顧娟

摘要：加工中心（英文縮寫為CNC全稱為Computerized Numerical Control）：是帶有刀庫(kù)和自動(dòng)換刀裝置的一種高度自動(dòng)化的多功能數(shù)控機(jī)床。加工中心加工工藝與普通機(jī)床的加工藝雖有諸多相同之處，但也有許多不同之處。為此，分析了加工中心的加工工藝。

關(guān)鍵詞：加工中心；加工中心加工工藝內(nèi)容；加工中心加工工藝分析

加工中心是帶有刀庫(kù)和自動(dòng)換刀裝置的一種高度自動(dòng)化的多功能數(shù)控機(jī)床。工件在加工中心上經(jīng)一次裝夾后，數(shù)字控制系統(tǒng)能控制機(jī)床按不同工序，自動(dòng)選擇和更換刀具，自動(dòng)改變機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速、進(jìn)給量和刀具相對(duì)工件的運(yùn)動(dòng)軌跡及其他輔助機(jī)能，依次完成工件幾個(gè)面上多工序的加工。并且有多種換刀或選刀功能，從而使生產(chǎn)效率大大提高。由于加工中心設(shè)備的特性，就要求工件在加工過(guò)程中的工藝性是有別于傳統(tǒng)機(jī)械加工的。

1加工中心加工工藝的內(nèi)容

加工中心的加工工藝是采用加工中心加工零件時(shí)所運(yùn)用的方法和技術(shù)手段的總和。其主要內(nèi)容包含了以下幾個(gè)方面：

1.選擇并確定零件的加工坐標(biāo)、內(nèi)容；

2.根據(jù)零件的特點(diǎn)選擇零件加工基準(zhǔn)面；

3.對(duì)零件圖紙進(jìn)行加工中心加工的工藝分析；

4.工具、夾具的選擇和調(diào)整設(shè)計(jì)；

5.工序、工步的設(shè)計(jì)；

6.加工軌跡的計(jì)算和優(yōu)化；

7.加工中心加工程序的編寫、校驗(yàn)與修改；

8.首個(gè)工件的試加工與現(xiàn)場(chǎng)問題的處理。

總之，加工中心的工藝內(nèi)容較多，有些與普通機(jī)床加工相似。

2加工中心加工工藝分析

工藝分析是加工中心加工的前期工藝準(zhǔn)備工作。工藝制定得是否合理，對(duì)程序的編制、機(jī)床的加工效率以及零件的加工精度都有著重要影響。為了編寫出一個(gè)合理實(shí)用的加工程序，要求編程者不僅要能掌握編程語(yǔ)言和編程格式，還要了解加工中心的工作原理、性能特點(diǎn)以及結(jié)構(gòu)，同時(shí)，還應(yīng)熟練掌握工件的加工工藝，確定合理的切削用量、正確地選用刀具和工件裝夾方法。因此，我們應(yīng)遵循一般的工藝原則并結(jié)合加工中心的特點(diǎn)，認(rèn)真且詳細(xì)地進(jìn)行加工中心加工工藝分析。

1.零件圖分析

零件圖分析是制定加工中心工藝的首要任務(wù)，主要進(jìn)行尺寸標(biāo)注方法分析、輪廓幾何要素的分析以及精度和技術(shù)要求分析。此外還應(yīng)分析零件結(jié)構(gòu)和加工要求的合理性，選擇工藝基準(zhǔn)。

1）尺寸標(biāo)注方法分析

零件圖樣應(yīng)表達(dá)正確，標(biāo)注齊全。同時(shí)要特別注意，圖樣上應(yīng)采用統(tǒng)一的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，從而簡(jiǎn)化編程，保證零件的精度要求。

2）輪廓幾何要素分析

在手工編程時(shí)，要計(jì)算出每個(gè)節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)，在自動(dòng)編程時(shí)要對(duì)零件輪廓的所有幾何元素進(jìn)行定義。因此在零件圖分析時(shí)，要分析幾何元素的給定條件是否充分。

3）精度和技術(shù)要求分析

加工零件的精度和技術(shù)進(jìn)行分析，是零件工藝性分析的重要內(nèi)容，只有在分析零件尺寸精度和表面粗糙度的基礎(chǔ)上，才能正確合理地選擇加工方法、裝夾方式、刀具及切削用量等。

2.夾具和刀具的選擇

1）工件的裝夾與定位

在加工中心上，夾具的任務(wù)不僅是夾緊工件，而且還要以各個(gè)方向的定位面為參考基準(zhǔn)，確定工件編程的零點(diǎn)。在加工中心上加工的零件一般都比較復(fù)雜，零件在一次裝夾中，既要粗銑、粗鏜，又要精銑、精鏜，需要多種多樣的刀具，這就要求夾具既能承受大切削力，又要滿足定位精度要求。而加工中心的自動(dòng)換刀（ATO）功能又決定了在加工中不能使用支架、位置檢測(cè)及對(duì)刀元件。在加工中心機(jī)床上，要想合理應(yīng)用好夾具，首先要對(duì)加工中心的加工特點(diǎn)有比較深刻的理解和掌握，同時(shí)還要考慮如下因素：

