数控加工中心

数控加工工艺安徽机电职业技术学院

加工中心加工工艺了解在加工中心加工中要解决的主要工艺问题以及各种问题的解决方法。对加工中心工艺知识有一个系统的了解，并学会制定加工中心加工工艺和进行工艺分析的方法。教学目的：内容知识点学习要求建议学时概述加工中心的主要加工对象了解2加工中心的结构及类型加工中心加工工件的安装、对刀与换刀加工中心加工工件的安装掌握加工中心加工定位基准的选择加工中心夹具的确定加工中心加工的对刀与换刀加工中心加工工艺制定加工中心加工工艺重点掌握2典型加工中心加工零件的工艺分析盖板零件结构特点及加工工艺的制定理解4支承套零件结构特点及加工工艺的制定加工中心加工工艺学习内容与知识点：加工中心与数控铣床的异同:加工中心是在数控机床的基础上发展起来的，都是通过程序控制多轴联动走刀进行加工的数控机床。不同的是加工中心具有刀库和自动换刀功能。

加工中心的主要加工对象加工中心适于加工形状复杂、工序多、精度要求较高，普通机床加工需多次装夹调整困难的的工件。常用于加工箱体类零件带复杂曲面的零件异形件板、套、盘、壳体类零件加工中心的主要加工对象加工中心的结构及类型卧式加工中心

龙门加工中心

立式加工中心

复合加工中心

按机床主轴布局形式分主轴轴心线设置在竖直状态

主轴轴心线设置在水平状态

具有可移动的龙门框架、主轴头装在龙门框架上、主轴轴心线设置在垂直状态

立卧两用加工中心，具有立式和卧式加工中心的功能

立式、卧式加工中心的结构（单击观看录像）立式加工中心加工中心的结构及类型龙门式加工中心加工中心的结构及类型无机械手的加工中心带刀库、机械手的加工中心刀库转塔式加工中心按换刀形式分

