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1、 1 第五章 数控镗 铣及加工中心加工工艺第五章 数控镗 铣及加工中心加工工艺 通常数控镗铣床和加工中心 MC Machine Center 在结构 工艺和编程等方面有许多相似之 处 特别是全功能型数控镗铣床与加工中心相比 区别主要在于数控镗铣床没有自动刀具交换装置 ATC Automatic Toos Changer 及刀具库 只能 用手动方式换刀 而加工中心因具备ATC及刀具库 故可将使用的刀具预先安排存放于刀具库内 需 要时再通过换刀指令 由ATC自动换刀 数控镗铣 床和加工中心都能够进行铣削 钻削 镗削及攻螺 纹等加工 2 第五章 数控镗 铣及加工中心加工工艺第五章 数控镗 铣及加工中
2、心加工工艺 数控镗铣 加工中心机床的类型 数控镗铣 加工中心的工艺特点 数控镗铣 加工中心加工的典型零件 数控镗铣 加工中心加工工艺的制定 典型零件加工工艺分析 3 第五章 数控镗 铣及加工中心加工工艺第五章 数控镗 铣及加工中心加工工艺 数控镗铣 加工中心机床的类型 立式 龙门式 卧式 主要技 术参数 主要技 术参数 主要技 术参数 主要技 术参数 高速加 工中心 4 第五章 数控镗 铣及加工中心加工工艺第五章 数控镗 铣及加工中心加工工艺 立式加工中心主要技术参数 项项目 型号 VMC 850 工作台面积 1000 x500 mm 左右行程 X 轴 800 mm 前后行程 Y 轴 500
3、mm 上下行程 Z 轴 610 mm 主轴锥 度 BT 40CAT 40 HSK A63 选配 主轴转 速 60 8000 rpm 7 5 5 kW X Y Z 快速进给 30 30 20 m min 切削进给 率 1 12000 mm min 刀具选择 模式 双向任意式 最短距离选刀 储刀数 圆盘 式 24 机械手式 24 32 选配 相邻刀最大刀具直径 75 mm 最大刀具直径 100 mm 最大刀具长度 300 mm 最大刀具重量 10 kg 工作台荷重 600 kg 机床净重 5500 kg 机床尺寸 LxWxH 2350 x3200 x2698 mm 数控镗铣 加工中心机床的类型 5
4、 第五章 数控镗 铣及加工中心加工工艺第五章 数控镗 铣及加工中心加工工艺 卧式加工中心主要技术参数 项项目 型号 VHMC 630 工作台面积 630 x 630 mm 工作台最大负载 1200 kg X 轴行程 1000 mm Y 轴行程 800 mm Z 轴行程 950 mm 主轴锥度 BT 50 CAT 50 主轴转速 20 6000 rpm X Y Z 切削进给率 1 12000 mm min X Y Z 快速进给 18 10 18 m min 储刀数 60 80 120 选配 最大刀具直径 x 长度 75 x 320 最大刀具重量 10 kg 刀具选择模式 双向任意式 最短距离选刀
5、 换刀时间 9 sec 主轴电动 机 15 kW 工作台旋转分度 1 0 001 选配 工作台数目 2 6 12 选配 交换时间 自动交换工作台 15 sec 机床尺寸 LxWxH 5305x3200 x3550 mm 机床重量 21000 kg 数控镗铣 加工中心机床的类型 6 第五章 数控镗 铣及加工中心加工工艺第五章 数控镗 铣及加工中心加工工艺 龙门式加工中心主要技术参数 项项目 型号定 柱 式 DMC 3000 工作台尺寸 3200 x2200 mm X 轴行程 3000 mm Y 轴行程 2650 mm Z 轴行程 800 mm 1066 mm 选配 主轴锥 度 BT 50 CAT
