課題21 蓋板類零件加工中心加工工藝分析與設(shè)計(jì)

課題二十一蓋板類零件加工中心加工工藝分析與設(shè)計(jì)完成，試對(duì)端蓋的4個(gè)沉頭螺釘孔和2個(gè)銷孔進(jìn)行加工中心加工工藝分析。一、提出任務(wù)典型蓋板類零件如圖6-1所示，材料為HT150，加工數(shù)量為5000個(gè)/年。底平面、兩側(cè)面和φ40H8型腔已在前面工序加工二、講解資料一加工中心選擇加工中心（machining

center,簡稱MC）是指配備有刀庫和自動(dòng)換刀裝置，在一次裝卡下可實(shí)現(xiàn)多工序（甚至全部工序）加工的數(shù)控機(jī)床。目前主要有鏜銑類加工中心和車削類加工中心兩大類。通常我們所說的加工中心是指鏜銑類加工中心。本章所討論的加工中心加工工藝是指鏜銑類加工中心的加工工藝。鏜銑類加工中心是在數(shù)控銑床（鏜床）的基礎(chǔ)

上演化而來的，其數(shù)控系統(tǒng)能控制機(jī)床自動(dòng)地更換刀具，連續(xù)地對(duì)工件各加工表面自動(dòng)進(jìn)行銑削、鉆削、擴(kuò)削、鉸削、鏜削、攻絲等多種工序的加工，工序高度集中。由于工序的集中和自動(dòng)換刀，減少了工件的裝夾、測(cè)量和機(jī)床調(diào)整等時(shí)間，使機(jī)床的切削時(shí)間達(dá)到機(jī)床開動(dòng)時(shí)間的80％左右(普通機(jī)床僅為15％～20％)；同時(shí)也減少了工序之間的工件周轉(zhuǎn)、搬運(yùn)和存放時(shí)間，縮短了生產(chǎn)周期，具有明顯的經(jīng)濟(jì)效果。加加工中工心選擇中心立式加工中心五軸加工中心按主軸布置形式分按換刀形式分帶刀庫、機(jī)械手的加工中心無機(jī)械手的加工中心轉(zhuǎn)塔刀庫式加工中心臥式加工中心龍門式加工中心加工中心的刀具系統(tǒng)加工中心和數(shù)控銑床上使用的刀具由刃具和刀柄兩部分組成。刃具包括銑刀、鉆頭、擴(kuò)孔鉆、鏜刀、鉸刀和絲錐等。刀柄是機(jī)床主軸與刀具之間的連接工具，應(yīng)滿足機(jī)床主軸的自動(dòng)松開和夾緊定位，準(zhǔn)確安裝各種切削刃具、適應(yīng)機(jī)械手的夾持和搬運(yùn)、儲(chǔ)存和識(shí)別刀庫中各種刀具的要求。1.刀柄的結(jié)構(gòu)刀柄的結(jié)構(gòu)現(xiàn)已系列化、標(biāo)準(zhǔn)化，其標(biāo)準(zhǔn)有很多種，見表6-1所示。加工中心和數(shù)控銑床上一般采用

7∶24圓錐刀柄（JT或ST），并采用相應(yīng)形式的拉釘拉緊。這類刀柄不能自鎖，換刀比較方便，與直柄相比具有較高的定心精度與剛度。我國規(guī)定的刀柄結(jié)構(gòu)（GB/T10944—1989）與國際標(biāo)準(zhǔn)ISO7388—1983規(guī)定的結(jié)構(gòu)幾乎一致，如圖6-13所示。相應(yīng)的拉釘結(jié)構(gòu)（GB/T10945—1989）有A型和B型兩種型式，A型拉釘用于不帶鋼球的拉緊裝置，其結(jié)構(gòu)如圖

6-14所示。B型拉釘用于帶鋼球的拉緊裝置，其結(jié)構(gòu)

