加工中心介绍-PPT.ppt
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1、加工中心介绍加工中心介绍图图6-1 立式加工中心立式加工中心 优点:结构简单,占地面积小,价格相对较低,装优点:结构简单,占地面积小,价格相对较低,装夹工件方便,调试程序容易,应用广泛。夹工件方便,调试程序容易,应用广泛。缺点:不能加工太高的零件;在加工型腔或下凹的缺点:不能加工太高的零件;在加工型腔或下凹的型面时切屑不易排除,严重时会损坏刀具,破坏已加工型面时切屑不易排除,严重时会损坏刀具,破坏已加工表面,影响加工的顺利进行。表面,影响加工的顺利进行。应用:最适宜加工高度方向尺寸相对较小的工件。应用:最适宜加工高度方向尺寸相对较小的工件。(2)卧式加工中心卧式加工中心 其主轴中心线为水平状态
2、设置,多采用移动式立柱结其主轴中心线为水平状态设置,多采用移动式立柱结构,通常都带有可进行回转运动的正方形分度工作台,构,通常都带有可进行回转运动的正方形分度工作台,一般具有一般具有35个运动坐标,常见的是三个直线运动坐标加个运动坐标,常见的是三个直线运动坐标加一个回转运动坐标一个回转运动坐标(回转工作台回转工作台)。图图6-2 卧式加工中心卧式加工中心 优点:加工时排屑容易。优点:加工时排屑容易。缺点:与立式加工中心相比较,卧式加工中心在调试缺点:与立式加工中心相比较,卧式加工中心在调试程序及试切时不宜观察,加工时不便监视,零件装夹和测程序及试切时不宜观察,加工时不便监视,零件装夹和测量不方
3、便;卧式加工中心的结构复杂,占地面积大,价格量不方便;卧式加工中心的结构复杂,占地面积大,价格也较高。也较高。应用:最适合加工箱体类零件。应用:最适合加工箱体类零件。(3)龙门加工中心龙门加工中心 其形状与龙门铣床相似,主轴多为垂直设置,除自其形状与龙门铣床相似,主轴多为垂直设置,除自动换刀装置以外,还带有可更换的主轴头附件,数控装动换刀装置以外,还带有可更换的主轴头附件,数控装置的软件功能也较齐全,能够一机多用。置的软件功能也较齐全,能够一机多用。图图6-3 龙门加工中心龙门加工中心适用于大型或形状复杂适用于大型或形状复杂的工件,如汽车模具、的工件,如汽车模具、飞机的梁、框、壁板等飞机的梁、
4、框、壁板等整体结构件。整体结构件。图图6-4 五面加工中心五面加工中心(4)(4)五面加工中心五面加工中心大家学习辛苦了,还是要坚持继续保持安静继续保持安静继续保持安静继续保持安静 优点:这种加工方式可以最大限度地减少工件的装优点:这种加工方式可以最大限度地减少工件的装夹次数,减小工件的形位误差,从而提高生产效率,降夹次数,减小工件的形位误差,从而提高生产效率,降低加工成本。低加工成本。缺点:但是由于五面加工中心存在着结构复杂、造缺点:但是由于五面加工中心存在着结构复杂、造价高、占地面积大等,所以它的使用远不如其他类型的价高、占地面积大等,所以它的使用远不如其他类型的加工中心。加工中心。其具有
5、立式加工中心和卧式加工中心的功能,工件一其具有立式加工中心和卧式加工中心的功能,工件一次安装后能完成除安装面外的所有侧面和顶面等五个面的次安装后能完成除安装面外的所有侧面和顶面等五个面的加工,也称为万能加工中心或复合加工中心。加工,也称为万能加工中心或复合加工中心。它有两种形式,一种是其主轴可以旋转它有两种形式,一种是其主轴可以旋转90,可以进,可以进行立式和卧式加工;另一种是其主轴不改变方向,而由工行立式和卧式加工;另一种是其主轴不改变方向,而由工作台带着工件旋转作台带着工件旋转90,完成对工件五个表面的加工。,完成对工件五个表面的加工。2按运动坐标数和同时控制的坐标数分类按运动坐标数和同时
6、控制的坐标数分类 加工中心可分为三轴二联动,三轴三联动,四轴三加工中心可分为三轴二联动,三轴三联动,四轴三联动,五轴四联动,六轴五联动等。联动,五轴四联动,六轴五联动等。3按工作台数量和功能分类按工作台数量和功能分类 加工中心可分为单工作台加工中心、双工作台加工加工中心可分为单工作台加工中心、双工作台加工中心和多工作台加工中心。中心和多工作台加工中心。二、特点及功能二、特点及功能 1.加工中心是在数控铣床或数控镗床的基础上增加加工中心是在数控铣床或数控镗床的基础上增加了自动换刀装置,一次装夹,可完成多道工序加工。了自动换刀装置,一次装夹,可完成多道工序加工。2.加工中心如果带有自动分度回转工作
