第6章加工中心加工工艺
机械加工技术基础第六章加工工艺过程
需要技术熟练的工人。
Байду номын сангаас
有简单的工艺路线卡。 较低 较高
6.1.2 工件定位与定位基准 在进行机械加工时，必须把工件放在机床上或夹具 中使它在夹紧之前就占有一个正确的位置，这一过程 称为定位。 夹紧是保持工件定位后的正确的位置，定位和夹紧 是两个不同的概念，一般是分开进行的，但也有同时 进行的。例如采用三爪卡盘和锥度心轴装卡工件。 定位和夹紧不能混淆，定位是使工件处于正确位置， 而夹紧是为了保证工件在加工过程的准确定位。定位 在前、夹紧在后两者缺一不可。没有定位而只有夹紧， 不能使工件获得正确位置；只有定位而没有夹紧，工 件就会在切削力的作用下脱离定位元件反向运动，而 失去正确的位置。
4.不同生产类型的主要工艺过程特点 单件生产 单个地制造某一零件，甚至完全不 重复的生产。 成批生产 成批地制造相同的零件，每隔一定 时间又重复进行的生产。 大量生产 当同一产品的制造数量很多，在大 多数工作地点，经常重复地进行一种零件某一工 序的生产。
表6-1 各种生产类型的主要工艺特点 工艺过程 特点 单件生产 工件的互 换性 一般是配对制造，没有互换 性，广泛用钳工修配 通用机床。或数控机床或加 工中心。 用标准附件极少采用夹具， 靠划线及试切法达到精度要 求 采用通用刀具和万能量具
(1)工步 在同一个工序内，在加工表面、切削 刀具、切削速度和进给量都不变的情况下所完成 的加工内容称为一个工步。表1工序1中有9个工 步，分别为车端面、钻中心孔、车另一端面、钻 中心孔等。为简化工艺，习惯上将连续进行的若 干个相同的工步，如在某一零件上采用同一把钻 头依次钻削几个孔，称为一个工步。 (2)走刀 用同一把切削刀具在相同切削速度和 进给量情况下，对同一加工表面多次切削则每切 削一次称为一次走刀。
第六章加工中心加工工艺及加工中心使用
第二节 加工中心加工工件的安 装及对刀、换刀
(5) 批量加工时，零件定位基准应尽 可能与建立工件坐标系的对刀基准 (对刀后，工件坐参系原点与定位基 准间的尺寸为定值)重合。
但在单件加工时(每加工一件对一次 刀)或带有自动测量功能的加工中心， 工件坐标系原点和对刀基准的选择 应主要考虑便于编程量，可不与定 位基准重合。
第一节 概述
4．盘、套、轴、板、壳体类零件 带有键槽、径向孔或端面有分布的孔
系及曲面的盘、套或轴类零件，适合在 加工中心上加工。 加工部位集中在单一端面上的盘、套、 轴、板、牌类零件宜选择立式加工中心， 加工部位不在同·方向表面上的零件可选 卧式加工中心。
第一节 概述
第二节 加工中心加工工件的安 装及对刀、换刀
此类零件在加工中心上加工，一次装夹可普 通机床60％-95％的工序内容，零件各项精度 一致性好，质量稳定，同时节省费用，周期 短。
第一Hale Waihona Puke Baidu 概述
2．带复杂曲面的零件 零件上的复杂曲面用加工中心加
时，与数控铣削加工基本是一样的， 所不同的是加工中心刀具可以自动 更换，工艺范围更宽。
第一节 概述
(一)加工中心加工定位基准的选择 1．加工中心加工选择定位基准的基本要求 (1)所选基准应能保证工件定位准确，装卸
加工中心加工工艺
零件上的复杂曲面用加工中心加工时，与数控铣床加工基本是一样的，所 不同的是加工中心刀具可以自动更换，工艺范围更宽，如图所示的叶轮
发动机缸体
整体叶轮
异形类零件
异形类零件是指外形不规则的零件，大都需要点、线、面多工位混合加 工，如图所示的异形件。异形类零件的刚性一般较差，夹压变形难以控制， 加工精度也难以保证，一般采用加工中心加工。用加工中心加工时，利用 加工中心多工位点、线、面混合加工的特点，通过采取合理的工艺措施， 一次或二次装夹，即能完成多道工序或全部工序的加工内容 。
工 一个回转运动坐标（回转工作台），工件在一次装夹后，可完成除 中 安装面和顶面以外的其余四个表面的加工，它最适合加工箱体类零
件。卧式加工中心有多种形式，如固定立柱式或固定工作台式，与
