概述加工中心的主要加工對(duì)象了解2加工中心的結(jié)構(gòu)及類型加工中心加工工件的安裝、對(duì)刀與換刀加工中心加工工件的安裝掌握加工中心加工定位基準(zhǔn)的選擇加工中心夾具的確定加工中心加工的對(duì)刀與換刀加工中心加工工藝制定加工中心加工工藝重點(diǎn)掌握2典型加工中心加工零件的工藝分析蓋板零件結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及加工工藝的制定理解4支承套零件結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及加工工藝的制定加工中心加工工藝學(xué)習(xí)內(nèi)容與知識(shí)點(diǎn)：加工中心與數(shù)控銑床的異同:加工中心是在數(shù)控機(jī)床的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，都是通過程序控制多軸聯(lián)動(dòng)走刀進(jìn)行加工的數(shù)控機(jī)床。不同的是加工中心具有刀庫和自動(dòng)換刀功能。

加工中心的主要加工對(duì)象加工中心適于加工形狀復(fù)雜、工序多、精度要求較高，普通機(jī)床加工需多次裝夾調(diào)整困難的的工件。常用于加工箱體類零件帶復(fù)雜曲面的零件異形件板、套、盤、殼體類零件加工中心的主要加工對(duì)象加工中心的結(jié)構(gòu)及類型臥式加工中心

龍門加工中心

立式加工中心

復(fù)合加工中心

按機(jī)床主軸布局形式分主軸軸心線設(shè)置在豎直狀態(tài)

主軸軸心線設(shè)置在水平狀態(tài)

具有可移動(dòng)的龍門框架、主軸頭裝在龍門框架上、主軸軸心線設(shè)置在垂直狀態(tài)

立臥兩用加工中心，具有立式和臥式加工中心的功能

立式、臥式加工中心的結(jié)構(gòu)（單擊觀看錄像）立式加工中心加工中心的結(jié)構(gòu)及類型龍門式加工中心加工中心的結(jié)構(gòu)及類型無機(jī)械手的加工中心帶刀庫、機(jī)械手的加工中心刀庫轉(zhuǎn)塔式加工中心按換刀形式分

