加工中心加工工艺课件.ppt

2021年6月7日星期一数控加工工艺及刀具1 6.1 加 工 中 心 的 主 要 特 点 及 功 能 6.2 加 工 中 心 的 刀 具 、 夹 具 及 加 工 工 艺 6.3 典 型 零 件 加 工 工 艺 分 析 2021年6月7日星期一数控加工工艺及刀具2 加 工 中 心 （ Machining Center， 简 称 MC）是 一 种 具 有 复 合 加 工 功 能 的 数 控 机 床 ， 是 集铣 削 、 钻 削 、 铰 削 、 镗 削 、 攻 螺 纹 于 一 体 的多 功 能 机 械 加 工 设 备 。 加 工 中 心 最 初 是 从 数 控 铣 床 发 展 而 来 的 ，与 铣 床 的 最 大 区 别 是 加 工 中 心 是 带 有 到 库 和自 动 换 刀 装 置 的 数 控 机 床 ， 又 称 为 自 动 换 刀数 控 机 床 或 多 工 序 数 控 机 床 。 2021年6月7日星期一数控加工工艺及刀具3 主轴位置立式卧式立卧转换 2021年6月7日星期一数控加工工艺及刀具4 2021年6月7日星期一数控加工工艺及刀具5 2021年6月7日星期一数控加工工艺及刀具6 2021年6月7日星期一数控加工工艺及刀具7 2021年6月7日星期一数控加工工艺及刀具8 2021年6月7日星期一数控加工工艺及刀具9 换刀装置转塔头加工中心刀库+主轴换刀加工中心刀库+机械手+主轴换刀加工中心刀库+机械手+双主轴换刀加工中心 2021年6月7日星期一数控加工工艺及刀具10T01 刀 库 +主 轴 换 刀 加 工 中 心 2021年6月7日星期一数控加工工艺及刀具11 l X / Y / Z轴 mm 1.250 (1.150*) / 710 / 710 l 主 轴 功 率 (40 / 100% DC) kW 15 / 10 l 扭 矩 (40 / 100% DC) Nm 130 / 87 l 转 速 范 围 rpm 12.000 l X / Y / Z 进 给 / 快 移 速 度 m/min 30 / 30 / 30 刀 柄 SK 40 (HSK-A63) 刀 库 容 量 把 32 l 工 作 台 尺 寸 mm 1.500 x 800 l 装 夹 重 量 （ 固 定 工 作 台 ） kg 1.100 l 配 有 19 液 晶 显 示 屏 DMG ERGOline Control控 制面 板 2021年6月7日星期一数控加工工艺及刀具12 刀库种类直线刀库圆盘刀库链式刀库其他刀库 2021年6月7日星期一数控加工工艺及刀具13 2021年6月7日星期一数控加工工艺及刀具14 特点加工精度高精度稳定表面质量好加工效率高 2021年6月7日星期一数控加工工艺及刀具15 l 机 床 的 刚 性 高 、 抗 震 性 好 ；l 传 动 系 统 结 构 简 单 ， 传 递 精 度 精 度 高 ， 速 度快 ， 常 采 用 滚 珠 丝 杠 副 、 静 压 蜗 杆 蜗 轮 条 、预 加 载 贺 双 齿 轮 副 ；l 主 轴 系 统 结 构 简 单 ， 无 齿 轮 箱 变 速 系 统 （ 1-2级 ） ；l 导 轨 采 用 耐 磨 和 新 结 构 ， 能 长 期 保 持 导 轨 的精 度 ；l 设 有 刀 库 和 换 刀 机 构 、 多 工 作 台 。 2021年6月7日星期一数控加工工艺及刀具16 加工对象箱体类复杂曲面类异形类盘套板类高精度试制品 2021年6月7日星期一数控加工工艺及刀具17 l 6.2.1 加 工 中 心 的 刀 具 2021年6月7日星期一数控加工工艺及刀具18 2021年6月7日星期一数控加工工艺及刀具19 2021年6月7日星期一数控加工工艺及刀具20 刀具要求切削性能刀具精度刀具材料 2021年6月7日星期一数控加工工艺及刀具21 l 加 工 中 心 刀 具 按 工 艺 用 途 可 分 为 铣 、 镗 、 钻 