数控学习课件

数控加工工艺广东机电职业技术学院数控教研室第六单元加工中心加工工艺了解在加工中心加工中要解决的主要工艺问题以及各种问题的解决方法。对加工中心工艺知识有一个系统的了解，并学会制定加工中心加工工艺和进行工艺分析的方法。教学目的：内容知识点学习要求建议学时概述加工中心的主要加工对象了解2加工中心的结构及类型加工中心加工工件的安装、对刀与换刀加工中心加工工件的安装掌握加工中心加工定位基准的选择加工中心夹具的确定加工中心加工的对刀与换刀加工中心加工工艺制定加工中心加工工艺重点掌握2典型加工中心加工零件的工艺分析盖板零件结构特点及加工工艺的制定理解4支承套零件结构特点及加工工艺的制定第六单元加工中心加工工艺学习内容与知识点：加工中心与数控铣床的异同:加工中心是在数控机床的基础上发展起来的，都是通过程序控制多轴联动走刀进行加工的数控机床。不同的是加工中心具有刀库和自动换刀功能。

加工中心的主要加工对象加工中心适于加工形状复杂、工序多、精度要求较高，普通机床加工需多次装夹调整困难的的工件。常用于加工箱体类零件带复杂曲面的零件异形件板、套、盘、壳体类零件加工中心的主要加工对象加工中心的结构及类型卧式加工中心

龙门加工中心

立式加工中心

复合加工中心

按机床主轴布局形式分主轴轴心线设置在竖直状态

主轴轴心线设置在水平状态

具有可移动的龙门框架、主轴头装在龙门框架上、主轴轴心线设置在垂直状态

立卧两用加工中心，具有立式和卧式加工中心的功能

立式、卧式加工中心的结构（单击观看录像）立式加工中心加工中心的结构及类型龙门式加工中心加工中心的结构及类型无机械手的加工中心带刀库、机械手的加工中心刀库转塔式加工中心按换刀形式分

