加工中心工艺.pptx

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1、第六单元第六单元 加工中心加工工艺加工中心加工工艺 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定加工中心加工工艺和进行工艺分析的方法 。教学目的：教学目的：第1页/共50页内容内容知识点知识点学习要求学习要求建议学时建议学时概述概述加工中心的主要加工对象加工中心的主要加工对象了解了解2加工中心的结构及类型加工中心的结构及类型加工中心加工工件的安装、加工中心加工工件的安装、对刀与换刀对刀

2、与换刀 加工中心加工工件的安装加工中心加工工件的安装 掌握掌握加工中心加工定位基准的选择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夹具的确定 加工中心加工的对刀与换刀加工中心加工的对刀与换刀 加工中心加工工艺加工中心加工工艺 制定加工中心加工工艺制定加工中心加工工艺 重点掌握重点掌握 2典型加工中心加工零件的典型加工中心加工零件的工艺分析工艺分析 盖板零件结构特点及加工工艺的制定盖板零件结构特点及加工工艺的制定 理解理解 4支承套零件结构特点及加工工艺的制定支承套零件结构特点及加工工艺的制定第六单元 加工中心加工工艺学习内容与知识点：第2页/共50页 加工中心与数控铣床的异同加工中

3、心与数控铣床的异同:加工中心是在数控机床的基础上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。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第3页/共50页 加工中心适于加工形状复杂、工序多、精度要求较高，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。普通机床加工需多次装夹调整困难的的工件。常用于加工常用于加工箱体类零件箱体类零件带复杂曲面的零件带复杂曲面的零件异形件异形件板、套、盘、壳体类零件板

4、、套、盘、壳体类零件加工中心的主要加工对象第4页/共50页加工中心的结构及类型卧式加工卧式加工中心中心 龙门加工龙门加工中心中心 立式加工立式加工中心中心 复合加复合加工中心工中心 按按机机床主床主轴布轴布局形局形式式分分主轴轴心线设置在竖直状态主轴轴心线设置在竖直状态 主轴轴心线设置在水平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立卧两用加工中心，具有立式和卧式加工中心的功能中心的功能 立式、卧式加工中心的结构（单击观看录像）第5页

5、/共50页立立式式加加工工中中心心加工中心的结构及类型第6页/共50页龙门式加工中心龙门式加工中心加工中心的结构及类型第7页/共50页无机械手的无机械手的加工中心加工中心 带刀库、机带刀库、机械手的加工械手的加工中心中心 刀库转塔式刀库转塔式加工中心加工中心 按换刀形式分按换刀形式分 加工中心的结构及类型第8页/共50页可装可装2020把刀的无臂式把刀的无臂式ATCATC刀具库刀具库加工中心的结构及类型第9页/共50页可装可装2424把刀的有臂式把刀的有臂式ATCATC刀具库刀具库加工中心的结构及类型第10页/共50页可装可装3232把刀的有臂式刀具库把刀的有臂式刀具库加工中心的结构及类型第1

6、1页/共50页可可装装6060把把刀刀的的刀刀具具库库加工中心的结构及类型第12页/共50页加工中心加工工件的安装选择基准的三个基本要求：选择基准的三个基本要求：所选基准应能保证工件定位准确装卸方便方便可靠所选基准应能保证工件定位准确装卸方便方便可靠 所选基准与各加工部位的的尺寸计算简单所选基准与各加工部位的的尺寸计算简单 保证加工精度保证加工精度 第13页/共50页选择定位基准选择定位基准6 6原则：原则：尽量选择设计基准作为定位基准尽量选择设计基准作为定位基准 定位基准与设计基准不能统一时，应严格控制定位误差保证加工精度定位基准与设计基准不能统一时，应严格控制定位误差保证加工精度 工件需两

7、次以上装夹加工时，所选基准在一次装夹定位能完成全部关键精度部位的加工工件需两次以上装夹加工时，所选基准在一次装夹定位能完成全部关键精度部位的加工 所选基准要保证完成尽可能多的加工内容所选基准要保证完成尽可能多的加工内容 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重合批量加工时，零件定位基准应尽可能与建立工件坐标系的对刀基准重合 加工中心加工定位基准的选择需要多次装夹时，基准应该前后统一需要多次装夹时，基准应该前后统一 第14页/共50页加工中心夹具的确定 对夹具的基本要求：对夹具的基本要求：夹紧机构不得影响进给，加工部位要敞开夹紧机构不得影响进给，加工部位要敞开 夹具在机床上能

