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1、立式加工中心加工工艺（草稿）一、 图纸分析读图是机械加工必不可少的步骤只有在充分读懂图纸的前提下接下来的工艺及编程工作才能更顺利的展开才能避免不必要的错误在后续的加工中出现。主要步骤如下：（1）、看标题栏。标题栏是一张图纸的信息集中地从标题栏可以了解到零件的材料质量毛坯的获得方法公差要求等信息。另外图纸的图号和版次在标题栏也有标注这些信息方便零件各道工序在车间里的管理和流转必须给予重视。（2）、分析各视图关系想象零件三维模型。先从整体出发大概在脑海中描绘出零件的轮廓再到局部一点一点分析想象零件的样子。一般来说这方面的能力会随着读图经验的累积而增强。 （3）、读尺寸分析尺寸基准。读尺寸时应按照先
2、读定形尺寸再分析定位尺寸然后分析各尺寸之间关系的原则来进行。在读尺寸的过程中要注意基本尺寸的公差要求对于公差要求相对较高的基本尺寸要做好记录并在接下来的工序安排及程序编制中特别注意。 （4）、看技术要求明确几何精度要求。一般来说车间里的机械加工图纸都会有技术要求或是技术说明这样一个区域。尺寸偏差代号、粗糙度代号、形位公差代号及可供查阅的国家标准经常会出现在这个区域。另外对于零件表面的镀层要求热处理要求倒角、毛刺的要求也会在这里给予说明。二、 工艺分析2.1 数控加工工艺安排准则 工艺安排是机械加工的重中之重优秀的工艺可以使零件的加工变得容易节省工时减少加工过程中的能耗降低加工成本差的工艺则会使
3、零件加工变得困难不当会浪费工时、增加能耗甚至会导致零件根本无法加工。传统加工工艺在制定时除了首先考虑定位基准的选择外还应该考虑各表面加工方法的选择、工序集中和分散的程度和工序先后顺序的安排等问题。数控加工工艺的制定除了要遵循传统的加工工艺安排原则外还要遵循以下几个原则：（1）减少零件装夹次数尽可能做到一次装夹定位后就能加工出全部待加工的面避免因装夹次数过多造成零件变形及定位不准确等问题。 （2）尽量将刀具更换次数减少到最少。一把刀具换到主轴上后要尽量做到该刀具把所有能加工到得地方加工完成后再换下一把刀具以此提高加工精度和缩短加工工时。 （3）先内后外的原则即要先进行内腔内型的加工后进行外形加工
4、。 （4）在同一次装夹中进行的多步工序应先安排对工件刚性破坏较小的工序且上道工序的加工不能影响下一道工序的装夹与定位。 （5）为了提高机床的使用效率在保证加工质量的前提下可以将粗加工和半精加工合为一道工序。 （6）加工中容易损伤的地方如螺纹等以及平面度要求较高的面可以放在最后加工。 加工工艺制定的是否合理将直接影响到零件的加工质量、生产率和加工成本。同时工艺设计既是连接产品设计和生产制造的桥梁又是指导企业生产的重要文件因此做这一工作时必须认真仔细努力减少发生错误的机会。 2.2 立式加工中心工艺特点立式加工中心是目前使用范围较广的数控设备之一。在数控设备品种多样的车间里加工中心主要用来加工的对
5、象有既有平面又有孔系的零件、结构形状复杂或外形不规则的异形零件、周期性投产的批量零件、加工精度要求较高的中小批量产品。和普通铣床相比加工中心的工艺具有以下几点优点：（1）可减少工件的装夹次数消除因多次装夹带来的定位误差提高加工精度。 （2）可减少机床数量并相应减少操作工人节省占用的车间面积简化了生产计划和生产组织工作。 （3）整个加工过程由程序自动控制减少了人为因素的参与产品质量相对稳定。 （4）因产品加工的精度一致性好质量相对稳定故检验工作量小一般只需首末件检验中间抽检即可。 （5）可连续地对工件各加工表面自动进行铣削、钻削、扩削、铰削、镗削、攻丝等多种工序的加工工序高度集中。 2.3工艺制
6、定2.3.1 毛坯选择 毛坯是制定加工工艺的基础。毛坯的获得方法对零件工艺过程影响很大零件工艺过程中的工序数量、加工工时、材料消耗等在很大程度上取决于所选用的毛坯所以正确的选择毛坯具有无可厚非的重要意义。2.3.2 加工阶段划分 在加工阶段划分之前必须先确定工件各个表面的加工方法。（1）粗加工阶段。 （2）半精加工阶段。该阶段的主要目的是进一步去除正面的加工余量为精加工做好准备。 （3）精加工阶段。该阶段是保证零件加工质量最为重要的阶段其主要任务是保证各主要表面达到图纸规定的加工质量和技术要求。 （4）光整阶段。企业通常把这一阶段放在机外完成其主要任务是修整各个主要加工面进一步提高尺寸精度和降
7、低表面粗糙度数值。在现有的机械加工条件下零件的加工过程必然要经过以上几个阶段但是这些并不是一成不变的在设备条件和刀具条件允许的情况下企业通常会把粗加工和半精加工阶段合为一体对于粗加工阶段所引起的材料变形问题可通过精加工前松压来解决。 2.3.3 刀具选用 刀具的选择是数控加工工艺中的重要内容之一刀具选择的合理与否不仅影响机床的加工效率而且直接影响表面的加工质量。确定刀具的类型后下一步便要确定选用刀具的大小。刀具的大小受到被加工面的最小R角限制所选铣刀的半径不得大于被加工面的R角钻头大小要与被加工孔径一致。另外要注意的是刀具的切削刃长要大于被加工面的深度否则刀具将无法工作。 接下来便要确定使用何
