【正文】 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。 ATC 的選擇主要考慮換刀時(shí)間與可靠性。當(dāng)要求 的數(shù)量太大時(shí)，可適當(dāng)分解工序，將一個(gè)工件分解為兩個(gè)、三個(gè)工序加工，以減小刀庫(kù)容量。 刀庫(kù)容量以滿足一個(gè)復(fù)雜加工零件對(duì)刀具的需要為原則。但必須根據(jù)實(shí)際需要確定，以經(jīng)濟(jì)、實(shí)用為目的。數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)能夠?qū)崿F(xiàn)任意分度，作為 B 軸與其它軸聯(lián)動(dòng)控制。 times。 times。 times。 times。用于分度的回轉(zhuǎn)工作臺(tái)的分度定位間距有一定的限制，而且工作臺(tái)只起分度與定位作用，在回轉(zhuǎn)過(guò)程中不能參與切削 。 （ 7）工作臺(tái)功能選擇 臥式加工中心有回轉(zhuǎn)工作臺(tái)。一般情況下，同廠家、 同規(guī)格、同等精度的機(jī)床，增加一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)軸，價(jià)格約增加 35%左右。 （ 6）坐標(biāo)軸數(shù)和聯(lián)動(dòng)軸數(shù) 坐標(biāo)軸數(shù)和聯(lián)動(dòng)軸數(shù)均應(yīng)滿足典型工件加工要求。多臺(tái)機(jī)床選型時(shí)，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。在可供選擇的數(shù)控系統(tǒng)中，性能高低差別很大，價(jià)格也可相差數(shù)倍?；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(huì)提供，需另行加價(jià)，且定價(jià)一般較高。這時(shí)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(duì)零件尺寸大 1 至 2 個(gè)規(guī)格的機(jī)床。訂 貨時(shí)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(yàn)算。剛性是機(jī)床質(zhì)量的一個(gè)重要特征，但對(duì)選型而言，由用戶對(duì)所選機(jī)床進(jìn)行剛性評(píng)價(jià)尚無(wú)可借鑒的標(biāo)準(zhǔn)。 （ 4）機(jī)床的剛度 剛度直接影響到生產(chǎn)率和加工精度。在選型時(shí)，可參考工序能力 kp 的評(píng)定方法作為精度的選型依據(jù)。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(gè)工藝系統(tǒng)各種因素所產(chǎn)生的 誤差總和。 數(shù)控精度對(duì)加工質(zhì)量有舉足輕重的影響，同時(shí)要注意加工精度與機(jī)床精度是兩個(gè)不同的概念。 銑圓精度是綜合評(píng)價(jià)數(shù)控機(jī)床有關(guān)數(shù)控軸的伺服跟隨運(yùn)動(dòng)特性和數(shù)控系統(tǒng)插補(bǔ)功能的主要指標(biāo)之一。 )常是不明確的，訂貨時(shí)要特別注意，一定要弄清是 ISO 標(biāo)準(zhǔn)、VDI/DGQ344182(德國(guó)標(biāo)準(zhǔn) )、 JIS(日本標(biāo)準(zhǔn) )還是 NMTBA(美國(guó)標(biāo)準(zhǔn) )?？?、樣本、合格證所列出的單位長(zhǎng)度上允許的177。數(shù)控精度通常用 定位精度和重復(fù)定位精度來(lái)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)。 