加工中心加工工藝

1、第8章 加工中心加工工藝 第8章 加工中心加工工藝 8.1 8.1 概述概述 8.2 8.2 加工中心加工工藝的制訂加工中心加工工藝的制訂 8.3 8.3 典型零件的加工中心加工工藝典型零件的加工中心加工工藝習(xí)題習(xí)題 第8章 加工中心加工工藝 8.1 概概 述述 8.1.1 加工中心的工藝特點(diǎn)加工中心的工藝特點(diǎn) (1) 加工精度高。 (2) 表面質(zhì)量好。 (3) 質(zhì)量穩(wěn)定。 (4) 生產(chǎn)效率高。 (5) 具有較強(qiáng)的故障自診斷功能。 (6) 軟件適應(yīng)性強(qiáng)。 第8章 加工中心加工工藝 8.1.2 加工中心加工的對象加工中心加工的對象 1. 1. 箱體類零件箱體類零件 箱體類零件一般是指具有平面和孔

2、系，內(nèi)部有型腔， 在長、寬、高方向上具有一定比例要求的零件。這類零件包括各類機(jī)械設(shè)備和汽車、飛機(jī)、船舶等運(yùn)輸工具中的發(fā)動(dòng)機(jī)缸體、變速箱體，機(jī)床的床頭箱、主軸箱，齒輪泵殼體等。 圖8-1所示為控制閥殼體，圖8-2所示為熱電機(jī)車主軸箱體，它們都屬于箱體類零件。 第8章 加工中心加工工藝 圖8-1 控制閥殼體 第8章 加工中心加工工藝 圖8-2 熱電機(jī)車主軸箱體 第8章 加工中心加工工藝 2. 2. 具有復(fù)雜曲面的零件具有復(fù)雜曲面的零件 這類零件如凸輪、渦輪、葉輪、導(dǎo)風(fēng)輪、螺旋槳等，其主要表面是由復(fù)雜曲線、曲面組成的，形狀復(fù)雜，有的精度要求極高。加工這類零件時(shí)，需要多坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)加工，這在普通機(jī)床上是難

3、以甚至無法完成的。而加工中心可以采取三、 四坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)，甚至五坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)將這類零件加工出來，并且質(zhì)量穩(wěn)定、 精度高、互換性好。因此，這類零件應(yīng)是加工中心重點(diǎn)選擇加工的對象。圖8-3所示是軸向壓縮機(jī)渦輪，它的葉面是一個(gè)典型的三維空間曲面，這樣的型面可采用四坐標(biāo)以上聯(lián)動(dòng)的加工中心加工。 第8章 加工中心加工工藝 圖8-3 軸向壓縮機(jī)渦輪 第8章 加工中心加工工藝 3. 3. 外形不規(guī)則的異形件外形不規(guī)則的異形件異形件即外形特異的零件，如圖8-4所示的異形支架、圖8-5所示的支架等都是外形不規(guī)則的零件，這類零件大都需要采用點(diǎn)、線、面多工位混合加工。異形件的總體剛性一般較差， 在裝夾過程中易變形，在普通機(jī)

4、床上只能采取工序分散的原則加工，需用工裝較多，周期較長，而且難以保證加工精度。 而加工中心具有多工位點(diǎn)、線、面混合加工的特點(diǎn)，能夠完成大部分甚至全部工序內(nèi)容。實(shí)踐證明，異形件的形狀愈復(fù)雜、 加工精度要求愈高， 使用加工中心便愈能顯示其優(yōu)越性。 第8章 加工中心加工工藝 圖8-4 一種異形支架零件 第8章 加工中心加工工藝 圖8-5 支架 第8章 加工中心加工工藝 4. 4. 模具模具 常見的模具有鍛壓模具、鑄造模具、注塑模具及橡膠模具等。圖8-6所示為連桿鍛壓模具。 這類零件的型面大多由三維曲面構(gòu)成，采用加工中心加工這類成型模具，由于工序高度集中，因而基本上能在一次安裝中采用多坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)完成動(dòng)模

5、、靜模等關(guān)鍵件的全部精加工，尺寸累積誤差及修配工作量小。 第8章 加工中心加工工藝 圖8-6 連桿鍛壓模具簡圖第8章 加工中心加工工藝 5. 5. 多孔的盤、多孔的盤、 套、套、 板類零件板類零件 帶有鍵槽、徑向孔，或端面分布的、有孔系或曲面的盤、套、板類零件，如帶法蘭的軸套、具有較多孔的板類零件和各種殼體類零件等，都適合在加工中心上加工。如圖8-7所示的十字盤, 圖8-8所示的板類零件。對于加工部位集中在單一端面上的盤、套、板類零件，宜選擇立式加工中心； 加工部位不位于同一方向表面上的零件，則應(yīng)選擇臥式加工中心。 第8章 加工中心加工工藝 圖8-7 十字盤 第8章 加工中心加工工藝 圖8-8

6、 一種板類零件 第8章 加工中心加工工藝 總之，對于復(fù)雜、工序多（需多種普通機(jī)床以及各種刀具和夾具）、精度要求較高、需經(jīng)多次裝夾和調(diào)整才能完成加工的零件，適合在加工中心上加工。同時(shí)，利用加工中心還可實(shí)現(xiàn)一些特殊工藝的加工，如在金屬表面上刻字、刻分度線、刻圖案等。在加工中心的主軸上裝設(shè)高頻專用電源， 還可對金屬表面進(jìn)行表面淬火。 第8章 加工中心加工工藝 8.2 加工中心加工工藝的制定加工中心加工工藝的制定 8.2.1 8.2.1 零件圖的工藝分析零件圖的工藝分析1. 1. 選擇加工中心加工的內(nèi)容選擇加工中心加工的內(nèi)容適合加工中心加工的零件，不一定全部都需要在加工中心上加工，例如以粗基準(zhǔn)定位加工

7、第一個(gè)基準(zhǔn)面或一些簡單的一般表面。為了充分發(fā)揮加工中心的效益，應(yīng)該選擇那些最需要、最適合用加工中心加工的內(nèi)容，這種表面主要有： （1） 尺寸精度或（和）相互位置精度要求較高的表面。 （2） 進(jìn)給控制困難、不便測量的非敞開的內(nèi)腔型面。 （3） 通用機(jī)床不便加工的復(fù)雜曲線、曲面。 （4） 能夠集中在一次裝夾中合并完成的多工序（或工步）表面。 第8章 加工中心加工工藝 2. 2. 加工內(nèi)容的工藝性分析加工內(nèi)容的工藝性分析 分析加工中心加工內(nèi)容的工藝性應(yīng)該注意以下幾點(diǎn)： （1） 切削余量要小， 以減少切削時(shí)間，降低加工成本。 （2） 小孔和螺孔的尺寸規(guī)格盡可能少，以減少相應(yīng)刀具的數(shù)量， 避免選擇大的刀

8、庫容量。 （3） 有關(guān)尺寸要盡量標(biāo)準(zhǔn)化， 以便于采用標(biāo)準(zhǔn)刀具。 （4） 加工表面要能方便地實(shí)現(xiàn)加工， 效果明顯。 （5） 零件剛性足夠， 以減少夾緊和切削中的變形。 第8章 加工中心加工工藝 3. 3. 選擇定位基準(zhǔn)選擇定位基準(zhǔn) （1） 盡量使定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)重合。（2） 保證在一次裝夾中加工完成盡可能多的內(nèi)容。 （3） 必須多次裝夾時(shí)應(yīng)盡可能做到基準(zhǔn)統(tǒng)一。 （4） 批量生產(chǎn)時(shí)的定位基準(zhǔn)與對刀基準(zhǔn)重合。 第8章 加工中心加工工藝 圖8-9 電動(dòng)機(jī)端蓋簡圖 第8章 加工中心加工工藝 圖8-10 銑頭體簡圖 第8章 加工中心加工工藝 圖8-11 工件坐標(biāo)系原點(diǎn)的確定 第8章 加工中心加工工藝 8