8、种材料的刀具这对于节省加工成本很重要。目前用于制造刀具的材料有高速钢、硬质合金、陶瓷、立方氮化硼等。高速钢刀具通用性好价格便宜适用于铣削结构钢、合金钢、铸铁等材料硬质合金刀具切削功率较快可用来铣削各种钢、铸铁陶瓷铣刀可用来精铣淬硬钢及铸铁金刚石刀具用于铣削铝、铜等非铁金属及塑料价格较高。立方氮化硼刀具用于精铣淬硬钢其表面加工质量最好能够达到以铣代磨的效果但是价格高昂。2.3.4 工序安排 企业通常会根据现有人力资源情况及设备的数量来安排加工工序。在企业工人人数较多空余设备足够的情况下工序可安排的分散一些这样每台机床完成的加工内容比较单一对工人的技术水平要求就降低了可节省工人工资成本。在人手及空
9、余设备不足的情况下可将工序安排集中一些这样在减少了使用设备和加工占地面积的同时也减少了工件装夹次数两种方式各有各的优点。 机械加工的工序安排还应该本着以下几个原则 （1）基面先行原则。工件的精基准表面应该安排在起始工序加工以便为后续工序的加工提供精基准。 （2）先主后次原则。先安排主要表面加工再安排次要表面加工。次要表面的加工量较少而且和主要表面有位置精度要求所以一般要放在精加工或半精加工之后进行。 （3）先粗后精原则。先安排粗加工再安排半精加工然后安排精加工最后安排光整加工。 （4）先面后孔原则。先加工平面可以以平面定位加工孔、键槽等次要表面这样可以保证平面和孔的位置精度。三、 程序编制数控
10、编程是实现数控加工的必要前提理想的加工程序不仅能保证加工出合格的零件同时还可以使数控机床的功能得到最大程度的发挥以使数控机床能更安全高效的工作。数控编程分为手工编程和自动编程两种。手工编程仅仅适用于形状简单、计算量小、工序内容不多的零件。对于涉及到曲面、形状复杂、数学计算量大的零件用手工编程就有一定的难度甚至不能完成。这时便需要借助编程软件如Mastercam 、CimatronE 、UG等来完成程序编制。一般来说自动编程主要包括工序确定、模型绘制、编写刀路、填写程序单、上机调试等过程。 3.1工序确定 为了提高编程效率企业常用的做法是在编程之前就把零件的加工工序卡填写完毕编程的时候只需按照工
11、序卡上的工步一步一步做下来即可。 3.2 模型绘制 零件模型的绘制是整个程序编制过程中最重要的环节。模型的绘制要完全依照图纸要求来完成因为模型绘制的正确与否将直接影响到最终生成的程序正确性。同时正确的零件模型还具有以下作用 （1）为夹具设计提供思路。零件模型将零件的整个面貌完全展现出来这对于确定零件装夹方案和定位基准提供了诸多方便。 （2）方便最后检验。通过最终加工完成的零件和零件模型的对比可以很轻松的发现零件漏加工或过切的地方。 （3）为编程员和调试人员之间的技术交流提供方便。通过零件模型编程人员可以更清楚明了的向调试人员说明零件加工过程中的侧重点和注意事项这对于提高调试人员的工作效率具有极
12、大的帮助。 3.3 编写刀路 在充分读懂图纸、理解零件工序安排及加工所使用刀具的前提便可以进行零件刀路的编写工作了。编写完成的刀路最终通过后理生成机床可以识别的语言来控制零件的加工所以刀路的正确性同样将直接影响到零件的质量。通常刀路编写要经过以下几个环节（1）确定编程原点。（2）优化切削路线。优化切削路线的目的一是为把刀路尽量做到最短二是避免刀路与夹具体发生干涉。（3）切削参数的设定。（4）程式后处理。后处理是刀具路径转换为由G代码、M指令、数字等组成的机床可识别的语言的过程。（5）填写程序单。程序单是指导调机工作的重要文件也是解决程序在加工过程中出现问题的重要依据所以程序单的填写必须规范清楚
13、。3.4 上机调试 程序的上机调试实现工艺人员加工意愿的最后过程。程序的调试主要包括夹具找正、分中、对刀、模拟、试切等环节。这一系列的工作都是在程序单指导下完成的。当首件产品的尺寸精度达不到图纸要求时应该仔细分析问题产生的原因找出问题所在通过修改刀具补正修改程式来解决。因此一名优秀的调机员在能够熟练操作机床、了解加工参数、会手工编程以外还必须具有分析问题的能力。通常来讲企业里对于零件形状复杂或者单件价格高昂不允许报废的零件常采用铝件、塑料等容易切削的材料进行调试。四、 夹具设计夹具是保证工件所有的工序在机床上能够得以实现的必备条件优秀的夹具不仅能保证被加工面的位置精度还能缩短工序时间提高劳动生
14、产率。目前企业里常用的夹具有通用夹具如虎钳、分度头、三爪卡盘等、组合夹具、多工位夹具、专用夹具等。 4.1 加工中心夹具选用原则 （1）在保证加工精度的前提下应优先选择通用夹具。专用夹具的设计要经济实用尽量做到结构简易、加工方便、操作简单。 （2）为适应加工中心的多工序加工所用夹具要避免夹具结构包括夹具体上的组件对刀具运动轨迹发生干涉夹具结构不要妨碍刀具对工件各部位的多面加工。 （3）为使工件待加工面充分暴露在外夹具体要尽量做的宽敞、开放些。 （4）夹具体本身要具有足够的刚度能适应刀具大切削用量的切削。 （5）夹具在工作台上安装后应该确保工件在装夹后处于机床各个轴的行程之中避免超程现象发生。加工工艺卡样例
