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典型零件加工中心加工工艺分析(一) - 加工中心

泵盖零件加工中心加工工艺图5-1所示的泵盖零件,材料为HT200,毛坯尺寸(长X宽X高)为170mm X 110mmX30mm,小批量生产,下面分析其加工中心加工工艺。A一AB图5-1泵盖零件1.零件工艺分析该零件主要由平面、外轮廓以及孔系组成。其中衫2H7和2Xji6H8三个内孔的表面粗 糙度要求为iU. 6pm;多12H7内孔的表面粗糙度要求为艮0.8Mm;衫2H7内孔表面对A面 垂直度要求为0.02,上表面对A面平行度要求为0.02。该零件材料为铸铁,切削加工性能 较好。根据上述分析,衫2H7孔、2X舛H8孔与封2H7孔的粗、精加工应分开进行,以保 170 证表面粗糙度要求。同时以底面A定位,提高装夹刚度以满足032H7内孔表面的垂直度 要求。2.选择加工方法上、下表面及台阶面的粗糙度要求为K,3. 2pm,可选择“粗铣一精铣”方案。孔加工方法的选择。孔加工前,为便于钻头引正,先用中心钻加工中心孔,然后再 钻孔。对于精度较高、粗糙度艮值较小的表面,要划分加工阶段逐步进行。该零件孔系加 工方案确定如下。妇2H7孔,表面粗糙度为选择“钻一粗镗一半精镗一精镗”方案。糾2H7孔,表面粗糙度为选择“钻一粗铰一精铰”方案。6Xjl7孔,表面粗糙度为无尺寸公差要求,选择“钻一铰”方案。2Xi56H8孔,表面粗糙度为i?,l. 6(^11,选择“钻一铰”方案。08和6X糾0孔,表面粗糙度为无尺寸公差要求,选择“钻孔一锶孔”方案。2XM16-7H螺纹孔,采用先钻底孔,后攻螺纹的加工方法。表S-1泵差零件精工加工工序卡片确定装夹方案该零件毛坯的外形比较规则,因此在加工上下表面、台阶面及孔系时,选用平口虎钳夹紧; 在铣削外轮廓时,采用“一面两孔”的定位方式,即以底面A、#32H7孔和对2H7孔定位。确定加工顺序及走刀路线按照基面先行、先面后孔、先粗后精的原则确定加工顺序,详见表5-1泵盖零件精工加 工工序卡片。外轮廓加工采用顺铣方式,刀具沿切线方向切入与切出。刀具选择零件上、下表面采用端铣刀加工,根据侧吃刀量选择端铣刀直径,使铣刀工作时有 合理的切人/切出角;且铣刀直径应尽量包容工件整个加工宽度,以提髙加工精度和效率, 并减小相邻两次进给之间的接刀痕迹。台阶面及其轮廓采用立铣刀加工,铣刀半径i?受轮廓最小曲率半径限 制,i? = 6mm。孔加工各工步的刀具直径根据加工余量和孔径确定。该零件加工所选刀具详见表5-2泵盖零件精工加工刀具卡片》切削用量选择该零件材料切削性能较好,铣削平面、台阶面及轮麻时,留0.5mm精加工余量;孔加 工精镗余量留0.2mm、精铰余量留0.1mm。选择主轴转速与进给速度时,先查切削用童手册,确定切削速度与每齿进给量,然后按 式% = 7^71/1000、式切=似/,计算主轴转速与进给速度(计算过程从略)„拟定精工加工工序卡片为更好地指导编程和加工操作,把该零件的加工顺序、所用刀具和切削用量等参数编人 表5-1所示的泵盖零件精工加工工序卡片中。