9、.2.2 8.2.2 加工方法的選擇加工方法的選擇1. 1. 平面、平面、 平面輪廓及曲面的加工方法平面輪廓及曲面的加工方法 這類表面在鏜銑類加工中心上惟一的加工方法是銑削。 粗銑即可使兩平面間的尺寸精度達(dá)到IT11IT13，表面粗糙度Ra值可達(dá)12.550 m。粗銑后再精銑，兩平面間的尺寸精度可達(dá)IT8IT10級，表面粗糙度Ra值可達(dá)1.66.3 m。 第8章 加工中心加工工藝 2. 2. 孔加工方法孔加工方法 （1） 所有孔都應(yīng)全部粗加工后， 再進(jìn)行精加工。 （2） 毛坯上已有鑄出或鍛出的孔（其直徑通常在30mm以上），一般先在普通機(jī)床上進(jìn)行荒加工， 直徑上留35 mm的余量，然后再由加工

10、中心按粗鏜半精鏜孔口倒角精鏜的加工方案完成；有空刀槽時(shí)可用鋸片銑刀在半精鏜之后、精鏜之前用圓弧插補(bǔ)方式銑削完成，也可用單刀鏜刀鏜削加工，但效率較低；孔徑較大時(shí)可用鍵槽銑刀或立銑刀用圓弧插補(bǔ)方式通過粗銑、精銑加工完成。 第8章 加工中心加工工藝 （3） 對于直徑小于30 mm的孔，毛坯上一般無孔，這就需要在加工中心上完成其全部加工。為提高孔的位置精度，在鉆孔前必須锪（或銑）平孔口端面，并鉆出中心孔作引導(dǎo)孔， 即通常采用锪（或銑）平端面鉆中心孔鉆擴(kuò)孔口倒角鉸的加工方案；有同軸度要求的小孔， 須采用锪（或銑）平端面鉆中心孔鉆半精鏜孔口倒角精鏜（或鉸）的加工方案?？卓诘菇前才旁诎刖庸ず蟆⒕庸で斑M(jìn)行

11、，以防孔內(nèi)產(chǎn)生毛刺。 （4） 對于同軸孔系，若相距較近，用穿鏜法加工；若跨距較大，應(yīng)盡量采用調(diào)頭鏜的方法加工，以縮短刀具的伸長， 減小其長徑比，提高加工質(zhì)量。 第8章 加工中心加工工藝 （5） 對于螺紋孔，要根據(jù)其孔徑的大小選擇不同的加工方式。直徑在M6M20 mm之間的螺紋孔，一般在加工中心上用攻螺紋的方法加工；直徑在M6 mm以下的螺紋，則只在加工中心上加工出底孔，然后通過其它手段攻螺紋；直徑在M20 mm以上的螺紋，一般采用鏜刀鏜削而成。 第8章 加工中心加工工藝 8.2.3 8.2.3 加工階段的劃分加工階段的劃分若零件已經(jīng)過粗加工，加工中心只完成最后的精加工，則不必劃分加工階段。 當(dāng)

12、零件的加工精度要求較高，在加工中心加工之前又沒有進(jìn)行過粗加工時(shí)， 則應(yīng)將粗、精加工分開進(jìn)行， 粗加工通常在普通機(jī)床上進(jìn)行， 在加工中心上只進(jìn)行精加工。這樣不僅可以充分發(fā)揮機(jī)床的各種功能，降低加工成本，提高經(jīng)濟(jì)效益， 而且還可以讓零件在粗加工后有一段自然時(shí)效過程，以消除粗加工產(chǎn)生的殘余應(yīng)力，恢復(fù)因切削力、夾緊力引起的彈性變形以及由切削熱引起的熱變形，必要時(shí)還可以安排人工時(shí)效，最后再通過精加工消除各種變形，保證零件的加工精度。 第8章 加工中心加工工藝 對零件的加工精度要求不高，而毛坯質(zhì)量較高、加工余量不大、生產(chǎn)批量又很小的零件，則可在加工中心上利用加工中心的良好冷卻系統(tǒng)，把粗、精加工合并進(jìn)行，完

13、成加工工序的全部內(nèi)容，但粗、精加工應(yīng)劃分成兩道工序分別完成。 在加工過程中，對于剛性較差的零件，可采取相應(yīng)的工藝措施，如粗加工后安排暫停指令，由操作者將壓板等夾緊元件（裝置）稍稍放松一些，以恢復(fù)零件的彈性變形，然后再用較小的夾緊力將零件夾緊，最后再進(jìn)行精加工。 第8章 加工中心加工工藝 8.2.4 8.2.4 加工順序的安排加工順序的安排(1) 在安排加工順序時(shí)同樣要遵循“基面先行”、“先面后孔”、“先主后次”及“先粗后精”的一般工藝原則。 (2) 定位基準(zhǔn)的選擇直接影響到加工順序的安排，作為定位基準(zhǔn)的面應(yīng)先加工好，以便為加工其它面提供一個(gè)可靠的定位基準(zhǔn)。因?yàn)楸镜拦ば蜻x出定位基準(zhǔn)后加工出的表面

14、，又可能是下道工序的定位基準(zhǔn)，所以待各加工工序的定位基準(zhǔn)確定之后， 即可從最終精加工工序向前逐級倒推出整個(gè)工序的大致順序。 第8章 加工中心加工工藝 (3) 確定加工中心的加工順序時(shí)，還先要明確零件是否要進(jìn)行加工前的預(yù)加工。預(yù)加工常由普通機(jī)床完成。若毛坯精度較高，定位也較可靠，或加工余量充分且均勻，則可不必進(jìn)行預(yù)加工，而直接在加工中心上加工。這時(shí)，要根據(jù)毛坯粗基準(zhǔn)的精度考慮加工中心工序的劃分，可以是一道工序或分成幾道工序來完成。 第8章 加工中心加工工藝 (4) 加工中心加工零件時(shí)，最難保證的是加工面與非加工面之間的尺寸，這一點(diǎn)和數(shù)控銑削一樣。因此，即使圖樣要求的是非加工面，也必須在制作毛坯時(shí)

15、在非加工面上增加適當(dāng)?shù)挠嗔?，以便在加工中心加工時(shí)，保證非加工面與加工面間的尺寸符合圖樣要求。同樣，若加工中心加工前的預(yù)加工面與加工中心所加工的面之間有尺寸要求，則也應(yīng)在預(yù)加工時(shí)留一定的加工余量，最好在加工中心的一次裝夾中完成包括預(yù)加工面在內(nèi)的所有加工內(nèi)容。 第8章 加工中心加工工藝 8.2.5 8.2.5 工件的裝夾與夾具的選擇工件的裝夾與夾具的選擇 1. 1. 確定工件在工作臺上的最佳位置確定工件在工作臺上的最佳位置在加工中心上進(jìn)行加工時(shí)，為避免出現(xiàn)機(jī)床超程和換刀困難等問題，應(yīng)注意選擇零件（包括夾具）在工作臺上的最佳位置。 確定零件在工作臺上的最佳位置時(shí)，主要考慮機(jī)床行程、 各種干涉以及加工

16、各部位的刀具長度等因素。 在滿足機(jī)床不致于超程的前提下，多工位加工應(yīng)盡量將零件置于工作臺的中間部位。而對于單工位（如圖8-12中件1上 的A面）或相鄰兩工位（如圖8-12中件2上的B、C兩面）加工，將零件靠工作臺一側(cè)或一角安裝，刀具定位的長度值就可以減小，使工藝系統(tǒng)的剛性得以提高， 進(jìn)而有利于提高工件的加工精度。 第8章 加工中心加工工藝 圖8-12 工件在工作臺上的位置第8章 加工中心加工工藝 2. 2. 夾具的選擇夾具的選擇1） 對夾具的基本要求 (1） 加工部位要盡量敞開。(2） 夾具應(yīng)能在機(jī)床上實(shí)現(xiàn)定向安裝。 (3） 在加工過程中無需更換夾緊點(diǎn)。 (4） 裝卸使用方便。 第8章 加工中

