机械加工工艺教学课件作者武友德10.ppt

教学单元10 数控镗铣、加工中心加工工艺设计 10. 1 任务引入 10. 2 相关知识 10. 3 任务实施 复习与思考题 10. 1 任务引入 图10-1所示是支承套简图，图10-2所示为异形支架零件简图。该零件的主要加工面有外圆、孔等，相互位置精度要求高，适官’采用数控锁削等方式加工。本单元的主要任务就是分析设计完成该零件的数控锁铣或加工中心加工工艺，为数控编程提供基础。 10. 2 相关知识 10. 2. 1数控镗铣、加工中心加工的类吧对象 一、数控撞铣、加工中心加工设备的类型 数控锁铣床和加工中心(MC, Machine Center)在结构、工艺和编程等方面有许多相似之处。特别是全功能型数控锁铣床与加工中心相比，区别主要在于数控锁铣床没有自动刀具交换装置(ATC, Automatic Tools Changer)及刀具库，只能用手动方式换刀，而加工中心因具备ATC及刀具库，故可将使用的刀具预先安排存放于刀具库内，需要时再通过换刀指令，由ATC自动换刀。数控锁铣床和加工中心都能够进行铣削、钻削、镗削及攻螺纹等加工。 10. 2 相关知识 (一)按主轴的空间状态分类 (1)立式加工中心机床; (2)卧式加工中心机床; (3)立、卧两用式加工中心机床。 (二)按联动轴数目分类 (1) 2.5轴联动的加工中心机床; (2) 3轴联动的加工中心机床; (3)生轴联动的加工中心机床; (4) 5轴联动的加工中心机床。 10. 2 相关知识 二、加工中心的工艺特点 加工中心是一种功能较全的数控机床，它集铣削、钻削、铰削、锁削、攻螺纹和切螺纹于一身，使其具有多种工艺手段，与普通机床的加工相比，加工中心具有许多显著的工艺特点。 (一)工艺特点 (1 )加工精度高在加工中心上加工，其工序高度集中，一次装夹即可加工出零件上大部分甚至全部表面，避免了工件多次装夹所产生的装夹误差。因此，加工表面之间能获得较高的相互位置精度。 (2 )精度稳定整个加工过程由程序自动控制，不受操作者人为因索的影响，加上机床的位置补偿功能以及较高的定位精度和重复定位精度，使得加工出的零件尺寸一致性好。 10. 2 相关知识 (3)效率高一次装夹能完成较多表面的加工，减少了多次装夹工件所需的辅助时间。 (4)表面质量好加工中心主轴转速和各轴进给量均是无级调速，有的甚至具有自适应控制功能，能随刀具和工件材质及刀具参数的变化而变化，把切削参数调整到最佳数值，从而提高了各加工表面的质量。 (5)软件适应性大零件每个工序的加工内容、切削用量及工艺参数都可以编人程序，而且可以随时修改，这给新产品试制、实行新的工艺流程和试验提供了方便。 10. 2 相关知识 (二)加工中心加工特点 (1 )三坐标联动加工三坐标数控锁铣床与加工中心的共同特点是除具有普通铣床的工艺性能外，还具有加工形状复杂的二维以至三维复杂轮廓的能力。这些复杂轮廓零件的加工有的只需二轴联动(如二维曲线、二维轮廓和二维区域加工)，有的则需三轴联动(如三维曲面加工)，它们所对应的加工一般相应称为二轴(或2.5轴)加工与三轴加工。对于三坐标加工中心(无论是立式还是卧式)，由于具有自动换刀功能，适于多工序加工，如箱体等需要铣、钻、铰及攻螺纹等多工序加工的零件。特别是在卧式加工中心上，加装数控分度转台后，可实现四面加工，而若主轴方向可换，则可实现五面加工，因而能够一次装夹完成更多表面的加工，特别适合于加工复杂的箱体类、泵体、阀体及壳体等零件。 10. 2 相关知识 (2)四坐标联动加工四坐标是指在X ,Y和Z三个平动坐标轴基础上增加一个转动坐标轴(A或B，且四个轴一般可以联动。其中，转动轴既可以作用于刀具(刀具摆动型)，也可以作用于工件(工作台回转/摆动型);机床既可以是立式的也可以是卧式的;此外，转动轴既可以是A轴(绕X轴转动)也可以是B轴(绕Y轴转动)。由此可以看出，四坐标数控机床可具有多种结构类型，但除大型龙门式机床上采用刀具摆动外，实际中多以工作台旋转/摆动的结构居多。但不管是哪种类型，其共同特点是相对于静止的工件来说，刀具的运动位置不仅是任意可控的，而且刀具轴线的方向在刀具摆动平面内也是可以控制的，从而可根据加工对象的几何特征按保持有效切削状态或根据避免刀具干涉等需要来调整刀具相对零件表面的姿态。因此，四坐标加工可以获得比三坐标加工更广的工艺范围和更好的加工效果。 10. 2 相关知识 (3)五坐标联动加工对于五坐标机床，都具有两个回转坐标。相对于静止的工件来说，其运动合成可一使刀具轴线的方向在一定的空间内(受机构结构限制)任意控制，从而具有保持最佳切削状态及有效避免刀具干涉的能力。因此，五坐标加工又可以获得比四坐标