加工中心的结构及类型可装20把刀的无臂式ATC刀具库加工中心的结构及类型可装装24把把刀刀的的有有臂臂式式ATC刀具具库库加工工中中心心的的结结构构及及类类型型可装装32把把刀刀的的有有臂臂式式刀刀具具库库加工工中中心心的的结结构构及及类类型型可装装60把把刀刀的的刀刀具具库库加工工中中心心的的结结构构及及类类型型加工工中中心心加加工工工工件件的的安安装装选择择基基准准的的三三个个基基本本要要求求：：所选选基基准准应应能能保保证证工工件件定定位位准准确确装装卸卸方方便便方方便便可可靠靠所选选基基准准与与各各加加工工部部位位的的的的尺尺寸寸计计算算简简单单保证证加加工工精精度度选择择定定位位基基准准6原则则：：尽量量选选择择设设计计基基准准作作为为定定位位基基准准定位位基基准准与与设设计计基基准准不不能能统统一一时时，，应应严严格格控控制制定定位位误误差差保保证证加加工工精精度度工件件需需两两次次以以上上装装夹夹加加工工时时，，所所选选基基准准在在一一次次装装夹夹定定位位能能完完成成全全部部关关键键精精度度部部位位的的加加工工所选选基基准准要要保保证证完完成成尽尽可可能能多多的的加加工工内内容容批量量加加工工时时，，零零件件定定位位基基准准应应尽尽可可能能与与建建立立工工件件坐坐标标系系的的对对刀刀基基准准重重合合加工工中中心心加加工工定定位位基基准准的的选选择择需要要多多次次装装夹夹时时，，基基准准应应该该前前后后统统一一加工工中中心心夹夹具具的的确确定定对夹夹具具的的基基本本要要求求：：夹紧紧机机构构不不得得影影响响进进给给，，加加工工部部位位要要敞敞开开夹具具在在机机床床上上能能实实现现定定向向安安装装夹具具的的刚刚性性与与稳稳定定性性要要好好不影影响响进进给给的的装装夹夹示示例例加工工中中心心夹夹具具的的确确定定通用用夹夹具具组合合夹夹具具专用用夹夹具具可调调整整夹夹具具多工工位位夹夹具具常用用夹夹具具种种类类成组组夹夹具具加工工中中心心夹夹具具的的确确定定新型型数数控控夹夹具具体体加工工中中心心夹夹具具的的确确定定孔系系组组合合夹夹具具加工工中中心心夹夹具具的的确确定定槽系系组组合合夹夹具具加工工中中心心夹夹具具的的确确定定加工工中中心心夹夹具具的的选选用用原原则则：：在保保证证加加工工精精度度和和生生产产效效率率的的前前提提下下，，优优先先选选用用通通用用夹夹具具批量量加加工工可可考考虑虑采采用用简简单单专专用用夹夹具具大批批量量加加工工可可考考虑虑采采用用多多工工位位夹夹具具和和高高效效的的气气压压、、液液压压等等专专用用夹夹具具采用用成成组组工工艺艺时时应应使使用用成成组组夹夹具具加工工中中心心夹夹具具的的确确定定加工工中中心心加加工工的的对对刀刀与与换换刀刀对刀刀机床床上上找找正正加加紧紧后后，，确确定定工工件件坐坐标标（（编编程程坐坐标标））原原点点的的机机床床坐坐标标。对刀刀点点工件件在在机机床床上上找找正正夹夹紧紧后后，，用用于于确确定定工工件件坐坐标标系系在在机机床床坐坐标标系系中中位位置置的的基基准准点点。对刀刀点点可可选选在在工工件件上上或或装装夹夹定定位位元元件件上上，，但但对对刀刀点点与与工工件件坐坐标标点点必必须须有有准准确确、、合合理理、、简简单单的的位位置置对对应应关关系系，，方方便便计计算算工工件件坐坐标标点点在在机机床床上上的的位位置置（（工工件件坐坐标标点点的的机机床床坐坐标标））。。对对刀刀点点最最好好能能与与工工件件坐坐标标点点重重合合。。换刀刀根据据工工艺艺需需要要，，要要用用不不同同参参数数的的刀刀具具加加工工工工件件，，在在加加工工中中按按需需要要更更换换刀刀具具的的过过程程。换刀点加工中更更换刀具具的位置置。加工中心心有刀库库和自动动换刀装装置，根根据程序序的需要要可以自自动换刀刀。换刀刀点应在在换刀时时工件、、夹具、、刀具、、机床相相互之间间没有任任何的碰碰撞和干干涉的位位置上，，加工中中心的换换刀点往往往是固固定的。。加工中心心加工的的对刀与与换刀采用寻边边器对刀刀采用碰刀刀或试切切方式对对刀外刀具预预调+机上对刀刀杠杆百分分表对刀刀机上对刀刀水平方向向对刀Z向对刀机外对刀刀仪对刀刀对刀方法法：加工中心心加工的的对刀与与换刀制定加工工中心加加工工艺艺零件的工工艺分析析分析零件件的技术术要求：：尺寸精精度要求求、几何何形状精精度要求求、位置置精度要要求、表表面粗糙糙度表面面质量要要求、热热处理及及其他技技术要求求；检查零件件图的完完整性和和正确性性；分析零件件结构工工艺性：：主要分分析零件件的加工工内容采采用加工工中心加加工时的的可行性性、经济济性、方方便性；；确定加工工中心的的加工内内容：确确定零件件适合加加工中心心加工的的部位、、结构和和表面；工艺方案案的设计计工艺设计计包括完完成加工工任务所所需要的的设备、、工装量量夹具的的选择，，工艺路路线加工工方法的的确定。。加工方法法的选择择加工顺序序的合理理按排制定加工工中心加加工工艺艺工步设计计先粗加工工，半精精加工，，再精加加工。既有孔又又有面的的加工时时先铣面面后镗孔孔。采用相同同设计基基准集中中加工的的原则。。相同工位位集中加加工，邻邻近工位位一起加加工可提提高加工工效率。。按所用刀刀具划分分工步。。有较高同同轴度要要求的孔孔系，应应该单独独完成，，再加工工其他形形位。在一次装装夹定位位中，能能加工的的形位全全部加工工完。制定加工工中心加加工工艺艺进给路线线的确定定孔加工路路线的确确定：确定XY平面内的的进给路路线：定定位要迅迅速，保保证不发发生碰撞撞的前提提下缩短短空行程程；定位位要准确确。