8、实现定向安装夹具在机床上能实现定向安装 夹具的刚性与稳定性要好夹具的刚性与稳定性要好 第15页/共50页不影响进给的装夹示例不影响进给的装夹示例加工中心夹具的确定 第16页/共50页通通用用夹夹具具组组合合夹夹具具专专用用夹夹具具可可调调整整夹夹具具多多工工位位夹夹具具常用夹具种类常用夹具种类 成成组组夹夹具具加工中心夹具的确定 第17页/共50页新型数控夹具体新型数控夹具体加工中心夹具的确定 第18页/共50页孔孔系系组组合合夹夹具具加工中心夹具的确定 第19页/共50页槽槽系系组组合合夹夹具具加工中心夹具的确定 第20页/共50页加工中心夹具的选用原则：加工中心夹具的选用原则：在保证加工精

9、度和生产效率的前提下，优先选用通用夹具在保证加工精度和生产效率的前提下，优先选用通用夹具 批量加工可考虑采用简单专用夹具批量加工可考虑采用简单专用夹具 大批量加工可考虑采用多工位夹具和高效的气压、液压等专用夹具大批量加工可考虑采用多工位夹具和高效的气压、液压等专用夹具 采用成组工艺时应使用成组夹具采用成组工艺时应使用成组夹具 加工中心夹具的确定 第21页/共50页加工中心加工的对刀与换刀对刀对刀 机床上找正加紧后，确定工件坐标（编程坐标）机床上找正加紧后，确定工件坐标（编程坐标）原点的机床坐标原点的机床坐标 。对刀点对刀点 工件在机床上找正夹紧后，用于确定工件坐标系工件在机床上找正夹紧后，用于

10、确定工件坐标系在机床坐标系中位置的基准点在机床坐标系中位置的基准点。对刀点可选在工件上或装夹定位元件上，但对刀点与工件坐标对刀点可选在工件上或装夹定位元件上，但对刀点与工件坐标点必须有准确、合理、简单的位置对应关系，方便计算工件坐标点点必须有准确、合理、简单的位置对应关系，方便计算工件坐标点在机床上的位置（工件坐标点的机床坐标）。对刀点最好能与工件在机床上的位置（工件坐标点的机床坐标）。对刀点最好能与工件坐标点重合。坐标点重合。第22页/共50页换刀换刀根据工艺需要，要用不同参数的刀具加工工根据工艺需要，要用不同参数的刀具加工工件，在加工中按需要更换刀具的过程件，在加工中按需要更换刀具的过程

11、。换刀点换刀点 加工中更换刀具的位置。加工中更换刀具的位置。加工中心有刀库和自动换刀装置，根据程序的需要可以自动加工中心有刀库和自动换刀装置，根据程序的需要可以自动换刀。换刀点应在换刀时工件、夹具、刀具、机床相互之间没有换刀。换刀点应在换刀时工件、夹具、刀具、机床相互之间没有任何的碰撞和干涉的位置上，加工中心的换刀点往往是固定的。任何的碰撞和干涉的位置上，加工中心的换刀点往往是固定的。加工中心加工的对刀与换刀第23页/共50页采用寻边器对刀采用寻边器对刀 采用碰刀或试切方式对刀采用碰刀或试切方式对刀 外刀具预调外刀具预调+机上对刀机上对刀 杠杆百分表对刀杠杆百分表对刀 机上对刀机上对刀 水平方

12、向对刀水平方向对刀 Z Z Z Z向对刀向对刀 机外对刀仪对刀机外对刀仪对刀 对刀方法：对刀方法：加工中心加工的对刀与换刀第24页/共50页制定加工中心加工工艺零件的零件的工艺分工艺分析析分析零件的技术要求：尺寸精度要求、几何形状精度要求、位置精分析零件的技术要求：尺寸精度要求、几何形状精度要求、位置精度要求、表面粗糙度表面质量要求、热处理及其他技术要求度要求、表面粗糙度表面质量要求、热处理及其他技术要求 ；检查零件图的完整性和正确性；检查零件图的完整性和正确性；分析零件结构工艺性：主要分析零件的加工内容采用加工中心加工时分析零件结构工艺性：主要分析零件的加工内容采用加工中心加工时的可行性、经