加工中心的結(jié)構(gòu)及類型可裝20把刀的無臂式ATC刀具庫加工中心的結(jié)構(gòu)及類型可裝裝24把把刀刀的的有有臂臂式式ATC刀具具庫庫加工工中中心心的的結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)及及類類型型可裝裝32把把刀刀的的有有臂臂式式刀刀具具庫庫加工工中中心心的的結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)及及類類型型可裝裝60把把刀刀的的刀刀具具庫庫加工工中中心心的的結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)及及類類型型加工工中中心心夾夾具具的的確確定定對(duì)夾夾具具的的基基本本要要求求：：夾緊緊機(jī)機(jī)構(gòu)構(gòu)不不得得影影響響進(jìn)進(jìn)給給，，加加工工部部位位要要敞敞開開夾具具在在機(jī)機(jī)床床上上能能實(shí)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)定定向向安安裝裝夾具具的的剛剛性性與與穩(wěn)穩(wěn)定定性性要要好好加工工中中心心夾夾具具的的選選用用原原則則：：在保保證證加加工工精精度度和和生生產(chǎn)產(chǎn)效效率率的的前前提提下下，，優(yōu)優(yōu)先先選選用用通通用用夾夾具具批量量加加工工可可考考慮慮采采用用簡簡單單專專用用夾夾具具大批批量量加加工工可可考考慮慮采采用用多多工工位位夾夾具具和和高高效效的的氣氣壓壓、、液液壓壓等等專專用用夾夾具具采用用成成組組工工藝藝時(shí)時(shí)應(yīng)應(yīng)使使用用成成組組夾夾具具加工工中中心心夾夾具具的的確確定定采用用尋尋邊邊器器對(duì)對(duì)刀刀采用用碰碰刀刀或或試試切切方方式式對(duì)對(duì)刀刀外刀刀具具預(yù)預(yù)調(diào)調(diào)+機(jī)上上對(duì)對(duì)刀刀杠桿桿百百分分表表對(duì)對(duì)刀刀機(jī)上上對(duì)對(duì)刀刀水平平方方向向?qū)?duì)刀刀Z向?qū)?duì)刀刀機(jī)外外對(duì)對(duì)刀刀儀儀對(duì)對(duì)刀刀對(duì)刀刀方方法法：：加工工中中心心加加工工的的對(duì)對(duì)刀刀與與換換刀刀制定定加加工工中中心心加加工工工工藝藝零件件的的工工藝藝分分析析分析析零零件件的的技技術(shù)術(shù)要要求求：：尺尺寸寸精精度度要要求求、、幾幾何何形形狀狀精精度度要要求求、、位位置置精精度度要要求求、、表表面面粗粗糙糙度度表表面面質(zhì)質(zhì)量量要要求求、、熱熱處處理理及及其其他他技技術(shù)術(shù)要要求求；檢查查零零件件圖圖的的完完整整性性和和正正確確性性；；分析析零零件件結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)工工藝藝性性：：主主要要分分析析零零件件的的加加工工內(nèi)內(nèi)容容采采用用加加工工中中心心加加工工時(shí)時(shí)的的可可行行性性、、經(jīng)經(jīng)濟(jì)濟(jì)性性、、方方便便性性；；確定定加加工工中中心心的的加加工工內(nèi)內(nèi)容容：：確確定定零零件件適適合合加加工工中中心心加加工工的的部部位位、、結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)和和表表面面；工藝藝方方案案的的設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)工藝藝設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)包包括括完完成成加加工工任任務(wù)務(wù)所所需需要要的的設(shè)設(shè)備備、、工工裝裝量量夾夾具具的的選選擇擇，，工工藝藝路路線線加加工工方方法法的的確確定定。。加工工方方法法的的選選擇擇加工工順順序序的的合合理理按按排排制定定加加工工中中心心加加工工工工藝藝工步步設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)先粗粗加加工工，，半半精精加加工工，，再再精精加加工工。。