、螺 纹 加 工 几 类l 平 面 类 加 工 刀 具 ： 盘 铣 刀 ， 端 铣 刀 、 球 头 铣刀 和 成 型 铣 刀 、 硬 质 合 金 螺 旋 齿 立 铣 刀l 孔 加 工 类 刀 具 ： 钻 、 镗 、 铰 、 扩 、 深 孔 钻 2021年6月7日星期一数控加工工艺及刀具22 1） 刀 柄 的 选 择 （ BT、 HSK 7:24）n 刀 柄 的 锥 度 与 主 轴 的 锥 度 必 须 同 规 格 ， 且 具有 良 好 的 配 合 ， 一 般 要 求 配 合 面 接 触 度 在 70%以 上 ；n 刀 柄 的 硬 度 一 般 应 比 主 轴 的 硬 度 低 ， 否 则 会损 害 主 轴 孔 的 精 度 ；n 与 其 他 主 轴 具 有 通 用 性 ； 2021年6月7日星期一数控加工工艺及刀具23 l 选 择 合 适 的 刀 具 形 状 和 精 度 ， 以 满 足 零 件 形状 精 度 和 尺 寸 精 度 的 加 工 要 求 ;l 选 择 合 适 的 刀 片 材 料 和 刀 片 形 状 ， 以 充 分 发挥 刀 具 的 切 削 性 能l 刀 具 几 何 尺 寸 的 选 择 则 根 据 加 工 条 件 具 体 确定 2021年6月7日星期一数控加工工艺及刀具24 （ 1） 加 工 中 心 夹 具 的 基 本 要 求夹具要求敞开加工面换刀换工作台时不干涉刚性和稳定性好 2021年6月7日星期一数控加工工艺及刀具25 夹具类型通用夹具专用夹具多工位夹具气动或液压夹具 2021年6月7日星期一数控加工工艺及刀具26 2021年6月7日星期一数控加工工艺及刀具27 2021年6月7日星期一数控加工工艺及刀具28 （ 1） 零 件 的 工 艺 分 析l 包 括 零 件 图 的 完 整 性 、 正 确 性 和 技 术 要 求 ， 分 析 零 件的 结 构 工 艺 性 和 定 位 基 准 等结构工艺性加工量要小光孔和螺纹的规格要少尺寸规格标准化加工表面应具有方便性可能性有足够的刚度 2021年6月7日星期一数控加工工艺及刀具29 2021年6月7日星期一数控加工工艺及刀具30 l 平 面 、 平 面 轮 廓 及 曲 面 在 镗 铣 加 工 中 心 上 唯一 的 加 工 方 法 是 铣 削l 孔 加 工 方 法 比 较 多 ， 有 钻 孔 、 扩 孔 、 铰 扩 和镗 孔 。l 对 于 螺 纹 加 工 ， M6-M20:攻 螺 纹 方 法 加 工 ；l M20,采 用 镗的 办 法 。 2021年6月7日星期一数控加工工艺及刀具31 l 一 般 情 况 下 ， 加 工 中 心 上 的 零 件 已 经 在 其 他机 床 上 经 过 粗 加 工 ， 加 工 中 心 只 要 完 成 最 好的 精 加 工 ， 不 必 进 行 加 工 阶 段 的 划 分 。3） 加 工 工 序 的 划 分l 加 工 中 心 通 常 按 工 序 集 中 原 则 划 分 工 序 ， 主要 从 精 度 和 效 率 方 法 考 虑 2021年6月7日星期一数控加工工艺及刀具32 l 加 工 中 心 安 排 加 工 顺 序 同 样 要 遵 循 基 面 先 行 、先 粗 后 精 、 先 主 后 次 及 先 面 后 孔 的 一 般 原 则l 减 少 换 刀 次 数 ， 节 省 辅 助 时 间 。 一 般 情 况 下 ，每 换 一 把 新 刀 后 ， 运 用 平 移 工 作 台 或 回 转 工作 台 等 完 成 尽 可 能 多 的 工 作l 每 道 工 序 尽 量 减 少 刀 具 的 空 行 程 移 动 量 ， 按照 路 线 最 短 安 排 加 工 表 面 的 加 工 顺 序 2021年6月7日星期一数控加工工艺及刀具33 l 确 定 加 工 路 线 时 ， 要 保 证 精 度 前 提 下 ， 保 证计 算 简 单 、 走 刀 路 线 短 、 空 刀 时 间 少 。 