13、济性、方便性；的可行性、经济性、方便性；确定加工中心的加工内容：确定零件适合加工中心加工的部位、结确定加工中心的加工内容：确定零件适合加工中心加工的部位、结构和表面构和表面 ；第25页/共50页工艺方工艺方案的设案的设计计 工艺设计包括完成加工任务所需要的设备、工装量夹工艺设计包括完成加工任务所需要的设备、工装量夹具的选择，工艺路线加工方法的确定。具的选择，工艺路线加工方法的确定。加工方法的选择加工方法的选择 加工顺序的合理按排加工顺序的合理按排 制定加工中心加工工艺第26页/共50页工步设工步设计计 先粗加工，半精加工，再精加工。先粗加工，半精加工，再精加工。既有孔又有面的加工时先铣面后镗孔

14、。既有孔又有面的加工时先铣面后镗孔。采用相同设计基准集中加工的原则。采用相同设计基准集中加工的原则。相同工位集中加工，邻近工位一起加工可提高加工效率。相同工位集中加工，邻近工位一起加工可提高加工效率。按所用刀具划分工步。按所用刀具划分工步。有较高同轴度要求的孔系，应该单独完成，再加工其他形位。有较高同轴度要求的孔系，应该单独完成，再加工其他形位。在一次装夹定位中，能加工的形位全部加工完。在一次装夹定位中，能加工的形位全部加工完。制定加工中心加工工艺第27页/共50页进给路进给路线的确线的确定定 孔加工路线的确定：孔加工路线的确定：确定确定XYXYXYXY平面内的进给路线：定位要迅速，保证不平面

15、内的进给路线：定位要迅速，保证不发生碰撞的前提下缩短空行程；定位要准确。发生碰撞的前提下缩短空行程；定位要准确。确定确定Z Z Z Z向的进给路线向的进给路线 制定加工中心加工工艺第28页/共50页加工余加工余量的确量的确定定 表面表面粗糙粗糙度度 表面表面缺陷缺陷层深层深度度 空间空间偏差偏差 表面表面几何几何形状形状误差误差 装夹装夹误差误差 影响加工余量影响加工余量大小的因素大小的因素 制定加工中心加工工艺第29页/共50页工序尺寸工序尺寸及公差的及公差的确定确定 注意定位基准与设计基准不重合时工序尺寸及公注意定位基准与设计基准不重合时工序尺寸及公差的确定问题。差的确定问题。制定加工中心

16、加工工艺第30页/共50页切削用切削用量的选量的选择择 选择加工中心切削用量时，应根据加工类型方式选择加工中心切削用量时，应根据加工类型方式和加工工序（表面加工、孔加工、粗、精加工等）；和加工工序（表面加工、孔加工、粗、精加工等）；坯料种类、硬度；刀具类型、转速、直径大小、刀刃坯料种类、硬度；刀具类型、转速、直径大小、刀刃材质等因素综合确定。参照理论切削用量，根据实际材质等因素综合确定。参照理论切削用量，根据实际切削的具体情况，确定合适的切削用量。切削的具体情况，确定合适的切削用量。制定加工中心加工工艺第31页/共50页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盖板是机械加工中常

17、见的零件，加工表面有平面和孔，通常需经铣平面、钻孔、扩孔、镗孔、铰孔及攻螺纹等工步才能完成。下面以右图所示盖板为例介绍其加工中心加工工艺。盖板零件简图盖板零件简图第32页/共50页零件工艺分析零件工艺分析 选择加工中心选择加工中心 设计工艺：设计工艺：选择加工方法选择加工方法 确定加工顺序确定加工顺序 确定装夹方案和选择夹具确定装夹方案和选择夹具 选择刀具选择刀具 制定工艺步骤：制定工艺步骤：确定进给路线确定进给路线 选择切削用量选择切削用量 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第33页/共50页1 1 1 1分析分析零件零件图样图样，选择加工内容选择加工内容 该盖板的材料

18、为铸铁该盖板的材料为铸铁，故毛坯为铸件。由故毛坯为铸件。由零件零件图可知图可知，盖板的四个侧面为不加工表面盖板的四个侧面为不加工表面，全部加工表面都集中在全部加工表面都集中在A A A A、B B B B面上。最高精度为面上。最高精度为IT7IT7IT7IT7级。从工序集中和便于定位两个方面级。从工序集中和便于定位两个方面考虑考虑，选择选择B B B B面及位于面及位于B B B B面上的全部孔在加工中心上加工面上的全部孔在加工中心上加工，将将A A A A面作为主要定位基准面作为主要定位基准，并在前道工序中先加工好。并在前道工序中先加工好。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