南京市職工大學(xué) （ 3）精度選擇 機(jī)床的精度等級(jí)主要根據(jù)典型零件關(guān)鍵部位精度來(lái)確定。 主軸轉(zhuǎn)速與進(jìn)給速度 需要高速切削或超低速切削時(shí)，應(yīng)關(guān)注主軸的轉(zhuǎn)速范圍。同一規(guī)格的不同機(jī)床，電動(dòng)機(jī)功率可以相差很大。如個(gè)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)。 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(tái)尺寸有相應(yīng)的比例關(guān)系。 工作臺(tái)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。當(dāng)然上述各點(diǎn)不是絕對(duì)的，特別是數(shù)控機(jī)床正朝著復(fù)合化方向發(fā)展，最終還 是要在工藝要求和資金平衡的條件下做出決定。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(shí)，如導(dǎo)風(fēng)輪、發(fā)動(dòng)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。同時(shí)，加工中心的加工工時(shí)費(fèi)用高，在考慮工序負(fù)荷時(shí)，不僅要考慮機(jī)床加工的可能性，還要考慮加工的經(jīng)濟(jì)性。 （ 2）制定工藝方案 對(duì)確定的零件族的典型零件 (主樣件 )進(jìn)行工藝分析，制定工藝方案。采用成組技術(shù)，可以有效地增加相似零件的加工批量，以接近大批量生產(chǎn)的效率和效益，實(shí)現(xiàn)中、小批量的生產(chǎn)。加工中心適宜于多品種、小批量生產(chǎn)。在充分認(rèn)識(shí)的基礎(chǔ)上，可按下述程序展開。正確選型是用好加工中心、使加工中心發(fā)揮效益的關(guān)鍵。機(jī)床選型不僅是以機(jī)床技術(shù)、加工技術(shù)為基礎(chǔ)的實(shí) 際綜合應(yīng)用技術(shù)，而且是一種受自身經(jīng)濟(jì)實(shí)力約束的應(yīng)用技術(shù)。由于加工中心一次性投資大、技術(shù)復(fù)雜，給用戶選型訂貨造成許多不便；同時(shí)價(jià)格、功能和精度是一個(gè)對(duì)立的統(tǒng)一體。 鉆削刀具的對(duì)刀操作過(guò)程如下： ； 2，并緊固； 8，觀察刀刃在顯示屏幕 1上的投影； 4和微調(diào)旋鈕 5或 6，可調(diào)整刀刃在顯示屏幕 1上的投影位置，使刀具的刀尖對(duì)準(zhǔn)顯示屏幕 1上的十字線中心 。通過(guò)快速移動(dòng)單鍵按鈕 4和微調(diào)旋鈕 5或 6，可調(diào)整刀 柄夾持軸 2在對(duì)刀儀平臺(tái) 7上的位置。加工中心通常采用機(jī)外對(duì)刀儀實(shí)現(xiàn)對(duì)刀。 加工中心的對(duì)刀方法 “ 加工坐標(biāo)系設(shè)定 ” 的內(nèi)容中，通過(guò)對(duì)刀方式設(shè)置加工坐標(biāo)系的方法，這一方法也適用于加工中心。換刀過(guò)程用一個(gè)子程序描述，習(xí)慣上取程序號(hào)為： T1M6： EOB， INSERT 加工中心的編程方法與數(shù)控銑床的編程方法基本相同，加工坐標(biāo)系的設(shè)置方法也一樣。多數(shù)加工中心都規(guī)定了固定的換刀點(diǎn)位置，各運(yùn)動(dòng)部件只有移動(dòng)到這個(gè)位置，才能開始換刀動(dòng)作。換刀完畢啟動(dòng)主軸后，方可進(jìn)行下面程序段的加工內(nèi)容。 加工中心編程的 特 點(diǎn) 由于加工中心的加工特點(diǎn)，在編寫加工程序前，首先要注意換刀程序的應(yīng)用。 