6、 50 主轴直径 90 mm 主轴转 速 6000 rpm 自动高低档 主轴马 达 26 22 kW X Y Z 快速进给 12 x 12 x 10 m min X Y Z 切削进给 1 10000 mm min 自动换 刀系统 相邻刀最大刀具直径 135 mm 储刀数 40 刀 60 80 120 选配 最大直径 200 mm 最大刀长 350 mm 最大刀重 20 kg 刀具选择 模式 双向任意 最短距离选刀 工作台荷重 6000 kg to 20000 kg 机床尺寸 LxWxH 8870 x 5935 x4900 机床重量 58500 kg 数控镗铣 加工中心机床的类型 7 第五章 数
7、控镗 铣及加工中心加工工艺第五章 数控镗 铣及加工中心加工工艺 高速加工中心主要技术参数 工作范围围纵向长度 X400 mm 横向长度 Y450 mm 垂直高度 Z350 mm 工作主轴轴 30 000 min 1S612 5 kW S110 0 kW 工作主轴轴42 000 min 1S613 0 kW S110 0 kW 工作主轴轴 60 000 min 1S68 5 kW S16 5 kW 进给驱动进给驱动进给 速度 X Y Z 40 m 分 加速度 X Y Z 17 m 秒 工作台工作台面积 320 x 320 工作台承重 200 kg 自动动控制系统统刀库位置18 76 机上激光对刀
8、仪 标准 工件托盘转换 装置 位置7 20 48 红外工件测头 可选 重量包括工件托盘交换装置 6500 kg 数控镗铣 加工中心机床的类型 8 第五章 数控镗 铣及加工中心加工工艺第五章 数控镗 铣及加工中心加工工艺 数控镗铣 加工中心的工艺特点 三坐标数控镗铣床与加工中心的共同特点是除具有普通铣床的工艺 性能外 还具有加工形状复杂的二维以至三维复杂轮廓的能力 这些复 杂轮廓零件的加工有的只需二轴联动 如二维曲线 二维轮廓和二维区域 加工 有的则需三轴联动 如三维曲面加工 它们所对应的加工一般相 应称为二轴 或2 5轴 加工与三轴加工 对于三坐标加工中心 无论是立 式还是卧式 由于具有自动换
9、刀功能 适于多工序加工 如箱体等需要 铣 钻 铰及攻螺纹等多工序加工的零件 特别是在卧式加工中心上 加装数控分度转台后 可实现四面加工 而若主轴方向可换 则可实现 五面加工 因而能够一次装夹完成更多表面的加工 特别适合于加工复 杂的箱体类 泵体 阀体 壳体等零件 加工实例 三坐标立式加工中心 9 第五章 数控镗 铣及加工中心加工工艺第五章 数控镗 铣及加工中心加工工艺 三轴加工实例加工模具示意图 技术数据 数控镗铣 加工中心的工艺特点 粗加工 半精加工 精加工 工步使用刀具rpm进给率加工 时间 粗加工 66 立铣刀85020058min 半精加工 50 x R81850252032min 精
10、加工 10 球头65002000130min 10 第五章 数控镗 铣床及加工中心加工工艺第五章 数控镗 铣床及加工中心加工工艺 数控镗铣 加工中心的工艺特点 四坐标是指在X Y和Z三个平动坐标轴基础上增加一个转动坐标轴 A或B 且四个 轴一般可以联动 其中 转动轴既可以作用于刀具 刀具摆动型 也可以作用于工件 工 作台回转 摆动型 机床既可以是立式的也可以是卧式的 此外 转动轴既可以是A轴 绕X轴转动 也可以是B轴 绕Y轴转动 由此可以看出 四坐标数控机床可具有多种结构 类型 但除大型龙门式机床上采用刀具摆动外 实际中多以工作台旋转 摆动的结构居 多 但不管是哪种类型 其共同特点是相对于静止
11、的工件来说 刀具的运动位置不仅是 任意可控的 而且刀具轴线的方向在刀具摆动平面内也是可以控制的 从而可根据加工 对象的几何特征按保持有效切削状态或根据避免刀具干涉等需要来调整刀具相对零件表 面的姿态 因此 四坐标加工可以获得比三坐标加工更广的工艺范围和更好的加工效果 四坐标卧式加工中心 柔性制造单元 FMC 11 第五章 数控镗 铣及加工中心加工工艺第五章 数控镗 铣及加工中心加工工艺 数控镗铣 加工中心的工艺特点 对于五坐标机床 都具有两个回转坐标 相对于静止的工件来说 其 运动合成可使刀具轴线的方向在一定的空间内 受机构结构限制 任意控制 从而具有保持最佳切削状态及有效避免刀具干涉的能力
