【文章內(nèi)容簡介】 3）、數(shù)控加工更注重加工的適應(yīng)性； 加工中心的選擇 加工中心的選擇包括以下幾個方面： 1. 類型選擇 考慮加工工藝、設(shè)備的最佳加工對象、范圍和價格等因素，根據(jù)所選零件進(jìn)行選擇。如：加工兩面以上的工件或在四周呈徑向輻射狀排列的孔系、面的加工，如各種箱體，應(yīng)選臥式加工中心；單面加工的工件，如各種板類零件等，宜選立式加工中心；加工復(fù)雜曲面時，如導(dǎo)風(fēng)輪、發(fā)動機(jī)上的整體葉輪等，可選五軸加工 中心；工件的位置精度要求較高，采用臥式加工中心。在一次裝夾中需完成多面加工時，可選擇五面加工中心；當(dāng)工件尺寸較大時，如機(jī)床床身、立柱等，可選龍門式加工中心。根據(jù)以上分析，綜合考慮各方16 面因素 ,本搖臂殼體選擇 MC800H 臥式加工中心。 加工中心最主要的參數(shù)為工作臺尺寸等，根據(jù)確定的零件族的典型零件進(jìn)行選擇。 1）工作臺尺寸 這是加工中心的主參數(shù)，主要取決于典型零件的外廓尺寸、裝夾方式等。應(yīng)選比典型零件稍大一些的工作臺，以便留出安裝夾具所需的空間，還應(yīng)考慮工作臺的承載能力，承載能力不足時應(yīng)考慮 加大工作臺尺寸，以提高承載能力。 經(jīng)分析本殼體加工選用工作 臺面積 ： 800800(mm)。 2）坐標(biāo)軸的行程 最基本的坐標(biāo)軸是 X、 Y、 Z，其行程和工作臺尺寸有相應(yīng)的比例關(guān)系。工作臺的尺寸基本上決定了加工空間的大小。如個別工件的尺寸大于機(jī)床坐標(biāo)行程，則必須要求工件的加工區(qū)處在機(jī)床的行程范圍之內(nèi)。由所選800800mm 工 作 臺 面 以 及 搖 臂 殼 體 的 尺 寸 選 擇 坐 標(biāo) 行程 1250/1000/850(mm)。 3）主軸電動機(jī)功率與轉(zhuǎn)矩 它反映了數(shù)控機(jī)床的切削效率，也從一個側(cè)面反映了機(jī)床的剛性。 同一規(guī)格的不同機(jī)床，電動機(jī)功率可以相差很大。在根據(jù)工件毛坯余量、所要求的 切 削 力 、 加 工 精 度 和 刀 具 等 進(jìn) 行 綜 合 考 慮 后 ， 選 擇 主 軸 電 機(jī) 22kw。 4）主軸轉(zhuǎn)速與進(jìn)給速度 需要高速切削或超低速切削時，應(yīng)關(guān)注主軸的轉(zhuǎn)速范圍。特別是高速切削時，既要有高的主軸轉(zhuǎn)速，還要具備與主軸轉(zhuǎn)速相匹配的進(jìn)給速度。所以選擇 主軸轉(zhuǎn)速 （ rpm）： 標(biāo)準(zhǔn) 5000／特殊 10000； 進(jìn)給速度 （ m/min） 18/10。 精度選擇 機(jī)床的精度等級主要根據(jù)典型零件關(guān)鍵部位精度來確定。 主要是定位精度、重復(fù)定位精度、銑圓精度。數(shù)控精度通常用定位精度和重復(fù)定位精度來衡量，特別是重復(fù)定位精度，它反映了坐標(biāo)軸的定位穩(wěn)定性，是衡量該軸是否穩(wěn)定可靠工作的基本指標(biāo)。 銑圓精度是綜合評價數(shù)控機(jī)床有關(guān)數(shù)控軸的伺服跟隨運動特性和數(shù)控系統(tǒng)插補功能的主要指標(biāo)之一。一些大孔和大圓弧可以采用圓弧插補用立銑17 刀銑削，不論典型工件是否有此需要，為了將來可能的需要及更好地控制精度，必須重視這一指標(biāo)。 數(shù)控精度對加工質(zhì)量有舉足輕重的影響，同時要注意加工精度與機(jī)床精度是兩個不同的概念。將生產(chǎn)廠樣本上或產(chǎn)品合格證上的位置精度當(dāng) 作機(jī)床的加工精度是錯誤的。