4 数控加工中心的加工工艺设计.docVIP

第4章 加工中心工艺设计能减少工件的装夹次数，减少多次装夹带来的定位误差，提高加工精度； 能减少装卸工件的辅助时间，节省大量的专用和通用工艺装备，降低生产成本； 能减少机床数量，并相应减少操作工人，并节省占面积； 能减少周转次数和运输工作量，缩短生产周期； 在制品数量少，简化了生产调度和管理； 在进行工艺设计时要避免干涉问题； 夹具必须能适应粗、精加工的要求，并且夹紧变形要尽可能的小； 切屑处理要及时； 在将毛坯加工为成品的过程中，内应力因不能进行时效而难以消除； 技术复杂，对使用、维修、管理要求较高，要求操作者具有较高的技术水平； 加工中心加工工件的安装、对刀与换刀.2.1加工中心加工工件的安装1.加工中心加工定位基准选择 (1)加工中心加工选择定位基准的基本要求 同普通机床一样，在加工中心上加工时，零件的装夹仍然遵循六点定位原则。在选择定位基准时，要全面考虑各个工位的加工情况，满足三个要求： 1)所选基准应能保证工件定位准确，装卸方便、迅速，夹压可靠，夹具结构简单； 2)所选基准与各加工部位间的各个尺寸计算简单； 保证各项加工精度 (2)选择定位基准应遵循的原则 1)尽量选择零件上的设计基准作为定位基准； 2)对定位基准与设计基准不能重合且加工面与其设计基准又不能在一次安装内同时加工的零件，应认真分析装配图纸，确定该零件设计基准的设计功能，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范围，确保加工精度； 3)当无法同时完成包括设计基准在内的全部表面加工时，要考虑用所选基准定位后，通过一次装夹，完成全部关键精度部位的加工； 4)定位基准的选择要保证完成尽可能多的加工内容； 5)批量加工时，零件定位基准应尽可能与建立工件坐标系的对刀基准重合； 6)必须多次安装时应遵从基准统一原则。 2.加工中心夹具的确定 (1)对夹具的基本要求 加工中心加工时实际上一般只要求有简单的定位、夹紧机构，其设计原理与通用镗、铣床夹具是相同的。基本要求如下: 1)夹紧机构或其它元件不得干涉进给运动，加工部位要敞开。为保持工件在本工序中所有需要完成的待加工面充分暴露在外，夹具要做得尽可能开敞，因此要求夹紧工件后夹具上一些组成件(如定位块、压块和螺栓等)不能与刀具运动轨迹发生干涉。夹紧机构元件与加工面之间应保持一定的安全距离，夹紧机构元件能低则低，以防止与加工中心主轴套筒或刀套、刃具在加工过程中发生干涉。图4-7所示为零件用立铣刀铣削零件的六边形。若用压板机构压住工件的A面，（图中无AB面）则压板易与铣刀发生干涉，若夹压B面，就不影响刀具进给。 图4-7 不影响进给的装夹示例 当在卧式加工中心上对工件的四周进行加工时，若很难安排夹具的定位和夹紧装置，则可以通过减少加工表面来留出定位夹紧元件的空间。图4-8所示为一箱体零件，可利用其内部空间来安排夹紧机构，将其加工表面敞开。 图4-8 敞开加工面的装夹示例 2)为保持零件安装方位与机床坐标系及编程坐标系方向的一致性，夹具应能保证在机床上实现定向安装，还要求能使零件定位面与机床之间保持一定的坐标联系。 3)夹具的刚性和稳定性要好。在考虑夹紧方案时，夹紧力应力求靠近主要支撑点，或在支撑点所组成的三角形内，并靠近切削部位及刚性好的地方，尽量不要在被加工孔的上方。零件在粗加工时，切削力大，需要夹紧力大，但又不能使零件发生变形，因此，必须慎重选择夹紧力的作用点，避免将夹紧力加在零件无支撑的区域。如采用这些措施后仍不能控制零件变形，只能将粗、精加工工序分开，或者在粗加工后编一个任选停止指令，松开压板，使工件消除变形后重新夹紧再继续进行精加工。当非要在加工过程中更换夹紧点不可时要特别注意不能因更换夹紧点而破坏夹具或工件定位精度。 4)装卸方便，辅助时间尽量短。由于加工中心效率高，装夹工件的辅助时间对加工效率影响较大，所以要求配套夹具在使用中也要装卸快捷、方便。 5)对小型零件或工序不长的零件，可以考虑多件同时加工，以提高加工效率。例如在加工中心工作台上安装一块与工作台大小一样的图4-9（a）所示平板，该平板既可作为大工件的基础板，也可作为多个小工件的公共基础板。又如在卧式加工中心分度工作台上安装一块如图4-9（b）所示的四周都可装夹多件工件的立方基础板，可依次加工装夹在各面上的工件。当一面在加工位置进行加工的同时，另三面都可装卸工件，因此能显著减少停机时间和换刀次数。 图4-9新型数控夹具元件 6)夹具结构应力求简单。由于零件在加工中心上加工大都采用工序集中原则，加工的部位较多，同时批量较小，零件更换周期短，夹具的标准化、通用化和自动化对加工效率的提高及加工费用的降低有很大影响。 7)减少更换夹具的准备时间。夹具应便于与机床工作台面的定位连接。加工中心工作台面上一般都有基准T形槽、定位孔；转台中心有定位孔；台面