7、台或能自动加工中心如果带有自动分度回转工作台或能自动摆角的主轴箱,可使工件在一次装夹后,自动完成多个摆角的主轴箱,可使工件在一次装夹后,自动完成多个平面和多个角度位置的多工序加工。平面和多个角度位置的多工序加工。3.加工中心如果带有自动交换工作台,一个工件在加工中心如果带有自动交换工作台,一个工件在工作位置的工作台上进行加工的同时,另外的工件在装工作位置的工作台上进行加工的同时,另外的工件在装卸位置的工作台上进行装卸,大大缩短了辅助时间,提卸位置的工作台上进行装卸,大大缩短了辅助时间,提高了生产率。高了生产率。三、加工中心的主要加工对象三、加工中心的主要加工对象1箱体类零件箱体类零件 箱体在机
8、床、汽车、飞机等行业。箱体类零件一般箱体在机床、汽车、飞机等行业。箱体类零件一般都需要进行孔系、轮廓、平面的多工位加工,公差要求都需要进行孔系、轮廓、平面的多工位加工,公差要求特别是形位公差要求较为严格。特别是形位公差要求较为严格。2复杂曲面复杂曲面 适合于加工复杂曲面,如飞机、汽车零件型面、叶适合于加工复杂曲面,如飞机、汽车零件型面、叶轮、螺旋桨、各种曲面成型模具等。轮、螺旋桨、各种曲面成型模具等。3异形件异形件 异形件是外形不规则的零件,大多数需要进行点、异形件是外形不规则的零件,大多数需要进行点、线、面多工位混合加工,如支架、基座、样板、靠模、线、面多工位混合加工,如支架、基座、样板、靠
9、模、支架等。支架等。加工异形件时,形状越复杂,精度要求越高,使用加工异形件时,形状越复杂,精度要求越高,使用加工中心就越能显示其优势。加工中心就越能显示其优势。4盘、套、板类零件盘、套、板类零件 端面有分布孔系、曲面的盘、套、板类零件宜选用端面有分布孔系、曲面的盘、套、板类零件宜选用立式加工中心,有径向孔的可选用卧式加工中心。立式加工中心,有径向孔的可选用卧式加工中心。6.2 加工中心的加工工艺与工装加工中心的加工工艺与工装 一、加工中心的工艺特点一、加工中心的工艺特点 1.可减少工件的装夹次数,消除因多次装夹带来的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。定位误差,提
10、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。用的车间面积。3.可减少周转次数和运输工作量,缩短生产周期。可减少周转次数和运输工作量,缩短生产周期。4.在制品数量少,简化生产调度和管理。在制品数量少,简化生产调度和管理。5.使用各种刀具进行多工序集中加工,在进行工艺使用各种刀具进行多工序集中加工,在进行工艺设计时要处理好刀具在换刀及加工时与工件、夹具甚至设计时要处理好刀具在换刀及加工时与工件、夹具甚至机床相关部位的干涉问题。机床相关部位的干涉问题。6.若在加工中心上连续进行粗加工和精加工,夹具既若在加工中心上连续进行粗加工和精
11、加工,夹具既要能适应粗加工时切削力大、夹紧力大的要求,又须适应要能适应粗加工时切削力大、夹紧力大的要求,又须适应精加工时定位精度高,零件夹紧变形尽可能小的要求。精加工时定位精度高,零件夹紧变形尽可能小的要求。7.由于采用自动换刀和自动回转工作台进行多工位加由于采用自动换刀和自动回转工作台进行多工位加工,决定了卧式加工中心只能进行悬臂加工。工,决定了卧式加工中心只能进行悬臂加工。8.多工序的集中加工,要及时处理切屑。多工序的集中加工,要及时处理切屑。9.在将毛坯加工为成品的过程中,零件不能进行时在将毛坯加工为成品的过程中,零件不能进行时效,内应力难以消除。效,内应力难以消除。10.技术复杂,对使
12、用、维修、管理要求较高。技术复杂,对使用、维修、管理要求较高。11.加工中心一次性投资大,还需配置其他辅助装置,加工中心一次性投资大,还需配置其他辅助装置,如刀具预调设备、数控工具系统或三坐标测量机等。如刀具预调设备、数控工具系统或三坐标测量机等。二、加工中心的工艺路线设计二、加工中心的工艺路线设计 单台加工中心或多台加工中心构成的单台加工中心或多台加工中心构成的FMC或或FMS,在工艺设计上有较大的差别。在工艺设计上有较大的差别。1单台加工中心单台加工中心 (1)安排加工顺序时,要根据工件的毛坯种类,现有安排加工顺序时,要根据工件的毛坯种类,现有加工中心机床的种类、构成和应用习惯,确定零件是
13、否加工中心机床的种类、构成和应用习惯,确定零件是否要进行加工中心工序前的预加工以及后续加工。要进行加工中心工序前的预加工以及后续加工。(2)要照顾各个方向的尺寸,留给加工中心的余量要要照顾各个方向的尺寸,留给加工中心的余量要充分且均匀。充分且均匀。(3)最好在加工中心上一次定位装夹中完成预加工面最好在加工中心上一次定位装夹中完成预加工面在内的所有内容。在内的所有内容。(4)加工质量要求较高的零件,应尽量将粗、精加工加工质量要求较高的零件,应尽量将粗、精加工分开进行。分开进行。(5)在具有良好冷却系统的加工中心上,可在加工中在具有良好冷却系统的加工中心上,可在加工中心上一次或两次装夹完成全部粗、