19、工艺第34页/共50页2 2 2 2选择加工中心选择加工中心 由于由于B B B B面及位于面及位于B B B B面上的全部孔面上的全部孔，只需单工位加工即可完成只需单工位加工即可完成，故选择立式加工中心故选择立式加工中心。加工表面不多加工表面不多，只有粗只有粗铣铣、精、精铣铣、粗、粗镗镗、半精半精镗镗、精、精镗镗、钻、扩、钻、扩、锪锪、铰铰及攻螺纹等工步及攻螺纹等工步，所需刀具不超所需刀具不超过过20202020把。选用国产把。选用国产XH714XH714XH714XH714型立式加工中心即可满足上述要求。该型立式加工中心即可满足上述要求。该机床工作台尺寸为机床工作台尺寸为400400400

20、400mmmmmmmm800mm800mm800mm800mm，x x x x轴行程为轴行程为600600600600mmmmmmmm，y y y y轴行程为轴行程为400400400400mmmmmmmm，z z z z轴行程为轴行程为400400400400mmmmmmmm，主轴端面至工作台台面距离为主轴端面至工作台台面距离为125125125125525525525525mmmmmmmm，定位精度定位精度和重复定位精度分别为和重复定位精度分别为0.020.020.020.02mmmmmmmm和和 0.01 0.01 0.01 0.01mm,mm,mm,mm,刀库刀库容量为容量为18181

21、818把把,工件一次装夹后可自动完成工件一次装夹后可自动完成铣铣、钻、钻、镗镗、铰铰及攻螺及攻螺纹等工步的加工。纹等工步的加工。盖板零件在加工中心的加工工艺典型加工中心加工零件工艺分析第35页/共50页3.3.3.3.设计工艺设计工艺 (1)(1)(1)(1)选择加工方法选择加工方法 B B B B平面用平面用铣铣削方法加工削方法加工,因其表面粗糙度因其表面粗糙度RaRaRaRa为为6.36.36.36.3m,m,m,m,故采用粗故采用粗铣铣精精铣铣方案方案；60H7 60H7 60H7 60H7 孔为已铸出毛坯孔孔为已铸出毛坯孔，为达到为达到IT7IT7IT7IT7级精度和级精度和Ra0.8

22、mRa0.8mRa0.8mRa0.8m的表面粗糙度的表面粗糙度，需经三次需经三次镗镗削削，即采用粗即采用粗镗镗半精半精镗镗精精镗镗方案方案；对对12H812H812H812H8孔孔，为防止钻偏和达为防止钻偏和达到到IT8IT8IT8IT8级精度级精度，按钻中心孔按钻中心孔钻孔钻孔扩孔扩孔铰铰孔方案孔方案进行进行；16mm16mm16mm16mm孔在孔在12mm12mm12mm12mm孔基础上孔基础上锪锪至尺寸即可至尺寸即可；M16mmM16mmM16mmM16mm螺纹螺纹孔采用先钻底孔后攻螺纹的加工方法孔采用先钻底孔后攻螺纹的加工方法，即按钻中心孔即按钻中心孔钻钻底孔底孔倒角倒角攻螺纹方案加工

23、。攻螺纹方案加工。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第36页/共50页 (2)(2)(2)(2)确定加工顺序确定加工顺序 按照先面后孔、先粗后精的原则确定。具体加工顺序按照先面后孔、先粗后精的原则确定。具体加工顺序为粗、精为粗、精铣铣B B B B面面粗、半精、精粗、半精、精镗镗60H760H760H760H7孔孔钻各光钻各光孔和螺纹孔的中心孔孔和螺纹孔的中心孔钻、扩、钻、扩、锪锪、铰铰12H812H812H812H8及及16mm16mm16mm16mm孔孔M16mmM16mmM16mmM16mm螺孔钻底孔、倒角和攻螺纹螺孔钻底孔、倒角和攻螺纹，详见详见下下表表。典型加工

24、中心加工零件工艺分析盖板零件在加工中心的加工工艺3.3.3.3.设计工艺设计工艺第37页/共50页数控加工工序卡片数控加工工序卡片典型加工中心加工零件工艺分析第38页/共50页 (3)(3)(3)(3)确定装夹方案和选择夹具确定装夹方案和选择夹具 该盖板零件形状简单该盖板零件形状简单，四个侧面较光整四个侧面较光整，加工面加工面与不加工面之间的位置精度要求不高与不加工面之间的位置精度要求不高，故可选用通用故可选用通用台钳台钳，以盖板底面以盖板底面A A A A和两个侧面和两个侧面定定位位，用台钳钳口从侧用台钳钳口从侧面夹紧。面夹紧。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3.3.