加工中心工具系统

一、刀柄及选择加工中心上使用的刀具由刃具部分和连接刀柄两部分组成。刃具部分包括铣刀、钻头、镗刀、铰刀等。加工中心有自动换刀装置,连接刀柄时要满足机床主轴自动松开和拉紧定 位、准确安装各种切削刃具及适应机械手的夹持和搬运、储存和识别刀库中各种刀具的要求。加工中心刀柄已系列化、标准化,采用ISO 7388/1 (GB/T 10944—1989)《自动换刀机10床用7 : 24圆锥工具柄部40、45、50号圆锥柄》标准。固定在刀柄尾部且与主轴内拉紧机 构相适应的拉钉也标准化,采用ISO 7388/2 (GB/T 10945—1989)《自动换刀机床用7 > 24 圆锥工具柄部40、45、50号圆锥柄用拉钉》标准。图1-4为各种形式的加工中心刀柄及相 应的弹性套、拉钉、装卸扳手等。现仅就选用加工中心刀柄时的注意事项做一叙述。 根据机床上典型零件的加工工艺来选择刀柄加工中心上使用的钻、扩、铰、镗孔及铣削、攻螺纹等各种用途的刀柄,其规格数将达数百种之多。具体到某一台或几台机床上,用户只能根据要在这台机床上加工的典型零件加工工 艺来选取。这样选择的结果既能满足加工需要,也不至于造成积压,是最经济、最有效的方法。 刀柄配置数量刀柄配置数量与机床所要加工的零件品种、规格及数量有关,也与复杂程度、机床的负荷有关。一般是所需刀柄数量的2〜3倍。这是因为要考虑到机床工作的同时,还有一定数 量的刀柄正在预调或刀具修磨。只有当机床负荷不足时,才取2倍或不足2倍。 刀柄的柄部型式是否正确为了便于换刀,镗铣类加工中心及加工中心的主轴孔多选定为不自锁的7 : 24锥度,但 是刀柄与机床相配的柄部(除锥角以外的部分)并没有完全统一。尽管已经有了相应国际标准IS07388,可在有些国家并未得到贯彻,如有的柄部在7 : 24锥度的小端带有圆柱头,而 另一些就没有。对于自动换刀机床用工具柄部,要切实弄清楚选用的机床应配用符合哪个标准的工具柄部。要求使选择的刀柄要与机床主轴孔的规格相一致。刀柄抓拿部位要 能适应机械手的形态位置要求,拉钉的形状、尺寸要与主轴的拉紧机构相匹配。 选用模块式刀柄和复合刀柄要综合考虑采用模块式刀柄必须配一个柄部、一个接杆和一个镗刀头部。当刀库容量大、更换刀具频繁,可考虑使用模块式刀柄,若长期反复使用,不需要反复拼装,则可使用普通刀柄。对 于加工批量大又反复生产的典型零件,为了减少加工时间和换刀次数,可以考虑采用专门设计的复合刀柄。尽管S合刀柄价格要贵,但采用一把复合刀柄后,可大大节省工时。而且一 般加工中心的主电机功率较大,机床刚度较好,能够承受较大切削力。采用多刀多刃强力切削,可以充分发挥机床的性能,提高生产率,缩短生产周期。在设计专用的复合刀柄时,应 尽量采用标准化的刀具模块,这样能有效地减少设计与加工的工作量。 高速切削用刀柄和高速夹头 高速切削用的刀具,无论从加工精度,还是操作安全方面考虑,对它的装夹技术都有很高的要求。弹簧夹头、螺钉等传统的刀具装夹方式已经不能满足高速加工的需要。刀柄和刀具夹头是高速刀具技术的重要部分。目前高速加工机床上所采用的HSK刀柄是一种新型的 高速锥型刀柄,由德国阿亨工业大学机床研究所研究开发。HSK刀柄和普通刀柄的外形结 构见图1-5,它改进常规刀柄7 > 24锥度的缺陷,其接口采用锥面和端面两面同时定位的方 式,完全消除了轴向定位误差。刀柄为空心,有利于换刀轻型化和髙速化,是髙速加工中心 普遍采用的刀柄。除高速刀柄外,高速夹头的合理使用也非常重要。目前用得较多的是世界著名公司德国雄克(SCHUNK)生产的适应于高速切削的具有夹紧精度髙、传递转矩大、 结构对称性好、外形尺寸小等特点的三棱变形静压夹头。另外,热装夹头、高精度弹簧夹头 等也是应用较广泛的高速夹头。 HSK刀柄HSK双面定位型空心刀柄是一种典型的1 | 10短谁面刀具系统。HSK 刀柄由锥面(径向)和法兰端面(轴向)共同实现与主轴的刚性连接。由锥面实现刀具与主 轴的同轴度,锥柄的锥度为1=10,如图1-6所示。这种结构的主要特点如下。 采用锥面、端面过定位的结合形式,可以有效地提高结合刚度。 因锥部长度短和采用空心结构后质量较轻,所以自动换刀动作快,缩短移动时间,加快刀具移动速度,有利于实现ATC的高速化。采用1 : 10的锥度,与7 : 24锥度相比锥部较短,楔形效果好,可以有较强的抗扭 能力,且能抑制因振动产生的微童位移。 具有较高的重复安装精度。 刀柄与主轴间由扩张爪紧锁,转速越髙,扩张爪的离心力越大,紧锁力越大,所以这种刀柄具有良好的高速性能,即在高速转动产生的离心力作用下,刀柄能牢固紧锁。(2)三棱变形静压夹头三棱变形静压夹头是利用夹头本身的变形力来夹紧刀具,其定位精度可 控制在3Mm以内。图1-7所示为三棱变形静压夹头 工作原理。 该夹头的内孔在自由状态下为三棱形,三棱的内切圆直径小于要装夹的刀柄直径,利用一 个液压加力装置,对夹头施加外力,使夹头内孔变为圆孔,孔径略大于刀柄直径,此时插人刀柄,然后去掉所加的外力,内孔重新收缩成三棱形,对刀柄实行三点夹紧。这种夹头结构紧凑,对称 性好,精度高。与热装夹头相比,刀具装卸简单,且适用于不同膨胀系数的硬质合金刀柄和高速钢 刀柄。目前正逐渐应用于高速加工中。 g 1-7三棱变形静压夹头工作原理。

直线导轨系列加工中心/数控铣床的特点

直线导轨机床用途本机床可用于航天航天航空、汽车零件、机械加工、精密加工与模具制造领域,适应于中、小型零件与有色金属的高速度高精度的加工与钻、铣、攻、镗的自动化加工。主要结构及特点l 主要部件采用有限元分析进行优化,主要铸铁采用高强度铸铁金相组织稳定,经过时效、喷砂、回火等工艺确保机床 长期使用的稳定性l A字形跨式结构,结构为三维变径优化处理,减轻了机床强力切削时的震动。l 高速高刚性主轴单元结构伺服主轴电机;X/Y/Z采用大扭矩伺服电机。l X/Y/Z采用台湾高精度高强度滚珠丝杠配合日本NSK滚珠丝杠专用对子轴承与高精密进口锁紧螺母。l X/Y/Z三向导轨采用台湾上银直线导轨,精度高、速度快耐磨损。l X/Y/Z采用高精度螺距补偿,各传动轴均采用高精度激光镭射进行监测优化补偿使各轴定位精确更加准确,更适合加工高精度的零件。同时采用先进的球杆仪优化分析处理,保证机床在做圆、曲面加工时的精度l 高效率双泵自动润滑系统:导轨润滑采用容积分配器搭配注油,定时、定量供给直线导轨、丝杆与轴承所需用油,减少润滑油的浪费,避免环境污染。

