加工中心加工工艺与典型零件的加工

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1、摘　　要加工中心由于备有刀库并能自动更换刀具，使得工件在一次装夹中可以完成多工序的加工。加工中心一般不需要人为干预，当机床开始执行程序后，它将一直运行到程序结束。加工中心还赋予了专业化车间一些诸多优点，如：降低机床的故障率，提高生产效率，提高加工精度，削减废料量，缩短检验时间，降低刀具成本，改善库存量等。由于加工中心的众多优势，所以它深受全球制造企业的青睐。加工中心主要由主轴组件、回转工作台、移动工作台、刀库及自动换刀装置以及其它机械功能部件组成。其中的主轴组件是机床重要的组成部分，其运动性能直接影响机床加工精度与表面粗糙度。本文在查阅大量国内外

2、文献的基础上，通过研究分析不同加工中心主轴组件的性能，综合地比较了其特点，并拟定了一个较为合理的主轴组件结构方案。同时，还就主轴、轴承以及丝杠等重要零件的机械性能进行了探讨，并对这些零件的刚度和强度进行了校核。此外，本设计中所采用的陶瓷轴承能有效地增加主轴的刚度，从而提高了加工中心的可靠性和稳定性。关键词：主轴组件，加工中心，数控机床42目录第一章加工中心的发展的现状和趋势1.1.加工中心的概念1.2加工中心现状及分类1.3国内的加工中心厂家1.4发展趋势第二章加工工艺分析内容和过程、加工路线的设计2.1.加工工艺分析内容2.1.1加工工艺设计内

3、容2.1.2加工工艺性分析2.1.3工艺路线的设计2.2设计方法2.2.1确定走刀路线和安排加工顺序2.2.2确定定位和夹紧方案2.2.3确定与工件的相对位置2.2.4确定切削用量2.3填写加工技术文件2.3.1编程任务书2.3.2加工工艺安装和原点设定卡片2.3.4加工走到路线图2.3.5刀具卡片2.4加工编程几个M代码2.5加工中心参考点及其故障诊断第三章典型零件分析3.1轴类零件加工的工艺分析3.1.1基本加工路线3.1.2典型加工工艺路线过程及注意点3.1.3轴类零件加工过程几点说明结论参考文献42绪论第一章加工中心发展的现状和趋势1.1

4、加工中心的概念加工中心是指备有刀库，具有自动换刀功能，对工件一次装夹后进行多工序加工的数控机床。加工中心是高度机电一体化的产品，工件装夹后，数控系统能控制机床按不同工序自动选择、更换刀具，自动对刀、自动改变主轴转速、进给量等，可连续完成钻、镗、铣、铰、攻丝等多种工序。因而大大减少了工件装夹时间，测量和机床调整等辅助工序时间，对加工形状比较复杂，精度要求较高，品种更换频繁的零件具有良好的经济效果。1.2加工中心的现状及分类 加工中心通常以主轴与工作台相对位置分类，分为卧式、立式和万能加工中心。1卧式加工中心：是指主轴轴线与工作台平行设置的加工中心，

5、主要适用于加工箱体类零件。因其加工面是垂直的，切屑易脱落，比较适应长时间无人操作。又因是模块结构，可以短时间内导入最适当规模的系统。因其无人操作时间较长，在成本费用方面与单机相比效果更好。 从用户需求来看，对卧式加工中心的要求更加趋向于适应多品种小批量的生产，要求加工设备能够灵活地适应工序集中导致的生产型加工件的变化。现在由于汽车厂家的设备投资呈上升趋势，需求可望进一步扩大。此外，因对于产品制造的认识和对生产体系的看法正在发生根本的转变，由此而派生的新的生产体系可能对能形成柔性线的小型机种产生需求。 着手生产以上机型的厂家在追求高速、高精度的同时

6、，还在如何使机体小型化及成本控制方面下功夫。也就是说此类产品的开发重点在于机体的小型化、适应形成柔性线体系方面。 　　 从技术开发动向来看，是谋求提高主轴转速、进给速度、提高精密度、并将对应热变位、模块化等集中体现出来。其中，作为机床基本课题的高速化研究也不断取得成果。 42由于提高进给速度直接关系到产品的加工时间，以利提高生产效率，因此在高速进给技术方面，驱动装置采用直线电机的机型正在增多。同时也有厂家在开发不使用直线电机，采用进给轴以大导程滚珠丝杠为驱动，进给加速度1.5G~ 2G、快速进给速度120 mm／min的高速卧式加工中心。并在主轴

7、上采用双面约束刀具、主轴转速为 2 万 r/min、快速进给速度为60 m/min、以尽量缩短重复定位、刀至刀等的非切削时间。为解决速度提高带来的热变位影响，防止精度下降，一般都采用独自的补正装置或主轴冷却结构、冷却装置等。立式加工中心主要的用户层面为,以看好的汽车零部件行业为首，还有模具、飞机、医疗设备、IT、光学设备等行业。在飞机制造业因绝大多数加工件为多品种、小批量的产品，因此五轴加工机为主的立式加工中心有潜在的需求。今后电子零部件、精密机枝零部件、半导体模具等行业也具有需求潜力。各生产厂家面对预期需求扩大的飞机、模2立式加工中心：是指主轴

8、轴线与工作台垂直设置的加工中心，主要适用于加工板类、盘类、模具及小型壳体类复杂零件。主要的用户层面为,以看好的汽车零部件行业为首，还有模