17、心加工工藝 圖8-13 敞開加工表面的裝夾示例 第8章 加工中心加工工藝 圖8-14 不影響進(jìn)給的裝夾示例 第8章 加工中心加工工藝 2） 常用夾具(1） 通用夾具，即可裝夾各種零件的機(jī)床附件和裝夾元件，如三爪卡盤、分度頭及各種臺鉗等。圖8-15所示為數(shù)控氣動(dòng)立臥式分度工作臺。其中，端齒盤為分度元件，靠氣動(dòng)轉(zhuǎn)位分度，可完成5整數(shù)倍的垂直（或水平）回轉(zhuǎn)坐標(biāo)的分度。 圖8-16所示為數(shù)控回轉(zhuǎn)臺（座），一次安裝工件，可從四面甚至五面加工坯料。圖8-16(a)可進(jìn)行四面加工；圖8-16(b)、 圖8-16(c)可進(jìn)行圓柱凸輪的空間成型面和平面凸輪加工；圖816（d）為雙回轉(zhuǎn)臺，可用于加工在表面上成不同

18、角度布置的孔，從五個(gè)方向進(jìn)行加工。 第8章 加工中心加工工藝 圖8-15 數(shù)控氣動(dòng)立臥式分度工作臺第8章 加工中心加工工藝 圖8-16 數(shù)控回轉(zhuǎn)臺（座） 第8章 加工中心加工工藝 (2） 組合夾具，即由一套已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化的結(jié)構(gòu)及元件按加工需要組合而成的夾具。組合夾具有槽系組合夾具和孔系組合夾具，槽系組合夾具元件間靠鍵和槽定位， 而孔系組合夾具則靠孔與銷定位。由于孔系組合夾具與槽系組合夾具相比具有精度高、剛性好、易組裝，可方便地提供數(shù)控編程原點(diǎn)（工件坐標(biāo)系原點(diǎn)）等優(yōu)點(diǎn)，因而在數(shù)控加工特別是在FMS(柔性加工系統(tǒng))中得到廣泛應(yīng)用。圖8-17所示是孔系組合夾具在基礎(chǔ)件和方箱上的應(yīng)用實(shí)例。使用方箱時(shí)，在機(jī)

19、床數(shù)控回轉(zhuǎn)臺的配合下， 一次送料可加工數(shù)個(gè)工件，減輕了物流負(fù)擔(dān)，縮短了加工系統(tǒng)的輔助時(shí)間，從而提高了FMS的生產(chǎn)率。 (3） 專用夾具是專門為某一工件的某一道或幾道工序加工而設(shè)計(jì)的夾具。 第8章 加工中心加工工藝 圖8-17 孔系組合夾具應(yīng)用實(shí)例 第8章 加工中心加工工藝 8.2.6 刀具的選擇刀具的選擇 1. 1. 鉆孔刀具及其選擇鉆孔刀具及其選擇 1） 麻花鉆的組成 麻花鉆主要由工作部分、頸部和柄部組成，如圖8-18所示。 工作部分包括切削部分和導(dǎo)向部分，分別承擔(dān)切削和引導(dǎo)切削方向的作用；柄部有直柄和莫氏錐柄兩種，用于定心夾持和傳遞扭矩；頸部標(biāo)有規(guī)格大小和商標(biāo)。第8章 加工中心加工工藝 圖

20、8-18 麻花鉆的組成(a) 莫氏錐柄麻花鉆； (b) 圓柱柄麻花鉆； (c) 切削部分 第8章 加工中心加工工藝 2） 麻花鉆切削部分的主要幾何角度(1） 頂角（2），即兩主切削刃之間的夾角。頂角的大小主要影響鉆頭的強(qiáng)度和軸向阻力。頂角2越大，麻花鉆的強(qiáng)度越大，但切削時(shí)的軸向力也越大。減小頂角2，會(huì)增大主切削刃的長度， 使相同條件下切削刃單位長度上的負(fù)荷減輕， 切削軸向切削分力減小，容易切入工件。但過小的頂角會(huì)使鉆頭的強(qiáng)度降低，因此，頂角應(yīng)根據(jù)工件材料來選擇，較軟材料可用較小的2。標(biāo)準(zhǔn)麻花鉆的頂角2=1182。 第8章 加工中心加工工藝 (2） 前角。由于前刀面是螺旋面（曲面），因而主切削刃

21、上各點(diǎn)的前角是變化的：鉆頭外徑邊緣處前角最大，約為30左右， 自外緣向中心逐漸減小，到鉆頭半徑處前角為零，再往內(nèi)前角為負(fù)，靠近橫刃處前角約為30，橫刃上的前角為5060，即前角內(nèi)小外大。 (3） 后角。由于后刀面也是曲面，因而主刃上各點(diǎn)的后角也不相等，它與前角恰恰相反，在外緣處最?。?14）， 愈近中心愈大，即后角內(nèi)大外小。鉆心處的后角約為2026， 橫刃處約為3036。 第8章 加工中心加工工藝 (4） 橫刃斜角。橫刃與主切削刃在端面上投影所夾銳角稱為橫刃斜角，標(biāo)準(zhǔn)麻花鉆的橫刃斜角為5055。 橫刃斜角愈小，橫刃就愈長。橫刃太長則鉆削時(shí)軸向力增大， 對鉆削不利。 第8章 加工中心加工工藝 3

22、） 麻花鉆的刃磨 麻花鉆使用中很容易磨損，必須刃磨以保持其鋒利；加之在加工中心上鉆孔，無鉆模導(dǎo)向，若刃磨質(zhì)量不高，則很容易引起鉆孔偏斜，因此必須提高刃磨質(zhì)量。 (1） 麻花鉆刃磨的一般要求。刃磨麻花鉆的一般要求是： 頂角大小要符合要求并被鉆頭中心線平分，工件材料硬度低的，頂角可小些；兩條主刃長度要相等，否則鉆出的孔徑會(huì)偏大或呈多角形。 第8章 加工中心加工工藝 (2） 麻花鉆刃磨的方法與步驟。 刃磨前，鉆頭主切削刃放置在砂輪中心水平面上或稍高一些，鉆頭中心線與砂輪外圓柱面母線在水平面內(nèi)的夾角等于頂角2 的一半（=59），同時(shí)鉆尾向下傾斜，見圖8-19(a)。 刃磨時(shí)，右手握住鉆頭前端作支點(diǎn)，左

23、手握鉆尾作上下擺動(dòng)并略帶旋轉(zhuǎn)，見圖819(b)，但不能轉(zhuǎn)動(dòng)過多或上下擺動(dòng)太大， 以防磨成副后角或把另一面主切削刃磨掉。這點(diǎn)在刃磨小麻花鉆時(shí)要特別注意。 磨完一個(gè)主切削刃后，把鉆頭轉(zhuǎn)過180用相同的方法磨另一主切削刃。為達(dá)到兩刃對稱的目的，人和手要保持原來的位置和姿勢。 第8章 加工中心加工工藝 圖8-19 標(biāo)準(zhǔn)麻花鉆的刃磨方法 (a) 刃磨前； (b) 刃磨時(shí) 第8章 加工中心加工工藝 (3） 麻花鉆刃磨的注意事項(xiàng)。 磨鉆頭時(shí)，鉆尾向上擺動(dòng)，不得高出水平線，以防磨出負(fù)后角。鉆尾向下擺動(dòng)亦不能太多，以防磨掉另一條主刀刃。 隨時(shí)檢查兩主切削刃的刃長及與鉆頭軸心線的夾角是否對稱。 刃磨時(shí)應(yīng)隨時(shí)冷卻，