刀具的選擇 加工中心對(duì)刀具的基本要求是： 圖 編程原點(diǎn)與定位基準(zhǔn) 南京市職工大學(xué) 1）良好的切削性能：能承受高速切削和強(qiáng)力切削并且性能穩(wěn)定 ； 2）較高的精度：刀具的精度指刀具的形 狀精度和刀具與裝卡裝置的位置精度 ； 3）配備完善的工具系統(tǒng)：滿足多刀連續(xù)加工的要求 。因此，定位基準(zhǔn)要準(zhǔn)確可靠。當(dāng)零件定位基準(zhǔn)為 A、 B兩面時(shí)，定位基準(zhǔn)與編程原點(diǎn)不重合，但同樣能保證加工精度。編程原點(diǎn)的選擇主要考慮便于編程和測(cè)量。 2）當(dāng)零件的定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)難以重合時(shí) ,應(yīng)認(rèn)真分析裝配圖樣，明確該零件設(shè)計(jì)基準(zhǔn)的設(shè)計(jì)功能，通過(guò)尺寸鏈的計(jì)算，嚴(yán)格規(guī)定定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)間的尺寸位置精度要求，確保加工精度。同時(shí) ,還應(yīng)特別注意以下幾點(diǎn)： 1）進(jìn)行多工位加工時(shí)，定位 基準(zhǔn)的選擇應(yīng)考慮能完成盡可能多的加工內(nèi)容，即便于各個(gè)表面都能被加工的定位方式。但是，對(duì)于精度要求很高的孔系，若零件是通過(guò)工作臺(tái)回轉(zhuǎn)確定相應(yīng)的加工部位時(shí)，因存在重復(fù)定位誤差，不能采取這種方法。對(duì)位置精度要南京市職工大學(xué) 求較高的孔系加工 ，要特別注意安排孔的加工順序，安排不當(dāng)，就有可能將傳動(dòng)副的反向間隙帶入，直接影響位置精度。 工藝過(guò)程設(shè)計(jì) 工藝設(shè)計(jì)時(shí)，主要考慮精度和效率兩個(gè)方面，一般遵循先面后孔、先基準(zhǔn)后其它、先粗后精的原則。 （ 3）分析零件的技術(shù)要求 根據(jù)零件在產(chǎn)品中的功能，分析各項(xiàng)幾何精度和技術(shù)要求是否合理；考慮在加工中心 上加工，能否保證其精度和技術(shù)要求；選擇哪一種加工中心最為合理。 （ 2）檢查零件圖樣 零件圖樣應(yīng)表達(dá)正確，標(biāo)注齊全。加工中心特別適合于箱體類零件和孔系的加工。以下所述內(nèi)容，均以配置 FANUC0i數(shù)控系統(tǒng)的 美國(guó)哈廷公司 VMC1250P3， 加工中心為例展開討論。我們將研究影響加工中心應(yīng)用效果的編程 特 點(diǎn)、工藝及工裝、機(jī)床功能等因素。 南京市職工大學(xué) 哈廷 VMC1250P3（ 加工中心的程序編制 與對(duì)刀） 加工中心 (Machining Center)簡(jiǎn)稱 MC，是由機(jī)械設(shè)備與數(shù)控系統(tǒng)組成的適用于加工復(fù)雜零件的高效率自動(dòng)化機(jī)床。它將許多實(shí) 例 和有關(guān)專業(yè)范圍內(nèi)的經(jīng)驗(yàn)、準(zhǔn)則結(jié)合在一起 , 給設(shè)計(jì)者更全面，更可靠的指導(dǎo)。 智能化 人工智能在 CAD中的應(yīng)用主要集中在知識(shí)工程的引入，發(fā)展專家 CAD系統(tǒng)。 網(wǎng)絡(luò)化 21世紀(jì)網(wǎng)絡(luò)將全球化，制造業(yè)也將全球化，從獲取需求信息，到產(chǎn)品分析設(shè)計(jì)、選購(gòu)原輔材料和零部件、進(jìn)行加工制造，直至營(yíng)銷，整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程也將全球化。