心 立式加工中心相比较，卧式加工中心一般具有刀库容量大，整体结 按 构复杂，体积和占地面积大，加工时排屑容易，对加工有利，但价 主 格较高。 轴 布 置 分 类
加
工
中
心
按
主
轴
布
置 分
(a) 带刀库和机械手的加工中心
(b)无机械手的加工中心
类
图7-2立式加工中心
卧式加工中心
加 卧式加工中心为主轴轴心线水平状态设置的加工中心，通常都带 有自动分度的回转工作台，如图所示。卧式加工中心一般具有3～5 个运动坐标，常见的是三个直线运动坐标（沿X、Y、Z轴方向）加
第六章数控铣削和加工中心的加工工艺
2．结构形状复杂、普通机床难加工的零件
（1）凸轮类 各种曲线的盘形凸轮、 圆柱凸轮、圆锥凸轮 和端面凸轮
（2）整体叶轮类 加工难点，通道狭窄， 刀具很容易与加工表面 和邻近曲面产生干涉
（3）模具类 锻压模具、铸造模 具、注塑模具及橡 胶模具
3．外形不规则的异形零件 大多要点、线、面多工位混合加工，刚性较差，夹紧及 切削变形难以控制，加工精度也难以保证，通常采取工序 分散的原则加工，需用工装较多，周期较长。
2．铣削内轮廓的加工路线 铣削封闭的内轮廓表面
时，因内轮廓曲线不允许 外延，此时刀具可以沿一 过渡圆弧切入和切出零件 轮廓，可提高内轮廓表面 的加工精度和质量。
铣削内轮廓的加工路线
3．铣削型腔的加工路线 型腔是指以封闭曲线为边界的平底凹槽。加工采用平底 立铣刀，且刀具圆角半径应符合型腔的图纸要求。 加工型腔三种加工路线方案：行切法、环切法、行切法。 行切法和环切法的共同点：不留死角，不伤轮廓，减少 重复走刀的搭接量。不同点：行切法加工路线比环切法短， 行切法表面粗糙度较差，环切法需要逐次向外扩展轮廓线， 刀位点计算稍复杂。
（三）加工顺序的安排 遵循一般工艺原则：“基准先行，先粗后精，先主后次，
先面后孔”。 此外，使用多把刀具还应考虑：
（1）减少换刀次数，节省辅助时间。 （2）每道工序尽量减少刀具的空行程移动量，按最短路 线安排加工表面的加工顺序。
数控加工工艺课后习题答案
第一章数控加工的切削基础课后习题答案
一、单项选择题
1、切削脆性金属材料时，材料的塑性很小，在刀具前角较小、切削厚度较大的情况下，容易产生（D ）。
（A）带状切屑（B）挤裂切屑（C）单元切屑 (D) 崩碎切屑
2、切削用量是指（D ）。
（A）切削速度（B）进给量（C）切削深度（D）三者都是
3、切削用量选择的一般顺序是（ A ）。
（A）a p-f-v c（B）a p- v c -f（C）v c -f-a p（D）f-a p- v c
4、确定外圆车刀主后刀面的空间位置的角度有（ C ）。
（A）γo和αo（B）αo和K r′（C）K r和αo（D）λs和K r′
5、分析切削层变形规律时，通常把切削刃作用部位的金属划分为（ C ）变形区。
（A）二个（B）四个（C）三个（D）五个
6、在切削平面内测量的车刀角度是（ D ）。
（A）前角（B）后角（C）楔角（D）刃倾角
7、车削用量的选择原则是：粗车时，一般（ A ），最后确定一个合适的切削速度v。
（A）应首先选择尽可能大的吃刀量ap，其次选择较大的进给量f；
（B）应首先选择尽可能小的吃刀量ap，其次选择较大的进给量f；
（C）应首先选择尽可能大的吃刀量ap，其次选择较小的进给量f；
（D）应首先选择尽可能小的吃刀量ap，其次选择较小的进给量f。
8、车削时的切削热大部分由（C ）传散出去。
（A）刀具（B）工件（C）切屑（D）空气
9、切削用量三要素对刀具耐用度的影响程度为（ C ）
（A）背吃刀量最大，进给量次之，切削速度最小；（B）进给量最大，背吃刀量次之，切削速度最小；
加工中心工艺流程
加工中心工艺流程
加工中心是一种高效的金属加工设备，通过它可以实现多种工艺的加工。下面将为大家介绍一下加工中心的工艺流程。
加工中心的工艺流程一般包括以下几个步骤：
1. 零件设计：首先要根据产品的要求进行零件的设计。设计人员根据产品的需求和功能，制定出零件设计的方案。设计方案包括了零件的形状、尺寸、材料等方面的要求。
2. 加工准备：加工准备是指在加工中心加工之前的准备工作。包括选择合适的加工工艺、加工方法和刀具等。根据零件的特点和要求，选择合适的加工工艺和方法。同时，还要根据加工的需求选择合适的刀具。
