加工中心加工工艺

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余量,以便在加工中心加工时,保证非加工面与加工面间的尺 寸符合图样要求。同样,若加工中心加工前的预加工面与加工 中心所加工的面之间有尺寸要求,则也应在预加工时留一定的 加工余量,最好在加工中心的一次装夹中完成包括预加工面在
内的所有加工内容。
第8章 加工中心加工工艺 8.2.5 工件的装夹与夹具的选择 1. 确定工件在工作台上的最佳位置 在加工中心上进行加工时,为避免出现机床超程和换刀困难 等问题,应注意选择零件(包括夹具)在工作台上的最佳位置。 确定零件在工作台上的最佳位置时,主要考虑机床行程、 各种干涉以及加工各部位的刀具长度等因素。 在满足机床不致 于超程的前提下,多工位加工应尽量将零件置于工作台的中间部 位。而对于单工位(如图 8-12 中件 1 上 的 A 面)或相邻两工位 (如图8-12中件2上的B、C两面)加工,将零件靠工作台一侧或 一角安装,刀具定位的长度值就可以减小,使工艺系统的刚性得 以提高, 进而有利于提高工件的加工精度。
第8章 加工中心加工工艺 (5) 对于螺纹孔,要根据其孔径的大小选择不同的加 工方式。直径在M6~M20 mm之间的螺纹孔,一般在加工中心
上用攻螺纹的方法加工;直径在M6 mm以下的螺纹,则只在加
工中心上加工出底孔,然后通过其它手段攻螺纹;直径在M20 mm以上的螺纹,一般采用镗刀镗削而成。
第8章 加工中心加工工艺 8.2.3 加工阶段的划分
在装夹过程中易变形,在普通机床上只能采取工序分散的原则
加工,需用工装较多,周期较长,而且难以保证加工精度。 而加工中心具有多工位点、线、面混合加工的特点,能够完成 大部分甚至全部工序内容。实践证明,异形件的形状愈复杂、 加工精度要求愈高, 使用加工中心便愈能显示其优越性。
第8章 加工中心加工工艺
图8-4 一种异形支架零件
(装置)稍稍放松一些,以恢复零件的弹性变形,然后再用 较小的夹紧力将零件夹紧,最后再进行精加工。
第8章 加工中心加工工艺 8.2.4 加工顺序的安排 (1) 在安排加工顺序时同样要遵循“基面先行”、“先面 后孔”、“先主后次”及“先粗后精”的一般工艺原则。 (2) 定位基准的选择直接影响到加工顺序的安排,作为定 位基准的面应先加工好,以便为加工其它面提供一个可靠的定 位基准。因为本道工序选出定位基准后加工出的表面,又可能
若零件已经过粗加工,加工中心只完成最后的精加工,则 不必划分加工阶段。
当零件的加工精度要求较高,在加工中心加工之前又没有 进行过粗加工时, 则应将粗、精加工分开进行, 粗加工通常 在普通机床上进行, 在加工中心上只进行精加工。这样不仅可 以充分发挥机床的各种功能,降低加工成本,提高经济效益, 而且还可以让零件在粗加工后有一段自然时效过程,以消除粗 加工产生的残余应力,恢复因切削力、夹紧力引起的弹性变形 以及由切削热引起的热变形,必要时还可以安排人工时效,最 后再通过精加工消除各种变形,保证零件的加工精度。
联动,甚至五坐标联动将这类零件加工出来,并且质量稳定、
精度高、互换性好。因此,这类零件应是加工中心重点选择加 工的对象。图8-3所示是轴向压缩机涡轮,它的叶面是一个典 型的三维空间曲面,这样的型面可采用四坐标以上联动的加工 中心加工。
第8章 加工中心加工工艺
图8-3 轴向压缩机涡轮
第8章 加工中心加工工艺 3. 外形不规则的异形件 异形件即外形特异的零件,如图8-4所示的异形支架、图 8-5所示的支架等都是外形不规则的零件,这类零件大都需要 采用点、线、面多工位混合加工。异形件的总体刚性一般较差,
第Leabharlann Baidu章 加工中心加工工艺
图8-5 支架
第8章 加工中心加工工艺 4. 模具 常见的模具有锻压模具、铸造模具、注塑模具及橡胶模 具等。图 8-6 所示为连杆锻压模具。 这类零件的型面大多由 三维曲面构成,采用加工中心加工这类成型模具,由于工序 高度集中,因而基本上能在一次安装中采用多坐标联动完成 动模、静模等关键件的全部精加工,尺寸累积误差及修配工 作量小。
第8章 加工中心加工工艺
图8-16 数控回转台(座)
