加工中心工艺规程制订
(一)加工中心的工艺特点
与普通机床加工相比,加工中心具有许多显著的工艺特点。可减少工件的装夹次数,消除因多次装夹带来的定位误差,提高加工精度。当零件各加工表面的位置精度要求较高时,采用加工中心加工能在一次装夹中将各个表面加工出来,避免了工件多次装夹所带来的定位误差,有利于保证各加工表面的位置精度要求。同时,加工中心多采用半闭环,甚至全闭环的位置补偿功能,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。另外,采用加工中心加工,还可以减少装卸工件的辅助时间,节省大量的专用和通用工艺装备,降低生产成本。对于结构复杂、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。
(二)加工中心的工艺规程制订
加工中心的工艺规程制订也遵循本章前文所述的全部原则,作为工序高度集中的加工设备,加工中心的工艺规程制订还有其特殊性,因此在制订工艺规程时必须考虑加工中心的工艺特点,达到有效地保证产品质量,充分发挥加工中心的优势,提高生产效率。
1.定位基准选择
(1)尽量使定位基准与设计基准重合。但在单件加工时(每加工一件对一次刀)或带有自动测量功能的加工中心,工件坐标系原点和对刀基准的选择应主要考虑便于编程,可不与定位基准重合。
(2)保证在一次装夹中加工完成尽可能多的工艺内容。在一次定位装夹中,尽可能完成所有能够加工的表面,以减少工件的装夹次数,缩短辅助时间。
(3)加工中心可高速强力切削,定位基面要有足够的接触面积和分布面积,以承受大的切削力且定位稳定可靠。
(4)必须多次装夹时应尽可能做到基准统一。
(5)批量生产时的定位基准与对刀基准重合。
2.加工阶段划分
(1)粗加工通常在普通机床上进行,在加工中心上只进行精加工。若零件已经过粗加工,加工中心只完成最后的精加工,则不必划分加工阶段。
(2)解决好传统加工与数控加工的合理衔接,尽量在普通机床上完成大切削量粗加工,以提高数控机床的利用率和刀具寿命。
(3)对零件的加工精度要求不高,而毛坯质量较高、加工余量不大、生产批量又很小的零件,则可在加工中心上利用加工中心的良好冷却系统,把粗、精加工合并进行,完成加工工序的全部内容。在加工过程中,对于刚性较差的零件,可采取相应的工艺措施,如粗加工后安排暂停指令,由操作者将压板等夹紧元件(装置)稍稍放松一些,以恢复零件的弹性变形,然后再用较小的夹紧力将零件夹紧,最后再进行精加工。(https://www.daowen.com)
3.加工顺序安排
(1)加工中心的换刀时间相对于工作台回转时间而言较长,为了减少换刀次数,减少空程时间,若工件无特殊要求,一般应按刀具划分加工顺序,即使用同一把刀具加工完工件上所有需该刀具加工的部位后,再换下一把刀。每个工序应尽量减少空行程移动量,减少刀具交换次数。
考虑到加工中存在着重复定位误差,对于同轴度要求很高的孔系,就不能按刀具划分加工顺序。应该在一次定位后,通过顺序连续换刀,顺序连续加工完该同轴孔系的全部孔后,再加工其他坐标位置孔,以提高孔系同轴度。
(2)对于位置精度要求不高的孔系加工,可按加工路线最短的原则安排孔的加工顺序;但对于位置精度要求较高的孔系加工,为避免反向间隙对孔的位置精度的影响,则要慎重考虑。
(3)对于同轴度要求较高的孔系应考虑机床主轴重复精度问题。当一个设计基准和孔加工的位置精度与机床定位精度、重复定位精度相接近时,采用相同设计基准集中加工的原则,这样可以解决同一工位设计尺寸基准多于一个时的加工精度问题。
4.加工中心的选用
一般来说,规格相近的加工中心,卧式加工中心的价格要比立式加工中心贵50%~100%,因此,从经济性角度考虑,完成同样工艺内容,宜选用立式加工中心;当立式加工中心不能满足加工要求时才选卧式加工中心。
5.加工中心的工艺卡片
加工中心的工艺卡片也包含传统的工艺卡片,根据加工中心的特殊要求,还应包含以下卡片(具体表格参阅《数控加工工艺手册》)。
(1)数控编程任务书:数控编程任务书阐明了工艺人员对数控加工工序的技术要求和工序说明以及数控加工前应保证的加工余量。它是编程人员和工艺人员协调工作和编制数控程序的重要依据之一。
(2)工件安装和原点设定卡片:工件安装和原点设定卡表示出数控加工原点、定位方法和夹紧方法,并应注明加工原点设定位置和坐标方向,使用的夹具名称和编号等。
(3)加工刀具卡片:刀具卡片是组装刀具和调整刀具的依据。它主要包括刀具号、刀具名称、刀柄型号、刀具的直径和长度等。
(4)数控加工进给路线圈:进给路线图主要反映加工过程中刀具的运动轨迹,其作用为一方面是方便编程人员编程;另一方面是帮助操作人员了解刀具的进给轨迹(如:从哪里下刀,在哪里抬刀,哪里是斜下刀等),以便确定夹紧位置和控制夹紧元件的高度。