3. 制定加工方案：在进行加工之前，需要制定详细的加工方案。根据零件的设计和加工要求，确定加工工艺和加工步骤。制定加工方案的目的是保证加工的效率和质量。
4. 加工操作：加工操作是指对零件进行具体的加工工艺。首先要将零件固定在加工中心的工作台上。然后，根据加工方案，选择合适的刀具和加工工艺进行加工。加工中心具有多个轴向的运动，可以实现复杂的零件加工。
5. 检验和修正：加工完成后，需要对零件进行检验和修正。检验的目的是检查加工的精度和质量是否满足要求。如果不满足要求，需要对零件进行修正。修正的方式可以是采用其他刀具
或调整工艺等方式。
6. 表面处理：加工完成后，可以对零件进行表面处理。表面处理可以提高零件的美观程度和耐腐蚀能力。常见的表面处理方式有喷涂、电镀、打磨等。
7. 成品包装：最后，将加工完成的零件进行包装。包装的目的是保护零件，防止受到损坏。根据零件的特点和用途，选择合适的包装方式。
以上就是加工中心的工艺流程。通过加工中心的高效加工能力，可以满足各种零件加工的需求。加工中心的应用范围广泛，常见于汽车、航空、船舶等行业。随着科技的不断发展，加工中心的加工精度和效率也在不断提高，为各种行业的生产提供了有力的支持。
第六章_加工中心编程
22
其中，G53为机床坐标系指令，X__Y__Z__ 为机床坐标系中的位置坐标，该指令的意义是 刀具经过中间点X__Y__ Z___返回机床的参考 点，X__ Y__ Z__是刀具回机床参考点途中必 须经过的中间位置。如要换T03作为下一工序 的使用刀具，其指令程序段为：
休息休息
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T03 … G40 G49
休息休息
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休息休息
27
G43是刀具长度正补偿指令，即把刀具向上抬 G44是刀具长度负补偿指令，即把刀具向下降 G49是取消刀具补偿指令（在更换刀具前应取消刀具长度补 偿状况），一般是使用方式为： G01 G43 Z0 H01 G01 G43 Z0 H02 其中，H01 H02分别为1号、2号刀的长度补偿地址。 H01 H02地址中分别存放着1号、2号刀的长度补偿量。
选T03号刀具
换刀前取消当前使用刀具 （ 非T03号刀）的半径补偿和长度补偿 G53 G28 Z0 M06 通过机床坐标系Z轴零点返回 机床参数点，执行换刀动作M06，把T03装在主轴 上。
休息休息
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注意：G53指令仅在当前程序段有效。数控系 统不一样，返回参考点的指令也不尽相同，一 般FANUC系列使用G28指令回机床参考点， 有的数控系统可能会使用其他代码作为返回机 床参考点的指令。实际编程中以数控系统说明 书的规定为准。
数控编程——第六章 加工中心的编程
第六章加工中心的编程
第一节加工中心编程概述
加工中心(Machiningenter)简称MC，是由机械设备与数控系统组成的使用于加工复杂形状工件的高效率自动化机床。
加工中心最初是从数控铣床发展而来的。与数控铣床相同的是，加工中心同样是由计算机数控系统(CNC)、伺服系统、机械本体、液压系统等各部分组成。但加工中心又不等同于数控铣床，加工中心与数控铣床的最大区别在于加工中心具有自动交换刀具的功能，通过在刀库安装不同用途的刀具，可在一次装夹中通过自动换刀装置改变主轴上的加工刀具，实现钻、镗、铰、攻螺纹、切槽等多种加工功能。
一、加工中心编程的特点
加工中心是将数控铣床、数控镗床、数控钻床的功能组合起来，并装有刀库和自动换刀装置的数控镗铣床。立式加工中心主轴轴线(z轴)是垂直的，适合于加工盖板类零件及各种模具；卧式加工中心主轴轴线(z轴)是水平的，一般配备容量较大的链式刀库，机床带有一个自动分度工作台或配有双工作台以便于工件的装卸，适合于工件在一次装夹后，自动完成多面多工序的加工，主要用于箱体类零件的加工。