加工中心的结构及类型可装20把刀的无臂式ATC刀具库加工中心的结构及类型可装装24把把刀刀的的有有臂臂式式ATC刀具具库库加工工中中心心的的结结构构及及类类型型可装装32把把刀刀的的有有臂臂式式刀刀具具库库加工工中中心心的的结结构构及及类类型型可装装60把把刀刀的的刀刀具具库库加工工中中心心的的结结构构及及类类型型加工工中中心心夹夹具具的的确确定定对夹夹具具的的基基本本要要求求：：夹紧紧机机构构不不得得影影响响进进给给，，加加工工部部位位要要敞敞开开夹具具在在机机床床上上能能实实现现定定向向安安装装夹具具的的刚刚性性与与稳稳定定性性要要好好加工工中中心心夹夹具具的的选选用用原原则则：：在保保证证加加工工精精度度和和生生产产效效率率的的前前提提下下，，优优先先选选用用通通用用夹夹具具批量量加加工工可可考考虑虑采采用用简简单单专专用用夹夹具具大批批量量加加工工可可考考虑虑采采用用多多工工位位夹夹具具和和高高效效的的气气压压、、液液压压等等专专用用夹夹具具采用用成成组组工工艺艺时时应应使使用用成成组组夹夹具具加工工中中心心夹夹具具的的确确定定采用用寻寻边边器器对对刀刀采用用碰碰刀刀或或试试切切方方式式对对刀刀外刀刀具具预预调调+机上上对对刀刀杠杆杆百百分分表表对对刀刀机上上对对刀刀水平平方方向向对对刀刀Z向对对刀刀机外外对对刀刀仪仪对对刀刀对刀刀方方法法：：加工工中中心心加加工工的的对对刀刀与与换换刀刀制定定加加工工中中心心加加工工工工艺艺零件件的的工工艺艺分分析析分析析零零件件的的技技术术要要求求：：尺尺寸寸精精度度要要求求、、几几何何形形状状精精度度要要求求、、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质质量量要要求求、、热热处处理理及及其其他他技技术术要要求求；检查查零零件件图图的的完完整整性性和和正正确确性性；；分析析零零件件结结构构工工艺艺性性：：主主要要分分析析零零件件的的加加工工内内容容采采用用加加工工中中心心加加工工时时的的可可行行性性、、经经济济性性、、方方便便性性；；确定定加加工工中中心心的的加加工工内内容容：：确确定定零零件件适适合合加加工工中中心心加加工工的的部部位位、、结结构构和和表表面面；工艺艺方方案案的的设设计计工艺艺设设计计包包括括完完成成加加工工任任务务所所需需要要的的设设备备、、工工装装量量夹夹具具的的选选择择，，工工艺艺路路线线加加工工方方法法的的确确定定。。加工工方方法法的的选选择择加工工顺顺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艺艺工步步设设计计先粗粗加加工工，，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时时先先铣铣面面后后镗镗孔孔。。采用用相相同同设设计计基基准准集集中中加加工工的的原原则则。。相同同工工位位集集中中加加工工，，邻邻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划划分分工工步步。。有较较高高同同轴轴度度要要求求的的孔孔系系，，应应该该单单独独完完成成，，再再加加工工其其他他形形位位。。在一一次次装装夹夹定定位位中中，，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艺艺进给给路路线线的的确确定定孔加加工工路路线线的的确确定定：：确定定XY平面面内内的的进进给给路路线线：：定定位位要要迅迅速速，，保保证证不不发发生生碰碰撞撞的的前前提提下下缩缩短短空空行行程程；；定定位位要要准准确确。。确定定Z向的的进进给给路路线线制定定加加工工中中心心加加工工工工艺艺加工工余余量量的的确确定定表面面粗粗糙糙度度表面面缺缺陷陷层层深深度度空间间偏偏差差表面面几几何何形形状状误误差差装夹夹误误差差影响响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艺艺工序序尺尺寸寸及及公公差差的的确确定定注意意定定位位基基准准与与设设计计基基准准不不重重合合时时工工序序尺尺寸寸及及公公差差的的确确定定问问题题。。制定加工工中心加加工工艺艺切削用量量的选择择选择加工工中心切切削用量量时，应应根据加加工类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））；坯料料种类、、硬度；；刀具类类型、转转速、直直径大小小、刀刃刃材质等等因素综综合确定定。参照照理论切切削用量量，根据据实际切切削的具具体情况况，确定定合适的的切削用用量。制定加工工中心加加工工艺艺典型加工工中心加加工零件件工艺分分析盖板零件件在加工工中心的的加工工工艺盖板是机械加加工中常常见的零零件，加工表面面有平面面和孔，通常需经经铣平面、钻钻孔、扩扩孔、镗孔、铰孔及攻螺螺纹等工工步才能能完成。。下面以以右图所示盖盖板为例例介绍其其加工中中心加工工工艺。。