如圖6-15所示。圖6-13加工中心/數(shù)控銑床7:24圓錐工具柄結(jié)構(gòu)圖6-14A型拉釘結(jié)構(gòu)圖6-15B型拉釘結(jié)構(gòu)2.鏜銑類工具系統(tǒng)由于在加工中心和數(shù)控銑床上要適應(yīng)多種形式零件不同部位的加工，故刀具裝夾部分的結(jié)構(gòu)、形式、尺寸也是多種多樣的。把通用性較強(qiáng)的幾種裝夾工具（例如裝夾銑刀、鏜刀、鉸刀、鉆頭和絲錐等）系列化、標(biāo)準(zhǔn)化就發(fā)展成為不同結(jié)構(gòu)的鏜銑類工具系統(tǒng)。鏜銑類工具系統(tǒng)一般分為整體式結(jié)構(gòu)和模塊式結(jié)構(gòu)兩大類。（1）整體式工具系統(tǒng)整體式工具系統(tǒng)把工具柄部和裝夾刀具的工作部分做成一體。不同品種和規(guī)格的工作部分都必須帶有與機(jī)床主軸相連接的柄部。其優(yōu)點(diǎn)是：結(jié)構(gòu)簡單，使用方便、可靠，更換迅速等。缺點(diǎn)是所用的刀柄規(guī)格品種和數(shù)量較多。圖6-16為TSG工具系統(tǒng)圖，表6-2為TSG工具系統(tǒng)用途代號(hào)的含義。圖6-16TSG工具系統(tǒng)圖（2）模塊式工具系統(tǒng)把工具的柄部和工作部分分開，制成系統(tǒng)化的主柄模塊、中間模塊和工作模塊，每類模塊中又分為若干小類和規(guī)格，然后用不同規(guī)格的中間模塊，組裝成不同用途、不同規(guī)格的模塊式工具。這樣既方便了制造，也方便了使用和保管，大大減少了用戶的工具儲(chǔ)備。目前，模塊式工具系統(tǒng)已成為數(shù)控加工刀具發(fā)展的方向。圖6-17為TMG工具系統(tǒng)的示意圖。圖6-17TMG工具系統(tǒng)示意圖加工中心的主要技術(shù)參數(shù)加工中心的主要技術(shù)參數(shù)反映了加工中心的加

工能力、加工范圍、主軸轉(zhuǎn)速范圍、裝夾最大刀具重量和直徑、刀庫容量、換刀時(shí)間、裝夾刀柄標(biāo)準(zhǔn)和精度等指標(biāo)，識(shí)別加工中心的主要技術(shù)參數(shù)是選擇加工中心的重要一環(huán)。為便于識(shí)別加工中心的主要技術(shù)參數(shù)，下面摘選北京機(jī)電院高技術(shù)股份有限公司生產(chǎn)的

VMC750E加工中心主要技術(shù)參數(shù)中與選擇加工中心較有關(guān)的主要技術(shù)參數(shù)羅列如下表所示VMC750E加工中心主要技術(shù)參數(shù)