由于加工中心机床具有上述功能，故数控加工程序编制
中，从加工工序的确定，刀具的选择，加工路线的安排，到数控加工程序的编制，都比其他数控机床要复杂一些。
加工中心编程具有以下特点：
1)首先应进行合理的工艺分析。由于零件加工工序多，使用的刀具种类多，甚至在一次装夹下，要完成粗加工、半精加工与精加工、周密合理地安排各工序加工的顺序，有利于提高加工精度和提高生产效率；
2)根据加工批量等情况，决定采用自动换刀还是手动换刀。一般，对于加工批量在10件以上，而刀具更换又比较频繁时，以采用自动换刀为宜。但当加工批量很小而使用的刀具种类又不多时，把自动换刀安排到程序中，反而会增加机床调整时间。
数控编程——第六章 加工中心的编程
第六章加工中心的编程
第一节加工中心编程概述
加工中心(Machiningenter)简称MC，是由机械设备与数控系统组成的使用于加工复杂形状工件的高效率自动化机床。
加工中心最初是从数控铣床发展而来的。与数控铣床相同的是，加工中心同样是由计算机数控系统(CNC)、伺服系统、机械本体、液压系统等各部分组成。但加工中心又不等同于数控铣床，加工中心与数控铣床的最大区别在于加工中心具有自动交换刀具的功能，通过在刀库安装不同用途的刀具，可在一次装夹中通过自动换刀装置改变主轴上的加工刀具，实现钻、镗、铰、攻螺纹、切槽等多种加工功能。
一、加工中心编程的特点
加工中心是将数控铣床、数控镗床、数控钻床的功能组合起来，并装有刀库和自动换刀装置的数控镗铣床。立式加工中心主轴轴线(z 轴)是垂直的，适合于加工盖板类零件及各种模具；卧式加工中心主轴轴线(z轴)是水平的，一般配备容量较大的链式刀库，机床带有一个自动分度工作台或配有双工作台以便于工件的装卸，适合于工件在一次装夹后，自动完成多面多工序的加工，主要用于箱体类零件的加工。
由于加工中心机床具有上述功能，故数控加工程序编制中，从加工工序的确定，刀具的选择，加工路线的安排，到数控加工程序的编制，都比其他数控机床要复杂一些。
加工中心编程具有以下特点：
1)首先应进行合理的工艺分析。由于零件加工工序多，使用的刀具种类多，甚至在一次装夹下，要完成粗加工、半精加工与精加工、
周密合理地安排各工序加工的顺序，有利于提高加工精度和提高生产效率；
2)根据加工批量等情况，决定采用自动换刀还是手动换刀。一般，对于加工批量在10件以上，而刀具更换又比较频繁时，以采用自动换刀为宜。但当加工批量很小而使用的刀具种类又不多时，把自动换刀安排到程序中，反而会增加机床调整时间。
加工中心编程与加工操作
6.1 加工中心的特点 6.2 加工中心的换刀程序 6.3 数控加工中心加工工艺处理 6.4 加工中心的操作 6.5 加工中心编程综合实训
6. 1 加工中心的特点
6.1.1加工中心的加工特点
加工中心(Machining Center)是指备有刀库，并能自动 更换刀具，对工件进行多工序加工的数字控制机床(见图6-1和 图6-2)。加工中心是一种典型的集高新技术于一体的机械加工 设备，它的发展代表了一个国家设计、制造的水平，因此在国 内外企业界都受到高度重视。如今，加工中心已成为现代机床 发展的主流方向，广泛应用于机械制造中。与普通机床和其他 数控机床相比，它具有以下几个突出特点。
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6. 1 加工中心的特点
刀具机外预调，并将测量尺寸填写到刀具卜片中，以便操作人 员在运行程序前，及时修改刀具补偿参数。
3)确定合理的切削用量。主要是主轴转速、背吃刀量和进 给速度等。
4)应留有足够的自动换刀空间，以避免与工件或夹具碰撞。 换刀位置建议没置在机床原点。
5)除换刀程序外，加工中心的编程方法和数控铣床基本相 同。
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6. 1 加工中心的特点
板类零件宜选用立式加工中心加工，有径向孔的零件宜选用卧 式加工中心加工。
5.新产品试制中的零件