主 要是 孔 加 工 和 铣 削 加 工l 孔 加 工 进 给 路 线 的 确 定 T01切入平面定位准确和定位迅速 2021年6月7日星期一数控加工工艺及刀具34 l 铣 削 开 口 不 通 槽 时 ， 铣 刀 在 Z向 直 接 快 速 移 动到 位 ， 无 需 工 作 进 给l 铣 削 封 闭 槽 时 ， 铣 刀 需 要 有 一 切 入 距 离l 铣 削 轮 廓 及 通 槽 时 ， 应 该 有 切 出 距 离 2021年6月7日星期一数控加工工艺及刀具35 l 加 工 余 量 应 保 证 图 纸 上 所 规 定 的 表 面 粗 糙 度和 精 度l 考 虑 设 备 刚 度 、 加 工 方 法 、 零 件 变 形 等l 考 虑 热 处 理 变 形l 考 虑 零 件 大 小 2021年6月7日星期一数控加工工艺及刀具36 l 在 具 体 选 择 时 ， 要 根 据 机 床 说 明 书 中 的 规 定和 要 求 及 刀 具 耐 用 度 去 选 择 和 计 算 ， 并 结 合实 践 进 行 确 定 2021年6月7日星期一数控加工工艺及刀具37 6.3.1 盖 板 零 件毛 坯 尺 寸 为 ： 160mm 160mm 20mm， HT200已知条件：A面已加工完 2021年6月7日星期一数控加工工艺及刀具38 l 加 工 对 象 为 面 、 孔 、 螺 纹面 ： B面孔 ： 60H7 12h8/4 16螺 纹 ： 4 M16-H7 2021年6月7日星期一数控加工工艺及刀具39 l 加 工 对 象 为 面 、 孔 、螺 纹面 ： B面孔 ： 60H7 12h8/4 16螺 纹 ： 4 M16-H7行程精度刀具数联动轴数 2021年6月7日星期一数控加工工艺及刀具40 1) 加 工 方 法 的 选 择l 加 工 对 象 为 面 、 孔 、 螺 纹面 ： B面 :粗 铣 精 铣孔 ： 60H7： 粗 镗 -半 精 镗 -精 镗 12h8/4 16： 中 心 孔 -钻 孔 -扩 孔 -铰 孔 16： 锪 孔螺 纹 ： 4 M16-H7： 中 心 钻 -钻 孔 -扩 孔 粗 铰 孔 -精 铰 -功 螺 纹 2021年6月7日星期一数控加工工艺及刀具41 加 工 对 象 为 面 、 孔 、 螺 纹 2021年6月7日星期一数控加工工艺及刀具42 l 选 择 通 用 台 钳 作 为 夹 具l 以 A和 侧 面 作 为 定 位 面 ， 侧 面 作 为 加 紧 面 2021年6月7日星期一数控加工工艺及刀具43 面 ： B面 :粗 铣 精 铣孔 ： 60H7： 粗 镗 -半 精 镗 -精 镗 12h8/4 16： 中 心 孔 -钻 孔 -扩 孔 -铰 孔 16： 锪 孔螺 纹 ： 4 M16-H7： 中 心 钻 -钻 孔 -扩 孔 -粗 铰 孔 - 精 铰 -功 螺 纹 2021年6月7日星期一数控加工工艺及刀具44 2021年6月7日星期一数控加工工艺及刀具45 2021年6月7日星期一数控加工工艺及刀具46 2021年6月7日星期一数控加工工艺及刀具47 l B面 的 加 工 ： 面 铣 刀 可 用 于 粗 加 工 、 也 可 用 于精 加 工 2021年6月7日星期一数控加工工艺及刀具48 2021年6月7日星期一数控加工工艺及刀具49 2021年6月7日星期一数控加工工艺及刀具50 2021年6月7日星期一数控加工工艺及刀具51 2021年6月7日星期一数控加工工艺及刀具52 2021年6月7日星期一数控加工工艺及刀具53 2021年6月7日星期一数控加工工艺及刀具54 2021年6月7日星期一数控加工工艺及刀具55 l 已 知 材 料 为 45钢 ， 毛 坯 为 棒 料 2021年6月7日星期一数控加工工艺及刀具56 外 圆平 面偏 心 孔螺 纹 孔倒 角锪 孔 2021年6月7日星期一数控加工工艺及刀具57 1、 车 外 圆 100f9，80， 普 通 车 床2、 铣 平 面 ， 保 证 尺寸 