（摘選）加工中心主要加工對(duì)象發(fā)動(dòng)機(jī)缸體箱體類零件箱體類零件一般是指具有孔系和平面，內(nèi)部有一定型腔，在長、寬、高方向有一定比例的零件。如發(fā)動(dòng)機(jī)缸體、變速箱體、機(jī)床的主軸箱等。如圖所示的發(fā)動(dòng)機(jī)缸體。箱體類零件一般都需要進(jìn)行多工位孔系及平面加工，精度要求較高，特別是形狀精度和位置精度要求嚴(yán)格，通常要經(jīng)過銑、鉆、擴(kuò)、鏜、鉸、锪、攻螺紋等工序（或工步）加工，需要刀具較多。帶復(fù)雜曲面的零件零件上的復(fù)雜曲面用加工中心加工時(shí)，與數(shù)控銑床加工基本是一樣的，所不同的是加工中心刀具可以自動(dòng)更換，工藝范圍更寬，如圖所示的葉輪整體葉輪異形件異形類零件異形類零件是指外形不規(guī)則的零件，大都需要點(diǎn)、線、面多工位混合加工，如圖所示的異形件。異形類零件的剛性一般較差，夾壓變形難以控制，加工精度也難以保證，一般采用加工中心加工。用加工中心加工時(shí)，利用加工中心多工位點(diǎn)、線、面混合加工的特點(diǎn)，通過采取合理的工藝措施，一次或二次裝夾，即能完成多道工序或全部工序的加工內(nèi)容。盤、套、軸、板、殼體類零件帶有鍵槽、徑向孔或端面有分布的孔系及曲面的軸、盤或套類零件，如帶法蘭的軸套、帶鍵槽或方頭的軸類零件和各種殼體類零件等，適合在加工中心上加工。如圖所示的殼體類零件和盤、套類零件。殼體類零件盤、套類零件加工中心主要加工內(nèi)容:尺寸精度要求較高的表面；用數(shù)學(xué)模型描述的復(fù)雜曲線或曲面；難測(cè)量、難控制進(jìn)給、難控制尺寸的不開敞內(nèi)腔表面；零件上不同類型表面之間有較高的位置精度要求，更換機(jī)床加工時(shí)很難保證位置精度要求，必須在一次裝夾中合并完成銑、鉆、擴(kuò)、鏜、鉸、锪或攻螺紋等多工序加工的表面。鏡像對(duì)稱加工的表面等。對(duì)于上述表面，可以先不要過多地去考慮生產(chǎn)率與經(jīng)濟(jì)上是否合理，而首先應(yīng)考慮能不能把它們加工出來，要著重考慮可能性問題。只要有可能，都應(yīng)把對(duì)其進(jìn)行加工中心加工作為優(yōu)選方案。加工中心的選擇加工中心類型的選擇立式加工中心適用于只需單工位加工的零件，如各種平面凸輪、端蓋、箱蓋等板類零件和跨距較小的箱體等。臥式加工中心適用于加工兩工位以上的工件或四周呈徑向輻射狀排列的孔系、面等。當(dāng)工件的位置精度要求較高，如箱體、閥體、泵體等宜采用臥式加工中心，若采用臥式加工中心在一次裝夾中不能完成多工位加工以保證位置精度要求時(shí)，則可選擇立臥五面加工中心。當(dāng)工件尺寸較大，一般立式加工中心的工作范圍不足時(shí)，應(yīng)選用龍門式加工中心，如機(jī)床的床身、立柱等。（2）加工中心規(guī)格的選擇選擇加工中心的規(guī)格主要考慮工作臺(tái)大小、坐標(biāo)行程、坐標(biāo)數(shù)量和主電機(jī)功率等。工作臺(tái)規(guī)格的選擇所選工作臺(tái)臺(tái)面應(yīng)比零件稍大一些，以便安裝夾具。加工范圍選擇加工范圍選擇應(yīng)考慮加工中心各坐標(biāo)行程。

3）機(jī)床主軸功率及轉(zhuǎn)矩選擇主軸電機(jī)功率反映了機(jī)床的切削效率和切削剛性。（3）加工中心精度的選擇根據(jù)零件關(guān)鍵部位的加工精度選擇加工中心的精度等級(jí)。國產(chǎn)加工中心按精度分為普通型和精密型兩種。下表列出了加工中心的幾項(xiàng)關(guān)鍵精度。（4）加工中心功能的選擇

1）數(shù)控系統(tǒng)功能選擇坐標(biāo)軸控制功能選擇工作臺(tái)自動(dòng)分度功能選擇刀庫容量選擇刀柄選擇資料二零件圖紙工藝分析零件圖的工藝分析和數(shù)控銑削加工類似，也包括零件的技術(shù)要求分析、結(jié)構(gòu)工藝性分析和毛坯工藝性分析等，針對(duì)加工中心的加工特點(diǎn)，下面對(duì)加工內(nèi)容的選擇和零件結(jié)構(gòu)工藝性分析進(jìn)行介紹。1.加工中心加工內(nèi)容的選擇尺寸精度要求較高的表面。相互位置精度要求較高的表面。需要多次調(diào)整的工件必須在一次裝夾中完成各工序的表面。普通機(jī)床加工難以保證的復(fù)雜曲線、曲面或難以通過測(cè)量調(diào)整進(jìn)給的不夠敞開的復(fù)雜型腔表面。能夠集中在一次裝夾中合并完成的多工序（或工步）表面。在選擇和決定加工中心的加工內(nèi)容時(shí)，還要考慮生產(chǎn)批量、生產(chǎn)周期以及工序間的周轉(zhuǎn)情況等，要合理利用加工中心，以達(dá)到產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)率及綜合經(jīng)濟(jì)效益都為最佳的目的。2.加工中心加工零件的結(jié)構(gòu)工藝性分析結(jié)構(gòu)工藝性除應(yīng)符合第五章數(shù)控銑削結(jié)構(gòu)工藝性外，還應(yīng)具備以下幾點(diǎn)要求：切削余量要小，以減少切削時(shí)間，降低加工成本。零件上孔和螺紋孔的尺寸規(guī)格盡可能少，以減少相應(yīng)刀具的數(shù)量和換刀時(shí)間，同時(shí)防止刀庫容量不夠。零件的尺寸盡量標(biāo)準(zhǔn)化，以便采用標(biāo)準(zhǔn)刀具。零件加工表面應(yīng)具有加工的方便性和可能性。零件的剛性應(yīng)足夠，以減少夾緊和切削中的變形。表6-3列出了部分零件的孔加工工藝性對(duì)比實(shí)例。資料三 刀具的選擇1.中心鉆中心鉆用來加工中心孔，起引鉆定心作用，經(jīng)常用在鉆孔加工的前一步。中心鉆分為無護(hù)錐復(fù)合中心鉆（A型）和有護(hù)錐錐復(fù)合中心鉆（B型），如圖6- 所示。無護(hù)錐復(fù)合中心鉆加工A型中心孔，有護(hù)錐錐復(fù)合中心鉆加工B型中心孔。B型中心孔是在A型中心孔的端部加上120°的圓錐，用于保護(hù)60°的工作錐面不致碰傷。加工中心上一般采用A型中心鉆。由于中心鉆切削部分的直徑較小，加工時(shí)主軸轉(zhuǎn)速不得低于1000r／min。2.鉆孔刀具鉆孔刀具較多，有普通麻花鉆、可轉(zhuǎn)位淺孔鉆、噴吸鉆及扁鉆等。應(yīng)根據(jù)工件材料、加工尺寸及加工質(zhì)量要求等合理選用。在加工中心和數(shù)控銑床上鉆孔，大多是采用普通麻花鉆，尤其是加工Ф30mm以下的孔時(shí)，以麻花鉆為主。麻花鉆的結(jié)構(gòu)如圖6-21所示，它主要由工作部分和柄部組成，工作部擔(dān)負(fù)切削與導(dǎo)向作用，柄部是夾持部分，用于傳遞扭矩。根據(jù)柄部不同，麻花鉆有莫氏錐柄和圓柱柄兩種，直徑為Ф8～Ф80mm的麻花鉆多為