在新产品定型前，需要经过反复试验和改进。选择加工中心 试制，可省去许多种通用机床加工所需试制工装。当零件要修 改时，只要修改相应的程序和适当调整夹具、刀具。这样节省 了时间，缩短了试制周期。
第六章__机械加工工艺规程的制定 (1)
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四、时间定额的确定
(一)、时间定额
时间定额是在一定生产条件下，规定生产 一件产品或完成一道工序所需消耗的时间。
Biblioteka Baidu时间定额
时间定额是衡量生产效率的重要指标，也是安排生 产、计算零件成本和企业经济核算的重要依据。
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(二)、时间定额的组成
基本时间：直接改变生产对象的性质，使其成为合格产品 或达到工序要求所需时间（包括切入、切出时间）
可在一次装夹中加工出较多的表面，提高了生产率。
13
3）互为基准原则 当两个表面相互位置精度要求较高，且不便在一次装夹中 同时加工时，则两个表面互为基准反复加工，可以不断提 高定位基准的精度，保证两个表面之间相互位置精度。
齿形表面定位 1—卡盘 2—滚柱 3—齿轮
14
4）自为基准的原则
当精加工或光整加工工序要求余量小且均匀时，可选择加工 表面本身为精基准，以保证加工质量和提高生产率。
3、多品种中、小批生产可采用可调夹具或成
组夹具。
4、采用数控加工时夹具要敞开，其定位、夹
紧元件不能影响加工走刀（如碰撞等）。
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刀具的选择
1、一般优先采用标准刀具。
2、若采用工序集中时，应采用各种高效的专 用刀具、复合刀具和多刃刀具等。 3、刀具的类型、规格和精度等级应符合加工 要求。 4、数控加工对刀具的刚性及寿命要求较普通 加工严格。应合理选择各种刀具、辅具（刀 柄、刀套、夹头等）。 35
数控加工工艺第6章 加工中心加工工艺
⑤对于同轴度要求很高的孔系，不能采取刀具集中原则。应该在一次定位后，通 过顺序连续换刀，顺序连续加工完该同轴孔系的全部孔后，再加工其他坐标位置 孔，以提高孔系同轴度。 ⑥对于既有铣面又有镗孔的零件应先铣后镗，以提高孔的加工精度。因为铣削时， 切削力较大，工件易发生变形。先铣面后镗孔，使其有一段时间恢复，减少由变 形引起的对孔的精度的影响。反之，如果先镗孔后铣面，则铣削时，必然在孔口 产生飞边、毛刺，从而破坏孔的精度。
⑦每道工序尽量减少刀具的空行程移动量，按最短路线安排加工表面的加工顺序。
6.2.3 装夹方案的确定
1.定位基准的选择 加工中心定位基准的选择，主要注意以下几方面： ①尽量选择零件上的设计基准作为定位基准，可避免基准不重合误差，提高零 件的加工精度。 ②保证一次装夹中完成尽可能多的加工内容。为此，需考虑便于各个表面都能 被加工的定位方式，如对箱体类零件加工，最好采用“一面两销（孔）”的定位 方案，以便刀具对其他表面进行加工，若工件上没有合适的孔，可增加工艺孔进 行定位。 ③当零件的定位基准与设计基准不能重合，且加工面与其设计基准又不能在一 次装夹中同时加工时，应认真分析装配图样，确定该零件设计基准的设计功能， 通过尺寸链的计算，严格规定定位基准与设计基准间的公差范围，确保加工精度。
机械制造基础课件第6章加工工艺规程
② 1 tan x 0
x
k
6
x
k
，k
4
Z
x
k
4
x
k
Baidu Nhomakorabea
，k
2
Z
小结：
（1）y tan x 的作图是利用平移正切线得到的，当我们获得
2
，
2
上图像后，再利用周期性把该段图像向左右延伸、平移。
（2） y tan x 性质:
定义域
值 周 奇 单调增区间 域 期偶
性
对 称 渐近线 中心 方程
教学难点：
正切函数的单调性及证明．
正切函数的图像和性质：
一、引入： 如何用正弦线作正弦函数图象呢？ 1、用平移正弦线得y sin x, x [0,2 ]图象. 2、再利用周期性把该段图象向左、右扩展得到.