25、3.3.设计工艺设计工艺第39页/共50页 (4)(4)(4)(4)选择刀具选择刀具 所需刀具有面所需刀具有面铣铣刀、刀、镗镗刀、中心钻、麻花钻、刀、中心钻、麻花钻、铰铰刀、立刀、立铣铣刀刀(锪锪16mm16mm16mm16mm孔孔)及丝锥等及丝锥等，其规格根据加工尺寸选择。其规格根据加工尺寸选择。B B B B面粗面粗铣铣铣铣刀直径应选小一些刀直径应选小一些，以减小切削力矩以减小切削力矩，但也不能太小但也不能太小，以免以免影响加工效率影响加工效率；B B B B面精面精铣铣铣铣刀直径应选大一些刀直径应选大一些，以减少接刀痕迹以减少接刀痕迹，但要考虑到刀库允许装刀直径但要考虑到刀库允许装刀直径

26、(XH714XH714XH714XH714型加工中心的允许装刀型加工中心的允许装刀直径直径：无：无相邻刀具为相邻刀具为150mm150mm150mm150mm，有相邻刀具为有相邻刀具为80mm)80mm)80mm)80mm)也不能太也不能太大。刀柄柄部根据主轴锥孔和拉紧机构选择。大。刀柄柄部根据主轴锥孔和拉紧机构选择。XH714XH714XH714XH714型加工中心型加工中心主轴锥孔为主轴锥孔为ISO40ISO40ISO40ISO40，适用刀柄为适用刀柄为BT40(BT40(BT40(BT40(日本标准日本标准JISB6339)JISB6339)JISB6339)JISB6339)，故刀故刀

27、柄柄部应选择柄柄部应选择BT40BT40BT40BT40型式。具体所选刀具及刀柄见型式。具体所选刀具及刀柄见下下表表。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3.3.3.3.设计工艺设计工艺第40页/共50页数控加工刀具编号数控加工刀具编号典型加工中心加工零件工艺分析第41页/共50页 (5)(5)(5)(5)确定进给路线确定进给路线 B B B B面的粗、精面的粗、精铣铣削加工进给路线根据削加工进给路线根据铣铣刀直径确定刀直径确定，因所选因所选铣铣刀直径为刀直径为100mm100mm100mm100mm，故安排沿故安排沿z z z z方向两次进给方向两次进给(见见下下图图)。

28、所有孔加工进给路线均按最短路线。所有孔加工进给路线均按最短路线确定，确定，因为孔因为孔的位置精度要求不高的位置精度要求不高，机床的定位精度完全能保证机床的定位精度完全能保证，后面，后面所示所示各各图即为各孔加工工步的进给路线图即为各孔加工工步的进给路线。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3.3.3.3.设计工艺设计工艺第42页/共50页(5)(5)(5)(5)确定进给路线确定进给路线铣削铣削B B B B面进给路线面进给路线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第43页/共50页镗镗60H760H760H760H7孔孔进给路线进给路线(5)(5)(5)(

29、5)确定进给路线确定进给路线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第44页/共50页钻中心孔进钻中心孔进给路线给路线(5)(5)(5)(5)确定进给路线确定进给路线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第45页/共50页钻、扩、铰钻、扩、铰12H812H812H812H8孔孔进给路线进给路线(5)(5)(5)(5)确定进给路线确定进给路线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第46页/共50页锪锪16mm16mm16mm16mm孔进给路线孔进给路线(5)(5)(5)(5)确定进给路线确定进给路线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第47页/共50页钻螺纹底孔、攻螺纹钻螺纹底孔、攻螺纹进给路线进给路线(5)(5)(5)(5)确定进给路线确定进给路线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第48页/共50页支承套零件简图支承套零件简图典型加工中心加工零件工艺分析支承套零件在加工中心的加工工艺第49页/共50页感谢您的观看！第50页/共50页