樣本或合格證上標(biāo)明的位置精度是機(jī)床本身的精度，而加工精度是包括機(jī)床本身所允許誤差在內(nèi)的整個工藝系統(tǒng)各種因素所產(chǎn)生的誤差總和。整個工藝系統(tǒng)的誤差，原因是很復(fù)雜的，很難用線性關(guān)系定量表達(dá)。在選型時，可參考工序能力 kp 的評定方法作為精度的選型依據(jù)。一般說來，計算結(jié)果應(yīng)大于 。具體到本機(jī)床選擇機(jī)床 定位精度 177。（ mm）， 重復(fù)定位精度 177。（ mm）。 剛度直接影響到生產(chǎn)率和加工精度。加工中心的加工速度大大高于普通機(jī)床，電動機(jī)功率也高于同規(guī)格的普通機(jī)床， 因此其結(jié)構(gòu)設(shè)計的剛度也遠(yuǎn)高于普通機(jī)床。剛性是機(jī)床質(zhì)量的一個重要特征，但對選型而言，由用戶對所選機(jī)床進(jìn)行剛性評價尚無可借鑒的標(biāo)準(zhǔn)。實際上用戶在選型時，綜合自己的使用要求，對機(jī)床主參數(shù)和精度的選擇都包含了對機(jī)床剛性要求的含義。訂貨時可按工藝要求、允許的扭矩、功率、軸力和進(jìn)給力最大值，根據(jù)制造商提供的數(shù)值進(jìn)行驗算。用于難切削材料加工的機(jī)床，應(yīng)對剛性予以特殊關(guān)注。這時為了獲得機(jī)床的高剛性，往往不局限于零件尺寸，而選用相對零件尺寸大 1 至 2 個規(guī)格的機(jī)床。 數(shù)控功能分為基本功能與選擇功能，可以從控制 方式、驅(qū)動形式、反饋形式、檢測與測量、用戶功能、操作方式、接口形式和診斷等方面去衡量?；竟δ苁潜厝惶峁┑?，而選擇功能只有當(dāng)用戶選擇了這些功能后，廠家才會提供，需另行加價，且定價一般較高。對數(shù)控系統(tǒng)的功能一定要根據(jù)機(jī)床的性能需要來選擇，訂購時既要把需要的功能訂全，不能遺漏，同時避免使用率不高造成浪費，還需注意各功能之間的關(guān)聯(lián)性。在可供選擇的數(shù)控系統(tǒng)中，性能高低差別很大，價格也可相差數(shù)倍。應(yīng)根據(jù)需要選擇，不能片面追求高指標(biāo)，以免造成浪費。多臺機(jī)床選型時，盡可能選用同一廠家的數(shù)控系統(tǒng)，這樣操作、編程、維修都比較 方便。同時要注意，再好的系統(tǒng)，必須要有機(jī)床可靠的零件質(zhì)量和裝配質(zhì)量支持，才能發(fā)揮效能。 臥式加工中心有回轉(zhuǎn)工作臺?；剞D(zhuǎn)工作臺有兩種，用于分度的回轉(zhuǎn)工作18 臺和數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺。用于分度的回轉(zhuǎn)工作臺的分度定位間距有一定的限制，而且工作臺只起分度與定位作用，在回轉(zhuǎn)過程中不能參與切削。分度角有： 176。 times。7 5176。 times。7 3176。 times。120 和 1176。 times。360 等，須根據(jù)具體工件的加工要求選擇。數(shù)控轉(zhuǎn)臺能夠?qū)崿F(xiàn)任意分度，作為 B 軸與其它軸聯(lián)動控制。但必須根據(jù)實際需要確定， 以經(jīng)濟(jì)、實用為目的。 (ATC)和刀庫容量選擇 ATC 的工作質(zhì)量和刀庫容量直接影響機(jī)床的使用性能、質(zhì)量及價格。 刀庫容量以滿足一個復(fù)雜加工零件對刀具的需要為原則。應(yīng)根據(jù)典型工件的工藝分析算出加工零件所需的全部刀具數(shù)，由此來選擇刀庫容量。當(dāng)要求的數(shù)量太大時，可適當(dāng)分解工序，將一個工件分解為兩個、三個工序加工，以減小刀庫容量。