数控加工中心工艺与技巧

制定加工中心加工工艺
工艺方案 的设计
工艺设计包括完成加工任务所需要的设备、工装量夹 具的选择，工艺路线加工方法的确定。
加工方法的选择
加工顺序的合理按排
制定加工中心加工工艺
工步设计
先粗加工，半精加工，再精加工。
既有孔又有面的加工时先铣面后镗孔。 采用相同设计基准集中加工的原则。 相同工位集中加工，邻近工位一起加工可提高加工效率。 按所用刀具划分工步。
平面结构加工中心加工工艺
3. 设计工艺
(4)选择刀具
所需刀具有面铣刀、镗刀、中心钻、麻花钻、铰刀、立 铣刀(锪φ 16mm孔)及丝锥等，其规格根据加工尺寸选择。B面 粗铣铣刀直径应选小一些，以减小切削力矩，但也不能太小， 以免影响加工效率；B面精铣铣刀直径应选大一些，以减少接刀 痕迹，但要考虑到刀库允许装刀直径(XH714型加工中心的允许 装刀直径：无相邻刀具为φ 150mm，有相邻刀具为φ 80mm )也 不能太大。刀柄柄部根据主轴锥孔和拉紧机构选择。XH714型 加工中心主轴锥孔为ISO40，适用刀柄为BT40(日本标准 JISB6339)，故刀柄柄部应选择BT40型式。具体所选刀具及刀 柄见下表。
根据机床上典型零件的加工工艺来选择刀具 一、 刀柄 及 选择 刀柄配置数量
刀柄的柄部形式是否正确 选用模块式刀柄和复合刀柄要综合考虑
二、拉钉及 选择
高速切削用刀柄和高速夹头
三、夹头的 选择及安装
加工中心加工工件装夹及对刀
选择基准的三个基本要求：
所选基准应能保证工件定位准确装卸方便方便可靠 所选基准与各加工部位的的尺寸计算简单 保证加工精度
有较高同轴度要求的孔系，应该单独完成，再加工其他形位。
在一次装夹定位中，能加工的形位全部加工完。
制定加工中心加工工艺
进给路线的 确定
孔加工路线的确定：
确定XY平面内的进给路线：定位要迅速，保证不 发生碰撞的前提下缩短空行程；定位要准确。
确定Z向的进给路线
制定加工中心加工工艺
加工余量 的确定
影响加工余量 大小的因素
典型结构加工中心加工工艺
平面结构加工中心加工工艺
3. 设计工艺
(2)确定加工顺序 按照先面后孔、先粗后精的原则确定。具体加工顺 序为粗、精铣B面——粗、半精、精镗φ 60H7孔——钻各 光孔和螺纹孔的中心孔——钻、扩、锪、铰φ 12H8及 φ 16mm孔——M16mm螺孔钻底孔、倒角和攻螺纹，详见下 表。
典型加工中心加工零件工艺分析
平面结构加工中心加工工艺
2．选择加工中心 由于B面及位于B面上的全部孔，只需单工位加工即可完成， 故选择立式加工中心。加工表面不多，只有粗铣、精铣、粗镗、 半精镗、精镗、钻、扩、锪、铰及攻螺纹等工步，所需刀具不 超过20把。选用国产XH714型立式加工中心即可满足上述要求。 该机床工作台尺寸为400mm×800mm，x轴行程为600mm， y轴行 程为400mm，z轴行程为400mm，主轴端面至工作台台面距离为 125～525mm，定位精度和重复定位精度分别为0.02mm和 0.01mm, 刀库容量为18把,工件一次装夹后可自动完成铣、钻、镗、铰及 攻螺纹等工步的加工。
加工中心用刀具材料及选用
刀具材料各类、性能和特点
高速钢 硬质合金 陶瓷 材料各类 立方氮化硼（CBN） 聚晶金刚石（PCD）
加工中心刀具的选用
一、选择刀具应考虑的因素 二、刀具各类与结构的选择 1、铣削刀具的选择 2、孔加工刀具的选择 三、刀具尺寸的确定 1、刀具长度的确定 2、铣刀直径的选择
加工中心工具系统
变速器堔加工中心加工工艺
异形支架零件加工中心加工工艺
结
束
T形槽 燕尾槽和燕尾块
典型结构加工中心加工工艺
其他二维表面结构加工中心加工工艺
二维轮廓加工
二维型腔加工
孔加工 二维刻字加工
典型结构加工中心加工工艺
空间曲面加工工艺
回转类曲面加工
非回转类曲面加工
曲面型腔加工 空间曲面上刻字加工
加工中心加工综合实例工艺分析
典型零件加工中心加工工艺分析
泵盖零件加工中心加工工艺