莫氏錐柄，可直接裝在帶有莫氏錐孔的刀柄內(nèi)，刀具長度不能調(diào)節(jié)；直徑為Ф0.1～Ф20mm的麻花鉆多為圓柱柄，可裝在鉆夾頭刀柄上；中等尺寸麻花鉆兩種形式均可選用。(a)莫氏錐柄麻花鉆 (b)

圓柱柄麻花鉆 (c)

切削部分圖6-21

麻花鉆的組成鉆削直徑在Ф20～Ф60mm、孔的深徑比小于等于5的中等淺孔時(shí)，可選用可轉(zhuǎn)位淺孔鉆，如圖6-22所示。。而而小小于于110000對(duì)深徑比大于5的深孔，因其加工中散熱差，排屑困難，鉆桿剛性差，易使刀具損壞和引起孔的軸線偏斜，影響加工精度和生產(chǎn)率，故應(yīng)選用深孔刀具加工，如噴吸鉆。圖6-22可轉(zhuǎn)位淺孔鉆3.擴(kuò)孔刀具擴(kuò)孔多采用擴(kuò)孔鉆，也有采用鏜刀擴(kuò)孔的。標(biāo)準(zhǔn)擴(kuò)孔鉆通常有3～4條主切削刃及棱帶，沒有橫刃，前、后

角沿切削刃變化小，因此擴(kuò)孔時(shí)導(dǎo)向好，軸向力小，一般能到達(dá)IT10～I(xiàn)T11級(jí)精度，表面粗糙度值可達(dá)Ra6.3～3.2μm。切削部分的材料為高速鋼或硬質(zhì)合金，結(jié)構(gòu)

形式有直柄式、錐柄式和套式等。在小批量生產(chǎn)時(shí)，常用麻花鉆改制。擴(kuò)孔直徑較小時(shí)，可選用直柄式擴(kuò)孔鉆，擴(kuò)孔直徑中等時(shí)，可選用錐柄式擴(kuò)孔鉆，擴(kuò)孔直徑較大時(shí)，可選用套式擴(kuò)孔鉆。擴(kuò)孔刀具如圖6-23所示。（a）錐柄式高速鋼擴(kuò)孔鉆（b）套式高速鋼擴(kuò)孔鉆