同時要關(guān)注最大刀具尺寸、最大刀具重量。 ATC 的選擇主要考慮換刀時間與可靠性。換刀時間短可提高生產(chǎn)率，但換刀時間短，一般換刀裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜、故障率高、 成本高，過分強調(diào)換刀時間會使價格大幅度提高并使故障率上升。據(jù)統(tǒng)計加工中心的故障中約有50%與 ATC 有關(guān)，因此在滿足使用要求的前提下，盡量選用可靠性高的 ATC，以降低故障率和整機(jī)成本。本機(jī)床所選的 刀庫容量 為 40， 刀具選擇方式 為固定 。 冷卻裝置形式較多，部分帶有全防護(hù)罩的加工中心配有大流量的淋浴式冷卻裝置，有的配有刀具內(nèi)冷裝置 (通過主軸的刀具內(nèi)冷方式或外接刀具內(nèi)冷方式 )，部分加工中心上述多種冷卻方式均配置。精度較高、特殊材料或加工余量較大的零件，在加工過程中，必須充分冷卻。否則，加工引起的熱變形，將影響精度和生產(chǎn)效率。一般應(yīng)根據(jù)工件、刀具及切削參數(shù)等實際情況進(jìn)行選擇。 本次設(shè)計所加工的零件是采煤機(jī)左截割部殼體，加工工位較多，需工作臺多次旋轉(zhuǎn)才能完成加工零件，初步選擇為臥式鏜銑類加工中心。 根據(jù)以上各項要求，綜合各方面因素，本次加工選用 型號為： MC800H的 臥式加工中心。操作系統(tǒng)為 FANUC。 MC800H 基本參數(shù)： 工作 臺面積 mm 800800 工作臺承重 kg 1600 行程 mm 1250/1000/850 主軸轉(zhuǎn)速 rpm 標(biāo)準(zhǔn) 5000／特殊 10000 19 主軸直徑 mm 216。110 主軸孔錐度 進(jìn)給速度 m/min 18/10 主軸電機(jī) kw 22 刀庫容量 40 刀具選擇方式 固定 刀柄型式 BT50 刀具直徑 mm 滿鏈 216。135 滿鏈 216。230 刀具長度 mm 550 刀具重量 kg 25 定位精度 mm 177。 重復(fù)定位精度 mm 177。 機(jī)床尺寸 mm 416565103530 機(jī)器重量 T 23 數(shù)控加工工藝分析與設(shè)計 零件加工的可行性分析 數(shù)控加工的零件，首先要考慮是否經(jīng)濟(jì)合理，即進(jìn)行數(shù)控加工時的可行性分析。一般主要考慮以下幾個方面： 1）首先要分析零件的結(jié)構(gòu)、加工內(nèi)容等是否適合數(shù)控加工。 2）檢查零件 圖的完整性與正確性。 3）檢查零件上有無統(tǒng)一的基準(zhǔn)。 4）分析零件的精度和技術(shù)要求。 5）審查零件的結(jié)構(gòu)工藝性并分析零件的設(shè)計功能。 零件的工藝性分析 零件的工藝性涉及的問題很多，這里主要從編程的角度進(jìn)行分析，主要考慮編程的可能性與方便性。 一般來說，編程的方便與否，常常是衡量零件數(shù)控加工工藝好壞的一個指標(biāo)。通常從以下兩個方面考慮。 20 ，符合編程的可能性與方便性原則。 。 走刀路線的選擇 走刀路線 又稱加工路線，是指數(shù)控機(jī)床、加工中心在加工過程中刀具相對于工件的運動軌跡。走刀路線的確定非常重要，它與工件的加工精度和粗糙度直接相關(guān)。走刀路線一確定，零件加工程序中各程序段的先后順序也就確定了。 點位控制及孔系加工走刀路線 對于點位控制機(jī)床，只要求定位精度高，定位過程快，刀具相對于零件的運動路線無關(guān)緊要。為了充分發(fā)揮加工中心的工作效率，走刀路線應(yīng)力求最短。對于位置精度要求較高的孔系零件，精鏜孔系時，特別要注意鏜孔路線應(yīng)與各孔的定位方向要一致。 