类 比
用正切线作正切函数y=tanx的图象
二、探究用正切线作正切函数图象：
问题1、正切函数 y = tanx 是否为周期函数？
3
这说明自变量 x 取得，所以函数
,至少要增加
y tan 3x
的3周，期函是数的值才能重复
3
练习3：求下列函数的周期：
(1) y 5 tan x (2) y tan(4x)
2
2
4
例４ 解不等式：tan x 3
加工中心加工工艺分析
3. 设计工艺
(4)选择刀具
所需刀具有面铣刀、镗刀、中心钻、麻花钻、铰刀、立 铣刀(锪φ16mm孔)及丝锥等，其规格根据加工尺寸选择。B面 粗铣铣刀直径应选小一些，以减小切削力矩，但也不能太小， 以免影响加工效率；B面精铣铣刀直径应选大一些，以减少接刀 痕迹，但要考虑到刀库允许装刀直径(XH714型加工中心的允许 装刀直径：无相邻刀具为φ150mm，有相邻刀具为φ80mm )也 不能太大。刀柄柄部根据主轴锥孔和拉紧机构选择。XH714型 加工中心主轴锥孔为ISO40，适用刀柄为BT40(日本标准 JISB6339)，故刀柄柄部应选择BT40型式。具体所选刀具及刀 柄见下表。
典型加工中心加工零件工艺分析
盖板零件在加工中心的加工工艺
3. 设计工艺
(2)确定加工顺序 按照先面后孔、先粗后精的原则确定。具体加工顺
序为粗、精铣B面——粗、半精、精镗φ60H7孔——钻各 光孔和螺纹孔的中心孔——钻、扩、锪、铰φ12H8及 φ16mm孔——M16mm螺孔钻底孔、倒角和攻螺纹，详见下 表。
制定工艺步骤： 零件工艺分析 选择加工中心 设计工艺：
选择加工方法 确定加工顺序 确定装夹方案和选择夹具 选择刀具 确定进给路线 选择切削用量
典型加工中心加工零件工艺分析
盖板零件在加工中心的加工工艺
1．分析零件图样，选择加工内容
数控加工技术PPT课件(共8章)第6章加工中心
第六章 加工中心
第二节 自动换刀程序
一、机械手+刀库型换刀程序 根据该装置换刀的动作，由三个指令组成换刀程序。
1. 选刀 指令：T×× 其中：××表示刀具号、给定刀具的编号，与刀库中的 刀套号不对应。数控系统自动记忆刀具位置。当机床执行此 指令时，刀库旋转选刀，将所选的刀转到准备换刀的位置， 刀库旋转与主轴刀具切削加工互不干扰，可同时进行。
第六章 加工中心
这类换刀方式可以用指令控制，动作(1)用两个指令控 制，即T指令和G30或G28指令；动作(2)～(8)是机床PLC程 序控制，用一个指令M06控制。上述所说的刀具都是带刀柄 的刀，换刀时，连刀柄一起换。
第六章 加工中心
2) 无机械手的加工中心(无机械手，斗笠式刀库) 无机械手的加工中心的换刀是通过刀库和主轴箱的配合 动作来完成的。一般采用把刀库放在主轴箱可以运动到的位 置，或者是整个刀库或某一刀位能移动到主轴可以到达的位 置，刀库中刀具存放的位置方向与主轴装刀方向一致。换刀 时，主轴运动到刀位上的换刀装置，由主轴直接取走或放回， 采用40号以下刀柄的小型加工中心多为这种无机械手式的。 此型换刀装置为全封闭的，又称为斗笠式刀库，如图6-4所 示。
第六章 加工中心
习题
1. 加工中心分为哪几类？分别适于加工何种类型的零件？ 2. 加工中心的特点是什么？ 3. 加工中心的换刀装置有几种？各自的换刀动作是什么？ 4. 几种换刀装置的程序是什么？ 5. 机械手+刀库换刀方式应注意什么？中间点应怎样选 取？ 6. 加工中心常用的刀柄有几种？分别如何装卸刀具？
加工中心加工工艺
加工中心加工工艺
引言
加工中心是一种现代化的数控机床，它集加工、检测、自
动化和信息处理等功能于一体，广泛应用于航空航天、汽车、机械制造等领域。本文将介绍加工中心的加工工艺，包括加工中心的基本原理、加工过程和常用的加工工艺。
加工中心的基本原理
加工中心是一种将钻孔、铣削、切割、螺纹加工等多种加