加工中心多坐标铣削加工刀具轨迹生成

削加工刀具轨迹生成相关内容概述 多坐标精工铣削的加工对象,多坐标精工铣削加工可以解决任何复杂曲面零件的加工问题。根据零件的形状特征进行 分类,可以归纳为如下几种加工对象(或加工特征):多坐标点位加工、空间曲线加工、曲 面区域加工、组合曲面加工、曲面交线区域加工、曲面间过渡区域加工、裁剪曲面加工、复杂多曲面加工、曲面型腔加工、曲面通道加工。 刀具轨迹生成方法 —种较好的刀具轨迹生成方法,不仅应该满足计算速度快、占用计算机内存少的要求,更重要的是要满足切削行距分布均勻、加工误差小、走刀步长分布合理、加工效率高等要求。目前,比较常用的刀具轨迹生成方法主要有如下几种。 参数线法——适用于曲面区域和组合曲面的加工编程。 截平面法——适用于曲面区域、组合曲面、复杂多曲面和曲面型腔的加工编程。 回转截面法一适用于曲面区域、组合曲面、复杂多曲面和曲面型腔的加工编程。 投影法一适用于有干涉面存在的复杂多曲面和曲面型腔的加工编程。 三坐标球形刀多面体曲面加工方法一适用于三角域曲面的加工编程。 与刀具轨迹生成有关的几个基本概念切触点(cutting contact point)指刀具在加工过程中与被加工零件曲面的理论接触点。对于曲面加工,不论采用什么刀具,从几何学的角度来看,刀具与加工曲面的接触关 系均为点接触。切触点曲线(cutting contact curve)指刀具在加工过程中由切触点构成的曲线。 切触点曲线是生成刀具轨迹的基本要素,既可以显式地定义在加工曲面上,如曲面的等参数线、二曲面的交线等,也可以隐式定义.使其满足一定约束条件,如约束刀具沿导动线运 动,而导动线的投影可以定义刀具在加工曲面上的切触点,还可以定义刀具中心轨迹,切触点曲线由刀具中心轨迹隐式定义。这就是说,切触点曲线可以是曲面上实在的曲线,也可以是对切触点的约束条件所隐含的“虚拟”曲线。 刀位点数据(cutter location data,简称为CLData) 指准确确定刀具在加工过程 中的每一位置所需的数据。一般来说,刀具在工件坐标系中的准确位置可以用刀具中心点和刀轴矢量来进行推述,其中刀具中心点可以是刀心点,也可以是刀尖点,视具体情况而定。 刀具轨迹曲线指在加工过程中由刀位点构成的曲线,曲线上的每一点包含一个刀 轴矢量。刀具轨迹曲线一般由切触点曲线定义刀具偏置计算得到,计算结果存放于刀位文件 (CLData file)之中。 导动规则指曲面上切触点曲线的生成方法(如参数线法、截平面法)及一些有关 加工精度的参数,如步长、行距、两切削行间的残余高度、曲面加工的盈余容差(out tol-96erance)和过切容差(inner tolerance)等。刀具偏置(tool offset)指由切触点生成刀位点的计算过程。4.曲面加工刀具轨迹生成计算过程由以上定义,可以将曲面加工刀具轨迹的计算过程简略地表述为:给出一张或多张待加 工曲面(零件面),按导动规则约束生成切触点曲线,由切触点曲线按某种刀具偏置计算方法生成刀具轨迹曲线。由于-•般的精工系统有线性、圆弧等少数几种插补功能,所以一般需 将切触点曲线和刀具轨迹曲线按点串方式给出,并保证加工精度。在个别情况下也有例外, 如用球形刀三坐标加工比较光顺的曲面时,可以直接根据曲面计算得到其等距面,刀具轨迹曲线完全由等距面确定。这时切触点曲线的定义和刀具偏置计算融合在等距面的构造过程中,导动规则约束了等距面的离散,即刀位点的生成过程。(二)多坐标铣削加工刀具轨迹生成1.参数线轨迹生成法曲面参数线加工方法是多坐标精工加工中生成刀具轨迹的主要方法,特点是切削行 沿曲面的参数线分布,即切削行沿u线或v线分布,适用于网格比较规整的参数曲面的加工。基于曲面参数线加工的刀具轨迹计算方法的基本思想是利用Bezier曲线曲面的细分特性,将加工表面沿参数线方向进行细分,生成的点位作为加工时刀具与曲面的切触点。