典型结构加工中心加工工艺
平面结构加工中心加工工艺
平面结构是机 械加工中常见 的零件，加工 表面有平面和 孔，通常需经 铣平面、钻孔、 扩孔、镗孔、 铰孔及攻螺纹 等工步才能完 成。下面以右 图所示盖板为 例介绍其加工 中心加工工艺。
平面零件简图
典型结构加工中心加工工艺
平面结构加工中心加工工艺 制定工艺步骤： 零件工艺分析 选择加工中心 设计工艺： 选择加工方法 确定加工顺序 确定装夹方案和选择夹具
典型加工中心加工零件工艺分析
数控加工工序卡片
典型结构加工中心加工工艺
平面结构加工中心加工工艺
3. 设计工艺
(3)确定装夹方案和选择夹具 该盖板零件形状简单，四个侧面较光整，加工面 与不加工面之间的位置精度要求不高，故可选用通用 台钳，以盖板底面A和两个侧面定位，用台钳钳口从 侧面夹紧。
典型结构加工中心加工工艺
需要多次装夹时，基准应该前后统一
加工中心夹具的确定
对夹具的基本要求：
夹紧机构不得影响进给，加工部位要敞开
夹具在机床上能实现定向安装
夹具的刚性与稳定性要好
加工中心夹具的确定
不影响进给的装夹示例
加工中心夹具的确定
常用夹具种类
通 用 夹 具
组 合 夹 具
专 用 夹 具
可 调 整 夹 具
多 工 位 夹 具
选择刀具
确定进给路线 选择切削用量
典型结构加工中心加工工艺
平面结构加工中心加工工艺
1．分析零件图样，选择加工内容
该盖板的材料为铸铁，故毛坯为铸件。由零件图可知， 盖板的四个侧面为不加工表面，全部加工表面都集中在A、B 面上。最高精度为IT7级。从工序集中和便于定位两个方面 考虑，选择B面及位于B面上的全部孔在加工中心上加工，将 A面作为主要定位基准，并在前道工序中先加工好。
典型结构加工中心加工工艺
平面结构加工中心加工工艺
(5) 确定进给路线
铣削B面进给路线
典型结构加工中心加工工艺
平面结构加工中心加工工艺
(5) 确定进给路线
镗φ 60H7孔 进给路线
典型结构加工中心加工工艺
平面结构加工中心加工工艺
(5) 确定进给路线
钻中心孔 进给路线
典型结构加工中心加工工艺
盖板零件在加工中心的加工工艺
成 组 夹 具
加工中心夹具的确定
新型数控夹具体
加工中心夹具的确定
孔 系 组 合 夹 具
加工中心夹具的确定
槽 系 组 合 夹 具
加工中心夹具的确定
加工中心夹具的选用原则：
在保证加工精度和生产效率的前提下，优先选用通用夹具
批量加工可考虑采用简单专用夹具
大批量加工可考虑采用多工位夹具和高效的气压、液压等专用夹具
采用成组工艺时应使用成组夹具
来自百度文库
加工中心对刀
对刀
机床上找正加紧后，确定工件坐标（编程坐标） 原点的机床坐标 。 工件在机床上找正夹紧后，用于确定工件坐标系 在机床坐标系中位置的基准点。
对刀点
对刀点可选在工件上或装夹定位元件上，但对刀点与工件坐标 点必须有准确、合理、简单的位置对应关系，方便计算工件坐标点 在机床上的位置（工件坐标点的机床坐标）。对刀点最好能与工件 坐标点重合。
加工中心刀具的类型和特点
一、加工中心用铣削刀具的类型
立 铣刀 圆柱形 铣刀 鼓形 铣刀 键槽 铣刀 模具 铣刀 专用成型 铣刀
二、加工中心用孔加工刀具类型
中心钻 浅孔钻 麻花钻 扩孔钻 镗刀 丝锥
加工中心刀具的类型和特点
三、加工中心刀具的特点
1、刀具有很高的切削效率 2、数控刀具有高的精度和重复定位精度 3、要求刀具有很高的可靠性和耐用度 4、实现刀具尺寸的预调和快速换刀 5、具有一个比较完善的工具系统及刀具管理系统
加工中心对刀
换刀 换刀点
根据工艺需要，要用不同参数的刀具加工工 件，在加工中按需要更换刀具的过程 。 加工中更换刀具的位置。
加工中心有刀库和自动换刀装置，根据程序的需要可以自动 换刀。换刀点应在换刀时工件、夹具、刀具、机床相互之间没有 任何的碰撞和干涉的位置上，加工中心的换刀点往往是固定的。
加工中心对刀
数控加工中心工艺与技巧
编制：张忠明
