加工中心的工藝技術(shù)分析

加工中心是一種工藝范圍較大的數(shù)控加工機(jī)床，能進(jìn)行銑削、鏜削、鉆削和螺紋加工等多項工作。加工中心特別適合于箱體類零件和孔系的加工。加工工藝范圍如圖1-圖4。

圖1 銑削加工

圖2 鉆削加工

圖3 螺紋加工

圖4 鏜削加工

1.工藝性分析

　　 一般主要考慮以下幾個方面：

（1）選擇加工內(nèi)容

　　 加工中心最適合加工形狀復(fù)雜、工序較多、要求較高，需使用多種類型的通用機(jī)床、刀具和夾具，經(jīng)多次裝夾和調(diào)整才能完成加工的零件。

（2）檢查零件圖樣

　　零件圖樣應(yīng)表達(dá)正確，標(biāo)注齊全。同時要特別注意，圖樣上應(yīng)盡量采用統(tǒng)一的設(shè)計基準(zhǔn)，從而簡化編程，保證零件的精度要求。

圖5 零件加工的基準(zhǔn)統(tǒng)一

　　例如圖5中所示零件圖樣。在圖5a中，A、B兩面均已在前面工序中加工完畢，在加工中心上只進(jìn)行所有孔的加工。以A、B兩面定位時，由于高度方向沒有統(tǒng)一的設(shè)計基準(zhǔn)，ф48H7孔和上方兩個ф25H7孔與B面的尺寸是間接保證的，欲保證32.5±0.1和52.5±0.04尺寸，須在上道工序中對 105±0.1尺寸公差進(jìn)行壓縮。若改為圖5b所示標(biāo)注尺寸，各孔位置尺寸都以A面為基準(zhǔn)，基準(zhǔn)統(tǒng)一，且工藝基準(zhǔn)與設(shè)計基準(zhǔn)重合，各尺寸都容易保證。

（3）分析零件的技術(shù)要求

　　 根據(jù)零件在產(chǎn)品中的功能，分析各項幾何精度和技術(shù)要求是否合理；考慮在加工中心加工，能否保證其精度和技術(shù)要求；選擇哪一種加工中心最為合理。

（4）審查零件的結(jié)構(gòu)工藝性

　　 分析零件的結(jié)構(gòu)剛度是否足夠,各加工部位的結(jié)構(gòu)工藝性是否合理等。

2.工藝過程設(shè)計

　　工藝設(shè)計時，主要考慮精度和效率兩個方面，一般遵循先面后孔、先基準(zhǔn)后其它、先粗后精的原則。加工中心在一次裝夾中，盡可能完成所有能夠加工表面的加工。對位置精度要求較高的孔系加工，要特別注意安排孔的加工順序，安排不當(dāng)，就有可能將傳動副的反向間隙帶入，直接影響位置精度。例如,安排圖6a所示零件的孔系加工順序時，若按圖6b的路線加工，由于5. 6孔與1.2.3.4孔在Y向的定位方向相反，y向反向間隙會使誤差增加，從而影響5.6孔與其它孔的位置精度。按圖6c所示路線，可避免反向間隙的引入。

圖6 鏜孔加工路線

　加工過程中，為了減少換刀次數(shù)，可采用刀具集中工序，即用同一把刀具把零件上相應(yīng)的部位都加工完，再換第二把刀具繼續(xù)加工。但是，對于精度要求很高的孔系，若零件是通過工作臺回轉(zhuǎn)確定相應(yīng)的加工部位時，因存在重復(fù)定位誤差，不能采取這種方法。

3.零件的裝夾

（1）定位基準(zhǔn)的選擇

　　 在加工中心加工時，零件的定位仍應(yīng)遵循六點(diǎn)定位原則。同時,還應(yīng)特別注意以下幾點(diǎn)：

　　 1）進(jìn)行多工位加工時，定位基準(zhǔn)的選擇應(yīng)考慮能完成盡可能多的加工內(nèi)容，即便于各個表面都能被加工的定位方式。例如，對于箱體零件，盡可能采用一面兩銷的組合定位方式。

　　 2）當(dāng)零件的定位基準(zhǔn)與設(shè)計基準(zhǔn)難以重合時,應(yīng)認(rèn)真分析裝配圖樣，明確該零件設(shè)計基準(zhǔn)的設(shè)計功能，通過尺寸鏈的計算，嚴(yán)格規(guī)定定位基準(zhǔn)與設(shè)計基準(zhǔn)間的尺寸位置精度要求，確保加工精度。

　　 3）編程原點(diǎn)與零件定位基準(zhǔn)可以不重合，但兩者之間必須要有確定的幾何關(guān)系。編程原點(diǎn)的選擇主要考慮便于編程和測量。例如，圖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孔為基準(zhǔn)，編程原點(diǎn)應(yīng)選擇在ф80H7孔的中心線上。當(dāng)零件定位基準(zhǔn)為A、B兩面時，定位基準(zhǔn)與編程原點(diǎn)不重合，但同樣能保證加工精度。

圖7 編程原點(diǎn)與定位基準(zhǔn)

（2）零件的夾緊

　　 在考慮夾緊方案時，應(yīng)保證夾緊可靠，并盡量減少夾緊變形。

（3）夾具的選用

　　 在加工中心上,夾具的任務(wù)不僅是裝夾零件,而且要以定位基準(zhǔn)為參考基準(zhǔn)，確定零件的加工原點(diǎn)。因此，定位基準(zhǔn)要準(zhǔn)確可靠。

4.刀具的選擇

　　 加工中心對刀具的基本要求是：

　　 1）良好的切削性能：能承受高速切削和強(qiáng)力切削并且性能穩(wěn)定；

　　 2）較高的精度：刀具的精度指刀具的形狀精度和刀具與裝卡裝置的位置精度；

　　 3）配備完善的工具系統(tǒng)：滿足多刀連續(xù)加工的要求。

　　 加工中心所使用刀具的刀頭部分與數(shù)控銑床所使用的刀具基本相同，關(guān)于數(shù)控銑削刀具的選用。加工中心所使用刀具的刀柄部分與一般數(shù)控銑床用刀柄部分不同，加工中心用刀柄帶有夾持槽供機(jī)械手夾持。