因此,曲面参数线加工方法也称为Bezier曲线离散算法。Bezier曲线离散算法按照离散方式可分为四叉离散算法和二叉离散算法。由于前者占用 的存储空间大,因此在刀具轨迹的计算中一般采用二叉离散算法。在加工中,刀具的运动分为切削行的走刀和切削行的进给两种运动。刀具沿切削行 走刀所覆盖的一个带状曲面区域,称为加工带。二叉离散过程首先沿切削行的行进给方向对曲面进行离散,得到加工带,然后在加工带上沿走刀方向对加工带进行离散,得到切削行。二叉离散算法要求确定一个参数线方向为走刀方向,假定为u参数曲线方向,相应的另 一参数曲线v方向即为切削行的行进给方向,然后根据允许的残余高度计算加工带的宽度; 并以此为基础,根据v参数曲线的弧长计算刀具沿v参数曲线的走刀次数(即加工带的数 量);加工带在v参数曲线方向上按等参数步长(或局部按等参数步长)分布。球形刀与环 行刀加工带宽的计算方法不同。基于参数线加工的刀具轨迹计算方法有多种,比较成熟的有等参数步长法、参数筛选 法、局部等参数步长法、参数线的差分箅法及参数线的对分箅法等,等参数步长法最简单的曲线离散算法是等参数步长法,即在整条参数线上按等参 数步长计算点位。参数步长和曲面加工误差没有一定关系,为了满足加工精度,通常步长的取值偏于保守且凭经验。这样计算的点位信息比较多。由于点位信息按等参数步长计算,没有用曲面的曲率来估计步长,因此,等参数步长法没有考虑曲面的局部平坦性。但这种方法计算简单,速度快,在刀位计算中常被采用。参数筛选法按等参数步长法计算离散点列,步长取值使离散点足够密,然后按曲面的曲率半径、加工误差从离散点列中筛选出点位信息。参数筛选法克服了等参数步长的缺点,但计算速度稍慢一些。这个方法的优点是计算的点位信息比较合理且具有一定的通 用性。局部等参数步长法在实际应用中,也常采用局部等参数步长离散算法:即加工带在v参数曲线方向上按局部等参数步长(曲面片内)分布;在走刀路线上,走刀步长根据容差进行计算,方法是在每一段U参数曲线上,按******曲率估计步长,然后按等参数步长进行 离散。采用局部等参数步长离散算法来求刀位点,不仅考虑了曲率的变化对走刀步长的影响,而且计算方法也比较简单。参数线的差分算法对于走刀路线上的一批等参数步长离散点的位置,采用向前差 分方法将大大加快计算速度。其基本的步骤如下。 求u线方程。 计算插值点的差分公式。参数线的差分算法是效率较高的局部等参数步长离散算法, 在参数曲面加工的刀具轨迹计算中应用较为广泛。 参数线的对分算法参数线的对分算法是曲线离散算法的一种,即在曲线离散算法 中,在曲线段参数的中点将曲线离散一次,得到两个曲线段。参数线的对分算法适用于刀具轨迹的局部加密(在刀具轨迹的交互编辑中可用到)。4.投影法(图3-59)投影法加工的基本思想是使刀具沿一组事先 定义好的导动曲线运动,同时跟踪待加工表面的形状。导动曲线在待加工表面上的投影一般为切 ®3"58 触点轨迹,也可以是刀尖点轨迹。切触点轨迹适 合于曲面特征的加工,而对于有干涉面的场合, 限制刀心点更为有效。由于待加工表面上每一点的法矢均不相同,因此限制切触点轨迹不能 保证刀尖轨迹落在投影方向上,所以限制刀尖容易控制刀具的准确位置,可以保证在一些临界位置和其他曲面不发生干涉。导动曲线的定义依加工对象而定。对于曲面上要求精确成形的轮廓线,如曲面上的花纹、文字和图形,可以事先将轮廓线投影到工作平面上作为导动曲线。多个嵌套的内环与一个外环曲线作为导动曲线可用于限制曲面上的加工区域。对于曲面型腔的加工,便可采用平面型腔的加工方法:首先将型腔底面与边界曲面和岛屿边界曲面的交线投影到工作平面上,按平面型腔加工方法生成一组刀具轨迹,然后将该刀具轨迹投影到型腔曲面上,限制刀尖位置,便可生成曲面型腔型面的刀具轨迹。 投影法加工以其灵活且易于控制等特点在现代CAD/CAM系统中获得了广泛的应用, 常用来处理其他方法难以取得满意效果的组合曲面和曲面型腔的加工。