加工中心加工工艺
教学目的：
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 。
第六单元
学习内容与知识点：
内容
加工中心加工工艺
知识点 学习要求 建议学时
加工中心刀具的类型和特点 加工中心刀具 加工中心刀具材料及选用 加工中心刀具的选用 加工中心工具系统 加工中心加工工件的安装、对刀与 加工中心加工工件装夹 换刀 加工中心加工的对刀 加工中心加工工艺 制定概述 常用工程材料加工工艺特点 加工中心加工工艺 制定 制定加工中心加工工艺要解决的主要问题 复杂表面加工中心铣削刀具轨迹设计 复杂表面自动编程工艺处理 平面结构加工中心加工工艺 槽类结构加工中心加工工艺 典型结构加工中心加工工艺 其他二维表面结构加工中心加工工艺 空间曲面加工工艺 理解 重点掌握 掌握 了解
(5) 确定进给路线
钻、扩、铰φ 12H8孔 进给路线
典型结构加工中心加工工艺
平面结构加工中心加工工艺
(5) 确定进给路线
锪φ 16mm孔进给路线
典型结构加工中心加工工艺
平面结构加工中心加工工艺
(5) 确定进给路线
钻螺纹底孔、攻螺纹 进给路线
典型结构加工中心加工工艺
直角沟槽 V形槽
槽类零件在加工中心的 加工工艺
对刀方法：
机外对刀仪对刀 杠杆百分表对刀 水平方向对刀 采用寻边器对刀 采用碰刀或试切方式对刀 机上对刀 Z向对刀 外刀具预调+机上对刀
加工中心加工工艺制定
零件的工艺 分析 分析零件的技术要求：尺寸精度要求、几何形状精度要求、位置精 度要求、表面粗糙度表面质量要求、热处理及其他技术要求 ； 检查零件图的完整性和正确性； 分析零件结构工艺性：主要分析零件的加工内容采用加工中心加工 时的可行性、经济性、方便性； 确定加工中心的加工内容：确定零件适合加工中心加工的部位、结 构和表面 ；
典型结构加工中心加工工艺
平面结构加工中心加工工艺
3. 设计工艺
(1)选择加工方法 B平面用铣削方法加工,因其表面粗糙度Ra为6.3μ m,故采用 粗铣——精铣方案； φ 60H7 孔为已铸出毛坯孔，为达到 IT7级精度和Ra0.8μ m的表面粗糙度，需经三次镗削，即采 用粗镗——半精镗——精镗方案；对φ 12H8孔，为防止钻偏 和达到IT8级精度，按钻中心孔——钻孔——扩孔——铰孔 方案进行；φ 16mm孔在φ 12mm孔基础上锪至尺寸即可； M16mm螺纹孔采用先钻底孔后攻螺纹的加工方法，即按钻中 心孔——钻底孔——倒角——攻螺纹方案加工。
典型加工中心加工零件工艺分析
数控加工刀具编号
典型结构加工中心加工工艺
平面结构加工中心加工工艺
3. 设计工艺
(5) 确定进给路线 B面的粗、精铣削加工进给路线根据铣刀直径确定， 因所选铣刀直径为φ 100mm，故安排沿z方向两次进给(见 下图)。所有孔加工进给路线均按最短路线确定，因为孔 的位置精度要求不高，机床的定位精度完全能保证，后面 所示各图即为各孔加工工步的进给路线。
表面 粗糙 度
表面 缺陷 层深 度
空间 偏差
表面 几何 形状 误差
装夹 误差
制定加工中心加工工艺
工序尺寸 及公差的 确定
注意定位基准与设计基准不重合时 工序尺寸及公差的确定问题。
制定加工中心加工工艺
切削用量 的选择
选择加工中心切削用量时，应根据加工类型方式 和加工工序（表面加工、孔加工、粗、精加工等）； 坯料种类、硬度；刀具类型、转速、直径大小、刀刃 材质等因素综合确定。参照理论切削用量，根据实际 切削的具体情况，确定合适的切削用量。
加工中心加工定位基准的选择
选择定位基准6原则：
尽量选择设计基准作为定位基准
定位基准与设计基准不能统一时，应严格控制定位误差保证加工精度
工件需两次以上装夹加工时，所选基准在一次装夹定位能完成全部关键精度部位的加工
所选基准要保证完成尽可能多的加工内容
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