加工中心加工工藝

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)及類型立式加工中心加工中心的結(jié)構(gòu)及類型臥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)及類型無機械手的加工中心帶刀庫、機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)及類型加工中心與數(shù)控銑床的異同:加工中心是在數(shù)控機床的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，都是通過程序控制多軸聯(lián)動走刀進行加工的數(shù)控機床。不同的是加工中心具有刀庫和自動換刀功能。

加工中心的主要加工對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象加工中心的主要加工對象加工中心的主要加工對象加工中心的主要加工對象加工中心的主要加工對象五座標(biāo)高速加工中心錄像并聯(lián)機床加工中心錄像1并聯(lián)機床加工中心錄像2加工中心加工工件的安裝選擇基準(zhǔn)的三個基本要求：

所選基準(zhǔn)應(yīng)能保證工件定位準(zhǔn)確裝卸方便方便可靠所選基準(zhǔn)與各加工部位的的尺寸計算簡單保證加工精度選擇定位基準(zhǔn)的6原則：

盡量選擇設(shè)計基準(zhǔn)作為定位基準(zhǔn)定位基準(zhǔn)與設(shè)計基準(zhǔn)不能統(tǒng)一時，應(yīng)嚴(yán)格控制定位誤差保證加工精度加工中心加工定位基準(zhǔn)的選擇選擇定位基準(zhǔn)的6原則：

盡量選擇設(shè)計基準(zhǔn)作為定位基準(zhǔn)加工中心加工定位基準(zhǔn)的選擇所選基準(zhǔn)要保證完成盡可能多的加工內(nèi)容選擇定位基準(zhǔn)6原則：

批量加工時，零件定位基準(zhǔn)應(yīng)盡可能與建立工件坐標(biāo)系的對刀基準(zhǔn)重合

加工中心加工定位基準(zhǔn)的選擇選擇定位基準(zhǔn)6原則：

加工中心加工定位基準(zhǔn)的選擇需要多次裝夾時，基準(zhǔn)應(yīng)該前后統(tǒng)一加工中心夾具的確定對夾具的基本要求：夾緊機構(gòu)不得影響進給，加工部位要敞開夾具在機床上能實現(xiàn)定向安裝夾具的剛性與穩(wěn)定性要好不影響進給的裝夾示例加工中心夾具的確定通用夾具

組合夾具專用夾具

可調(diào)整夾具多工位夾具常用夾具種類

成組夾具加工中心夾具的確定通用夾具加工中心夾具的確定新型數(shù)控夾具體加工中心夾具的確定孔系組合夾具加工中心夾具的確定槽系組合夾具加工中心夾具的確定加工中心夾具的選用原則：

在保證加工精度和生產(chǎn)效率的前提下，優(yōu)先選用通用夾具批量加工可考慮采用簡單專用夾具大批量加工可考慮采用多工位夾具和高效的氣壓、液壓等專用夾具采用成組工藝時應(yīng)使用成組夾具加工中心夾具的確定加工中心加工的對刀與換刀對刀

機床上找正夾緊后，確定工件坐標(biāo)（編程坐標(biāo)）原點的機床坐標(biāo)。對刀點工件在機床上找正夾緊后，用于確定工件坐標(biāo)系在機床坐標(biāo)系中位置的基準(zhǔn)點。對刀點可選在工件上或裝夾定位元件上，但對刀點與工件坐標(biāo)點必須有準(zhǔn)確、合理、簡單的位置對應(yīng)關(guān)系，方便計算工件坐標(biāo)點在機床上的位置（工件坐標(biāo)點的機床坐標(biāo)）。對刀點最好能與工件坐標(biāo)點重合。換刀根據(jù)工藝需要，要用不同參數(shù)的刀具加工工件，在加工中按需要更換刀具的過程。換刀點加工中更換刀具的位置。加工中心有刀庫和自動換刀裝置，根據(jù)程序的需要可以自動換刀。換刀點應(yīng)在換刀時工件、夾具、刀具、機床相互之間沒有任何的碰撞和干涉的位置上，加工中心的換刀點往往是固定的。加工中心加工的對刀與換刀采用尋邊器對刀