既有有孔孔又又有有面面的的加加工工時(shí)時(shí)先先銑銑面面后后鏜鏜孔孔。。采用用相相同同設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)基基準(zhǔn)準(zhǔn)集集中中加加工工的的原原則則。。相同同工工位位集集中中加加工工，，鄰鄰近近工工位位一一起起加加工工可可提提高高加加工工效效率率。。按所所用用刀刀具具劃劃分分工工步步。。有較較高高同同軸軸度度要要求求的的孔孔系系，，應(yīng)應(yīng)該該單單獨(dú)獨(dú)完完成成，，再再加加工工其其他他形形位位。。在一一次次裝裝夾夾定定位位中中，，能能加加工工的的形形位位全全部部加加工工完完。。制定定加加工工中中心心加加工工工工藝藝進(jìn)給給路路線線的的確確定定孔加加工工路路線線的的確確定定：：確定定XY平面面內(nèi)內(nèi)的的進(jìn)進(jìn)給給路路線線：：定定位位要要迅迅速速，，保保證證不不發(fā)發(fā)生生碰碰撞撞的的前前提提下下縮縮短短空空行行程程；；定定位位要要準(zhǔn)準(zhǔn)確確。。確定定Z向的的進(jìn)進(jìn)給給路路線線制定定加加工工中中心心加加工工工工藝藝加工工余余量量的的確確定定表面面粗粗糙糙度度表面面缺缺陷陷層層深深度度空間間偏偏差差表面面幾幾何何形形狀狀誤誤差差裝夾夾誤誤差差影響響加加工工余余量量大大小小的的因因素素制定定加加工工中中心心加加工工工工藝藝工序序尺尺寸寸及及公公差差的的確確定定注意意定定位位基基準(zhǔn)準(zhǔn)與與設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)基基準(zhǔn)準(zhǔn)不不重重合合時(shí)時(shí)工工序序尺尺寸寸及及公公差差的的確確定定問問題題。。制定加工工中心加加工工藝藝切削用量量的選擇擇選擇加工工中心切切削用量量時(shí)，應(yīng)應(yīng)根據(jù)加加工類型型方式和和加工工工序（表表面加工工、孔加加工、粗粗、精加加工等））；坯料料種類、、硬度；；刀具類類型、轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速、直直徑大小小、刀刃刃材質(zhì)等等因素綜綜合確定定。參照照理論切切削用量量，根據(jù)據(jù)實(shí)際切切削的具具體情況況，確定定合適的的切削用用量。制定加工工中心加加工工藝藝典型加工工中心加加工零件件工藝分分析蓋板零件件在加工工中心的的加工工工藝蓋板是機(jī)械加加工中常常見的零零件，加工表面面有平面面和孔，通常需經(jīng)經(jīng)銑平面、鉆鉆孔、擴(kuò)擴(kuò)孔、鏜孔、鉸孔及攻螺螺紋等工工步才能能完成。。下面以以右圖所示蓋蓋板為例例介紹其其加工中中心加工工工藝。。蓋板零件件簡圖零件工藝藝分析選擇加工工中心設(shè)計(jì)工藝藝：選擇加工工方法確定加工工順序確定裝夾夾方案和和選擇夾夾具選擇刀具具制定工藝藝步驟：：確定進(jìn)給給路線選擇切削削用量典型加工工中心加加工零件件工藝分分析蓋板零件件在加工工中心的的加工工工藝1．分析零件圖樣，選擇加工工內(nèi)容該蓋板的的材料為為鑄鐵，故毛坯為為鑄件。。由零件圖可知，蓋板的四四個(gè)側(cè)面面為不加加工表面面，全部加工工表面都都集中在在A、B面上。最最高精度度為IT7級(jí)。從工工序集中中和便于于定位兩兩個(gè)方面面考慮，選擇B面及位于于B面上的全全部孔在在加工中中心上加加工，將A面作為主主要定位位基準(zhǔn)，并在前道道工序中中先加工工好。典型加工工中心加加工零件件工藝分分析蓋板零件件在加工工中心的的加工工工藝2．選擇加工工中心由于B面及位于于B面上的全全部孔，只需單工工位加工工即可完完成，故選擇立立式加工工中心。加工表面面不多，只有粗銑、精銑、粗鏜、半精鏜、精鏜、鉆、擴(kuò)擴(kuò)、锪、鉸及攻螺紋紋等工步步，所需刀具具不超過過20把。選用用國產(chǎn)XH714型立式加加工中心心即可滿滿足上述述要求。。該機(jī)床床工作臺(tái)臺(tái)尺寸為為400mm×800mm，x軸行程為為600mm，y軸行程為為400mm，z軸行程為為400mm，主軸端面面至工作作臺(tái)臺(tái)面面距離為為125～525mm，定位精度度和重復(fù)定定位精度度分別為為0.02mm和0.01mm,刀庫容量量為18把,工件一次次裝夾后后可自動(dòng)動(dòng)完成銑、鉆、鏜、鉸及攻螺紋紋等工步步的加工工。