模块七：壳体数控加工中心加工工艺设计与实施讲述.ppt

模块七：壳体数控加工中心加工工艺设计与实施 加工中心加工的对象 根据加工中心的工艺特点，它最适于加工形状复杂、加工内容多、精度要求高、需用多种类型的普通机床以及各种刀具和夹具且需经多次装夹和调整才能完成加工的零件。加工中心的加工对象主要有以下五类。 1．箱体类零件 箱体类零件一般是指具有平面和孔系，内部有型腔，在长、宽、高方向上具有一定比例要求的零件。这类零件包括各类机械设备和汽车、飞机、船舶等运输工具中的发动机缸体、变速箱体，机床的床头箱、主轴箱，齿轮泵壳体等。图6-1所示为控制阀壳体，图6-2所示为热电机车主轴箱体，它们都属于箱体类零件。 模块七：壳体数控加工中心加工工艺设计与实施 箱体类零件形状复杂，加工精度要求较高，通常要经过铣、钻、扩、镗、铰、锪、攻丝等工序(或工步)加工，需要的工序和刀具较多。此类零件在普通机床上加工难度大，工装套数多，费用高，加工周期长，需多次装夹、找正，手工测量次数多，换刀次数多，精度难以保证；而在加工中心上加工，一次装夹后，就可完成需多台普通机床才能完成的绝大部分工序内容，零件各项精度高，质量稳定，同时能够减少大量的工装，节省工时、费用，生产周期短。因此，箱体类零件是加工中心的首选加工对象之一。 模块七：壳体数控加工中心加工工艺设计与实施 2.具有复杂曲面的零件 这类零件如凸轮、涡轮、叶轮、导风轮、螺旋桨等，其主要表面是由复杂曲线、曲面组成的，形状复杂，有的精度要求极高。加工这类零件时，需要多坐标联动加工，这在普通机床上是难以甚至无法完成的。而加工中心可以采取三、四坐标联动，甚至五坐标联动将这类零件加工出来，并且质量稳定、精度高、互换性好。因此，这类零件应是加工中心重点选择加工的对象。图6-3所示是轴向压缩机涡轮，它的叶面是一个典型的三维空间曲面，这样的型面可采用四坐标以上联动的加工中心加工。 3．外形不规则的异形件 异形件即外形特异的零件，如图6-4所示的异形支架、图6-5所示的支架等都是外形不规则的零件，这类零件大都需要采用点、线、面多工位混合加工。异形件的总体刚性一 模块七：壳体数控加工中心加工工艺设计与实施 般较差，在装夹过程中易变形，在普通机床上只能采取工序分散的原则加工，需用工装较多，周期较长，而且难以保证加工精度。而加工中心具有多工位点、线、面混合加工的特点，能够完成大部分甚至全部工序内容。实践证明，异形件的形状愈复杂、加工精度要求愈高，使用加工中心便愈能显示其优越性。 4．模具 常见的模具有锻压模具、铸造模具、注塑模具及橡胶模具等。图6-6所示为连杆锻压模具。这类零件的型面大多由三维曲面构成，采用加工中心加工这类成型模具，由于工序高度集中，因而基本上能在一次安装中采用多坐标联动完成动模、静模等关键件的全部精加工，尺寸累积误差及修配工作量小。 模块七：壳体数控加工中心加工工艺设计与实施 5．多孔的盘、套、板类零件 带有键槽、径向孔，或端面分布的、有孔系或曲面的盘、套、板类零件，如带法兰的轴套、具有较多孔的板类零件和各种壳体类零件等，都适合在加工中心上加工。如图6-7所示的十字盘，图6-8所示的板类零件。对于加工部位集中在单一端面上的盘、套、板类零件，宜选择立式加工中心；加工部位不位于同一方向表面上的零件，则应选择卧式加工中心。总之，对于复杂、工序多(需多种普通机床以及各种刀具和夹具)、精度要求较高、需经多次装夹和调整才能完成加工的零件，适合在加工中心上加工。同时，利用加工中心还可实现一些特殊工艺的加工，如在金属表面上刻字、刻分度线、刻图案等。在加工中心的主轴上装设高频专用电源，还可对金属表面进行表面淬火。 模块七：壳体数控加工中心加工工艺设计与实施 加工中心的工艺特点 加工中心是备有刀库并能自动更换刀具，对工件进行多工序加工的数控机床。它突破了一台机床只能进行单工种加工的传统概念，集铣削、钻削、铰削、镗削、攻螺纹和切螺纹等多种功能于一身，实行一次装夹，自动完成多工序的加工。与普通机床加工相比，加工中心具有许多显著的工艺特点。 (1)加工精度高。在加工中心上加工工件，工序可以高度集中，一次装夹即可加工出零件上除定位面外的大部分甚至全部表面，不仅避免了工件因多次装夹而产生的装夹误差，而且还能获得表面间较高的相互位置精度，同时，机床的刚度高、抗振性好。加工中心的控制系统多采用半闭环甚至全闭环的补偿控制方式，有较高的定位精度和重复定位精度，在加工过程中产生的尺寸误差能及时得到补偿，与普通机床相比，能获得较高的尺寸精度。 模块七：壳体数控加工中心加工工艺设计与实施 (2)表面质量好。加工中心主轴的转速和各轴进给量均是无级调速的，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把切削参数调整到最佳值，从而提高了各