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加工中心的工艺及工艺装备

文章来源:无信息源
 作者:  日期:2008-09-16 15:32:44
文章概括 :加工中心是一种工艺范围较大的数控加工机床,能进行铣削、镗削、钻削和螺纹加工等多项工作。

加工中心特别适合于箱体类零件和孔系的加工。

加工工艺范围如图1-

图1 铣削加工

钻削加工

图2 钻削加工

图3 螺纹加工

图4 镗削加工

1.工艺性分析

   一般主要考虑以下几个方面:
(1)选择加工内容
   加工中心最适合加工形状复杂、工序较多、要求较高,需使用多种类型的通用机床、刀具和夹具,经多次装夹和调整才能完成加工的零件。
(2)检查零件图样

  零件图样应表达正确,标注齐全。同时要特别注意,图样上应尽量采用统一的设计基准,从而简化编程,保证零件的精度要求。

图5 零件加工的基准统一

  例如图5中所示零件图样。在图5a中,A、B两面均已在前面工序中加工完毕,在加工中心上只进行所有孔的加工。以A、B两面定位时,由于高度方向没有统一的设计基准,ф48H7孔和上方两个ф25H7孔与B面的尺寸是间接保证的,欲保证 32.5±0.1和52.5±0.04尺寸,须在上道工序中对 105±0.1尺寸公差进行压缩。若改为图5b所示标注尺寸,各孔位置尺寸都以A面为基准,基准统一,且工艺基准与设计基准重合,各尺寸都容易保证。
(3)分析零件的技术要求
   根据零件在产品中的功能,分析各项几何精度和技术要求是否合理;考虑在加工中心加工,能否保证其精度和技术要求;选择哪一种加工中心最为合理。
(4)审查零件的结构工艺性
   分析零件的结构刚度是否足够,各加工部位的结构工艺性是否合理等。

2.工艺过程设计

  工艺设计时,主要考虑精度和效率两个方面,一般遵循先面后孔、先基准后其它、先粗后精的原则。加工中心在一次装夹中,尽可能完成所有能够加工表面的加工。对位置精度要求较高的孔系加工,要特别注意安排孔的加工顺序,安排不当,就有可能将传动副的反向间隙带入,直接影响位置精度。例如,安排图6a所示零件的孔系加工顺序时,若按图6b的路线加工,由于5. 6孔与1.2.3.4孔在Y向的定位方向相反,y向反向间隙会使误差增加,从而影响5.6孔与其它孔的位置精度。按图6c所示路线,可避免反向间隙的引入。

图6 镗孔加工路线

 加工过程中,为了减少换刀次数,可采用刀具集中工序,即用同一把刀具把零件上相应的部位都加工完,再换第二把刀具继续加工。但是,对于精度要求很高的孔系,若零件是通过工作台回转确定相应的加工部位时,因存在重复定位误差,不能采取这种方法。

3.零件的装夹

(1)定位基准的选择
   在加工中心加工时,零件的定位仍应遵循六点定位原则。同时,还应特别注意以下几点:
   1)进行多工位加工时,定位基准的选择应考虑能完成尽可能多的加工内容,即便于各个表面都能被加工的定位方式。例如,对于箱体零件,尽可能采用一面两销的组合定位方式。
   2)当零件的定位基准与设计基准难以重合时,应认真分析装配图样,明确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尺寸位置精度要求,确保加工精度。
   3)编程原点与零件定位基准可以不重合,但两者之间必须要有确定的几何关系。编程原点的选择主要考虑便于编程和测量。例如,图7中的零件在加工中心上加工 Φ80H7孔和4-Φ25H7孔,其中4-ф25H7都以ф80H7孔为基准,编程原点应选择在ф80H7孔的中心线上。当零件定位基准为A、B两面时,定位基准与编程原点不重合,但同样能保证加工精度。

图7 编程原点与定位基准

(2)零件的夹紧
   在考虑夹紧方案时,应保证夹紧可靠,并尽量减少夹紧变形。
(3)夹具的选用
   在加工中心上,夹具的任务不仅是装夹零件,而且要以定位基准为参考基准,确定零件的加工原点。因此,定位基准要准确可靠。

4.刀具的选择

   加工中心对刀具的基本要求是:
   1)良好的切削性能:能承受高速切削和强力切削并且性能稳定;
   2)较高的精度:刀具的精度指刀具的形状精度和刀具与装卡装置的位置精度;
   3)配备完善的工具系统:满足多刀连续加工的要求。
   加工中心所使用刀具的刀头部分与数控铣床所使用的刀具基本相同,关于数控铣削刀具的选用。加工中心所使用刀具的刀柄部分与一般数控铣床用刀柄部分不同,加工中心用刀柄带有夹持槽供机械手夹持。