（c）套式硬質(zhì)合金擴(kuò)孔鉆圖6-23擴(kuò)孔鉆擴(kuò)孔直徑在

20～

60

mm之間，并且機(jī)床剛性好、功率大時(shí)，可選用如圖6-24所示的可轉(zhuǎn)位擴(kuò)孔鉆。這種擴(kuò)孔鉆的兩個(gè)可轉(zhuǎn)位刀片的外刃位于同一個(gè)外圓直上，并且刀片徑向可作微量(±0.1

mm)調(diào)整，以控制擴(kuò)孔直徑。圖6-24可轉(zhuǎn)位擴(kuò)孔鉆4.鉸孔刀具鉸孔是用鉸刀對(duì)已經(jīng)粗加工的孔進(jìn)行精加工，也可用于磨孔或研孔前的預(yù)加工。鉸孔只能提高孔的尺寸精度、形狀精度及表面質(zhì)量，而不能提高孔的位置精度，也不能糾正孔的軸心線歪斜。一般鉸孔的尺寸精度可達(dá)IT7～I(xiàn)T9級(jí)，表面粗糙度可達(dá)Ra1.6～0.8μm。在加工中心上鉸孔時(shí)，一般采用通用的標(biāo)準(zhǔn)鉸刀。此外，也可采用機(jī)夾硬質(zhì)合金刀片的單刃鉸刀和浮動(dòng)鉸刀等。①標(biāo)準(zhǔn)鉸刀如圖6-25所示，標(biāo)準(zhǔn)鉸刀由工作部分、頸部和柄部三部分組成，工作部分包括切削部分和校準(zhǔn)部分，切削部分為錐形，擔(dān)負(fù)主要切削工作，校準(zhǔn)部分起導(dǎo)向、校正孔徑和修光孔壁的作用。其結(jié)構(gòu)形式有直柄、錐柄和套式三種。直柄鉸刀直徑為

6～

20

mm，小孔直柄鉸刀直徑為

1～

6

mm，錐柄鉸刀直徑為

10～，套式鉸刀直徑為

25～

80

mm。32

mm圖6-25標(biāo)準(zhǔn)鉸刀標(biāo)準(zhǔn)鉸刀有4～12齒，在刀具直徑一定時(shí)，齒數(shù)多，導(dǎo)向好，齒間容屑槽小，芯部粗，剛性好，鉸孔獲得的精度較高，但刀具的制造刃磨較困難，且刀齒的強(qiáng)度會(huì)降低，易崩刃；齒數(shù)少，鉸削時(shí)穩(wěn)定性差，刀齒負(fù)荷大，容易產(chǎn)生形狀誤差。鉸刀齒數(shù)可參照表6-7選擇。②機(jī)夾硬質(zhì)合金刀片的單刃鉸刀如圖6-26所示，刀片3通過楔套4用螺釘1固定在刀體上，通過螺釘7、銷子6可調(diào)節(jié)鉸刀尺寸，導(dǎo)向塊2可采用黏結(jié)和銅焊方式固定。具有刀具耐用度好、加工精度高，表面質(zhì)量好（可達(dá)Ra0.7μm）等優(yōu)點(diǎn)。圖6-26使用機(jī)夾硬質(zhì)合金的單刃鉸刀1、7—螺釘；2—導(dǎo)向塊；3—刀片；4—楔套；5—刀體；6—銷子③浮動(dòng)鉸刀如圖6-27所示，這種鉸刀不僅能保證換刀和進(jìn)刀過

程中刀具的穩(wěn)定性，而且又能通過自由浮動(dòng)而準(zhǔn)確地定心，因此其加工精度穩(wěn)定。浮動(dòng)鉸刀的壽命比高速鋼鉸刀高

8～10倍，它是加工中心所采用的一種比較理想的鉸刀。圖6-27 加工中心上使用的浮動(dòng)鉸刀1—刀桿體；2—可調(diào)式浮動(dòng)鉸刀體；3—圓錐端螺釘；4—螺母；5—定位滑塊；6—螺釘資料四 夾具的選擇加工中心常用的夾具包括通用夾具、組合夾具和專