14、精加工工序。心上一次或两次装夹完成全部粗、精加工工序。一般情况下,箱体零件加工可参考的加工方案为:一般情况下,箱体零件加工可参考的加工方案为:铣大平面铣大平面粗镗孔粗镗孔半精镗孔半精镗孔立铣刀加工立铣刀加工打中心孔打中心孔钻孔、铰孔钻孔、铰孔攻螺纹攻螺纹精镗、精铣等。精镗、精铣等。2多台加工中心构成的多台加工中心构成的FMC或或FMS 当加工中心处在当加工中心处在FMC或或FMS中时,其工艺设计应着中时,其工艺设计应着重考虑每台加工设备的加工负荷,生产节拍,加工要求的重考虑每台加工设备的加工负荷,生产节拍,加工要求的保证以及工件的流动路线等问题。保证以及工件的流动路线等问题。三、加工中心的工步
15、设计三、加工中心的工步设计 设计加工中心机床的加工工艺实际就是设计各表面的设计加工中心机床的加工工艺实际就是设计各表面的加工工步。加工工步。同一加工表面按粗加工、半精加工、精加工次序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。加工分开进行。对于既要铣面又要镗孔的零件,如各种发动机箱对于既要铣面又要镗孔的零件,如各种发动机箱体,可以先铣面后镗孔。体,可以先铣面后镗孔。相同工位集中加工,应尽量按就近位置加工,以相同工位集中加工,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。缩短刀
16、具移动距离,减少空运行时间。按所用刀具划分工步。按所用刀具划分工步。当加工工件批量较大而工序又不太长时,可在工当加工工件批量较大而工序又不太长时,可在工作台上一次装夹多个工件同时加工,以减少换刀次数。作台上一次装夹多个工件同时加工,以减少换刀次数。考虑到加工中存在着重复定位误差,对于同轴度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,应该在一次定位后,通过顺序换刀,加要求很高的孔系,应该在一次定位后,通过顺序换刀,加工完该同轴孔系的全部孔后,再加工其他坐标位置孔。工完该同轴孔系的全部孔后,再加工其他坐标位置孔。在一次定位装夹中,尽可能完成所有能够加工的在一次定位装夹中,尽可能完成所
17、有能够加工的表面。表面。四、工件的定位与装夹四、工件的定位与装夹(一一)加工中心定位基准的选择加工中心定位基准的选择 尽量选择零件上的设计基准作为定位基准。尽量选择零件上的设计基准作为定位基准。一次装夹就能够完成全部关键精度部位的加工。一次装夹就能够完成全部关键精度部位的加工。当既加工基准又完成各工位的加工时,其定位基准当既加工基准又完成各工位的加工时,其定位基准的选择需考虑完成尽可能多的加工内容。的选择需考虑完成尽可能多的加工内容。当零件的定位基准与设计基准难以重合时,通过当零件的定位基准与设计基准难以重合时,通过尺寸链的计算,严格规定定位基准与设计基准间的公差尺寸链的计算,严格规定定位基准
18、与设计基准间的公差范围,确保加工精度。范围,确保加工精度。(二二)加工中心夹具的选择和使用加工中心夹具的选择和使用 一般夹具的选择原则是:在单件生产中尽可能采一般夹具的选择原则是: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。可调夹具,最后考虑成组夹具和专用夹具。尽量采用气动、液压夹紧装置。尽量采用气动、液压夹紧装置。夹具要尽量开敞,夹紧元件的位置应尽量低,给夹具要尽量开敞,夹紧元件的位置应尽量低,给刀具运动轨迹留有空间。刀具运动轨迹留有空间。夹具在机床工作台上的安装位置应确保在主轴的夹
19、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。行程范围内能使工件的加工内容全部完成。自动换刀和交换工作台时不能与夹具或工件发生干涉。自动换刀和交换工作台时不能与夹具或工件发生干涉。要考虑拆除定位元件后,工件定位精度的保持问题。要考虑拆除定位元件后,工件定位精度的保持问题。尽量不要在加工中途更换夹紧点。尽量不要在加工中途更换夹紧点。(三三)确定零件在机床工作台上的最佳位置确定零件在机床工作台上的最佳位置 在进行多工位零件的加工时,应综合计算各工位的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各加工表面到机床主轴端面的
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