《数控加工技术 教学课件 ppt 作者 李玉兰 主编 第四部分单元二》由会员分享，可在线阅读，更多相关《数控加工技术 教学课件 ppt 作者 李玉兰 主编 第四部分单元二（36页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第四部分 加工中心加工技术与实训,单元一 FV-800A加工中心（友嘉精机）机床操作 单元二 加工中心加工工艺 单元三 加工中心基本技能实训 思考与练习题,单元二 加工中心加工工艺,学习指导 学习加工中心加工工艺 掌握加工中心的基本操作、刀具选择、工件安装、编程与程序输入等操作技能和加工方法,单元二 加工中心加工工艺 一、操作方法 二、操作方法实例,一、操作方法,1加工中心加工零件的内容和步骤 （1）分析零件图样 通过对零件的材料、形状、尺寸和精度、表面质量、毛坯情况和热处理等要求进行分析，确定该零件是否适合于在加工中心上加工 （2）确定工艺过程 在分析零件图样的基础上，确定零件的加工工艺（如
2、决定定位方式、选用工、夹具等）、加工路线（如确定对刀点、走刀路线等）并确定加工余量、切削用量（如切削宽度、进给速度、主轴转速等）。在加工中心上加工零件时，工序十分集中，往往在一次装夹中就能完成全部工序。在确定工艺过程时要注意充分发挥加工中心的性能，进行高效率的加工 （3）数值计算 根据零件图样和走刀路线计算刀具中心运动轨迹。对于外形较复杂的零件，要充分利用加工中心的插补功能和刀具补偿功能来简化计算。对于列表曲线、自由曲面等程序编制，数学处理复杂，需要借助计算机使用专门软件进行计算 （4）编写加工程序 根据工艺过程、数值计算结果以及辅助操作要求，按照数控系统规定的程序指令及格式编写出加工程序,（
3、5）把加工程序输入数控系统 把编写好的程序，输入到数控系统中，具体输入方法有两种 1）在加工中心操作面板上进行手工输入 2）利用DNC(“数据传输”或称“执行外部程序”)功能，先把程序录入计算机，再由专用的CNC传输软件，把加工程序输入数控系统，然后再调出执行。如果程序太长，就采用边传边加工的方法 如果在计算机上建立零件加工程序，再传入NC系统，一定要在加工程序文件中加一个头程序，如： _N_FILENAME_MPF ；$ PATH_N_MPF_DIR 其中FILENAME为传入NC后的文件名，可以随意定义，但必须以字母开头，与NC中编制程序时定义程序名一样。做DNC时，后面一行可以不用，只用
4、第一行即可,（6）首件试切 在开始切削前必须先对程序进行校验，确定没有错误后，才能进行首件试切 常用的校验方法有三种 1）利用空运行进行校验，该法只能校验程序格式、代码是否正确，校验不出加工轨迹是否正确 2）利用数控系统在操作面板的屏幕上显示图形，检查刀具运动轨迹的图形，以及刀具与夹头、尾座等是否相撞 3）用其他材料(如木材、尼龙、塑料)来代替毛坯，进行试切，确定程序和工件加工轨迹是否正确 经校验确定无误后，可进行首件试切。只有首件通过检验，符合零件的质量要求后，才可认为数控加工程序无误，正式投入生产使用,2图形的数学处理,对零件图进行数学处理是编程前的主要准备工作之一，而且即便采用计算机进行
5、自动编程，也经常需要先对工件的轮廓图形进行数学预处理，才能对有关几何元素进行定义 图形的数学处理一般包括两个方面：一方面根据零件图给出的形状、尺寸和公差等直接通过数学方法计算出编程时所需要的有关节点或基点坐标值，另一方面按照零件图给出的条件还不能直接计算出编程时所需要的节点坐标值，也不能按照零件图给出的条件直接进行工件轮廓几何元素的定义进行自动编程，必须根据所采用的具体工艺方法、工艺装备等加工条件，对零件原图形及有关尺寸进行必要的数学预处理或改动，才可进行节点的坐标计算和进行正常的编程工作 配有CNC系统（SINUMERIK 810D系统）的加工中心，在加工程序中允许使用具体的数值(如X187