24、 以防鉆頭刃口發(fā)熱退火， 降低硬度。 第8章 加工中心加工工藝 麻花鉆在鉆孔時(shí)，由于鉆頭剛性差、易變形而鉆偏和將孔徑擴(kuò)大， 因而鉆孔的精度僅能達(dá)到IT12左右。加之鉆頭的主切削刃全長都參加切削，各點(diǎn)的vc不等，外邊緣處vc最大， 切屑流速相差大，卷成螺旋形，易堵塞螺旋槽，常劃傷已加工表面，因此鉆孔的表面粗糙度Ra值僅為12.5m。綜上所述， 鉆孔僅屬于粗加工。 第8章 加工中心加工工藝 2. 2. 深孔鉆削與刀具深孔鉆削與刀具 深徑比（L/D）大于5為深孔，加工深孔時(shí)因其在深處切削，冷卻液不易注入，散熱差，排屑困難，鉆桿剛性差，易使刀具損壞和引起孔的軸線偏斜，影響加工精度和生產(chǎn)率， 故應(yīng)選用深

25、孔刀具加工。 深孔鉆削一般使用深孔鉆，特別深的孔則使用特殊的深孔鉆（如槍孔鉆）。在加工中心等數(shù)控機(jī)床上加工深孔時(shí)， 可利用數(shù)控系統(tǒng)具有的固定循環(huán)功能，以漸進(jìn)、快退方式（圖8-20）完成深孔加工，這種方式可較好地解決及時(shí)排屑和鉆頭冷卻等問題。 第8章 加工中心加工工藝 圖8-20 固定循環(huán)加工深孔 第8章 加工中心加工工藝 3. 3. 擴(kuò)孔刀具及其選擇擴(kuò)孔刀具及其選擇將工件上已有的孔（無論是鑄出或鍛出還是鉆出的孔）擴(kuò)大的加工方法叫做擴(kuò)孔。加工中心上進(jìn)行擴(kuò)孔多采用擴(kuò)孔鉆， 也有采用鏜刀擴(kuò)孔的，還可使用鍵槽銑刀或立銑刀進(jìn)行擴(kuò)孔， 它比用普通擴(kuò)孔鉆進(jìn)行擴(kuò)孔的加工精度高。標(biāo)準(zhǔn)擴(kuò)孔鉆一般有34條主切削刃，

26、切削部分的材料為高速鋼或硬質(zhì)合金，結(jié)構(gòu)形式有直柄式、錐柄式和套式等。圖8-21(a)、(b)、(c)所示分別為錐柄式高速鋼擴(kuò)孔鉆、套式高速鋼擴(kuò)孔鉆和套式硬質(zhì)合金擴(kuò)孔鉆。小批量生產(chǎn)時(shí)，擴(kuò)孔鉆常用麻花鉆改制。 第8章 加工中心加工工藝 圖8-21 擴(kuò)孔 第8章 加工中心加工工藝 由于擴(kuò)孔鉆的刃帶多、導(dǎo)向好、振動(dòng)小，加之無橫刃、 軸向力小，其螺旋槽淺、鉆芯粗，因而擴(kuò)孔鉆的強(qiáng)度、剛度好，可校正原孔軸線歪斜。同時(shí)由于擴(kuò)孔的余量小、切削熱少，故擴(kuò)孔精度較高， 表面粗糙度好。 因此， 擴(kuò)孔屬于半精加工。 對于較大的孔，可采用如圖8-22所示的可轉(zhuǎn)位擴(kuò)孔鉆進(jìn)行加工， 以提高加工效率。 第8章 加工中心加工工藝

27、 圖8-22 可轉(zhuǎn)位擴(kuò)孔鉆 第8章 加工中心加工工藝 4. 鏜孔刀具及其選擇鏜孔刀具及其選擇 1） 單刃鏜刀 圖8-23(a)、(b)、(c)所示為單刃鏜刀，可用于鏜削通孔、 階梯孔和盲孔。單刃鏜刀只有一個(gè)刀片，使用時(shí)用螺釘裝夾到鏜桿上。垂直安裝的刀片鏜通孔，傾斜安裝的鏜盲孔或階梯孔。 單刃鏜刀剛性差，切削時(shí)易引起振動(dòng)，為減小徑向力， 宜選較大的主偏角。鏜鑄鐵孔或精鏜時(shí)，常取r90； 粗鏜鋼件孔時(shí)，為提高刀具的耐用度，一般取r6075。第8章 加工中心加工工藝 圖8-23 單刃鏜刀(a） 通孔鏜刀； (b） 階梯孔鏜刀； (c） 盲孔鏜刀 第8章 加工中心加工工藝 2） 微調(diào)鏜刀 在加工中心上

28、目前較多地選用微調(diào)鏜刀進(jìn)行孔的精鏜。 如圖8-24所示，這種鏜刀的徑向尺寸可以在一定范圍內(nèi)進(jìn)行微調(diào)，調(diào)節(jié)方便且精度高。調(diào)整尺寸時(shí)，只要轉(zhuǎn)動(dòng)螺母5， 與它相配合的螺桿（即刀頭）就會(huì)沿其軸線方向移動(dòng)。 尺寸調(diào)整好后， 把螺桿尾部的螺釘4緊固后即可使用。 第8章 加工中心加工工藝 圖8-24 微調(diào)鏜刀 第8章 加工中心加工工藝 3） 雙刃鏜刀 鏜削大直徑的孔可選用圖8-25所示的雙刃鏜刀。這種鏜刀有兩個(gè)對稱的切削刃同時(shí)工作，也稱為鏜刀塊（定尺寸刀具）。 雙刃鏜刀的頭部可以在較大范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)整，且調(diào)整方便， 最大鏜孔直徑可達(dá)1000 mm。切削時(shí)有兩個(gè)對稱切削刃同時(shí)參加切削，不僅可以消除切削力對鏜桿的

29、影響，而且切削效率高。雙刃鏜刀剛性好，容屑空間大，兩徑向力抵消，不易引起振動(dòng)，加工精度高，可獲得較細(xì)的表面粗糙度，僅用于大批量生產(chǎn)中。 第8章 加工中心加工工藝 圖8-25 雙刃鏜刀第8章 加工中心加工工藝 5. 5. 鉸孔刀具及其選擇鉸孔刀具及其選擇 鉸孔是用鉸刀對孔進(jìn)行精加工的方法。鉸孔往往作為中小孔鉆、擴(kuò)后的精加工，也可用于磨孔或研孔前的預(yù)加工。 但鉸孔只能提高孔的尺寸精度、形狀精度，減小其表面粗糙度值，而不能提高孔的位置精度，也不能糾正孔的軸心線歪斜。一般鉸孔的尺寸精度可達(dá)IT7IT9級，表面粗糙度可達(dá)1.60.8 m。 鉸孔質(zhì)量除與正確選擇鉸削用量、 冷卻潤滑液有關(guān)外， 鉸刀的選擇也