用夾具等。一般夾具的選擇順序是：在單件生產(chǎn)中盡可能采用通用夾具；批量生產(chǎn)時(shí)優(yōu)先考慮組合夾具，其次考慮可調(diào)夾具，最后考慮成組夾具和專用夾具；當(dāng)裝夾精度要求很高時(shí)，可配置工件統(tǒng)一基準(zhǔn)定位裝夾系統(tǒng)。通用夾具我們?cè)趯W(xué)習(xí)數(shù)控銑削加工工藝時(shí)以作了介紹，下面介紹組合夾具。組合夾具組合夾具是由一套結(jié)構(gòu)已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化、尺寸已經(jīng)規(guī)范化的通用元件、組合元件所構(gòu)成。可以按工件的加工需要組成各種功用的夾具。具有節(jié)約夾具的設(shè)計(jì)制造工時(shí)、縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期、節(jié)約鋼材和降低成本、提高企業(yè)工藝裝備系數(shù)等優(yōu)點(diǎn)。但是，由于組合夾具是由各種通用標(biāo)準(zhǔn)元件和部件組合而成，各元件間相互配合的環(huán)節(jié)較多，夾具精度、剛性仍比不上專用夾具，尤其是元件連結(jié)的接合面剛度，對(duì)加工精度影響較大。通常，采用組合夾具時(shí)其加工尺寸精度只能達(dá)到IT7～I(xiàn)T8級(jí)。此外組合夾具總體顯得笨重，還有排屑不便等不足。組合夾具分槽系組合夾具和孔系組合夾具兩大類，我國以槽系為主。1）槽系組合夾具的規(guī)格如圖5-27為一槽系組合夾具及其組裝過程。為了適

應(yīng)不同工廠、不同產(chǎn)品的需要，槽系組合夾具分大、中、小型三種規(guī)格，其主要參數(shù)如表5-7所示。緊固件基準(zhǔn)板工件活動(dòng)V形塊合件支承板墊塊定位鍵及其緊定螺釘槽系組合夾具組裝過程過程示意圖2）孔系組合夾具目前許多發(fā)達(dá)國家都有自己的孔系組合夾具。圖6-28為德國BIUCO公司的孔系組合夾具組裝示意圖。元件與元件間用兩個(gè)銷釘定位，一個(gè)螺釘緊固。定位孔孔徑有10mm、12mm、16mm、24mm四個(gè)規(guī)格；相應(yīng)的孔距為30mm、40mm、50mm、80mm；孔徑公差為H7，孔距公差為±0.01mm。BIUCO孔系組合夾具組裝示意圖孔系組合夾具的元件用一面兩圓柱銷定位，屬允許

使用的過定位；其定位精度高，剛性比槽系組合夾具好，組裝可靠，體積小，元件的工藝性好，成本低，可用作數(shù)控機(jī)床夾具。但組裝時(shí)元件的位置不能隨意調(diào)節(jié)，常用偏心銷釘或部分開槽元件進(jìn)行彌補(bǔ)。資料五 擬定加工中心加工工藝路線1.加工方法選擇在加工中心上可以采用銑削、鉆削、擴(kuò)削、鉸削、鏜削和攻螺紋等加工方法，完成平面、平面輪廓、曲面、孔和螺紋等加工所選加工方法要與零件的表面特征、所要達(dá)到的精度及表面粗糙度相適應(yīng)。平面、平面輪廓及曲面在銑鏜類加工中心上的加工方法就是銑削，見第五章?？准庸さ姆椒庸ぶ行挠秀@孔、擴(kuò)孔，锪孔、鉸孔、鏜孔及銑孔等孔加工方式。常用孔的加工方式及所能達(dá)到的精度見表6-1?？椎木唧w加工方案可按下述方法確定：①對(duì)于直徑小于￠30mm無預(yù)制孔的孔加工，通常采用锪

平端面→打中心孔→鉆→擴(kuò)→孔口倒角→鉸加工方案，對(duì)軸度要求的小孔，需采用锪平端面→打中心孔→鉆→半精孔口倒角→精鏜(或鉸)加工方案。為了提高孔的位置精度，在鉆孔工序前必須安排锪平端面和打中心孔工步?？卓诘菇前才旁诎刖庸ぶ蟆⒕庸ぶ埃苑乐箍變?nèi)產(chǎn)生毛刺。②對(duì)于直徑大于￠30mm的已鑄出或鍛出的毛坯孔的孔加

