關(guān)于加工中心對(duì)加工內(nèi)容的選擇 - 加工中心
鑒于加工中心的工藝特點(diǎn)，加工中心適用于復(fù)雜、工序多、精度要求較高、需用多種類 型普通機(jī)床和眾多刀具、工裝，經(jīng)過(guò)多次裝夾和調(diào)整才能完成加工的零件。其主要加工內(nèi)容 有如下幾大類。 1.有平面和孔系的零件 加工中心具有自動(dòng)換刀裝置，在一次安裝中，可以完成零件上平面的銑削，孔系的鉆 削、鏜削、鉸削、銑削及機(jī)攻螺紋等多工步加工。加工的部位可以在一個(gè)平面上，也可以不 在一個(gè)平面上。五面體加工中心一次裝夾可以完成除安裝基面以外的五個(gè)面的加工。因此， 加工中心的******加工對(duì)象是既有平面又有孔系的零件，如箱體類零件和盤(pán)、套、板類零件。 (1)箱體類零件一般是指具有多個(gè)孔系，內(nèi)部有型腔或空腔，在長(zhǎng)、寬、高方向有一 定比例的零件。這類零件在機(jī)床、汽車(chē)、飛機(jī)等行業(yè)用得很多，如汽車(chē) 的發(fā)動(dòng)機(jī)缸體、變速箱體，機(jī)床的床頭箱體、主軸箱體等。箱體類零件一般都需要進(jìn)行孔系、輪廓、平面的多工位加工，公差特別是形位公差要求 嚴(yán)格，通常要經(jīng)過(guò)銑、鏜、鉆、擴(kuò)、較、攻絲等工序，使用的刀具、工裝較多，在普通機(jī)床 上需多次裝夾、找正，測(cè)量次數(shù)多，導(dǎo)致工藝復(fù)雜，加工周期長(zhǎng)，成本髙，更重要的是精度 難以保證。這類零件在加工中心上加工，一次裝夾可以完成普通機(jī)床60%?95%的工序內(nèi) 容，零件各項(xiàng)精度一致性好，質(zhì)量穩(wěn)定，同時(shí)可縮短生產(chǎn)周期，降低生產(chǎn)成本。當(dāng)加工工位較多、工作臺(tái)需多次旋轉(zhuǎn)角度才能完成的零件時(shí)，一般選用臥式加工中心。 當(dāng)加工的工位較少，且跨距不大時(shí)，可選立式加工中心，從一端進(jìn)行加工。 (2)盤(pán)、套、板類零件是指帶有鍵槽或徑向孔，或端面有分布孔系以及有曲面的盤(pán)套 或軸類零件，如帶法蘭的軸套、帶有鍵槽或方頭的軸類零件等；具有較多孔加 工的板類零件，如各種電機(jī)蓋等。 端面有分布孔系、曲面的盤(pán)、套、板類零件宜選用立式加工中心，有徑向孔的可選用臥 式加工中心。2.復(fù)雜曲面類零件 對(duì)于由復(fù)雜曲線、曲面組成的零件，如凸輪類、 工這類零件有效的設(shè)備。 (1)凸輪類這類零件有各種曲線的盤(pán)形凸輪 圓柱凸輪、圓錐凸輪和端面凸輪等，加工時(shí)，可根據(jù)凸輪表面的復(fù)雜程度，選用三軸、四軸或五軸聯(lián)動(dòng)的加工中心。 (2)整體葉輪類整體葉輪常見(jiàn)于航空發(fā)動(dòng)機(jī)的壓氣機(jī)、空氣壓縮機(jī)、船舶水下推進(jìn)器 等，它除具有一般曲面加工的特點(diǎn)外，還存在許多特殊的加工難點(diǎn)，如通道狹窄，刀具很容 易與加工表面和鄰近曲面發(fā)生干涉。圖3-8所示葉輪，它的葉面是一個(gè)典型的三維空間，加 工這樣的型面，可采用四軸以上聯(lián)動(dòng)的加工中心。 (3)模具類常見(jiàn)的模具有鍛壓模具、鑄造模具、注塑模具及橡膠模具等。圖3-9所示 為連桿凹模，采用加工中心加工模具，由于工序高度集中，動(dòng)模、靜模等關(guān)鍵件的精加工基 本上是在一次安裝中完成全部機(jī)加工內(nèi)容，尺寸累積誤差及修配工作量小。同時(shí)，模具的可 復(fù)制性強(qiáng)，互換性好。對(duì)于復(fù)雜曲面類零件，就加工的可能性而言，在不出現(xiàn)加工過(guò)切或加工盲 區(qū)時(shí)，復(fù)雜曲面一般可以采用球頭銑刀進(jìn)行三坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)加工，加工精度較高， 但效率較低。