工工艺集成在一起的机床。它具有高精度、高效率、高自动化程度的特点，广泛应用于零部件的加工和制造。
加工中心的基本原理是通过数控系统对加工中心进行控制，驱动刀具在工件上进行切削或其他形式的加工。加工中心通过刀库和换刀系统实现多种刀具的自动切换，从而满足不同加工工艺的需要。
加工过程
加工中心的加工过程一般包括以下几个步骤：
1.工件夹持：将待加工的工件固定在加工台上，通常
使用卡盘或夹具进行夹持，确保工件的稳定性和精度。
2.工艺准备：根据产品的加工要求，选择合适的刀具、刀径和切削条件等参数，配置加工中心的刀库和换刀系统。
3.加工路径规划：通过数控编程软件，根据产品的形
状和要求，确定刀具的加工路径，包括刀具的移动轨迹和
切削速度等。
4.加工操作：将加工路径导入加工中心的数控系统，
启动加工中心进行加工操作。加工中心会根据加工路径控
制刀具的运动，进行切削、钻孔、铣削等加工过程。
5.加工监控：通过加工中心的传感器和检测系统，实
时监控加工过程中的温度、压力、振动等参数，确保加工
质量和安全。
6.加工完成：根据产品的加工要求，对加工后的工件
进行检测、清洗和包装等工序，确保产品的质量和交付要求。
常用的加工工艺
加工中心可以应用于多种加工工艺，以下是常用的几种加工工艺：
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表6-2 TSG工具系统用途代号的含义
代号 J
代号的含义 装接长刀杆用锥柄
Q
弹簧夹头
KH
7：24锥柄快换夹头
Z(J)
MW M
用于装钻夹头（莫氏锥 度注J）
装无扁尾莫氏锥柄刀具
装有扁尾莫氏锥柄刀具
G
攻螺纹夹头
C
切内槽刀具
代 代号的含 号义
KJ 用于装扩、 铰刀
BS 倍速夹头
H 倒锪端面 刀
T 镗孔刀具
（1）整体式工具系统 整体式工具系统把工具柄部和装夹刀具的工作部分做成一体。不同品种和规
格的工作部分都必须带有与机床主轴相连接的柄部。其优点是：结构简单，使用 方便、可靠，更换迅速等。缺点是所用的刀柄规格品种和数量较多。图6-15为 TSG工具系统图，表6-2为TSG工具系统用途代号的含义。
图6-15 TSG工具系统图
图6-2 立式加工中心 a）带刀库和机械手的加工中心 b）无机械手的加工中心
②卧式加工中心 卧式加工中心指主轴轴线为水平状态设置的加工中心，如图6-3所示。
图6-3 卧式加工中心
③龙门式加工中心
图6-4 龙门式加工Fra Baidu bibliotek心
④万能加工中心
图6-5 万能加工中心
⑤虚轴加工中心 图6-6 虚轴加工中心
③转塔刀库式加工中心 一般在小型立式加工中心上采用转塔刀库形式，主要以孔加工为主，如图 6-7所示。
（3）按工作台数量和功能分类 加工中心可分为单工作台加工中心、双工作台加工中心和多工作台加工中心。
图6-7 转塔刀库式加工中心
6.1.2 加工中心的主要加工对象
针对加工中心的工艺特点，加工中心适宜于加工形状复杂、加工内容多、 要求较高、需用多种类型的普通机床和众多的工艺装备，且经多次装夹和调整 才能完成加工的零件。主要的加工对象有下列几种：
1.既有平面又有孔系的零件
（1)箱体类零件
图6-8 热电机车主轴箱体
（2)盘、套、板类零件
图6-9 板类零件
2.结构形状复杂、普通机床难以加工的零件 （1)凸轮类零件 （2)整体叶轮类
图6-10 轴向压缩机涡轮
（3)模具类 常见的模具有锻压模具、铸造模具、注塑模具及橡胶模具等。
3.外形不规则的异形零件 异形件是指支架、基座、样板、靠模等这一类外形不规则的零件。例 如图6-11所示的异形支架，这类零件大多需要点、线、面多工位混合加工。