30、至關(guān)重要。 第8章 加工中心加工工藝 1） 普通標(biāo)準(zhǔn)鉸刀 如圖8-26所示，普通標(biāo)準(zhǔn)鉸刀有直柄、錐柄和套式三種。 錐柄鉸刀直徑為1032mm，直柄鉸刀直徑為620 mm，小孔直柄鉸刀直徑為16 mm，套式鉸刀直徑為2580 mm。鉸刀的工作部分包括切削部分與校準(zhǔn)部分。切削部分為錐形，擔(dān)負(fù)主要切削工作；校準(zhǔn)部分起導(dǎo)向、校正孔徑和修光孔壁的作用。 標(biāo)準(zhǔn)鉸刀有412齒。鉸刀的齒數(shù)除與鉸刀直徑有關(guān)外， 主要應(yīng)根據(jù)加工精度的要求選擇。齒數(shù)多，導(dǎo)向好，齒間容屑槽小，芯部粗，剛性好，鉸孔獲得的精度較高；齒數(shù)少，鉸削時(shí)穩(wěn)定性差，刀齒負(fù)荷大，容易產(chǎn)生形狀誤差。鉸刀齒數(shù)可參照表8-1選擇。 第8章 加工中心加工工

31、藝 圖8-26 普通標(biāo)準(zhǔn)鉸刀(a） 直柄機(jī)用鉸刀； (b） 錐柄機(jī)用鉸刀；(c） 套式機(jī)用鉸刀； (d） 切削校準(zhǔn)部分角度 第8章 加工中心加工工藝 表表8-1 8-1 鉸刀齒數(shù)選擇鉸刀齒數(shù)選擇 第8章 加工中心加工工藝 2） 使用機(jī)夾硬質(zhì)合金刀片的單刃鉸刀 使用機(jī)夾硬質(zhì)合金刀片的單刃鉸刀如圖8-27所示，刀片3通過楔套4用螺釘1固定在刀體上，通過螺釘7、銷子6可調(diào)節(jié)鉸刀尺寸。導(dǎo)向塊2可采用黏結(jié)和銅焊方式固定。機(jī)夾單刀鉸刀不僅壽命長，而且加工孔的精度高，表面粗糙度可達(dá)0.7 m。對于有內(nèi)冷卻通道的單刃鉸刀，允許切削速度達(dá)80 mmin。 第8章 加工中心加工工藝 圖8-27 使用機(jī)夾硬質(zhì)合金的

32、單刃鉸刀 第8章 加工中心加工工藝 3） 浮動(dòng)鉸刀 圖8-28所示為加工中心上使用的浮動(dòng)鉸刀。這種鉸刀不僅能保證換刀和進(jìn)刀過程中刀具的穩(wěn)定性，刀片不會(huì)從刀桿的長方孔中滑出，而且還能通過自由浮動(dòng)而準(zhǔn)確地“定心”。 由于浮動(dòng)鉸刀有兩個(gè)對稱刃，能自動(dòng)平衡切削力，在鉸削過程中又能自動(dòng)抵償因刀具安裝誤差或刀桿的徑向跳動(dòng)而引起的加工誤差，因而加工精度穩(wěn)定。浮動(dòng)鉸刀的壽命比高速鋼鉸刀高810倍且具有直徑調(diào)整的連續(xù)性，因此它是加工中心所采用的一種比較理想的鉸刀。 第8章 加工中心加工工藝 圖8-28 加工中心上使用的浮動(dòng)鉸刀 第8章 加工中心加工工藝 8.2.7 進(jìn)給路線的確定進(jìn)給路線的確定1. 孔加工的進(jìn)給

33、路線孔加工的進(jìn)給路線 加工孔時(shí)，將刀具在xy平面內(nèi)迅速、準(zhǔn)確地運(yùn)動(dòng)到孔中心線位置，然后再沿z向運(yùn)動(dòng)進(jìn)行加工。因此，孔加工進(jìn)給路線的確定包括以下內(nèi)容。 （1） 在xy平面內(nèi)的進(jìn)給路線。 加工孔時(shí)，刀具在xy 平面內(nèi)屬點(diǎn)位運(yùn)動(dòng)，因此確定進(jìn)給路線時(shí)主要考慮定位要迅速、 準(zhǔn)確。例如，加工圖8-29(a)所示零件，圖8-29(b)所示進(jìn)給路線比圖8-29(c)所示進(jìn)給路線節(jié)省定位時(shí)間近一半。 第8章 加工中心加工工藝 圖8-29 最短進(jìn)給路線設(shè)計(jì)示例 第8章 加工中心加工工藝 通常定位迅速和定位準(zhǔn)確有時(shí)難以同時(shí)滿足，上述圖8-29(b)是按最短路線進(jìn)給的，滿足了定位迅速，但因不是從同一方向趨近目標(biāo)的，故

34、難以做到定位準(zhǔn)確；圖8-30(c)是從同一方向趨近目標(biāo)位置的，滿足了定位準(zhǔn)確，但又非最短路線， 沒有滿足定位迅速的要求。因此，在具體加工中應(yīng)抓主要矛盾，若按最短路線進(jìn)給能保證位置精度，則取最短路線；反之，應(yīng)取能保證定位準(zhǔn)確的路線。 第8章 加工中心加工工藝 圖8-30 準(zhǔn)確定位進(jìn)給路線設(shè)計(jì)示例 第8章 加工中心加工工藝 （2）z向（軸向）的進(jìn)給路線。為縮短刀具的空行程時(shí)間， z 向的進(jìn)給分快進(jìn)（即快速接近工件）和工進(jìn)（工作進(jìn)給）。 刀具在開始加工前， 要快速運(yùn)動(dòng)到距待加工表面一定距離（切入距離）的R平面上，然后才能以工作進(jìn)給速度進(jìn)行切削加工。圖8-31(a)所示為加工單孔時(shí)刀具的進(jìn)給路線（進(jìn)給

35、距離）。加工多孔時(shí)，為減少刀具空行程時(shí)間，切完前一個(gè)孔后，刀具只需退到R平面即可沿x、y坐標(biāo)軸方向快速移動(dòng)到下一孔位，其進(jìn)給路線如圖8-31（b）所示。 第8章 加工中心加工工藝 圖8-31 刀具z向進(jìn)給路線第8章 加工中心加工工藝 圖8-32 工作進(jìn)給距離計(jì)算圖(a） 加工不通孔時(shí)的工作進(jìn)給距離； (b） 加工通孔時(shí)的工作進(jìn)給距離 第8章 加工中心加工工藝 2. 2. 銑削加工時(shí)的銑削加工時(shí)的z z向進(jìn)給路線向進(jìn)給路線 （1） 銑開口槽時(shí)，銑刀在z向直接快速移動(dòng)到位， 無工進(jìn)，如圖8-33（a）所示。 （2） 銑封閉槽（如鍵槽）時(shí)，銑刀在z向需有一切入距離Za，先快進(jìn)到切入位置，然后再工進(jìn)至

36、切深，如圖8-33（b）所示。 （3） 銑z向透槽及工件輪廓時(shí)，銑刀在z向需有一切出距離Zo，可直接快速移動(dòng)到切出位置上，如圖8-33（c）所示。 第8章 加工中心加工工藝 圖8-33 銑刀在z向的進(jìn)給路線(a） 銑削開口不通槽的z向進(jìn)給路線； (b）銑削封閉槽的z向進(jìn)給路線；(c） 銑削輪廓及通槽的z向進(jìn)給路線 第8章 加工中心加工工藝 表表8-2 8-2 刀具切入、切出距離經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)刀具切入、切出距離經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù) 單位： mm 第8章 加工中心加工工藝 8.2.8 加工中心的選擇加工中心的選擇 1. 1. 加工中心種類的選擇加工中心種類的選擇 立式加工中心的主軸軸心線在空間處于垂直狀態(tài)，最適合加