采用碰刀或試切方式對刀

外刀具預(yù)調(diào)+機上對刀

杠桿百分表對刀

機上對刀

水平方向?qū)Φ?/p>

Z向?qū)Φ稒C外對刀儀對刀對刀方法：

加工中心加工的對刀與換刀對刀點為圓柱孔或圓柱面中心線對刀點為圓柱孔或圓柱面中心線對刀點為兩相互垂直直線的交點對刀點為兩相互垂直直線的交點對刀點為兩相互垂直直線的交點對刀點為兩相互垂直直線的交點Z向設(shè)定器對刀點為兩相互垂直直線的交點制定加工中心加工工藝零件的工藝分析分析零件的技術(shù)要求尺寸精度要求表面粗糙度表面質(zhì)量要求熱處理及其他技術(shù)要求幾何形狀精度要求位置精度要求制定加工中心加工工藝零件的工藝分析檢查零件圖的完整性和正確性檢查零件圖是否正確，尺寸、公差和技術(shù)要求是否標(biāo)注齊全特別注意準(zhǔn)備在加工中心上加工的零件，其各個方向上的尺寸是否有一個統(tǒng)一的設(shè)計基準(zhǔn)，從而簡化編程，保證零件圖的設(shè)計精度要求制定加工中心加工工藝零件的工藝分析分析零件結(jié)構(gòu)工藝性：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、絞刀及絲錐等刀具的數(shù)量，以防刀庫容量不夠零件加工表面應(yīng)具有加工的可能性和方便性零件尺寸規(guī)格盡量標(biāo)準(zhǔn)化，以便采用標(biāo)準(zhǔn)刀具零件結(jié)構(gòu)應(yīng)具有足夠的剛性，以減少夾緊變形和切削變形制定加工中心加工工藝零件的工藝分析確定加工中心的加工內(nèi)容用數(shù)學(xué)模型描述的復(fù)雜曲線或曲面難測量、難控制進給、難控制尺寸的不開敞內(nèi)腔的表面尺寸精度要求較高的表面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，必須一次裝夾中完成鏡像對稱加工的表面等加工中心類型的選用一般說來，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(dāng)立式加工中心不能滿足加工要求時才選用臥式加工中心。制定加工中心加工工藝加工中心規(guī)格的選擇（1）工作臺規(guī)格的選擇制定加工中心加工工藝（2）加工范圍的選擇（3）機床主軸功率及扭矩的選擇加工中心精度的選擇國產(chǎn)加工中心按精度分為普通型和精密型兩種。一般來說，加工兩個孔的孔距誤差是定位精度的1.5～2倍。根據(jù)經(jīng)驗值，一般應(yīng)選擇加工中心的各項精度為零件對應(yīng)精度的0.5～0.65較為合理。制定加工中心加工工藝加工中心功能的選擇數(shù)控功能制定加工中心加工工藝坐標(biāo)軸控制功能工作臺自動分度功能選擇刀庫容量的選擇制定加工中心加工工藝對刀儀的選擇刀柄的選擇冷卻功能的選擇工藝方案的設(shè)計工藝設(shè)計包括完成加工任務(wù)所需要的設(shè)備、工裝量夾具的選擇，工藝路線加工方法的確定。加工階段的劃分

加工順序的合理安排制定加工中心加工工藝加工方法的選擇

工藝方案的設(shè)計制定加工中心加工工藝孔加工方法

加工方法的選擇：平面、平面輪廓及曲面的加工方法

工藝方案的設(shè)計制定加工中心加工工藝加工階段的劃分：粗、精加工兩個階段工藝方案的設(shè)計制定加工中心加工工藝加工順序的安排：最難保證的尺寸一是加工面與非加工面之間的尺寸最難保證的尺寸二是加工中心工序加工的面與預(yù)加工工序中普通機床加工面之間的尺寸工步設(shè)計先粗加工，半精加工，再精加工。