75， 立 铣3、 加 工 中 心 加 工 孔 ，卧 式 加 工 中 心 2021年6月7日星期一数控加工工艺及刀具58 l 35H7孔 :钻 中 心 孔 -钻 孔 -粗 镗 -半 精 镗 -铰 孔-倒 角l 15H7孔 ： 中 心 孔 -钻 孔 -扩 孔 -铰 孔l 60孔 ： 粗 铣 -精 铣l 11： 中 心 孔 -钻 孔l 17： 锪 孔l M6-6H： 中 心 孔 -钻 底 孔 -孔 倒 角 -攻 螺 纹 2021年6月7日星期一数控加工工艺及刀具59 l 35H7孔 :钻 中 心 孔 -钻 孔 -粗 镗-半 精 镗 -铰 孔 -倒 角l 60孔 ： 粗 铣 -精 铣l 11： 中 心 孔 -钻 孔l 17： 锪 孔l M6-6H： 中 心 孔 -钻 底 孔 -孔 倒 角-攻 螺 纹l 15H7孔 ： 中 心 孔 -钻 孔 -扩 孔 -铰 孔 2021年6月7日星期一数控加工工艺及刀具60 2021年6月7日星期一数控加工工艺及刀具61 2021年6月7日星期一数控加工工艺及刀具62 2021年6月7日星期一数控加工工艺及刀具63 图 为 盒 型 模 具 的 凹 模 零 件 图 ， 该 盒 型 模具 为 单 件 生 产 ， 零 件 材 料 为 T8A， 分 析 其 数 控加 工 工 艺 2021年6月7日星期一数控加工工艺及刀具64 2021年6月7日星期一数控加工工艺及刀具65 n 该 盒 型 模 具 为 单 件 生 产 ， 零 件 材 料 为 T8A，外 形 为 一 个 六 面 体 ， 内 腔 型 面 复 杂 。n 主 要 结 构 是 由 多 个 曲 面 组 成 的 凹 型 型 腔 ， 型腔 四 周 的 斜 平 面 之 间 采 用 半 径 为 7.6 的 圆弧 面 过 渡 ， 斜 平 面 与 底 平 面 之 间 采 用 半 径 为5 的 圆 弧 面 过 渡 ， 在 模 具 的 底 平 面 上 有 一个 四 周 也 为 斜 平 面 的 锥 台 。 模 具 的 外 部 结 构较 为 简 单 ， 是 一 个 标 准 的 长 方 体 。n 因 此 零 件 的 加 工 以 凹 型 型 腔 为 重 点 。 2021年6月7日星期一数控加工工艺及刀具66 l 根 据 被 加 工 零 件 的 外 形 和 材 料 等 条 件 ，选 用 VP1050立 式 镗 铣 床 加 工 中 心 。 2021年6月7日星期一数控加工工艺及刀具67 （ 3） 确 定 零 件 的 定 位 基 准 和 装 夹 方 式 l 零 件 直 接 安 装 在 机 床 工 作 台 面 上 ， 用 两 块 压板 压 紧 。 （ 4） 确 定 加 工 顺 序 及 进 给 路 线 粗 加 工 整 个 型 腔 ， 去 除 大 部 分 加 工 余 量 。 半 精 加 工 和 精 加 工 上 型 腔 。 半 精 加 工 和 精 加 工 下 型 腔 。 对 底 平 面 上 的 锥 台 四 周 表 面 进 行 精 加 工 。 2021年6月7日星期一数控加工工艺及刀具68 2021年6月7日星期一数控加工工艺及刀具69 2021年6月7日星期一数控加工工艺及刀具70 2021年6月7日星期一数控加工工艺及刀具71 2021年6月7日星期一数控加工工艺及刀具72 1.填 空 题 （ 30 1=30分 ）2.选 择 题 （ 20 1=20分 ）3.简 答 题 （ 3 6=18分 ）4.工 艺 编 制 （ 2 16=32分 ）（ 1） 车 床 轴 类 数 控 加 工 工 艺 编 制（ 2） 铣 床 轮 廓 或 箱 体 数 控 加 工 工 艺 编 制考 试 方 式 ： 半 开 卷 （ 可 带 教 材 、 笔 记 ， 不 可 相互 讨 论 ）考 试 时 间 ： 90分 钟 2021年6月7日星期一数控加工工艺及刀具73 2021年6月7日星期一数控加工工艺及刀具74 2021年6月7日星期一数控加工工艺及刀具75