37、工z軸方向尺寸相對較小的單工位工件，如箱蓋、端蓋和平面凸輪等。臥式加工中心的主軸軸心線在空間處于水平狀態(tài)， 一般有三至五個(gè)坐標(biāo)軸，常配有一個(gè)數(shù)控或分度回轉(zhuǎn)工作臺， 其工藝范圍較寬，刀庫容量較大（有的刀庫甚至可存放幾百把刀具），因此，最適合加工需多工位加工、位置精度要求較高的零件，如箱體、泵體、閥體和殼體等。特別是箱體類零件上的孔系和型面，通過一次裝夾在回轉(zhuǎn)工作臺上，即可對除底面和頂面之外的四個(gè)面進(jìn)行銑、鏜、鉆、攻絲等加工。 第8章 加工中心加工工藝 2 2 加工中心規(guī)格的選擇加工中心規(guī)格的選擇 （1） 工作臺的規(guī)格。加工中心工作臺的規(guī)格一般都是以工作臺的長與寬的乘積表示的，它是衡量機(jī)床加工范圍

38、的指標(biāo)之一。 選擇工作臺的規(guī)格應(yīng)與工件的外形尺寸相適應(yīng)，一般工作臺臺面應(yīng)比工件略大一些，以便安裝夾具。 如果小件選用大工作臺進(jìn)行單件多工位加工，則可能因刀具過長使其剛度降低， 還會(huì)影響加工質(zhì)量甚至無法加工。另外，工件和夾具的總重量不能大于工作臺的額定負(fù)載，工件的移動(dòng)軌跡不能與機(jī)床防護(hù)罩發(fā)生干涉，交換刀具時(shí)不得與工件相碰等。 第8章 加工中心加工工藝 （2） 加工范圍。選擇加工范圍主要應(yīng)考慮坐標(biāo)行程，若工件尺寸大于坐標(biāo)行程，則加工區(qū)域必須在坐標(biāo)行程的范圍內(nèi)。 第8章 加工中心加工工藝 3. 3. 加工中心精度的選擇加工中心精度的選擇 加工中心的精度等級應(yīng)與零件的加工精度要求相適應(yīng)。 表8-3列出

39、了加工中心精度項(xiàng)目中的幾項(xiàng)關(guān)鍵精度。 表表8-3 加工中心精度等級加工中心精度等級 單位： mm 第8章 加工中心加工工藝 4. 4. 加工中心功能的選擇加工中心功能的選擇1） 數(shù)控系統(tǒng)功能 以FANUC16系統(tǒng)為例，該系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)多軸控制、 曲面直接插補(bǔ)、人機(jī)對話、在線自動(dòng)編程等功能； 通過彩色顯示器能仿真、動(dòng)態(tài)跟蹤圖形， 顯示三維立體曲面的加工過程； 可實(shí)現(xiàn)前臺操作、后臺編輯的前后臺功能；還可在加工過程中進(jìn)行在線檢測，其檢測出的偏差可自動(dòng)修正，既能保證產(chǎn)品質(zhì)量， 又可提高生產(chǎn)效率。這些功能中，有些屬于基本功能，有些屬于選擇功能。在基本功能的基礎(chǔ)上，每增加一項(xiàng)選擇功能， 費(fèi)用將大幅增加，有的甚

40、至增加幾萬元。因此，一定要根據(jù)實(shí)際需要選擇數(shù)控系統(tǒng)的功能。 第8章 加工中心加工工藝 2） 坐標(biāo)軸控制功能 根據(jù)被加工零件的加工要求來選擇坐標(biāo)軸控制功能，如平面凸輪需兩軸聯(lián)動(dòng)，復(fù)雜曲面的葉輪、模具等需三軸或四軸以上聯(lián)動(dòng)。 3） 工作臺自動(dòng)分度功能 臥式加工中心進(jìn)行多工位加工時(shí)，機(jī)床的工作臺應(yīng)具有分度功能。普通的臥式加工中心多采用鼠齒盤定位的工作臺自動(dòng)分度，分度定位精度較高，其分度定位間距有0.5720、 1360、572、3120等幾種，可根據(jù)零件的加工要求選擇。立式加工中心也可配置如圖8-15所示的數(shù)控分度工作臺。 第8章 加工中心加工工藝 4） 刀庫容量的選擇 應(yīng)根據(jù)零件的加工工藝和數(shù)控加

41、工刀具卡來確定刀庫容量。 刀庫容量需留有余地，但不宜太大。因?yàn)榇笕萘康稁旃收下矢撸?結(jié)構(gòu)和刀具管理復(fù)雜，成本也高。一般來說， 在立式加工中心上選用刀具容量為20把左右的刀庫， 在臥式加工中心上選用刀具容量為40把左右的刀庫即可滿足使用要求。 第8章 加工中心加工工藝 5） 刀柄的選擇 刀柄是機(jī)床主軸與刀具之間的連接工具，因此刀柄要能滿足機(jī)床主軸自動(dòng)松開和拉緊定位、準(zhǔn)確安裝各種切削刃具、 適應(yīng)機(jī)械手的夾持和搬運(yùn)、儲存和識別刀庫中各種刀具的要求。加工中心上一般都采用724圓錐刀柄，如圖8-34所示。 這類刀柄不自鎖，換刀比較方便，比直柄刀具有較高的定心精度與剛度。加工中心刀柄已系列化和標(biāo)準(zhǔn)化，其錐

42、柄部分和機(jī)械手抓拿部分都有相應(yīng)的國際和國家標(biāo)準(zhǔn)。固定在刀柄尾部且與主軸內(nèi)拉緊機(jī)構(gòu)相適應(yīng)的拉釘也已標(biāo)準(zhǔn)化，柄部及拉釘?shù)挠嘘P(guān)尺寸可查閱相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)。圖8-35和圖8-36所示分別是標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的A型和B型兩種拉釘。 第8章 加工中心加工工藝 圖8-34 自動(dòng)換刀機(jī)床用724圓錐刀柄簡圖 第8章 加工中心加工工藝 圖8-35 A型拉釘 第8章 加工中心加工工藝 圖8-36 B型拉釘?shù)?章 加工中心加工工藝 8.2.9 切削用量的選擇切削用量的選擇切削用量的選擇應(yīng)充分考慮零件的加工精度、表面粗糙度以及刀具的強(qiáng)度、剛度以及加工效率等因素，可根據(jù)1.6節(jié)所述的原則、 方法和注意事項(xiàng)，在機(jī)床說明書允許的范圍之內(nèi)，

43、 查閱手冊并結(jié)合經(jīng)驗(yàn)確定。表5-7表5-11中列出了部分孔加工切削用量，供選擇時(shí)參考。 主軸轉(zhuǎn)速n（單位為rmin）根據(jù)選定的切削速度vc（單位為mmin）和工件或刀具的直徑來計(jì)算： dnc1000(8-1) 式中：d為工件的加工直徑或刀具直徑，單位為mm。 第8章 加工中心加工工藝 攻螺紋時(shí)進(jìn)給量的選擇決定于螺紋的導(dǎo)程，由于使用了帶有浮動(dòng)功能的攻螺紋夾頭，因而攻螺紋時(shí)工作進(jìn)給速度vf（單位為mmmin）可略小于理論計(jì)算值， 即 vfPn (8-2) 式中: P為加工螺孔的導(dǎo)程，單位為mm。 第8章 加工中心加工工藝 8.3 典型零件的加工中心加工工藝典型零件的加工中心加工工藝 8.3.1 蓋

44、板的加工工藝蓋板的加工工藝1. 零件工藝分析零件工藝分析 該蓋板的材料為鑄鐵，毛坯為鑄件。由圖8-37可知，除蓋板的四個(gè)側(cè)面為不加工面外，其余平面、孔和螺紋都要加工， 且加工內(nèi)容集中在A、B面上。孔的最高精度為IT7級，最細(xì)的表面粗糙度值為0.8 m。從定位和加工兩個(gè)方面綜合考慮， 以A面為主要定位基準(zhǔn)，可先用普通機(jī)床加工好A面，選擇B面及位于B面上的全部孔為加工中心加工內(nèi)容。 第8章 加工中心加工工藝 圖8-37 蓋板零件簡圖 第8章 加工中心加工工藝 2. 選擇加工中心選擇加工中心 由于B面及B面上的全部孔只需單工位即可加工完成，故選用立式加工中心。該零件加工內(nèi)容只有面和孔，根據(jù)其精度和表