第8章 加工中心加工工艺 (2 ) 组合夹具,即由一套已经标准化的结构及元件按加 工需要组合而成的夹具。组合夹具有槽系组合夹具和孔系组合 夹具,槽系组合夹具元件间靠键和槽定位, 而孔系组合夹具
(6) 软件适应性强。
第8章 加工中心加工工艺 8.1.2 加工中心加工的对象 1. 箱体类零件
箱体类零件一般是指具有平面和孔系,内部有型腔, 在
长、宽、高方向上具有一定比例要求的零件。这类零件包括 各类机械设备和汽车、飞机、船舶等运输工具中的发动机缸 体、变速箱体,机床的床头箱、主轴箱,齿轮泵壳体等。 图 8-1所示为控制阀壳体,图8-2所示为热电机车主轴箱体,它们
第8章 加工中心加工工艺
图8-11 工件坐标系原点的确定
第8章 加工中心加工工艺 8.2.2 加工方法的选择 1. 平面、 平面轮廓及曲面的加工方法
这类表面在镗铣类加工中心上惟一的加工方法是铣削。
粗铣即可使两平面间的尺寸精度达到IT11~IT13,表面粗糙度
Ra值可达12.5~50 μ m。粗铣后再精铣,两平面间的尺寸精度
预加工,而直接在加工中心上加工。这时,要根据毛坯粗基准
的精度考虑加工中心工序的划分,可以是一道工序或分成几道 工序来完成。
第8章 加工中心加工工艺 (4) 加工中心加工零件时,最难保证的是加工面与非加工 面之间的尺寸,这一点和数控铣削一样。因此,即使图样要求
的是非加工面,也必须在制作毛坯时在非加工面上增加适当的
第8章 加工中心加工工艺 对零件的加工精度要求不高,而毛坯质量较高、加工余 量不大、生产批量又很小的零件,则可在加工中心上利用加 工中心的良好冷却系统,把粗、精加工合并进行,完成加工 工序的全部内容,但粗、精加工应划分成两道工序分别完成。 在加工过程中,对于刚性较差的零件,可采取相应的工艺措
施,如粗加工后安排暂停指令,由操作者将压板等夹紧元件
所示为数控回转台(座),一次安装工件,可从四面甚至五面
加工坯料。图8-16(a)可进行四面加工;图8-16(b)、 图8-16(c)可 进行圆柱凸轮的空间成型面和平面凸轮加工;图8-16(d)为
双回转台,可用于加工在表面上成不同角度布置的孔,从五个
方向进行加工。
第8章 加工中心加工工艺
图8-15 数控气动立卧式分度工作台
第8章 加工中心加工工艺 2. 加工内容的工艺性分析 分析加工中心加工内容的工艺性应该注意以下几点:
(1) 切削余量要小, 以减少切削时间,降低加工成本。
(2) 小孔和螺孔的尺寸规格尽可能少,以减少相应刀具
的数量, 避免选择大的刀库容量。
(3) 有关尺寸要尽量标准化, 以便于采用标准刀具。 (4) 加工表面要能方便地实现加工, 效果明显。 (5) 零件刚性足够, 以减少夹紧和切削中的变形。
是下道工序的定位基准,所以待各加工工序的定位基准确定之
后, 即可从最终精加工工序向前逐级倒推出整个工序的大致 顺序。
第8章 加工中心加工工艺 (3) 确定加工中心的加工顺序时,还先要明确零件是否要 进行加工前的预加工。预加工常由普通机床完成。若毛坯精度 较高,定位也较可靠,或加工余量充分且均匀,则可不必进行
第8章 加工中心加工工艺
图8-12 工件在工作台上的位置
第8章 加工中心加工工艺 2. 夹具的选择 1) 对夹具的基本要求
(1) 加工部位要尽量敞开。
(2) 夹具应能在机床上实现定向安装。 (3) 在加工过程中无需更换夹紧点。 (4) 装卸使用方便。
第8章 加工中心加工工艺
图8-13 敞开加工表面的装夹示例
第8章 加工中心加工工艺
图8-14 不影响进给的装夹示例
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2) 常用夹具
(1) 通用夹具,即可装夹各种零件的机床附件和装夹元件, 如三爪卡盘、分度头及各种台钳等。图8-15所示为数控气动立 卧式分度工作台。其中,端齿盘为分度元件,靠气动转位分度, 可完成5°整数倍的垂直(或水平)回转坐标的分度。 图8-16
第8章 加工中心加工工艺
第8章 加工中心加工工艺
8.1 概述 8.2 加工中心加工工艺的制订 8.3 典型零件的加工中心加工工艺 习题
第8章 加工中心加工工艺
8.1 概 述
8.1.1 加工中心的工艺特点
(1) 加工精度高。
(2) 表面质量好。 (3) 质量稳定。 (4) 生产效率高。 (5) 具有较强的故障自诊断功能。