加工中心刀具材料种类、性能和特点

1. 高速钢 高速钢大体上可分为W系和Mo系两大系。其主要特征有:合金元素含量多结晶颗粒比其他工具钢细,淬火温度极高(1200℃)二淬透性极好,可使刀具整体的硬度一致。回火时有明显的二次硬化现象,甚至比淬火硬度更高且耐回火软化性较高,在600℃仍能保持较高的硬度,较之其他工具刚耐磨性好,且比硬质合金韧性高,单压延性较差,热加工困难,耐热冲击较弱。因此高速钢刀具仍是加工中心用刀具的选择对象之一。目前国内外应用比较普遍的高速钢刀具材料以WMo、WMoAL 、WMoCo为主,其中WMoAL是我国所特有的品种。2. 硬质合金 硬质合金是将钨钴类(WC),钨钛钴类(WC-TiC),钨钛钽(铌)钴类(WC-TiC-TaC)等硬质碳化物以Co为结合剂烧结而成的物质,在铁系金属、非铁金属盒非金属的切削中大显身手。安IS0标准,主要以硬质合金的硬度、抗弯强度等指标为依据,将硬质合金刀具材料为P、M、K三大类,大致如下; (1) WC+Co:K类(国际YG类); (2) WC+TiC+Co:P(国际YT类); (3) WC+TiC+ TaC +Co:M(国际YW类)。 K类:适于加工短切屑的黑色金属、有色金属及非金属材料。主要成分为碳化钨和3%--10%的钴,有时还含有少量的碳化钽等添加剂。 P类:适于加工长切屑的黑色金属。主要成为为碳化钛、碳化钨和钴(或镍),有时还加入碳化钽等添加剂。 M类:适于加工长切屑或短切屑的黑色金属和有色金属。成分和性能介于K类和P类之间,可用来加工钢和铸铁。以上为一般切削工具所用硬质合金的大致分类。除此之外,还有超微粒子硬质合金,一般地可以认为其从金属K类,但因其烧结性能上要求结合剂Co的含量较高,故高温性能较差,大多只适用于钻、铰等低俗切削工具。 在国际标准(ISO)中通常又分别在K、P、M三种代号之后附加01、05、10、20、30、40、50等数字进行更进一步的细分。一般来讲,数字越小者,硬度越高,但韧性越低;而数字越大则韧性越高,但硬度越低。部分高速钢、硬质合金刀具材料的应用范围。 普通高速钢: W18Cr4V,应用范围;用于制造麻花钻、铰刀、丝锥、铣刀、齿轮刀具、拉刀等。 W6M05Cr4V2,应用范围;用于制造要求塑性好的刀具(如轧制麻花钻)及承受较大冲击载荷的刀具。高性能高速钢: W2M09Cr4VC08和W12M03Cr4V3C05Si,应用范围;用于制造加工难加工材料的各种刀具,不宜用于冲击载荷及工艺系统刚性不足的条件。 W6M05Cr4V2AI,应用范围;用于制造,麻花钻、丝锥、铰刀、铣刀、车刀和刨刀等,其用于加工铁基高温合金的麻花钻时,效果显著,用于制造形状复杂的刀具。硬质合金: YG3X,应用范围;铸铁有色金属及其合金的精加工、半精加工,不能承受冲击载荷。 YG3,应用范围;铸铁、有色金属及其合金的精加工、半精加工、不能承受冲击载荷。 YG6X,应用范围;普通铸铁、冷硬铸铁、高温合金的精加工、半精加工。 YG6,应用范围;铸铁、有色金属及其合金的半精加工和粗加工。 YG8,应用范围;铸铁、有色金属及其合金、非金属材料的粗加工,也可用于断续切削。 YG6A,应用范围;冷硬铸铁、有色金属及其合金的半精加工,亦可用于高锰钢、淬硬钢的半精加工的精加工。 YT30,应用范围;硬素钢、合金钢的精加工。 YT15,应用范围;碳素钢、合金钢在连续切削的粗加工、半精加工,亦可用于连续切削时的精加工。 YT14,应用范围;同YT15。 YT5,应用范围;碳素钢、合金钢的粗加工,可用于断续切削。 YW1,应用范围;高温合金、高锰钢、不锈钢等难加工材料及普通钢料、铸铁、有色金属及其合金的半精加工的精加工。 YW2,应用范围;高温合金、不锈钢、高锰钢等难加工材料及普通钢料、铸铁、有色金属及其合金的粗加工和半精加工。3. 陶瓷 从20世纪30年代始人们就开始研究以陶瓷作为切削工具的材料了。陶瓷刀具基本上有两大类组成:一类为氧化铝类(白色陶瓷);另一类TiCt添加类(黑色陶瓷)。另外还有在AL2O3中添加SiCW(晶须),ZrO2 (青色陶瓷)来增加韧性的,以及以SI3N4为主体的陶瓷刀具。 陶瓷材料具有高硬度、高温强度好(约2000℃下亦不会熔融)的特性,化学稳定性亦很好,但韧性很低。最近热等静压技术的普及对改善陶瓷结晶的均匀细密性、提高陶瓷的各向性能均衡乃至提高韧性都起到很大的作用,作为切削工具用的陶瓷抗弯强度已经提高到900MPa以上。一般来说,陶瓷刀具相对硬质合金和高速钢来说仍是极脆的材料,因此,多用于高速连续切削中,例如铸铁的高速加工。另外,陶瓷的热导率相对于硬质合金来说非常低,是现有工具材料最低的一种,故在切削加工中容易积蓄加工热,且对于热冲击的变化较难承受。所有,加工中陶瓷刀具很容易因热裂纹产生崩刃等损伤,且切削温度较高。陶瓷刀具因其材质的化学稳定性好、硬度高,在耐热合金等难加工材料的加工中有广泛的应用。4. 立方氮化硼(CBN) 立方氮化硼是靠超高压、高温技术人工合成的新型刀具材料,其结构与金刚石相似,此种工具材料由美国CE公司研制开发。它的硬度略低于金刚石,单热稳定性远高于金刚石,并且与铁族元素亲和力小,不易产生“积屑瘤”。CBN粒子硬度高达4500HV,热导率高,在大气中加热至1300℃仍保持性能稳定,且与铁的反应性很低,是迄今为止能够加工铁族金属最硬的刀具材料。它的出现使无法进行正常切削加工的淬火钢、耐热钢的高速切削变为可能。5. 聚晶金刚石(PCD) 1975年美国GE公司开发了用人造金刚石颗粒通过添加Co、硬度合金、NiCr、Si-SiC以及陶瓷结构结合剂在高温(1200℃以上)、高压下烧结成形的PCD刀具,并得到了广泛的应用。金刚石刀具与铁系金属有极强的亲和力,切削过程中刀具中的碳元素极易发生扩散二导致磨损;但与其他材料的亲和力很低,切削中不易产生粘刀现象,切削刃口可以磨得非常锋利。所以它只适用于高效地加工有色金属盒非金属材料,能得到高精度、高光亮的加工面,金刚石在大气中温度超过600℃时将被碳化而失去本来面目,故金刚石刀具不宜用于可能会产生高温的切削中。 上述五类刀具材料,从总体上分析,材料的硬度、耐磨性以金刚石最高,依次降低到高速钢。而材料的韧性则是高速钢最高,金刚石最低。