确定Z向的进给给路线制定加工工中心加加工工艺艺加工余量量的确定定表面粗糙糙度表面缺陷陷层深度度空间偏差差表面几何何形状误误差装夹误差差影响加工工余量大大小的因因素制定加工工中心加加工工艺艺工序尺寸寸及公差差的确定定注意定位位基准与与设计基基准不重重合时工工序尺寸寸及公差差的确定定问题。。制定加工工中心加加工工艺艺切削用量量的选择择选择加工工中心切切削用量量时，应应根据加加工类型型方式和和加工工工序（表表面加工工、孔加加工、粗粗、精加加工等））；坯料料种类、、硬度；；刀具类类型、转转速、直直径大小小、刀刃刃材质等等因素综综合确定定。参照照理论切切削用量量，根据据实际切切削的具具体情况况，确定定合适的的切削用用量。制定加工工中心加加工工艺艺典型加工工中心加加工零件件工艺分分析盖板零件件在加工工中心的的加工工工艺盖板是机械加加工中常常见的零零件，加工表面面有平面面和孔，通常需经经铣平面、钻钻孔、扩扩孔、镗孔、铰孔及攻螺螺纹等工工步才能能完成。。下面以以右图所示盖盖板为例例介绍其其加工中中心加工工工艺。。盖板零件件简图零件工艺艺分析选择加工工中心设计工艺艺：选择加工工方法确定加工工顺序确定装夹夹方案和和选择夹夹具选择刀具具制定工艺艺步骤：：确定进给给路线选择切削削用量典型加工工中心加加工零件件工艺分分析盖板零件件在加工工中心的的加工工工艺1．分析零件图样，选择加工工内容该盖板的的材料为为铸铁，故毛坯为为铸件。。由零件图可知，盖板的四四个侧面面为不加加工表面面，全部加工工表面都都集中在在A、B面上。最最高精度度为IT7级。从工工序集中中和便于于定位两两个方面面考虑，选择B面及位于于B面上的全全部孔在在加工中中心上加加工，将A面作为主主要定位位基准，并在前道道工序中中先加工工好。典型加工工中心加加工零件件工艺分分析盖板零件件在加工工中心的的加工工工艺2．选择加工工中心由于B面及位于于B面上的全全部孔，只需单工工位加工工即可完完成，故选择立立式加工工中心。加工表面面不多，只有粗铣、精铣、粗镗、半精镗、精镗、钻、扩扩、锪、铰及攻螺纹纹等工步步，所需刀具具不超过过20把。选用用国产XH714型立式加加工中心心即可满满足上述述要求。。该机床床工作台台尺寸为为400mm×800mm，x轴行程为为600mm，y轴行程为为400mm，z轴行程为为400mm，主轴端面面至工作作台台面面距离为为125～525mm，定位精度度和重复定定位精度度分别为为0.02mm和0.01mm,刀库容量量为18把,工件一次次装夹后后可自动动完成铣、钻、镗、铰及攻螺纹纹等工步步的加工工。盖板零件件在加工工中心的的加工工工艺典型加工工中心加加工零件件工艺分分析3.设计工艺艺(1)选择加工工方法B平面用铣削方法加加工,因其表面面粗糙度度Ra为6.3μm,故采用粗粗铣——精铣方案；φ60H7孔为已铸铸出毛坯坯孔，为达到IT7级精度和和Ra0.8μm的表面粗粗糙度，需经三次次镗削，即采用粗粗镗——半精镗——精镗方案；对φ12H8孔，为防止钻钻偏和达达到IT8级精度，按钻中心心孔——钻孔——扩孔——铰孔方案进进行；φ16mm孔在φ12mm孔基础上上锪至尺寸即即可；M16mm螺纹孔采采用先钻钻底孔后后攻螺纹纹的加工工方法，即按钻中中心孔——钻底孔——倒角——攻螺纹方方案加工工。典型加工工中心加加工零件件工艺分分析盖板零件件在加工工中心的的加工工工艺(2)确定加工工顺序按照先面面后孔、、先粗后后精的原原则确定定。具体体加工顺顺序为粗粗、精铣B面——粗、半精精、精镗φ60H7孔——钻各光孔孔和螺纹纹孔的中中心孔——钻、扩、、锪、铰φ12H8及φ16mm孔——M16mm螺孔钻底底孔、倒倒角和攻攻螺纹，详见下表。典型加工工中心加加工零件件工艺分分析盖板零件件在加工工中心的的加工工工艺3.设计工艺艺数控加工工工序卡卡片典型加工工中心加加工零件件工艺分分析(3)确定装夹夹方案和和选择夹夹具该盖板零零件形状状简单，四个侧面面较光整整，加工面与与不加工工面之间间的位置置精度要要求不高高，故可选用用通用台台钳，以盖板底底面A和两个侧侧面定位，用台钳钳钳口从侧侧面夹紧紧。典型加工工中心加加工零件件工艺分分析盖板零件件在加工工中心的的加工工工艺3.设计工艺艺(4)选择刀具具所需刀具具有面铣刀、镗刀、中心心钻、麻麻花钻、、铰刀、立铣刀(锪φ16mm孔)及丝锥等等，其规格根根据加工工尺寸选选择。B面粗铣铣刀直径应应选小一一些，以减小切切削力矩矩，但也不能能太小，以免影响响加工效效率；B面精铣铣刀直径应应选大一一些，以减少接接刀痕迹迹，但要考虑虑到刀库库允许装装刀直径径(XH714型加工中中心的允允许装刀刀直径：无相邻刀具具为φ150mm，，有相邻刀刀具为φ80mm)也不能太太大。刀刀柄柄部部根据主主轴锥孔孔和拉紧紧机构选选择。XH714型加工中中心主轴轴锥孔为为ISO40，适用刀柄柄为BT40(日本标准准JISB6339)，，故刀柄柄柄部应选选择BT40型式。具具体所选选刀具及及刀柄见见下表。典型加工工中心加加工零件件工艺分分析盖板零件件在加工工中心的的加工工工艺3.设计工艺艺数控加工工刀具编编号典型加工工中心加加工零件件工艺分分析(5)确定进给给路线B面的粗、、精铣削加工进进给路线线根据铣刀直径确确定，因所选铣刀直径为为φ100mm，，故安排沿沿z方向两次次进给(见下图)。所有孔孔加工进进给路线线均按最最短路线线确定，因为孔的的位置精精度要求求不高，机床的定定位精度度完全能能保证，后面所示各图即为各各孔加工工工步的的进给路路线。典型加工工中心加加工零件件工艺分分析盖板零件件在加工