盖板零件件简图零件工艺艺分析选择加工工中心设计工艺艺：选择加工工方法确定加工工顺序确定装夹夹方案和和选择夹夹具选择刀具具制定工艺艺步骤：：确定进给给路线选择切削削用量典型加工工中心加加工零件件工艺分分析盖板零件件在加工工中心的的加工工工艺1．分析零件图样，选择加工工内容该盖板的的材料为为铸铁，故毛坯为为铸件。。由零件图可知，盖板的四四个侧面面为不加加工表面面，全部加工工表面都都集中在在A、B面上。最最高精度度为IT7级。从工工序集中中和便于于定位两两个方面面考虑，选择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，将A面作为主主要定位位基准，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艺分分析盖板零件件在加工工中心的的加工工工艺2．选择加工工中心由于B面及位于于B面上的全全部孔，只需单工工位加工工即可完完成，故选择立立式加工工中心。加工表面面不多，只有粗铣、精铣、粗镗、半精镗、精镗、钻、扩扩、锪、铰及攻螺纹纹等工步步，所需刀具具不超过过20把。选用用国产XH714型立式加加工中心心即可满满足上述述要求。。该机床床工作台台尺寸为为400mm×800mm，x轴行程为为600mm，y轴行程为为400mm，z轴行程为为400mm，主轴端面面至工作作台台面面距离为为125～525mm，定位精度度和重复定定位精度度分别为为0.02mm和0.01mm,刀库容量量为18把,工件一次次装夹后后可自动动完成铣、钻、镗、铰及攻螺纹纹等工步步的加工工。盖板零件件在加工工中心的的加工工工艺典型加工工中心加加工零件件工艺分分析3.设计工艺艺(1)选择加工工方法B平面用铣削方法加加工,因其表面面粗糙度度Ra为6.3μm,故采用粗粗铣——精铣方案；φ60H7孔为已铸铸出毛坯坯孔，为达到IT7级精度和和Ra0.8μm的表面粗粗糙度，需经三次次镗削，即采用粗粗镗——半精镗——精镗方案；对φ12H8孔，为防止钻钻偏和达达到IT8级精度，按钻中心心孔——钻孔——扩孔——铰孔方案进进行；φ16mm孔在φ12mm孔基础上上锪至尺寸即即可；M16mm螺纹孔采采用先钻钻底孔后后攻螺纹纹的加工工方法，即按钻中中心孔——钻底孔——倒角——攻螺纹方方案加工工。典型加工工中心加加工零件件工艺分分析盖板零件件在加工工中心的的加工工工艺(2)确定加工工顺序按照先面面后孔、、先粗后后精的原原则确定定。具体体加工顺顺序为粗粗、精铣B面——粗、半精精、精镗φ60H7孔——钻各光孔孔和螺纹纹孔的中中心孔——钻、扩、、锪、铰φ12H8及φ16mm孔——M16mm螺孔钻底底孔、倒倒角和攻攻螺纹，详见下表。典型加工工中心加加工零件件工艺分分析盖板零件件在加工工中心的的加工工工艺3.设计工艺艺数控加工工工序卡卡片典型加工工中心加加工零件件工艺分分析(3)确定装夹夹方案和和选择夹夹具该盖板零零件形状状简单，四个侧面面较光整整，加工面与与不加工工面之间间的位置置精度要要求不高高，故可选用用通用台台钳，以盖板底底面A和两个侧侧面定位，用台钳钳钳口从侧侧面夹紧紧。典型加工工中心加加工零件件工艺分分析盖板零件件在加工工中心的的加工工工艺3.设计工艺艺(4)选择刀具具所需刀具具有面铣刀、镗刀、中心心钻、麻麻花钻、、铰刀、立铣刀(锪φ16mm孔)及丝锥等等，其规格根根据加工工尺寸选选择。B面粗铣铣刀直径应应选小一一些，以减小切切削力矩矩，但也不能能太小，以免影响响加工效效率；B面精铣铣刀直径应应选大一一些，以减少接接刀痕迹迹，但要考虑虑到刀库库允许装装刀直径径(XH714型加工中中心的允允许装刀刀直径：无相邻刀具具为φ150mm，，有相邻刀刀具为φ80mm)也不能太太大。刀刀柄柄部部根据主主轴锥孔孔和拉紧紧机构选选择。XH714型加工中中心主轴轴锥孔为为ISO40，适用刀柄柄为BT40(日本标准准JISB6339)，，故刀柄柄柄部应选选择BT40型式。具具体所选选刀具及及刀柄见见下表。典型加工工中心加加工零件件工艺分分析盖板零件件在加工工中心的的加工工工艺3.设计工艺艺数控加工工刀具编编号典型加工工中心加加工零件件工艺分分析(5)确定进给给路线B面的粗、、精铣削加工进进给路线线根据铣刀直径确确定，因所选铣刀直径为为φ100mm，，故安排沿沿z方向两次次进给(见下图)。所有孔孔加工进进给路线线均按最最短路线线确定，因为孔的的位置精精度要求求不高，机床的定定位精度度完全能能保证，后面所示各图即为各各孔加工工工步的的进给路路线。典型加工工中心加加工零件件工艺分分析盖板零件件在加工工中心的的加工工工艺3.设计工艺艺(5)确定进给给路线铣削B面进给路路线典型加工工中心加加工零件件工艺分分析盖板零件件在加工工中心的的加工工工艺镗φ60H7孔进给路路线(5)确定进给给路线典型加工工中心加加工零件件工艺分分析盖板板零零件件在在加加工工中中心心的的加加工工工工艺艺钻中中心心孔孔进进给给路路线线(5)确定定进进给给路路线线典型型加加工工中中心心加加工工零零件件工工艺艺分分析析盖板