关于加工中心对加工内容的选择 - 加工中心

鉴于加工中心的工艺特点,加工中心适用于复杂、工序多、精度要求较高、需用多种类 型普通机床和众多刀具、工装,经过多次装夹和调整才能完成加工的零件。其主要加工内容 有如下几大类。 1.有平面和孔系的零件 加工中心具有自动换刀装置,在一次安装中,可以完成零件上平面的铣削,孔系的钻 削、镗削、铰削、铣削及机攻螺纹等多工步加工。加工的部位可以在一个平面上,也可以不 在一个平面上。五面体加工中心一次装夹可以完成除安装基面以外的五个面的加工。因此, 加工中心的******加工对象是既有平面又有孔系的零件,如箱体类零件和盘、套、板类零件。 (1)箱体类零件一般是指具有多个孔系,内部有型腔或空腔,在长、宽、高方向有一 定比例的零件。这类零件在机床、汽车、飞机等行业用得很多,如汽车 的发动机缸体、变速箱体,机床的床头箱体、主轴箱体等。箱体类零件一般都需要进行孔系、轮廓、平面的多工位加工,公差特别是形位公差要求 严格,通常要经过铣、镗、钻、扩、较、攻丝等工序,使用的刀具、工装较多,在普通机床 上需多次装夹、找正,测量次数多,导致工艺复杂,加工周期长,成本髙,更重要的是精度 难以保证。这类零件在加工中心上加工,一次装夹可以完成普通机床60%〜95%的工序内 容,零件各项精度一致性好,质量稳定,同时可缩短生产周期,降低生产成本。当加工工位较多、工作台需多次旋转角度才能完成的零件时,一般选用卧式加工中心。 当加工的工位较少,且跨距不大时,可选立式加工中心,从一端进行加工。 (2)盘、套、板类零件是指带有键槽或径向孔,或端面有分布孔系以及有曲面的盘套 或轴类零件,如带法兰的轴套、带有键槽或方头的轴类零件等;具有较多孔加 工的板类零件,如各种电机盖等。 端面有分布孔系、曲面的盘、套、板类零件宜选用立式加工中心,有径向孔的可选用卧 式加工中心。2.复杂曲面类零件 对于由复杂曲线、曲面组成的零件,如凸轮类、 工这类零件有效的设备。 (1)凸轮类这类零件有各种曲线的盘形凸轮 圆柱凸轮、圆锥凸轮和端面凸轮等,加工时,可根据凸轮表面的复杂程度,选用三轴、四轴或五轴联动的加工中心。 (2)整体叶轮类整体叶轮常见于航空发动机的压气机、空气压缩机、船舶水下推进器 等,它除具有一般曲面加工的特点外,还存在许多特殊的加工难点,如通道狭窄,刀具很容 易与加工表面和邻近曲面发生干涉。图3-8所示叶轮,它的叶面是一个典型的三维空间,加 工这样的型面,可采用四轴以上联动的加工中心。 (3)模具类常见的模具有锻压模具、铸造模具、注塑模具及橡胶模具等。图3-9所示 为连杆凹模,采用加工中心加工模具,由于工序高度集中,动模、静模等关键件的精加工基 本上是在一次安装中完成全部机加工内容,尺寸累积误差及修配工作量小。同时,模具的可 复制性强,互换性好。对于复杂曲面类零件,就加工的可能性而言,在不出现加工过切或加工盲 区时,复杂曲面一般可以采用球头铣刀进行三坐标联动加工,加工精度较高, 但效率较低。如 果工件存在加工过切或加工盲区,就必须考虑采用四坐标或五坐标联动的加工中心。仅仅加工复杂曲面时并不能发挥加工中心自动换刀的优势,因为复杂曲面的加丄一般经 过粗铣、(半)精铣、清根等步骤,所用的刀具较少,特别是像模具一类的单件加工。 异形零件是典型的外形不规则的零件,大多数需要进行点、线、面多工位混合加工,如 支架、基座、样板、靠模支架等,由于异形零件的外形不规则,刚性 一般较差,夹紧及切削变形难以控制,加工精度难以保证,因此在普通机床上只能采取工序 分散的原则加工,需用较多的工装,周期较长。这时可充分发挥加工中心工序集中,多工位 点、线、 面混合加工的特点,采用合理的工艺措施,一次或二次装夹,完成大部分甚至全部 加工内容。 周期性投产的零件 用加工中心加工零件时,所需工时主要包括基本时间和准备时间,其中准备时间占很大 比例。例如工艺准备、程序编制、零件首件试切等,这些时间往往是单件基本时间的十几 倍、几十倍。采用加工中心可以将 这些准备时间的内容储存起来,供以后反复使用。这样对 周期性投产的零件,生产周期就可以大大缩短。加工精度要求较髙的中小批量零件针对加工中心加工精度高、尺寸稳定的特点, 对加工精度要求较高的中小批tt零件,选择 加工中心加工,容易获得所要求的尺寸精度和形 状位置精度,并可得到很好的互换性。新产品试制中的零件在新产品定型之前,需经反复试验和改进。选择加工中心试 制,可省去许多通用机床加工所需的试制工 装。当零件被修改时,只需修改相应的程序及适 当地调整夹具、刀具即可,将节省费用,缩短试制周期。 对于某个零件来说,并非全部加工工艺过程都适合在加工中心上完成,而往往只是其中 的一部分工艺内容适合加工中心加工。这就需要对零件图样进行仔细的工艺分析,选择那些 最适合、最需要进行加工中心加工的内容和工序。在考虑选择内容时,应结合本企业设备的 实际,立足于解决难题、攻克关键问题和提高生产效率,充分发挥加工中心加工的优势。 选择时 一般可按下列顺序考虑。 通用机床无法加工的内容应作为优先选择内容。 通用机床难加工,质量也难于保证的内容应作为重点选择内容。 通用机床加工效率低、工人手工操作劳动强度大的内容,可在加工中心加工„ 一般来说,上述内容采用加工中心加工后,在质量、生产效率与综合效益等方面都会得到明显提高。相比之下,下列一些内容不宜选择采用加工中心加工。 占机调整时间长。 加工部位分散,要多次安装、设置原点。 按某些特定的制造依据加工的型面轮廓。主要原因是数据获取困难,易于与检验依 据发生矛盾,增加编稈的闲难。 此外,在选择和决定加工内容时,也要考虑生产批量、生产周期、工序间周转等情况。