工，一般采用粗鏜→半精鏜→孔口倒角→精鏜的加工方案有空刀槽時(shí)可用鋸片銑刀在半精鏜之后、精鏜之前用圓弧插補(bǔ)方式銑削完成。③孔徑較大的可采用立銑刀或鍵槽銑刀以圓弧插補(bǔ)方式通過粗銑→精銑加工來完成。④對(duì)于同軸孔系，若相距較近，用穿鏜法加工；若跨距較大，應(yīng)采用調(diào)頭鏜的方法加工，以縮短刀具的伸長，減小其長徑比，提高加工質(zhì)量。⑤在孔系加工中，先加工大孔，再加工小孔，特別是在大小孔相距很近的情況下，更要采取這一措施。3.孔加工余量的選擇在確定了孔加工方案后，就要確定孔加工中各工序（或工步）余量的大小。在加工IT7、IT8級(jí)精度的孔時(shí)可參看表6-6和表6-7來確定。資料三 擬定加工中心加工工藝路線2.加工階段的劃分在加工中心上加工，加工階段的劃分主要依據(jù)工件的精度要求確定，同時(shí)還需考慮到生產(chǎn)批量、毛坯質(zhì)量、加工中心的加工條件等因素。①一般情況下，在加工中心上加工的零件已經(jīng)過粗加工，加工中心只是完成最后的精加工，因此，可以不劃分加工階段。②對(duì)零件的加工精度要求不高，而毛坯質(zhì)量較高、加工余量不大、生產(chǎn)批量又很小的零件，則可在加工中心上利

用加工中心的良好冷卻系統(tǒng)，把粗、精加工合并進(jìn)行，

完成加工工序的全部內(nèi)容，但粗、精加工應(yīng)劃分成兩道

工序分別完成。在加工過程中，對(duì)于剛性較差的零件，

可采取相應(yīng)的工藝措施，如粗加工后安排暫停指令，由

操作者將壓板等夾緊元件（裝置）稍稍放松一些，以恢

復(fù)零件的彈性變形，然后再用較小額夾緊力將零件夾緊，最后再進(jìn)行精加工。3.加工順序的安排在加工中心上加工零件，一般都有多個(gè)工步，使用多把刀具，因此加工順序安排是否合理直接影響到加工精度、加工效率、刀具數(shù)量和經(jīng)濟(jì)效益。①在安排加工順序時(shí)同樣要遵循“基面先行”、“先面后孔”、“先主后次”及“先粗后精”的一般工藝原則。②若零件的尺寸精度要求較高，考慮零件尺寸精度、零件剛性和變形等因素，則采用同一表面粗加工—半精加工—精加工順序完成。③若零件的加工位置精度要求較高，則全部加工表面按先粗加工，然后半精加工、最后精加工的順序分開進(jìn)行。④在不影響加工精度的前提下，為了減少換刀次數(shù)、空行程和不必要的定位誤差，應(yīng)采取刀具集中的原則安排加工順序。刀具集中原則是指一把刀具將零件上所有由該刀具加工的表面全部加工完后，再換下一把刀具進(jìn)行加工。⑤對(duì)于同軸度要求很高的孔系，不能采取刀具集中原則。應(yīng)該在一次定位后，通過順序連續(xù)換刀，順序連續(xù)加工完該同軸孔系的全部孔后，再加工其他坐標(biāo)位置孔，以提高孔系同軸度。⑥對(duì)于既有銑面又有鏜孔的零件應(yīng)先銑后鏜，以提高孔的加工精度。因?yàn)殂娤鲿r(shí)，切削力較大，工件易發(fā)生變形。先銑面后鏜孔，使其有一段時(shí)間恢復(fù)，減少由變形引起的對(duì)孔的精度的影響。反之，如果先鏜孔后銑面，則銑削時(shí)，必然在孔口產(chǎn)生飛邊、毛刺，從而破壞孔的精度。⑦每道工序盡量減少刀具的空行程移動(dòng)量，按最短路線安排加工表面的加工順序。4.裝夾方案的確定（1）定位基準(zhǔn)的選擇加工中心定位基準(zhǔn)的選擇，主要注意以下幾方面：①盡量選擇零件上的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)作為定位基準(zhǔn)，可避免基準(zhǔn)不重合誤差，提高零件的加工精度。②保證一次裝夾中完成盡可能多的加工內(nèi)容。為此，需考慮便于各個(gè)表面都能被加工的定位方式，如對(duì)箱體類零件加工，最好采用“一面兩銷（孔）”的定位方案，以便刀具對(duì)其他表面進(jìn)行加工，若工件上沒有合適的孔，可增加工藝孔進(jìn)行定位。③當(dāng)零件的定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不能重合，且加工面與其設(shè)計(jì)基準(zhǔn)又不能在一次裝夾中同時(shí)加工時(shí)，應(yīng)認(rèn)真分析裝配圖樣，確定該零件設(shè)計(jì)基準(zhǔn)的設(shè)計(jì)功能，通過尺寸鏈的計(jì)算，嚴(yán)格規(guī)定定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)間的公差范圍，確保加工精度。④批量生產(chǎn)時(shí)，零件定位基準(zhǔn)應(yīng)盡可能與對(duì)刀基準(zhǔn)重合，以減少對(duì)刀誤差。但在單件加工時(shí)（每加工一件對(duì)一次刀），工件坐標(biāo)系原點(diǎn)和對(duì)刀基準(zhǔn)的選擇應(yīng)主要考慮便于編程和測(cè)量，可不與定位基準(zhǔn)重合。如圖6-18所示零件，在加工中心上單件加工4×￠25H7孔。4×￠25H7孔都以￠80H7孔為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，編程原點(diǎn)應(yīng)選在￠80H7孔中心上，加工時(shí)以￠80H7孔中心為對(duì)刀基準(zhǔn)建立工件坐標(biāo)系，而定位基準(zhǔn)為A、B兩面，定位基準(zhǔn)與對(duì)刀基準(zhǔn)和編程原點(diǎn)不重合，這樣的加工方案同樣能保證各項(xiàng)精度。但批量加工時(shí)，工件采用A、B面為定位基準(zhǔn)，即使將編程原點(diǎn)選在￠80H7孔中心上并按￠80H7孔中心對(duì)刀，仍會(huì)產(chǎn)生基準(zhǔn)不重合誤差。因?yàn)樵侔惭b的工件的￠80H7孔中心的位置是變動(dòng)的。圖6-18工件坐標(biāo)系原點(diǎn)的確定⑤必須多次裝夾時(shí)應(yīng)遵從基準(zhǔn)統(tǒng)一原則。如圖6-19所示的銑頭體，其中￠80H7、￠80K6、￠90K6、￠95H7、￠140H7孔及D-E孔兩端面要在臥式加工中心上加工，顯然必須經(jīng)兩次裝夾才能完成上述孔和面的加工。第一次裝夾加工￠80K6、￠90K6、￠80H7孔及D-E孔兩端面；第二次裝夾加工￠95H7及￠140H7孔。為保證孔與孔之間、孔與面之間的相互位置精度，應(yīng)選用同一定位基準(zhǔn)。根據(jù)該零件的結(jié)構(gòu)及技術(shù)要求，可選A面和A面上2×￠16H6孔作為一面兩孔的定位基準(zhǔn)，這樣可減少因定位基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換而引起的定位誤差。圖6-19銑頭體五、加工路線的確定在加工中心上加工，刀具的加工路線包括銑削加工路線和孔加工路線。銑削加工路線在第五章已介紹，下面介紹孔加工路線。加工中心加工孔時(shí)，一般首先將刀具在xy平面內(nèi)快速定位到孔的中心上，然后再z向進(jìn)行加工。因此，孔加工進(jìn)給路線的確定包括以下內(nèi)容：1．在xy平面內(nèi)的進(jìn)給路線。加工孔時(shí)，刀具在xy