銑削平面的走刀路線 對于凹形槽封閉輪廓類零件，為了保證銑 削凹形側(cè)面時能達(dá)到圖樣要求的表面粗糙度，應(yīng)一次走刀連續(xù)加工而成。 銑削外輪廓表面時銑刀的切入和切出點應(yīng)沿零件輪廓曲線的延長線切向切入和切出零件表面，而不應(yīng)沿法向直接切入零件，以免加工表面留下刀痕。 對刀點與換刀點的確定 對刀點是數(shù)控加工時刀具相對于零件運動的起始點，又是程序運行的起點，所以對刀點又稱為“程序起點”和“起刀點”。 對刀點的選擇原則是： 1）、便于數(shù)據(jù)處理和簡化程序編制； 2）、在機(jī)床上易于找正； 3）、在加工中便于檢查； 4）、對加工誤差影響小。 對刀點可以選擇在工件上，也可以選在工 件外，比如選在機(jī)床或夾具上，但必須與零件的定位基準(zhǔn)有一定的尺寸關(guān)系，這樣才能確定機(jī)床坐標(biāo)系與工件坐標(biāo)系的關(guān)系。 為了提高加工精度，對刀點應(yīng)盡量選在零件的設(shè)計基準(zhǔn)或工藝基準(zhǔn)上，21 如以孔定位的工件，可以選擇孔的中心作為對刀點。 加工過程中需要換刀時，應(yīng)規(guī)定換刀點。所謂換刀點是指刀架轉(zhuǎn)位換刀時的位置。該點可以是某一固定點也可以是任意的一點，如加工中心的換刀點是固定的，而數(shù)控車床的換刀點則是任意的。 換刀點應(yīng)設(shè)在工件和夾具的外部，以刀架轉(zhuǎn)位時不碰到工件，夾具和機(jī)床為準(zhǔn)。其設(shè)定值用實際測量或計算的方法確定。 加工余量的確定 確定加工余量的基本原則是保證加工質(zhì)量的前提下，盡量減少加工余量。最小加工余量數(shù)值，應(yīng)保證能將具有各種缺陷和誤差的金屬層切去，從而提高加工表面的精度和表面質(zhì)量。 確定工序間的加工余量時，應(yīng)考慮下列條件選擇大小： 1）、對最后的工序，加工余量應(yīng)能保證得到圖紙上所規(guī)定的表面粗糙度和精度要求； 2）、考慮加工方法、設(shè)備的剛性以及零件可能發(fā)生的變形； 3）、考慮零件熱處理時引起的變形； 4）、考慮被加工零件的大小。 切削用量的選擇 所謂合理的選擇切削用量，就是在已經(jīng)選擇刀具材料和刀具幾何角度 的基礎(chǔ)上，確定切削深度 pa ,進(jìn)給量 f 和切削速度 CV 。 選擇切削用量的原則有以下幾點： 1）在保證加工質(zhì)量，降低成本和提高勞動生產(chǎn)率的前提下，使 pa , f , CV 的乘積最大，當(dāng) pa ,f , CV 的乘積最大時，工序的切削工時最少。（切削工 時 mt 的計算公式）如下： mt =fnl ?paA =pC faVdlA1000? 式中： l— 每次進(jìn)給的行程長度（ mm） 22 A— 每次加工總余量（ mm） d— 工件直徑（ mm） 2）提高切削用量要受到工藝裝備（機(jī)床，刀具）與技術(shù)要求（加工精度，表面質(zhì)量）的 限制。所以粗加工時，一般是先按刀具耐用度的限制來確定切削用量，之后再考慮整個工藝系統(tǒng)的剛性是否允許，加以調(diào)整。精加工時主要依靠零件表面粗糙度和加工精度確定切削用量。 加工中心的工藝及工藝裝備 加工中心是一種工藝范圍較 廣 的數(shù)控加工機(jī)床，能進(jìn)行銑削、鏜削、鉆削和螺紋加工等多項工作。加工中心特別適合于箱體類零件和孔系的加工。 工藝性分析 一般主要考慮以下幾個方面： 1）選擇加工內(nèi)容 加工中心最適合加工形狀復(fù)雜、工序較多、要求較高的零件， 這類零 件常 需使用多種類型的通用機(jī)床、刀具和夾具，經(jīng) 多次裝夾和調(diào)整才能完成加工。 2）檢查零件圖樣 零件圖樣應(yīng)表達(dá)正確，標(biāo)注齊全。同時要特別注意，圖樣上應(yīng)盡量采用統(tǒng)一的設(shè)計基準(zhǔn)，從而簡化