制定加工中心加工工艺要解决的主要问题

现在所讲的这一节至关重要,其中包括加工中心加工内容的选择,还有加工中心加工零件工艺性分析。加工中心加工内容的选择,包括有平面和孔系的零件;复杂曲面类零件;下面我们就具体讲述一下加工中心加工内容的选择。    鉴于加工中心的工艺特点,加工中心适用于复杂、工序多、精度要求较高、需用多种类 型普通机床和众多刀具、工装,经过多次装夹和调整才能完成加工的零件。其主要加工内容 有如下几大类。     1.有平面和孔系的零件加工中心具有自动换刀装置,在一次安装中,可以完成零件上平面的铣削,孔系的钻 削、镗削、铰削、铣削及机攻螺纹等多工步加工。加工的部位可以在一个平面上,也可以不 在一个平面上。五面体加工中心一次装夹可以完成除安装基面以外的五个面的加工。因此, 加工中心的******加工对象是既有平面又有孔系的零件,如箱体类零件和盘、套、板类零件。    (1)箱体类零件一般是指具有多个孔系,内部有型腔或空腔,在长、宽、高方向有一 定比例的零件(见图3-3和图3-4)。这类零件在机床、汽车、飞机等行业用得很多,如汽车 的发动机缸体、变速箱体,机床的床头箱体、主轴箱体等。个体类零件一般都需要进行孔系、轮廓、平面的多工位加工,公差特别是形位公差要求 严格,通常要经过铣、镗、钻、扩、较、攻丝等工序,使用的刀具、工装较多,在普通机床 上需多次装夹、找正,测量次数多,导致工艺复杂,加工周期长,成本髙,更重要的是精度 难以保证。这类零件在加工中心上加工,一次装夹可以完成普通机床60%〜95%的工序内 容,零件各项精度一致性好,质量稳定,同时可缩短生产周期,降低生产成本。当加工工位较多、工作台需多次旋转角度才能完成的零件时,一般选用卧式加工中心。 当加工的工位较少,且跨距不大时,可选立式加工中心,从一端进行加工。   (2)盘、套、板类零件是指带有键槽或径向孔,或端面有分布孔系以及有曲面的盘套 或轴类零件(见图3-5),如带法兰的轴套、带有键槽或方头的轴类零件等;具有较多孔加 工的板类零件(见图3-6),如各种电机盖等。端面有分布孔系、曲面的盘、套、板类零件宜选用立式加工中心,有径向孔的可选用卧 式加工中心。   2.复杂曲面类零件对于由复杂曲线、曲面组成的零件,如凸轮类、 工这类零件有效的设备。(1)凸轮类这类零件有各种曲线的盘形凸轮(见图3-7)、圆柱凸轮、圆锥凸轮和端面凸轮等,加工时,可根据凸轮表面的复杂程度,选用三轴、四轴或五轴联动的加工中心。(2)整体叶轮类整体叶轮常见于航空发动机的压气机、空气压缩机、船舶水下推进器 等,它除具有一般曲面加工的特点外,还存在许多特殊的加工难点,如通道狭窄,刀具很容 易与加工表面和邻近曲面发生干涉。图3-8所示叶轮,它的叶面是一个典型的三维空间,加 工这样的型面,可采用四轴以上联动的加工中心。(3)模具类常见的模具有锻压模具、铸造模具、注塑模具及橡胶模具等。图3-9所示 为连杆凹模,采用加工中心加工模具,由于工序高度集中,动模、静模等关键件的精加工基 本上是在一次安装中完成全部机加工内容,尺寸累积误差及修配工作量小。同时,模具的可 复制性强,互换性好。      加工精度要求较髙的中小批量零件针对加工中心加工精度高、尺寸稳定的特点, 对加工精度要求较高的中小批tt零件,选择加工中心加工,容易获得所要求的尺寸精度和形 状位置精度,并可得到很好的互换性。新产品试制中的零件在新产品定型之前,需经反复试验和改进。选择加工中心试 制,可省去许多通用机床加工所需的试制工装。当零件被修改时,只需修改相应的程序及适 当地调整夹具、刀具即可,将节省费用,缩短试制周期。对于某个零件来说,并非全部加工工艺过程都适合在加工中心上完成,而往往只是其中 的一部分工艺内容适合加工中心加工。这就需要对零件图样进行仔细的工艺分析,选择那些 最适合、最需要进行加工中心加工的内容和工序。在考虑选择内容时,应结合本企业设备的 实际,立足于解决难题、攻克关键问题和提高生产效率,充分发挥加工中心加工的优势。 选择时一般可按下列顺序考虑。    通用机床无法加工的内容应作为优先选择内容。通用机床难加工,质量也难于保证的内容应作为重点选择内容。用机床加工效率低、工人手工操作劳动强度大的内容,可在加工中心加工„一般来说,上述内容采用加工中心加工后,在质量、生产效率与综合效益等方面都会得到明显提高。相比之下,下列一些内容不宜选择采用加工中心加工。占机调整时间长。加工部位分散,要多次安装、设置原点。按某些特定的制造依据加工的型面轮廓。主要原因是数据获取困难,易于与检验依 据发生矛盾,增加编稈的闲难。此外,在选择和决定加工内容时,也要考虑生产批量、生产周期、工序间周转等情况。