（2）按换刀形式分类 ①带刀库、机械手的加工中心 加工中心的换刀装置(Automatic T00l Changer，ATC)是由刀库和机械手组 成，换刀机械手完成换刀工作。这是加工中心最普遍采用的形式，如图6-2a） 所示。 ②无机械手的加工中心 这种加工中心的换刀是通过刀库和主轴箱的配合动作来完成的，如图6-2b） 所示。
第6章 加工中心加工工艺
【案例引入】典型盖板类零件如图6-1所示，材料为HT150，加工数量为 5000个/年。底平面、两侧面和φ40H8型腔已在前面工序加工完成，试对 端盖的4个沉头螺钉孔和2个销孔进行加工中心加工工艺分析。
任务 制订端盖零件的沉头 螺钉孔和销孔的加工
中心加工工艺
本章知识（或技能）要点 1.加工中心的加工特点； 2.加工中心的刀具系统 3.加工中心加工工艺的主要内容； 4.加工中心加工工艺文件的编制； 5.制订加工中心加工工艺规程。
1.刀柄的结构 刀柄的结构现已系列化、标准化，其标准有很多种，见表6-1所示。
表6-1 工具柄部型式代号
代号 工 具 柄 部 型 式 JT 自动换刀机床用7：24圆锥工具柄 GB/T10944-89 BT 自动换刀机床用7：24圆锥BT型工具柄 JIS B6339 ST 手动换刀机床用7：24圆锥工具柄 GB/T3837.3-83 MT 带扁尾莫氏圆锥工具柄 GB/T1443-85 MW 带扁尾莫氏圆锥工具柄 GB/T1443-85 ZB 直柄工具柄
代 代号的含义 号 TF 浮动镗刀
TK 可调镗刀头 X 用于装铣削刀具
XS 装三面刃铣刀
TZ 直角镗刀
TQW 倾斜型微 调镗刀
TQC 倾斜型粗 镗刀
TZC 直角型粗 镗刀
XM 装面铣刀
XD 装直角端铣刀 Z
XD 装端铣刀
注：用数字表示工具的规格，其含义随工具不同而异：对于有些工 具，该数字为轮廓尺寸（D-L）；对另一些工具，该数字表示应用 范围；还有表示其他参数值的，如锥度号等。
图6-12 加工中心/数控铣床7:24圆锥工具柄结构
图6-13 A型拉钉结构
图6-14 B型拉钉结构
2.镗铣类工具系统 由于在加工中心和数控铣床上要适应多种形式零件不同部位的加工，故刀具
装夹部分的结构、形式、尺寸也是多种多样的。把通用性较强的几种装夹工具 （例如装夹铣刀、镗刀、铰刀、钻头和丝锥等）系列化、标准化就发展成为不同 结构的镗铣类工具系统。镗铣类工具系统一般分为整体式结构和模块式结构两大 类。
镗铣类加工中心是在数控铣床（镗床）的基础上演化而来的，其数控系 统能控制机床自动地更换刀具，连续地对工件各加工表面自动进行铣削、钻削、 扩削、铰削、镗削、攻丝等多种工序的加工，工序高度集中。
2.加工中心的分类 （1）按照加工中心的结构方式分类 ①立式加工中心 立式加工中心指主轴轴线为垂直状态设置的加工中心，如图6-2所示。
图6-11 异形零件
6.1.3 加工中心的刀具系统
加工中心和数控铣床上使用的刀具由刃具和刀柄两部分组成。刃具包括铣刀 钻头、扩孔钻、镗刀、铰刀和丝锥等。刀柄是机床主轴与刀具之间的连接工具， 应满足机床主轴的自动松开和夹紧定位，准确安装各种切削刃具、 适应机械手 的夹持和搬运、储存和识别刀库中各种刀具的要求。
6-1 端盖零件图
6.1 加工中心简介
6.1.1 加工中心概述
1.加工中心的含义 加工中心（machining center,简称MC）是指配备有刀库和自动换刀装
置，在一次装卡下可实现多工序（甚至全部工序）加工的数控机床。目前主 要有镗铣类加工中心和车削类加工中心两大类。通常我们所说的加工中心是 指镗铣类加工中心。
（2）模块式工具系统 把工具的柄部和工作部分分开，制成系统化的主柄模块、中间模块和工作模
块，每类模块中又分为若干小类和规格，然后用不同规格的中间模块，组装成不 同用途、不同规格的模块式工具。这样既方便了制造，也方便了使用和保管，大 大减少了用户的工具储备。目前，模块式工具系统已成为数控加工刀具发展的方 向。图6-16为TMG工具系统的示意图。