既有孔又有面的加工時先銑面后鏜孔。采用相同設(shè)計基準(zhǔn)集中加工的原則。相同工位集中加工，鄰近工位一起加工可提高加工效率。按所用刀具劃分工步。有較高同軸度要求的孔系，應(yīng)該單獨完成，再加工其他形位。在一次裝夾定位中，能加工的形位全部加工完。制定加工中心加工工藝進給路線的確定孔加工路線的確定：確定XY平面內(nèi)的進給路線：定位要迅速，保證不發(fā)生碰撞的前提下縮短空行程；定位要準(zhǔn)確。確定Z向的進給路線制定加工中心加工工藝加工余量的確定表面粗糙度

表面缺陷層深度空間偏差表面幾何形狀誤差裝夾誤差影響加工余量大小的因素

制定加工中心加工工藝工序尺寸及公差的確定注意定位基準(zhǔn)與設(shè)計基準(zhǔn)不重合時工序尺寸及公差的確定問題。

制定加工中心加工工藝切削用量的選擇選擇加工中心切削用量時，應(yīng)根據(jù)加工類型方式和加工工序（表面加工、孔加工、粗、精加工等）；坯料種類、硬度；刀具類型、轉(zhuǎn)速、直徑大小、刀刃材質(zhì)等因素綜合確定。參照理論切削用量，根據(jù)實際切削的具體情況，確定合適的切削用量。

制定加工中心加工工藝典型加工中心加工零件工藝分析蓋板零件在加工中心的加工工藝蓋板是機械加工中常見的零件，加工表面有平面和孔，通常需經(jīng)銑平面、鉆孔、擴孔、鏜孔、鉸孔及攻螺紋等工步才能完成。下面以右圖所示蓋板為例介紹其加工中心加工工藝。蓋板零件簡圖零件工藝分析選擇加工中心設(shè)計工藝：選擇加工方法確定加工順序確定裝夾方案和選擇夾具選擇刀具制定工藝步驟：確定進給路線選擇切削用量典型加工中心加工零件工藝分析蓋板零件在加工中心的加工工藝1．分析零件圖樣，選擇加工內(nèi)容該蓋板的材料為鑄鐵，故毛坯為鑄件。由零件圖可知，蓋板的四個側(cè)面為不加工表面，全部加工表面都集中在A、B面上。最高精度為IT7級。從工序集中和便于定位兩個方面考慮，選擇B面及位于B面上的全部孔在加工中心上加工，將A面作為主要定位基準(zhǔn)，并在前道工序中先加工好。典型加工中心加工零件工藝分析蓋板零件在加工中心的加工工藝2．選擇加工中心由于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。加工表面不多，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。選用國產(chǎn)XH714型立式加工中心即可滿足上述要求。該機床工作臺尺寸為400mm×800mm，x軸行程為600mm，y軸行程為400mm，z軸行程為400mm，主軸端面至工作臺臺面距離為125～525mm，定位精度和重復(fù)定位精度分別為0.02mm和0.01mm,刀庫容量為18把,工件一次裝夾后可自動完成銑、鉆、鏜、鉸及攻螺紋等工步的加工。蓋板零件在加工中心的加工工藝典型加工中心加工零件工藝分析3.設(shè)計工藝

(1)選擇加工方法

B平面用銑削方法加工,因其表面粗糙度Ra為6.3μm,故采用粗銑——精銑方案；φ60H7孔為已鑄出毛坯孔，為達到IT7級精度和Ra0.8μm的表面粗糙度，需經(jīng)三次鏜削，即采用粗鏜——半精鏜——精鏜方案；對φ12H8孔，為防止鉆偏和達到IT8級精度，按鉆中心孔——鉆孔——擴孔——鉸孔方案進行；φ16mm孔在φ12mm孔基礎(chǔ)上锪至尺寸即可；M16mm螺紋孔采用先鉆底孔后攻螺紋的加工方法，即按鉆中心孔——鉆底孔——倒角——攻螺紋方案加工。典型加工中心加工零件工藝分析蓋板零件在加工中心的加工工藝