1.加工零件的精度；

2.批量大?。?/p>

3.制造周期；

4.制造成本。

根據(jù)加工中心機(jī)床的特點(diǎn)和加工需要，目前常用夾具結(jié)構(gòu)類型有專用夾具、組合夾具、可調(diào)整夾具和成組夾具。在選擇時(shí)要綜合考慮各種因素，選擇最經(jīng)濟(jì)、最合理、最高效的夾具形式。

2）刀具選擇

選取刀具時(shí)，要使刀具的尺寸與被加工工件的表面尺寸相適應(yīng)。生產(chǎn)中，平面零件周邊輪廓的加工，常采用立銑刀；銑削平面時(shí)，應(yīng)選硬質(zhì)合金刀片銑刀；加工凸臺(tái)、凹槽時(shí)，選用高速鋼立銑刀；加工毛坯表面或粗加工孔時(shí)，可選取鑲硬質(zhì)合金刀片的玉米銑刀；對(duì)一些立體型面和變斜角輪廓外形的加工，常采用球頭銑刀、環(huán)形銑刀、錐形銑刀和盤形銑刀。

在進(jìn)行自由曲面（模具）加工時(shí)，由于球頭刀具的端部切削速度為零。因此，為保證加工精度，切削行距一般采用頂端密距，故球頭刀常用于曲面的精加工，而平頭刀具在表面加工質(zhì)量和切削效率方面都優(yōu)于球頭刀，因此，只要在保證不過(guò)切的前提下，無(wú)論是曲面的粗加工還是精加工，都應(yīng)優(yōu)先選擇平頭刀。

3.切削用量選擇

加工中心加工中的切削用量包括背吃刀量ap（或切削深度）、主軸轉(zhuǎn)速S（或切削速度u）及進(jìn)給速度F（或進(jìn)給量f）。

切削用量的選擇原則：粗加工時(shí)，一般以提高生產(chǎn)率為主，但也應(yīng)考慮經(jīng)濟(jì)性和加工成本；半精加工和精加工時(shí)，應(yīng)在保證加工質(zhì)量的前提下，兼顧切削效率、經(jīng)濟(jì)性和加工成本。具體數(shù)值應(yīng)根據(jù)機(jī)床說(shuō)明書、切削用量手冊(cè)，并結(jié)合經(jīng)驗(yàn)而定。確定加工中心的切削用量時(shí)，一定要根據(jù)說(shuō)明書中規(guī)定的要求，以及刀具的耐用度去選擇，也可結(jié)合實(shí)際經(jīng)驗(yàn)采用類比法來(lái)確定。

切削深度ap：在機(jī)床、工件和刀具剛度允許的情況下，ap就等于加工余量，這是提高生產(chǎn)率的一個(gè)有效措施。為了保證零件的加工精度和表面粗糙度，一般應(yīng)留一定的余量進(jìn)行精加工，精加工的余量可略小于普通機(jī)床。在加工過(guò)程中，vf也可通過(guò)機(jī)床控制面板上的修調(diào)開關(guān)進(jìn)行人工調(diào)整，但是最大進(jìn)給速度要受到設(shè)備剛度和進(jìn)給系統(tǒng)性能等的限制。

4.劃分工序及擬定加工順序

1）工序劃分的原則

當(dāng)零件的加工質(zhì)量要求較高時(shí)，往往不可能只用一道工序來(lái)滿足其要求，而要用幾道工序逐步達(dá)到所要求的加工質(zhì)量。為保證加工質(zhì)量和合理地使用設(shè)備、人力，加工中心零件的加工過(guò)程通常按工序性質(zhì)不同，可分為粗加工、半精加工、精加工和光整加工四個(gè)階段。

①粗加工階段：其任務(wù)是切除毛坯上大部分多余的金屬，使毛坯在形狀和尺寸上接近零件成品，因此，主要目標(biāo)是提高生產(chǎn)率。

②半精加工階段：其任務(wù)是使主要表面達(dá)到一定的精度，留有一定的精加工余量，為主要表面的精加工（如精車、精磨）做好準(zhǔn)備，并可完成一些次要素表面加工，如擴(kuò)孔、攻螺紋、銑鍵槽等。

③精加工階段：其任務(wù)是保證各主要表面達(dá)到規(guī)定的尺寸精度和表面粗糙度值要求。主要目標(biāo)是全面保證加工質(zhì)量。

④光整加工階段：對(duì)零件上精度和表面粗糙度要求很高（1T6級(jí)以上）的表面，需進(jìn)行光整加工。其主要目標(biāo)是提高尺寸精度、減小表面粗糙度值。一般不用來(lái)提高位置精度。

3結(jié)束語(yǔ)

加工中心作為一種高效率的設(shè)備，欲充分發(fā)揮其高性能、高精度和高自動(dòng)化的特點(diǎn)，除了必須掌握其性能、特點(diǎn)及操作方法外，還應(yīng)在編程前進(jìn)行詳細(xì)的工藝分析和確定合理的加工工藝，以得到最優(yōu)的加工方案。endprint