12、因此 五坐标 加工又可以获得比四坐标加工更广的工艺范围和更好的加工效果 特别适 宜于三维曲面零件的高效高质量加工以及异型复杂零件的加工 采用五轴 联动对三维曲面零件的加工 可用刀具最佳几何形状进行切削 不仅加工 表面粗糙度低 而且效率也大幅度提高 一般认为 一台五轴联动机床的 效率可以等于两台三轴联动机床 特别是使用立方氮化硼等超硬材料铣刀 进行高速铣削淬硬钢零件时 五轴联动加工可比三轴联动加工发挥更高的 效益 五坐标卧式加工中心 12 第五章 数控镗 铣及加工中心加工工艺第五章 数控镗 铣及加工中心加工工艺 数控镗铣 加工中心的工艺特点 主轴头旋转型工作台旋转型 复合型 主轴 和工作台旋转型
13、 五坐标机床的类型及加工实例 实例1实例2实例3 13 第五章 数控镗 铣及加工中心加工工艺第五章 数控镗 铣及加工中心加工工艺 数控镗铣 加工中心的工艺特点 课堂讨论1 对于如图所示形状零 件上三个直槽 比较分别 采用三坐标和五坐标加工 中心加工对零件加工的影 响 从装夹 加工精度和 效率等方面比较 14 第五章 数控镗 铣及加工中心加工工艺第五章 数控镗 铣及加工中心加工工艺 数控镗铣 加工中心的工艺特点 课堂讨论2 三轴加工 三次装夹加工 装夹一加工 装夹二加工 装夹三加工 五轴加工 一次装夹加工 加工第一面 坐标轴旋转后加工 坐标轴旋转后加工 15 第五章 数控镗 铣及加工中心加工工艺
14、第五章 数控镗 铣及加工中心加工工艺 数控镗铣 加工中心的工艺特点 高速加工技术是当代先进制造技术的重要组成部分 拥有高效率 高 精度及高表面质量等特征 有关高速加工的含义 通常有如下几种观点 切削速度很高 通常认为其速度超过普通切削的5 10倍 机床主轴转速很 高 一般将主轴转速在10000 20000r min以上定为高速切削 进给速度很 高 通常达15 50m min 最高可达90m min 对于不同的切削材料和所釆 用的刀具材料 高速切削的含义也不尽相同 其优点在于 l加工时间短 效率高 高速切削的材料去除率通常是常规的3 5倍 l 刀具切削状况好 切削力小 主轴轴承 刀具和工件受力均
15、小 切削力 降低大概30 90 提高了加工质量 l刀具和工件受热影响小 切削产生的热量大部分被高速流出的切屑所带 走 故工件和刀具热变形小 有效地提高了加工精度 l工件表面质量好 首先ap与ae小 工件粗糙度好 其次切削线速度高 机床激振频率远高于工艺系统的固有频率 因而工艺系统振动很小 加工实例 16 第五章 数控镗 铣及加工中心加工工艺第五章 数控镗 铣及加工中心加工工艺 高速加 工实例1 毛坯材料使用刀具主轴转 速 r min 进给速度 mm min NAK 80 HRC40 4 球头140001500 加工零件示意图 高速加工切削条件 数控镗铣 加工中心的工艺特点 17 第五章 数控镗
16、 铣及加工中心加工工艺第五章 数控镗 铣及加工中心加工工艺 高速加 工实例2 毛坯材料使用刀具主轴转 速 r min 进给速度 mm min NAK 80 HRC40 R2X50 CBN 150002100 加工零件示意图 高速加工切削条件 数控镗铣 加工中心的工艺特点 18 第五章 数控镗 铣及加工中心加工工艺第五章 数控镗 铣及加工中心加工工艺 高速加 工实例3 毛坯材料使用刀具主轴转速 r min 进给速 度 mm min NAK 80 HRC40 R2X50 CBN 200006000 加工零件示意图 高速加工切削条件 数控镗铣 加工中心的工艺特点 19 第五章 数控镗 铣及加工中心加工工艺第五章 数控镗 铣及加工中心加工工艺 数控镗铣 加工中心加工的典型零件数控镗铣 加工中心加工的典型零件 平面类零件 加工面平行或垂直于水平加工面平行或垂直于水平 面 以及加工面与水平面的夹角为一定面 以及加工面与水平面的夹角为一定 值的零件 这类加工面可展开为平面 值的零件 这类加工面可展开为平面 直纹曲面类零件 由直线由直线 依某种规律移动所产生的依某种规律移动所产生的 曲面类零件 曲面类