45、面粗糙度要求，經(jīng)粗銑、精銑、粗鏜、半精鏜、精鏜、鉆、 擴(kuò)、锪、鉸及攻螺紋即可達(dá)到全部要求，所需刀具不超過20把。 故選用國產(chǎn)XH714型立式加工中心。該機(jī)床工作臺尺寸為400 mm800 mm，x軸行程為600 mm，y軸行程為400 mm，z軸行程為400 mm，主軸端面至工作臺臺面距離125525 mm，定位精度和重復(fù)定位精度分別為0.02 mm和0.01 mm，刀庫容量為18把， 工件一次裝夾后可自動(dòng)完成銑、鉆、鏜、鉸及攻螺紋等工步的加工。 第8章 加工中心加工工藝 3. 數(shù)控加工工藝設(shè)計(jì)數(shù)控加工工藝設(shè)計(jì)（1） 選擇加工方案。B面的表面粗糙度為6.3 m ， 故采用粗銑精銑方案；60H7

46、孔已鑄出毛坯孔，為達(dá)到IT7級精度和0.8 m的表面粗糙度，需經(jīng)粗鏜半精鏜精鏜三次鏜削加工；12H8孔為防止鉆偏和滿足IT8級精度，需按鉆中心孔鉆孔擴(kuò)孔鉸孔方案進(jìn)行；16 mm孔在加工 12 mm孔基礎(chǔ)上锪至尺寸即可；M16 mm螺紋孔按鉆中心孔鉆底孔倒角攻螺紋方案加工。 第8章 加工中心加工工藝 表表8-4 蓋板零件的機(jī)械加工工藝過程蓋板零件的機(jī)械加工工藝過程 第8章 加工中心加工工藝 表表8-5 數(shù)控加工工序卡數(shù)控加工工序卡 第8章 加工中心加工工藝 （3） 確定裝夾方案和選擇夾具。該蓋板零件形狀簡單， 加工面與不加工面之間的位置精度要求不高，故可選用通用臺鉗直接裝夾，以蓋板底面A和相鄰兩

47、個(gè)側(cè)面定位，用臺鉗鉗口從側(cè)面夾緊。 第8章 加工中心加工工藝 （4） 選擇刀具。一般銑平面時(shí)，在粗銑中為降低切削力， 銑刀直徑應(yīng)小些，但又不能太小，以免影響加工效率； 在精銑中為減小接刀痕跡，銑刀直徑應(yīng)大些。由于B平面為160 mm160 mm的正方形，尺寸不大， 因而選擇粗、精銑刀直徑大于B平面的一半即可，例如取直徑為100 mm的面銑刀；鏜60H7的孔時(shí)，因?yàn)槭菃渭∨a(chǎn)，所以用單刃、雙刃鏜刀均可；加工412H8孔采用的是鉆中心孔鉆擴(kuò)鉸的方案，故相應(yīng)選3中心鉆、10麻花鉆、11.85擴(kuò)孔鉆和12H8鉸刀；刀柄柄部根據(jù)主軸錐孔和拉緊機(jī)構(gòu)選擇，XH714型加工中心主軸錐孔為ISO40，適用刀

48、柄為BT40（日本標(biāo)準(zhǔn)JISB6339），故刀柄應(yīng)選擇為BT40型式。具體所選刀具及刀柄見表8-6。 第8章 加工中心加工工藝 表表8-6 數(shù)控加工刀具卡數(shù)控加工刀具卡 第8章 加工中心加工工藝 （5） 確定進(jìn)給路線。所選銑刀直徑就基本確定了B面的粗、精加工進(jìn)給路線。因所選銑刀直徑為100 mm，故必須安排沿x方向兩次進(jìn)給，如圖8-38所示。因?yàn)楦骺椎奈恢镁纫缶桓撸瑱C(jī)床的定位精度完全能保證，故所有孔加工進(jìn)給路線可按最短路線確定。圖839圖8-43所示即為各孔加工工步的進(jìn)給路線。 第8章 加工中心加工工藝 圖8-38 銑削B面進(jìn)給路線 第8章 加工中心加工工藝 圖8-39 鏜60H7孔進(jìn)給

49、路線 第8章 加工中心加工工藝 圖8-40 鉆中心孔進(jìn)給路線 第8章 加工中心加工工藝 圖8-41 鉆、 擴(kuò)、 鉸12H8孔進(jìn)給路線 第8章 加工中心加工工藝 圖8-42 锪16孔進(jìn)給路線 第8章 加工中心加工工藝 圖8-43 鉆螺紋底孔、 攻螺紋進(jìn)給路線 第8章 加工中心加工工藝 （6） 選擇切削用量。查表確定切削速度和進(jìn)給量，然后計(jì)算出機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速和機(jī)床進(jìn)給速度。 第8章 加工中心加工工藝 8.3.2 殼體的加工工藝殼體的加工工藝 1. 圖樣分析及選擇加工內(nèi)容圖樣分析及選擇加工內(nèi)容 該零件的材料為灰口鑄鐵，其結(jié)構(gòu)較復(fù)雜。在數(shù)控機(jī)床加工前，可在普通機(jī)床上將80+0.0460mm的孔、底面和零

50、件后側(cè)面預(yù)加工完畢。數(shù)控加工工序的加工內(nèi)容為上端平面、環(huán)形槽和4個(gè)螺孔，全部加工表面都集中在一個(gè)面上。零件圖形上各加工部位的尺寸標(biāo)注完整無誤，所銑削環(huán)形槽的輪廓比較簡單（僅直線和圓弧相切），尺寸精度（IT12）和表面粗糙度（Ra6.3 m ）要求也不高。 第8章 加工中心加工工藝 圖8-44 殼體零件 第8章 加工中心加工工藝 2. 2. 選擇加工中心選擇加工中心 由于全部加工表面都集中在一個(gè)面上，只需單工位加工即可完成，故選擇立式加工中心，工件一次裝夾后可自動(dòng)完成銑、 鉆及攻螺紋等工步的加工。 第8章 加工中心加工工藝 3. 3. 設(shè)計(jì)工藝設(shè)計(jì)工藝（1） 選擇加工方法。上表面、環(huán)形槽用銑削方

51、法加工， 因其尺寸精度和表面粗糙度要求不高，故可一次銑削完成； 4M10螺紋采用先鉆底孔后攻螺紋的加工方法， 即按鉆中心孔鉆底孔倒角攻螺紋的方案加工。 第8章 加工中心加工工藝 （2） 確定加工順序。按照先面后孔、先簡單后復(fù)雜的原則，先安排平面銑削，后安排孔和槽的加工。具體加工工序安排如下：先銑削基準(zhǔn)（上）平面，然后用中心鉆加工4M10底孔的中心孔，并用鉆頭點(diǎn)環(huán)形槽窩； 再鉆4M10底孔，用18 mm鉆頭加工4M10的底孔倒角，攻絲4M10，最后銑削10 mm槽。 零件的工序卡如表8-7和表8-8所示。 第8章 加工中心加工工藝 表8-7 殼體零件的機(jī)械加工工藝過程 第8章 加工中心加工工藝

52、表表8-8 數(shù)控加工工序卡數(shù)控加工工序卡 第8章 加工中心加工工藝 （3） 確定裝夾方案和選擇夾具。 （4） 選擇刀具。刀具的規(guī)格主要根據(jù)加工尺寸選擇， 因上表面較窄， 一次走刀即可加工完成， 故選用不重磨硬質(zhì)合金80的端銑刀； 環(huán)形槽的精度和表面粗糙度（Ra12.5 m）要求不高，可選用10+0.030高速鋼立銑刀直接銑削完成。其余刀具規(guī)格如表8-9所示。 第8章 加工中心加工工藝 表表8-9 8-9 數(shù)控加工刀具卡數(shù)控加工刀具卡 第8章 加工中心加工工藝 （5） 確定進(jìn)給路線。因需加工的上表面屬較窄的環(huán)形表面（大部分寬度僅為35 mm，最寬處為50 mm左右），故銑削上表面時(shí)和銑環(huán)形槽一樣

