提高加工中心使用效率实例一则

提高加工中心使用效率实例一则

用加工中心批量加工精密的中小型工件，设计夹具时，考虑装夹多件工件，能减少换刀次数，节省换刀时间，也减少了因频繁换刀导致的换刀系统故障。如使用气动或液压为夹紧动力，则能进一步提高效率。

利用加工中心加工工件有许多优点:产品重复精度高：可完成复杂曲线、曲面加工：可一机多用，完成多种加工工序，特别适用于精密、复杂、多工序的大中型工件。但用加工中心

批量加工精密小型零件并不划算，因为与机床使用成本相比，加工效率太低。影响加工效率的主要因素有:手动夹紧工件，机床执行换刀指令过频。这些辅助工作的时间占总时间的比率过大。另外，频繁换刀机床易出故障(加工中心的故障有40%～50% 出在换刀系统上)。为提高加工中心的加工效率，笔者在夹具、工艺路线上作了改进，大大减少了换刀次数、装夹时间，取得了满意的效果。

图1

1 问题提出

如图1所示小型零件简图，由于尺寸精度，位置精度要求高，故选用加工中心加工。在加工中心上完成的工序有:两个大孔、两个小孔、底面。原夹具设计为装夹单个工件，手动夹紧，因此每次装夹只能加工一件。工件以一面两销定位，在卧式加工中心上加工。加工路线为:①换大孔粗铣刀：②进行圆插补粗铣大孔及底面：③工作台移位：④重复步骤“2”铣另一大孔及底面：⑤换小孔粗铣刀：⑥进行圆插补粗铣小孔：⑦工作台移位：⑧重复步骤“6”铣另一小孔。至此，粗加工完成。精加工所用为精铣刀。一般加工中心，换刀时间都较长。

2 解决方案

为有效地减少辅助工作时间，笔者改进了夹具设计。由于工件较小，为充分利用机床的行程，故安排在一个夹具上装夹8个工件，夹具如图2所示，工件仍以一面两销定位，由气动夹紧(图中未画出)。在夹具设计制造时，应保证夹具上的每两个定位销之间位置准确(如“1”号工件的两个定位销与其它工件的定位销之间位置准确)，这样能保证加工后的孔位置与工件外形不产生偏差。如仍有偏差，可在程序中作适当修改来解决。在卧式加工中心上加工路线，以粗加工大孔、底面为例:①换大孔粗铣刀：②粗铣1号工件下面大孔、底面：③移位：④粗铣2号工件下面大孔、底面：⑤多次移位，粗铣第3、4、5、6、7、8 号工件下面大孔、底面：⑥移位，粗铣第8、7、6、5、4、3、2、1 号工件上面的大孔、底面。

图2

可以看出，粗铣大孔、底面只换刀一次。同样，精铣大孔、底面和粗、精铣小孔的换刀次数相同，故加工8 个工件总换刀次数为4次。因此，平均加工每个工件的换刀时间为原来的1/8，虽然移位有所增加，但总的时间还是节约了很多。总之，用加工中心批量加工精密的中小型工件，设计夹具时，考虑装夹多件工件，能减少换刀次数，节省换刀时间，也减少了因频繁换刀导致的换刀系统故障。如使用气动或液压为

夹紧动力，则能进一步提高效率。