6、69)作为节点坐标，也允许用函数表达的公式为节点坐标，所以使用机床配备的CNC系统编写程序有许多的方便，不必求出每一节点的具体数值。如果一定要求出具体数值，可以采用以下两种方法：手工数值处理和利用AutoCAD软件来求出具体坐标数值,3加工工艺,（1）加工方法的选择 在加工中心上可以采用铣削、钻削、扩削、铰削、镗削和攻螺纹等加工方法，完成平面、平面轮廓、曲面、曲面轮廓、孔和螺纹等加工，所选加工方法要与零件的表面特征、所要达到的精度及表面粗糙度相适应,1）平面、平面轮廓及曲面在镗铣类加工中心上只能采用铣削方式加工 2）孔加工方法比较多，有钻削、扩削、铰削和镗削等。大直径孔还可采用圆弧插补方式进行
7、铣削加工,图4-6 孔加工表面精度和粗糙度,3）对于直径大于30的已铸出或锻出毛坯孔的孔加工，一般采用粗镗半精镗孔口倒角精镗加工方案；孔径较大时可采用立铣刀粗铣精铣加工方案 4）对于直径小于30的无毛坯孔的孔加工，通常采用锪平端面打中心孔钻扩孔口倒角铰孔加工方案；有同轴度要求的小孔，需采用锪平端面打中心孔钻半精镗孔口倒角精镗(或铰)加工方案 5）螺纹加工根据孔径大小，一般情况下，直径在M6M20之间的螺纹，通常采用攻螺纹方法加工。直径在M6以下的螺纹，在加工中心上完成底孔加工，通过其他手段攻螺纹。直径在M20以上的螺纹，可采用镗刀片镗削加工,（2）加工阶段的划分,一般情况下，在加工中心上加工的
8、零件已在其他机床上经过粗加工，加工中心只是完成最后的精加工，所以不必划分加工阶段，但对加工质量要求较高的零件，若其主要表面在上加工中心加工之前没有经过粗加工，则应尽量将粗、精加工分开进行，使零件在粗加工后有一段自然时效过程，以消除残余应力和恢复切削力、夹紧力引起的弹性变形及切削热引起的热变形，必要时还可以安排人工时效处理，最后通过精加工消除各种变形 对加工精度要求不高，而毛坯质量较高、加工余量不大、生产批量很小的零件或新产品试制中的零件，利用加工中心良好的冷却系统，可把粗、精加工合并进行，但粗、精加工应划分成两道工序分别完成，粗加工用较大的夹紧力，精加工用较小的夹紧力,（3）加工顺序的安排,1
9、）同一加工表面按粗加工、半精加工、精加工次序完成，或全部加工表面按先粗加工，然后半精加工、精加工分开进行。加工尺寸公差要求较高时，考虑零件尺寸、精度、零件刚性和变形等因素，可采用前者；加工位置公差要求较高时，采用后者 2）对于既要铣平面又要镗孔的零件，如各种发动机箱体，可以先铣面后镗孔，这样可以提高孔的加工精度。铣削时，切削力较大，工件易发生变形。先铣平面后镗孔，使其有一段时间的恢复，可减少变形对孔的精度的影响。反之，如果先镗孔后铣平面，则铣削时，必然在孔口产生飞边、毛刺，从而破坏孔的精度 3）相同工位集中加工，应尽量按就近位置加工，以缩短刀具移动距离，减少空运行时间,（3）加工顺序的安排,4
10、）某些机床工作台回转时间比换刀时间短，在不影响精度的前提下，为了减少换刀次数，减少空行程，减少不必要的定位误差，可以采取刀具集中工序。也就是用同一把刀把零件上相同的部位都加工完，再换第二把刀 5）考虑到加工中存在着重复定位误差，对于同轴度要求很高的孔系，就不能采取刀具集中原则，应该在一次定位后，通过顺序连续换刀，顺序连续加工完该同轴孔系的全部孔后，再加工其他坐标位置孔，以提高孔系同轴度 6）在一次定位装夹中，尽可能完成所有能够加工的表面,4加工路线的确定,（1）孔加工进给路线的确定 孔加工时，一般是先将刀具在XOY平面内快速定位到孔中心线的位置上，然后再沿Z向（轴向）运动进行加工 刀具在XOY
11、平面内的运动为点位运动，确定其进给路线时重点考虑以下内容： 1）定位迅速，空行程路线要短 2）定位准确，避免机械进给系统反向间隙对孔位置精度的影响 3）当定位迅速与定位准确不能同时满足时，若按最短进给路线进给能保证定位精度，则取最短路线。反之，应取能保证定位准确的路线,刀具在Z向的进给路线分为快速移动进给路线和工作进给路线。如图4-7所示，刀具先从初始平面快速移动到R平面(距工件加工表面一切入距离的平面)上，然后按工作进给速度加工。图4-7a所示为单孔加工时的进给路线。图4-7b所示为多孔加工，为减少刀具空行程进给时间，加工后续孔时，刀具只要退回到R平面即可 R平面距工件表面的距离称为切入距离