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8.2 加工中心加工工艺的制定
8.2.1 零件图的工艺分析 1. 选择加工中心加工的内容 适合加工中心加工的零件,不一定全部都需要在加工中 心上加工,例如以粗基准定位加工第一个基准面或一些简单 的一般表面。为了充分发挥加工中心的效益,应该选择那些 最需要、最适合用加工中心加工的内容,这种表面主要有: ( 1) 尺寸精度或(和)相互位置精度要求较高的表面。 (2) 进给控制困难、不便测量的非敞开的内腔型面。 (3) 通用机床不便加工的复杂曲线、曲面。 (4) 能够集中在一次装夹中合并完成的多工序(或工步) 表面。
加工方案完成;有空刀槽时可用锯片铣刀在半精镗之后、精镗 之前用圆弧插补方式铣削完成,也可用单刀镗刀镗削加工,但 效率较低;孔径较大时可用键槽铣刀或立铣刀用圆弧插补方式 通过粗铣、精铣加工完成。
第8章 加工中心加工工艺
(3) 对于直径小于30 mm的孔,毛坯上一般无孔,这就需
要在加工中心上完成其全部加工。为提高孔的位置精度,在钻 孔前必须锪(或铣)平孔口端面,并钻出中心孔作引导孔, 即通常采用锪(或铣)平端面→钻中心孔→钻→扩→孔口倒角 →铰的加工方案;有同轴度要求的小孔, 须采用锪(或铣) 平端面→钻中心孔→钻→半精镗→孔口倒角→精镗(或铰)的 加工方案。孔口倒角安排在半精加工后、精加工前进行,以防 孔内产生毛刺。 (4) 对于同轴孔系,若相距较近,用穿镗法加工;若跨 距较大,应尽量采用调头镗的方法加工,以缩短刀具的伸长, 减小其长径比,提高加工质量。
第8章 加工中心加工工艺
图8-7 十字盘
第8章 加工中心加工工艺
图8-8 一种板类零件
第8章 加工中心加工工艺 总之,对于复杂、工序多(需多种普通机床以及各种刀 具和夹具)、精度要求较高、需经多次装夹和调整才能完成
加工的零件,适合在加工中心上加工。同时,利用加工中心
还可实现一些特殊工艺的加工,如在金属表面上刻字、刻分 度线、刻图案等。在加工中心的主轴上装设高频专用电源, 还可对金属表面进行表面淬火。
都属于箱体类零件。
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图8-1 控制阀壳体
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图8-2 热电机车主轴箱体
第8章 加工中心加工工艺 2. 具有复杂曲面的零件 这类零件如凸轮、涡轮、叶轮、导风轮、螺旋桨等,其主
要表面是由复杂曲线、曲面组成的,形状复杂,有的精度要求
极高。加工这类零件时,需要多坐标联动加工,这在普通机床 上是难以甚至无法完成的。而加工中心可以采取三、 四坐标
可达IT8~IT10级,表面粗糙度Ra值可达1.6~6.3 μ m。
第8章 加工中心加工工艺
2. 孔加工方法

(1) 所有孔都应全部粗加工后, 再进行精加工。
(2) 毛坯上已有铸出或锻出的孔(其直径通常在30mm以
上),一般先在普通机床上进行荒加工, 直径上留3~5 mm的
余量,然后再由加工中心按粗镗→半精镗→孔口倒角→精镗的
第8章 加工中心加工工艺
图8-6 连杆锻压模具简图
第8章 加工中心加工工艺 5. 多孔的盘、 套、 板类零件 带有键槽、径向孔,或端面分布的、有孔系或曲面的盘、
套、板类零件,如带法兰的轴套、具有较多孔的板类零件和
各种壳体类零件等,都适合在加工中心上加工。如图8-7所示 的十字盘, 图8-8所示的板类零件。对于加工部位集中在单一 端面上的盘、套、板类零件,宜选择立式加工中心; 加工部 位不位于同一方向表面上的零件,则应选择卧式加工中心。
第8章 加工中心加工工艺
3. 选择定位基准
(1) 尽量使定位基准与设计基准重合。 (2) 保证在一次装夹中加工完成尽可能多的内容。
(3) 必须多次装夹时应尽可能做到基准统一。
(4) 批量生产时的定位基准与对刀基准重合。
第8章 加工中心加工工艺
图8-9 电动机端盖简图
第8章 加工中心加工工艺
图8-10 铣头体简图
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