蓋板零件件在加工工中心的的加工工工藝典型加工工中心加加工零件件工藝分分析3.設(shè)計(jì)工藝藝(1)選擇加工工方法B平面用銑削方法加加工,因其表面面粗糙度度Ra為6.3μm,故采用粗粗銑——精銑方案；φ60H7孔為已鑄鑄出毛坯坯孔，為達(dá)到IT7級(jí)精度和和Ra0.8μm的表面粗粗糙度，需經(jīng)三次次鏜削，即采用粗粗鏜——半精鏜——精鏜方案；對(duì)φ12H8孔，為防止鉆鉆偏和達(dá)達(dá)到IT8級(jí)精度，按鉆中心心孔——鉆孔——擴(kuò)孔——鉸孔方案進(jìn)進(jìn)行；φ16mm孔在φ12mm孔基礎(chǔ)上上锪至尺寸即即可；M16mm螺紋孔采采用先鉆鉆底孔后后攻螺紋紋的加工工方法，即按鉆中中心孔——鉆底孔——倒角——攻螺紋方方案加工工。典型加工工中心加加工零件件工藝分分析蓋板零件件在加工工中心的的加工工工藝(2)確定加工工順序按照先面面后孔、、先粗后后精的原原則確定定。具體體加工順順序?yàn)榇执?、精銑B面——粗、半精精、精鏜φ60H7孔——鉆各光孔孔和螺紋紋孔的中中心孔——鉆、擴(kuò)、、锪、鉸φ12H8及φ16mm孔——M16mm螺孔鉆底底孔、倒倒角和攻攻螺紋，詳見下表。典型加工工中心加加工零件件工藝分分析蓋板零件件在加工工中心的的加工工工藝3.設(shè)計(jì)工藝藝數(shù)控加工工工序卡卡片典型加工工中心加加工零件件工藝分分析(3)確定裝夾夾方案和和選擇夾夾具該蓋板零零件形狀狀簡單，四個(gè)側(cè)面面較光整整，加工面與與不加工工面之間間的位置置精度要要求不高高，故可選用用通用臺(tái)臺(tái)鉗，以蓋板底底面A和兩個(gè)側(cè)側(cè)面定位，用臺(tái)鉗鉗鉗口從側(cè)側(cè)面夾緊緊。典型加工工中心加加工零件件工藝分分析蓋板零件件在加工工中心的的加工工工藝3.設(shè)計(jì)工藝藝(4)選擇刀具具所需刀具具有面銑刀、鏜刀、中心心鉆、麻麻花鉆、、鉸刀、立銑刀(锪φ16mm孔)及絲錐等等，其規(guī)格根根據(jù)加工工尺寸選選擇。B面粗銑銑刀直徑應(yīng)應(yīng)選小一一些，以減小切切削力矩矩，但也不能能太小，以免影響響加工效效率；B面精銑銑刀直徑應(yīng)應(yīng)選大一一些，以減少接接刀痕跡跡，但要考慮慮到刀庫庫允許裝裝刀直徑徑(XH714型加工中中心的允允許裝刀刀直徑：無相鄰刀具具為φ150mm，，有相鄰刀刀具為φ80mm)也不能太太大。刀刀柄柄部部根據(jù)主主軸錐孔孔和拉緊緊機(jī)構(gòu)選選擇。XH714型加工中中心主軸軸錐孔為為ISO40，適用刀柄柄為BT40(日本標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)JISB6339)，，故刀柄柄柄部應(yīng)選選擇BT40型式。具具體所選選刀具及及刀柄見見下表。典型加工工中心加加工零件件工藝分分析蓋板零件件在加工工中心的的加工工工藝3.設(shè)計(jì)工藝藝數(shù)控加工工刀具編編號(hào)典型加工工中心加加工零件件工藝分分析(5)確定進(jìn)給給路線B面的粗、、精銑削加工進(jìn)進(jìn)給路線線根據(jù)銑刀直徑確確定，因所選銑刀直徑為為φ100mm，，故安排沿沿z方向兩次次進(jìn)給(見下圖)。所有孔孔加工進(jìn)進(jìn)給路線線均按最最短路線線確定，因?yàn)榭椎牡奈恢镁纫笄蟛桓?，機(jī)床的定定位精度度完全能能保證，后面所示各圖即為各各孔加工工工步的的進(jìn)給路路線。典型加工工中心加加工零件件工藝分分析蓋板零件件在加工工中心的的加工工工藝3.設(shè)計(jì)工藝藝(5)確定進(jìn)給給路線銑削B面進(jìn)給路路線典型加工工中心加加工零件件工藝分分析蓋板零件件在加工工中心的的加工工工藝鏜φ60H7孔進(jìn)給路路線(5)確定進(jìn)給給路線典型加工工中心加加工零件件工藝分分析蓋板板零零件件在在加加工工中中心心的的加加工工工工藝藝鉆中中心心孔孔進(jìn)進(jìn)給給路路線線(5)確定定進(jìn)進(jìn)給給路路線線典型型加加工工中中心心加加工工零零件件工工藝藝分分析析蓋板