國(guó)內(nèi)外大量的經(jīng)驗(yàn)表明， CAD系統(tǒng)的效益往往不是從其本身，而是通過(guò) CAM和南京市職工大學(xué) PPC系統(tǒng)體現(xiàn)出來(lái)；反過(guò)來(lái)， CAM系統(tǒng)如果沒(méi)有 CAD系統(tǒng)的支持，花巨資引進(jìn)的設(shè)備往往很難得到有效地利用； PPC系統(tǒng)如果沒(méi)有 CAD和 CAM的支持，既得不到完整、及時(shí)和準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)作為計(jì)劃的依據(jù)，訂出的計(jì)劃也較難貫徹執(zhí)行，所謂的生產(chǎn)計(jì)劃和控制將得不到實(shí)際效益。 CAD/CAM 技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì) 集成化 集成化是 CAD/CAM 技術(shù)發(fā)展的一個(gè)最為顯著的趨勢(shì)。這類軟件是面向機(jī)械制造業(yè)自主開發(fā)的中文界面、三維復(fù)雜形面 CAD/CAM軟件，具備機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)、工藝規(guī)劃設(shè)計(jì)和數(shù)控加工程序自動(dòng)生成等功能。主要應(yīng)用在中小企業(yè)的模具行業(yè)。這類軟件主要通過(guò)中性文件從其它 CAD系統(tǒng)獲取產(chǎn)品幾何模型。這類軟件實(shí)用性強(qiáng)，提供了比較靈活的用戶界面，優(yōu)良的三維造型、工程繪圖，全面的數(shù)控加工，各種通用、專用數(shù)據(jù)接口以及集成化的產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理。是航空、汽車、造船行業(yè)的首選 CAD/CAM軟件。 高檔 CAD/CAM 軟件 高檔 CAM軟件的代表有 Unigraphics、 IDEAS /Pro/Engineer、 CATIA等。 CAD/CAM 軟件分類 南京市職工大學(xué) CAD/CAM技術(shù)經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展，先后走過(guò)大型機(jī)、小型機(jī)、工作站、微機(jī)時(shí)代，每個(gè)時(shí)代都有當(dāng)時(shí)流行的 CAD/CAM軟件。飛機(jī)出廠后直接交付客戶使用，故障返修率幾乎為零。 CAD/CAM技術(shù)已經(jīng)是一個(gè)相當(dāng)成熟的技術(shù)。數(shù)控自動(dòng)編程系統(tǒng)利用設(shè)計(jì)的結(jié)果和產(chǎn)生的模型，形成數(shù)控加工機(jī)床所需的信息。另一方面，數(shù)控技術(shù)只有依靠設(shè)計(jì)系統(tǒng)產(chǎn)生的模型才能發(fā)揮其效率。隨著對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量要求的不斷提高，要高效地制造高精度的產(chǎn)品， CAM技術(shù)不可或缺。 CAM與 CAD密不可分，甚至比 CAD應(yīng)用得更為廣泛。 CAD的概念不僅僅是體現(xiàn)在輔助制圖（圖形實(shí)現(xiàn)）方面 ,它更主要地起到了設(shè)計(jì)助手的作用，幫助廣大工程 技術(shù)人員從繁雜的查手冊(cè)、計(jì)算中解脫出來(lái)。 CAD技術(shù)的首要任務(wù)是為產(chǎn)品設(shè)計(jì)和生產(chǎn)對(duì)象提供方便、高效的數(shù)字化表示和表現(xiàn)（ Digital Representation and Presentation）的工具。人工設(shè)計(jì)、單件生產(chǎn)這種傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)與制造方式已無(wú)法適應(yīng)工業(yè)發(fā)展的要求。 