如 果工件存在加工過(guò)切或加工盲區(qū)，就必須考慮采用四坐標(biāo)或五坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)的加工中心。僅僅加工復(fù)雜曲面時(shí)并不能發(fā)揮加工中心自動(dòng)換刀的優(yōu)勢(shì)，因?yàn)閺?fù)雜曲面的加丄一般經(jīng) 過(guò)粗銑、（半）精銑、清根等步驟，所用的刀具較少，特別是像模具一類的單件加工。 異形零件是典型的外形不規(guī)則的零件，大多數(shù)需要進(jìn)行點(diǎn)、線、面多工位混合加工，如 支架、基座、樣板、靠模支架等，由于異形零件的外形不規(guī)則，剛性 一般較差，夾緊及切削變形難以控制，加工精度難以保證，因此在普通機(jī)床上只能采取工序 分散的原則加工，需用較多的工裝，周期較長(zhǎng)。這時(shí)可充分發(fā)揮加工中心工序集中，多工位 點(diǎn)、線、 面混合加工的特點(diǎn)，采用合理的工藝措施，一次或二次裝夾，完成大部分甚至全部 加工內(nèi)容。 周期性投產(chǎn)的零件 用加工中心加工零件時(shí)，所需工時(shí)主要包括基本時(shí)間和準(zhǔn)備時(shí)間，其中準(zhǔn)備時(shí)間占很大 比例。例如工藝準(zhǔn)備、程序編制、零件首件試切等，這些時(shí)間往往是單件基本時(shí)間的十幾 倍、幾十倍。采用加工中心可以將 這些準(zhǔn)備時(shí)間的內(nèi)容儲(chǔ)存起來(lái)，供以后反復(fù)使用。這樣對(duì) 周期性投產(chǎn)的零件，生產(chǎn)周期就可以大大縮短。加工精度要求較髙的中小批量零件針對(duì)加工中心加工精度高、尺寸穩(wěn)定的特點(diǎn)， 對(duì)加工精度要求較高的中小批tt零件，選擇 加工中心加工，容易獲得所要求的尺寸精度和形 狀位置精度，并可得到很好的互換性。新產(chǎn)品試制中的零件在新產(chǎn)品定型之前，需經(jīng)反復(fù)試驗(yàn)和改進(jìn)。選擇加工中心試 制，可省去許多通用機(jī)床加工所需的試制工 裝。當(dāng)零件被修改時(shí)，只需修改相應(yīng)的程序及適 當(dāng)?shù)卣{(diào)整夾具、刀具即可，將節(jié)省費(fèi)用，縮短試制周期。 對(duì)于某個(gè)零件來(lái)說(shuō)，并非全部加工工藝過(guò)程都適合在加工中心上完成，而往往只是其中 的一部分工藝內(nèi)容適合加工中心加工。這就需要對(duì)零件圖樣進(jìn)行仔細(xì)的工藝分析，選擇那些 最適合、最需要進(jìn)行加工中心加工的內(nèi)容和工序。在考慮選擇內(nèi)容時(shí)，應(yīng)結(jié)合本企業(yè)設(shè)備的 實(shí)際，立足于解決難題、攻克關(guān)鍵問(wèn)題和提高生產(chǎn)效率，充分發(fā)揮加工中心加工的優(yōu)勢(shì)。 選擇時(shí) 一般可按下列順序考慮。 通用機(jī)床無(wú)法加工的內(nèi)容應(yīng)作為優(yōu)先選擇內(nèi)容。 通用機(jī)床難加工，質(zhì)量也難于保證的內(nèi)容應(yīng)作為重點(diǎn)選擇內(nèi)容。 通用機(jī)床加工效率低、工人手工操作勞動(dòng)強(qiáng)度大的內(nèi)容，可在加工中心加工? 一般來(lái)說(shuō)，上述內(nèi)容采用加工中心加工后，在質(zhì)量、生產(chǎn)效率與綜合效益等方面都會(huì)得到明顯提高。相比之下，下列一些內(nèi)容不宜選擇采用加工中心加工。 占機(jī)調(diào)整時(shí)間長(zhǎng)。 加工部位分散，要多次安裝、設(shè)置原點(diǎn)。 按某些特定的制造依據(jù)加工的型面輪廓。主要原因是數(shù)據(jù)獲取困難，易于與檢驗(yàn)依 據(jù)發(fā)生矛盾，增加編稈的閑難。 此外，在選擇和決定加工內(nèi)容時(shí)，也要考慮生產(chǎn)批量、生產(chǎn)周期、工序間周轉(zhuǎn)等情況。