平面內(nèi)屬點(diǎn)位運(yùn)動(dòng)，因此確定進(jìn)給加工路線時(shí)主要考慮以下兩點(diǎn)：（1）定位要迅速定位要迅速，就要使刀具的空行程最短。（a）零件）（b）進(jìn)給路線Ⅰ （c）進(jìn)給路線Ⅱ圖7-12

最短進(jìn)給路線設(shè)計(jì)示例（2）定位要準(zhǔn)確在加工位置精度要求很高的孔系時(shí)，安排進(jìn)給加工路線要避免引入機(jī)械進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)的反向間隙。（a）零件）（b）進(jìn)給路線Ⅰ （c）進(jìn)給路線Ⅱ圖7-13

準(zhǔn)確定位進(jìn)給路線的設(shè)計(jì)2.Z向（軸向）的進(jìn)給路線確定Z向的進(jìn)給路線時(shí)，主要考慮孔加工時(shí)的導(dǎo)入量和超越量。圖6-8孔加工導(dǎo)入量與超越量孔加工超越量（圖6-8中的ΔZ＇），當(dāng)鉆通孔時(shí)，超越量通常取ZP＋（1～3）mm，ZP為鉆尖高度（通常取

0.3倍鉆頭直徑）；鉸通孔時(shí)，超越量通常取3～5mm；鏜通孔時(shí)，超越量通常取1～3mm；攻螺紋時(shí)，超越量通常取5～8mm。六、孔加工切削參數(shù)的確定孔加工切削參數(shù)