南京市職工大學(xué) CAD/CAM 軟件應(yīng)用 CAD/CAM（計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì) 及 制造）與 PDM（產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理）構(gòu)成了一個(gè)現(xiàn)代制造型企業(yè)計(jì)算機(jī)應(yīng)用的主干。 毛坯鑄造時(shí)，應(yīng)防止砂眼和氣孔的產(chǎn)生。 毛坯的加工余量與生產(chǎn)批量、毛坯尺寸、結(jié)構(gòu)、 精度和鑄造方法等因素有關(guān)。此外，精度要求較高的坐標(biāo)鏜床主軸箱則選用耐磨鑄鐵?；诣T鐵不僅成本低，而且具有較好的耐磨性、可鑄性、可切削性和阻尼特性。主要平面間及主要平面對(duì)支承孔之間垂直度公差為 ～ 。同一軸線上孔的同軸度公差一般為 ～ 。 同一軸線的孔應(yīng)有一定的同軸度要求，各支承孔之間也應(yīng)有一定的孔距尺寸精度及平行度要求，否則，不僅裝配有困難，而且使軸的運(yùn)轉(zhuǎn)情況惡化，溫度升高，軸承磨損加劇，齒輪嚙合精度下降，引起振動(dòng)和噪聲，影響齒輪壽命。一般機(jī)床主軸箱的主軸支承孔的尺寸精度為 IT6，圓度、圓柱度公差不超過(guò)孔徑公南京市職工大學(xué) 差的一半，表 面粗糙度值為 ～ 。 一般箱體主要平面的平面度在 ～ ，表面粗糙度 ~，各主要平面對(duì)裝配基準(zhǔn)面垂直度為 。 二、箱體類零件的主要技術(shù)要求 、材料和毛坯 南京市職工大學(xué) （一）箱體零件的主要技術(shù)要求 箱體類零件中以機(jī)床主軸箱的精度要求最高。 箱體的結(jié)構(gòu)形式雖然多種多樣，但仍有共同的主要特點(diǎn)：形狀復(fù)雜、壁薄且不均勻，內(nèi)部呈腔形，加工部位多，加工難度大，既有精度要求較高的孔系和平面，也有許多精度要求較低的緊固孔。根據(jù)箱體零件的結(jié)構(gòu)形式不同，可分為整體式箱體，如圖 8－ 1a、 b、 d 所示和分離式箱體，如圖 8－ 1c 所示兩大類。因此，箱體的加工質(zhì)量將直接影響機(jī)器或部件的精度、性能和壽命。為了提高生產(chǎn)效率和平面間的相互位置精度，還可采用專用磨床進(jìn)行組合磨削。當(dāng)生產(chǎn)批量較大時(shí)，還可以采用各種專用的組合銑床對(duì)箱體各平面進(jìn)行多刀、多面的同時(shí)銑削；對(duì)于尺寸較大的箱體；也可以在龍門銑床上進(jìn)行組合銑削，以便有效地提高箱體平面加工的生產(chǎn)效率。箱體平面的粗加工 和半精加工，主要采用刨削和銑削，也可采用車削。至于要求不高的平面，則 可將粗精兩次走刀安排在一個(gè)工序內(nèi)完成，以縮短工藝過(guò)程，提高工效 。 ② “粗精分開，先粗后精 ”的原則。但對(duì)于保證箱體部 件裝配關(guān)系的螺釘孔、銷孔以及與軸承孔相交的潤(rùn)滑油孔，則必須在軸孔精加工后鉆鉸。而且，平面加工出來(lái)以后，由于切除了毛坯表面的凸凹不平和表面夾砂等缺陷，使平面上的支承孔的加工更方便，鉆孔時(shí)可減少鉆頭的偏斜，擴(kuò)孔和鉸孔時(shí)可防止刀具崩刃。先加工平面，后加工孔，是箱體零件加工的一般規(guī)律。人工時(shí)效處理的工藝規(guī)范為加熱到 530~560℃ ， 保溫 6~8h，冷卻速度 ≤300℃ /h，出爐溫度 ≤200℃ 。而粗加工之后，精加工之前應(yīng)有一段存放時(shí)間，以消除加工內(nèi)應(yīng)力。生產(chǎn)批量較大時(shí)采用專用夾具，生產(chǎn)率高， (1) 箱體的時(shí)效處理 為了消除鑄造內(nèi)應(yīng)力，防止加工后的變形，使加工精度保持長(zhǎng)期穩(wěn)定，要進(jìn)行時(shí)效處理。若鑄造時(shí)各軸孔和內(nèi) 腔泥芯是整體的，且毛坯精度較高，則以上各項(xiàng)要求一般均可滿足。 加工精基準(zhǔn)時(shí)定位用的粗基準(zhǔn)，應(yīng)能保證重要加工表面（主軸