53、，均按環(huán)形槽走刀即可。銑上端平面，鉆螺孔的中心孔，鉆環(huán)形槽起點(diǎn)窩、螺紋底孔、底孔倒角及攻絲和銑環(huán)形槽的工藝路線安排如圖8-45所示。 第8章 加工中心加工工藝 圖8-45 蓋板零件的工藝路線(a） 銑上端平面； (b） 鉆螺孔的中心孔； (c） 鉆環(huán)形槽起點(diǎn)窩、 螺紋底孔、 底孔倒角及攻絲； (d） 銑環(huán)形槽 第8章 加工中心加工工藝 （6） 選擇切削用量。根據(jù)零件加工精度和表面粗糙度的要求，并考慮刀具的強(qiáng)度、剛度以及加工效率等因素，在該零件的各道加工工序中，切削用量可參照表88進(jìn)行選擇。 第8章 加工中心加工工藝 8.3.3 支承套的加工工藝支承套的加工工藝 圖8-46 支承套簡圖 第8章

54、加工中心加工工藝 1. 1. 圖樣分析并選擇數(shù)控加工內(nèi)容圖樣分析并選擇數(shù)控加工內(nèi)容 支承套的材料為45鋼，毛坯選棒料。由于有互相垂直的兩個(gè)方向上的孔系， 因而若用普通機(jī)床加工，則需多次裝夾， 效率低；用加工中心加工，可一次裝夾加工完成。 因此， 支承套的外圓、兩端面及外圓上的小平面可用普通機(jī)床加工， 兩個(gè)方向上的孔系用加工中心加工。 第8章 加工中心加工工藝 2. 2. 選擇加工中心選擇加工中心支承套在加工中心上加工的兩個(gè)互相垂直的表面， 需要兩工位加工才能完成，故選擇臥式加工中心。所加工的內(nèi)容有鉆孔、擴(kuò)孔、鏜孔、锪孔、鉸孔及攻螺紋等，所需刀具不多， 選國產(chǎn)XH754型臥式加工中心即可滿足上述

55、要求。 該機(jī)床工作臺尺寸為400 mm400 mm，x軸行程為500 mm，z軸行程為400 mm，y軸行程為400 mm，主軸中心線至工作臺距離為100500 mm，主軸端面至工作臺中心線距離為150550 mm， 主軸錐孔為ISO40，刀庫容量30把，定位精度和重復(fù)定位精度分別為0.02 mm和0.01 mm，工作臺分度精度和重復(fù)分度精度分別為7和4。 第8章 加工中心加工工藝 3. 工藝設(shè)計(jì)工藝設(shè)計(jì)（1） 選擇加工方法。為保證35H7及215H7孔的精度，根據(jù)其尺寸，選擇鉸削為其最終加工方法，故需鉆中心孔鉆孔擴(kuò)（或粗鏜）孔鉸（或精鏜）孔。對60 mm的孔， 根據(jù)孔徑精度、孔深尺寸和孔底平

56、面要求，用粗銑精銑的方法同時(shí)完成孔壁和孔底平面的加工。其余各孔因無精度要求， 用鉆中心孔鉆孔锪孔即可達(dá)到加工要求。 各加工表面選擇的加工方案如下： 第8章 加工中心加工工藝 35H7孔： 鉆中心孔鉆孔粗鏜半精鏜鉸孔； 15H7孔： 鉆中心孔鉆孔擴(kuò)孔鉸孔； 60 mm孔： 粗銑精銑； 11 mm孔： 鉆中心孔鉆孔； 17 mm孔： 锪孔（在11 mm底孔上）； M66H螺孔： 鉆中心孔鉆底孔孔端倒角攻螺紋。 第8章 加工中心加工工藝 （2） 確定加工順序。本著先主后次、先粗后精的原則， 找出主要孔先加工。具體的加工順序是：第一工位（B0）： 鉆35H7、211 mm中心孔鉆35H7孔鉆211 m

57、m孔锪217 mm孔粗鏜35H7孔粗銑、精銑60 mm12孔半精鏜35H7孔鉆2M66H螺紋中心孔鉆2M66H螺紋底孔2M66H螺紋孔端倒角 攻2M66H螺紋鉸35H7孔；第二工位（B90）：鉆215H7中心孔鉆215H7孔擴(kuò)215H7孔鉸215H7孔。具體加工順序見表8-10和表8-11。 第8章 加工中心加工工藝 表表8-10 8-10 支承套機(jī)械加工工藝過程支承套機(jī)械加工工藝過程 第8章 加工中心加工工藝 表表8-11 數(shù)控加工工序卡數(shù)控加工工序卡 第8章 加工中心加工工藝 續(xù)表 第8章 加工中心加工工藝 （3） 定位裝夾。普通機(jī)床加工時(shí)的裝夾先用三爪卡盤以外圓定位裝夾，加工端面和外圓柱

58、面；然后用平口鉗裝夾銑小平面。 加工中心加工時(shí)，35H7孔、60 mm孔、211 mm 孔及217mm孔的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)均為100f9外圓中心線，本著基準(zhǔn)重合的原則，應(yīng)選100f9外圓柱面在V形塊上定位，限制4個(gè)自由度為主要定位基準(zhǔn)；為保證17mm孔深尺寸11+0.50mm，再選擇左端面作止推定位基準(zhǔn)限制軸向移動(dòng)的自由度。所設(shè)計(jì)的專用夾具如圖8-47所示，在裝夾時(shí)使工件上平面在夾具中保持垂直， 以消除轉(zhuǎn)動(dòng)自由度。 第8章 加工中心加工工藝 圖8-47 支承套裝夾示意圖 第8章 加工中心加工工藝 （4） 選擇刀具。各孔均可采用定尺寸刀具加工，刀具直徑根據(jù)加工余量和孔徑確定，詳見表8-12。 第8章 加

59、工中心加工工藝 （5） 選擇切削用量。 切削用量在機(jī)床說明書允許的范圍內(nèi)查表選取，然后算出主軸轉(zhuǎn)速和進(jìn)給速度， 其值見表8-11。 第8章 加工中心加工工藝 8.3.4 8.3.4 異形支架的加工工藝異形支架的加工工藝圖8-48所示是異形支架零件簡圖，現(xiàn)分析其加工工藝。 1. 1. 零件工藝分析零件工藝分析 該異形支架的結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，精度要求高，各加工表面之間有較嚴(yán)格的形位公差要求。該零件的材料為鑄鐵，毛坯為鑄件， 加工余量大；零件的剛性差，容易發(fā)生變形，加工難度較大。 特別是尺寸40h8，若用常規(guī)方法在普通機(jī)床上加工很難達(dá)到圖紙要求，因?yàn)榧偃羰窍仍谲嚧采弦淮渭庸ね瓿?5js6外圓、 端面和62J7內(nèi)孔、22.2+0.120槽，然后在鏜床上加工55H7孔，則要保證對62J7孔的對稱度0.06 mm及垂直度0.02 mm的要求，這就需要高精度的機(jī)床和高水平操作人員精心操作，否則很難達(dá)到上述要求。 第8章 加工中心加工工藝 圖8-48 異形支架零件簡圖第8章 加工中心加工工藝 如果先在車床上加工75js6外圓及端面， 再在鏜床上加工62J7孔、22.2+0.120槽及55H7孔，這樣雖能保證上述對稱度和垂直度，但卻難以保