(2)確定加工順序按照先面后孔、先粗后精的原則確定。具體加工順序為粗、精銑B面——粗、半精、精鏜φ60H7孔——鉆各光孔和螺紋孔的中心孔——鉆、擴、锪、鉸φ12H8及φ16mm孔——M16mm螺孔鉆底孔、倒角和攻螺紋，詳見下表。典型加工中心加工零件工藝分析蓋板零件在加工中心的加工工藝3.設(shè)計工藝典型加工中心加工零件工藝分析

(3)確定裝夾方案和選擇夾具該蓋板零件形狀簡單，四個側(cè)面較光整，加工面與不加工面之間的位置精度要求不高，故可選用通用臺鉗，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。典型加工中心加工零件工藝分析蓋板零件在加工中心的加工工藝3.設(shè)計工藝

(4)選擇刀具所需刀具有面銑刀、鏜刀、中心鉆、麻花鉆、鉸刀、立銑刀(锪φ16mm孔)及絲錐等，其規(guī)格根據(jù)加工尺寸選擇。B面粗銑銑刀直徑應(yīng)選小一些，以減小切削力矩，但也不能太小，以免影響加工效率；B面精銑銑刀直徑應(yīng)選大一些，以減少接刀痕跡，但要考慮到刀庫允許裝刀直徑(XH714型加工中心的允許裝刀直徑：無相鄰刀具為φ150mm，有相鄰刀具為φ80mm)也不能太大。刀柄柄部根據(jù)主軸錐孔和拉緊機構(gòu)選擇。XH714型加工中心主軸錐孔為ISO40，適用刀柄為BT40(日本標(biāo)準(zhǔn)JISB6339)，故刀柄柄部應(yīng)選擇BT40型式。具體所選刀具及刀柄見下表。典型加工中心加工零件工藝分析蓋板零件在加工中心的加工工藝3.設(shè)計工藝典型加工中心加工零件工藝分析

(5)確定進給路線

B面的粗、精銑削加工進給路線根據(jù)銑刀直徑確定，因所選銑刀直徑為φ100mm，故安排沿z方向兩次進給(見下圖)。所有孔加工進給路線均按最短路線確定，因為孔的位置精度要求不高，機床的定位精度完全能保證，后面所示各圖即為各孔加工工步的進給路線。典型加工中心加工零件工藝分析蓋板零件在加工中心的加工工藝3.設(shè)計工藝(5)確定進給路線銑削B面進給路線典型加工中心加工零件工藝分析蓋板零件在加工中心的加工工藝鏜φ60H7孔進給路線(5)確定進給路線典型加工中心加工零件工藝分析蓋板零件在加工中心的加工工藝鉆中心孔進給路線(5)確定進給路線典型加工中心加工零件工藝分析蓋板零件在加工中心的加工工藝鉆、擴、鉸φ12H8孔進給路線(5)確定進給路線典型加工中心加工零件工藝分析蓋板零件在加工中心的加工工藝锪φ16mm孔進給路線(5)確定進給路線典型加工中心加工零件工藝分析蓋板零件在加工中心的加工工藝鉆螺紋底孔、攻螺紋進給路線(5)確定進給路線典型加工中心加工零件工藝分析蓋板零件在加工中心的加工工藝查表確定切削速度和進給量，然后計算出機床主軸轉(zhuǎn)速和機床進給速度，詳見表6-11（P290）(6)選擇切削用量典型加工中心加工零件工藝分析蓋板零件在加工中心的加工工藝加工中心零件加工實例（16分鐘）支承套零件簡圖支承套零件在加工中心的加工工藝一、零件工藝分析典型加工中心加工零件工藝分析支承套零件在加工中心的加工工藝從零件圖可以看出，零件有4處位置精度的要求，若在普通機床上加工很難保證加工精度，同時加工效率也低，因此，選用加工中心加工。在B0度工位，采用G54指令。在B90度工位，采用G55指令。典型加工中心加工零件工藝分析支承套零件在加工中心的加工工藝二、選