12、。加工通孔时，为保证全部孔深都加工到，应使刀具伸出工件底面一段距离(切出距离)。切入、切出距离的大小与工件表面状况和加工方式有关，一般可取25mm,图4-7 孔加工时刀具Z向进给路线,（1）孔加工进给路线的确定,（2）铣削加工进给路线的确定,铣削加工进给路线包括切削进给和Z向快速移动进给两种进给路线。Z向快速移动进给常采用下述进给路线： 1）铣削开口不通槽时，铣刀在Z向可直接快速移动到位，不需工作进给图4-8a 2）铣削封闭槽(如键槽)时，铣刀需要有一切入距离Za，先快速移动到距工件加工表面一切入距离Za的位置上(R平面)，然后以工作进给速度进给至铣削深度H图4-8b 3）铣削轮廓及通槽时，铣
13、刀应有一段切出距离Zo。可直接快速移动到距工件表面Zo处图4-8c,图4-8 铣削加工时刀具Z向进给路线,5夹具选择与工件安装,（1）夹具选择原则与方法 根据加工中心机床特点和加工需要，目前常用的夹具类型有专用夹具、组合夹具、可调夹具、成组夹具以及工件统一基准定位装夹系统。在选择时要综合考虑各种因素，选择较经济、合理的夹具形式。一般夹具的选择顺序是：在单件生产中尽可能采用通用夹具；批量生产时优先考虑组合夹具，其次考虑可调夹具，最后考虑成组夹具和专用夹具；当装夹精度要求很高时，可配置工件统一基准定位装夹系统,1）加工中心的高柔性要求其夹具比普通机床结构更紧凑、简单，夹紧动作更迅速、准确，尽量减少
14、辅助时间，操作更方便、省力、安全，而且要保证足够的刚性，灵活多变。因此常采用气动、液压夹紧装置 2）为保持工件在本次定位装夹中所有需要完成的待加工面充分暴露在外，夹具要尽量敞开，夹紧元件的空间位置能低则低，必须给刀具运动轨迹留有空间。夹具不能和各工步刀具轨迹发生干涉。当箱体外部没有合适的夹紧位置时，可以利用内部空间来安排夹紧装置 3）考虑机床主轴与工作台面之间的最小距离和刀具的装夹长度，夹具在机床工作台上的安装位置应确保在主轴的行程范围内能使工件的加工内容全部完成,还应考虑以下几点,4）自动换刀和交换工作台时不能与夹具或工件发生干涉 5）有些时候，夹具上的定位块是安装工件时使用的，在加工过程中
15、，为满足前后左右各个工位的加工，防止干涉，工件夹紧后即可拆去。对此，要考虑拆除定位元件后，工件定位精度的保持问题 6）尽量不要在加工中途更换夹紧点。若必须更换夹紧点时，要特别注意不能因更换夹紧点而破坏定位精度，必要时应在工艺文件中注明,还应考虑以下几点：,（2）确定零件在机床工作台上的最佳位置,在卧式加工中心上加工零件时，工作台要带着工件旋转，进行多工位加工，就要考虑零件(包括夹具)在机床工作台上的最佳位置，该位置是在技术准备过程中根据机床行程、考虑各种干涉情况、优化匹配各部位刀具长度而确定的。如果考虑不周，将会造成机床超程，需要更换刀具，重新试切，影响加工精度和加工效率，也增大了出现废品的可
16、能性 加工中心具有的自动换刀功能决定了其最大的弱点是刀具悬臂式加工，在加工过程中不能设置镗模、支架等。因此，在进行多工位零件的加工时，应综合计算各工位的各加工表面到机床主轴端面的距离以选择最佳的刀具长度，提高工艺系统的刚性，从而保证加工精度,（3）工件的安装与找正,加工中心常用的夹具有平口钳、分度头、三爪卡盘和平台夹具等。下面以在平口钳上装夹工件为例说明工件的装夹步骤： 1）把平口钳安装在加工中心工作台面上，两固定钳口与X轴基本平行并张开到最大 2）把装有杠杆百分表的磁性表座吸在主轴上 3）使杠杆百分表的触头与固定钳口接触 4）在X方向找正，直到使百分表的指针在一个格内晃动为止，最后拧紧平口钳固定螺母 5）根据工件的高度情况，在平口钳钳口内放入形状合适和表面质量较好的垫铁后，再放入工件，一般是工件的基准面朝下，与垫铁表面靠紧，然后拧紧平口钳。在放入工件前，应对工件、钳口和垫铁的表面进行清理，以免影响加工质量 6）在X、Y两个方向找正，直到