加工中心价格

加工中心斗笠刀库和机械手(圆盘)刀库的区别斗笠刀库:靠主轴上下移动完成换刀动作。当主轴上的刀具进入刀库的卡槽时,主轴向上移动脱离刀具,这时刀库转动。当要换的刀具对正主轴正下方时主轴下移,使刀具进入主轴锥孔内,夹紧刀具后,刀库退回原来的位置。优点:刀库结构简单,对周边环境要求不高,故障率低。价格实惠。缺点:换刀占用时间,效率低。影响主轴工作行程。圆盘刀库又叫机械手刀库圆盘式刀库:使用机械刀臂换刀,特点是速度快。因为其动作是:机械手臂同时拔出刀库中及主轴上的刀具旋转180°同时插入刀具。优点:换刀速度快,效率高。缺点:容易出现故障,对周边环境要求很高。(比如气压不足,松刀不到位,松刀信号无延迟的,松刀爪还没有完全涨开时候就拔刀,就导致主轴损坏,机械臂,凸轮损坏那是常有发生的。)越好用的东西越复杂,但越复杂的东西越容易出故障。如您对购买加工中心需注意哪些内容还有疑问,请与在线客服联系,客服会为您进行详细解答。

数控机床的主要特点

精工机床的操作和监控全部在这个精工单元中完成,它是精工机床的 大脑。与普通机床相比,精工机床有如下特点:1、对加工对象的适应性强,适应模具等产品单件生产的特点,为模具的制造提供了合适的加工方法;2、加工精度高,具有稳定的加工质量;3、可进行多坐标的联动,能加工形状复杂的零件;4、加工零件改变时,一般只需要更改精工程序,可节省生产准备时间;5、机床本身的精度高、刚性大,可选择有利的加工用量,生产率高(一般为普通机床的3~5倍);6、机床自动化程度高,可以减轻劳动强度;7、有利于生产管理的现代化。精工机床使用数字信息与标准代码处理、传递信息,使用了计算机控制方法,为计算机辅助设计、制造及管理一体化奠定了基础;8、对操作人员的素质要求较高,对维修人员的技术要求更高;9、可靠性高。精工机床与传统机床相比,具有以下一些特点。1、具有高度柔性在精工机床上加工零件,主要取决于加工程序,它与普通机床不同,不必 制造,更换许多模具、夹具,不需要经常重新调整机床。因此,精工机床适用于所加工的零件频繁更换的场合,亦即适合单件,小批量产品的生产及新产品的开发,从而缩短了生产准备周期,节省了大量工艺装备的费用。2、加工精度高精工机床的加工精度一般可达0.05—0.1MM,精工机床是按数字信号形式控制的,精工装置每输出一脉冲信号,则机床移动部件移动一具脉冲当量(一般为0.001MM),而且机床进给传动链的反向间隙与丝杆螺距平均误差可由精工装置进行曲补偿,因此,精工机床定位精度比较高。3、加工质量稳定、可靠加工同一批零件,在同一机床,在相同加工条件下,使用相同刀具和加工程序,刀具的走刀轨迹完全相同,零件的一致性好,质量稳定。4、生产率高精工机床可有效地减少零件的加工时间和辅助时间,精工机床的主轴声速 和进给量的范围大,允许机床进行大切削量的强力切削。精工机床正进入高速加工时代,精工机床移动部件的快速移动和定位及高速切削加工,极大地提高了生产率。另外,与加工中心的刀库配合使用,可实现在一台机床上进行多道工序的连续加工,减少了半成品的工序间周转时间,提高了生产率。5、改善劳动条件精工机床加工前是经调整好后,输入程序并启动,机床就能有自动连续地进行加工,直至加工结束。操作者要做的只是程序的输入、编辑、零件装卸、刀具准备、加工状态的观测、零件的检验等工作,劳动强度大降低,机床操作者的劳动趋于智力型工作。另外,机床一般是结合起来,既清洁,又安全。6、利用生产管理现代化精工机床的加工,可预先精确估计加工时间,对所使用的刀具、夹具可进行规范化,现代化管理,易于实现加工信息的标准化,已与计算机辅助设计与制造(CAD/CAM)有机地结合起来,是现代化集成制造技术的基础。

加工中心工具的特点

1、刀具有很高的切削效率 由于所使用的机床设备价格昂贵,希望提高加工效率。机床向高速。高刚度和大功率发展,所以现代刀具必须具有能够承受高速切削和强力切削功能。在精工加工中心应尽量使用优质高效刀具。 2、精工刀具有高的精度和重复定位精度 现在高精密加工中心,加工精度可以达到3-5µm,因此刀具的精度、刚度和重复定位精度必须和这样高的加工精度相适应。另外,刀具的刀柄与快换夹头间或与机床锥孔间的连接部分有高的制造、定位精度。所加工的零件日益复杂和精密,这就要求刀具必须具备较高的形状精度。 3、要求刀具有很高的可靠性和耐用度 在精工机床上为了保证产品质量,对刀具实行强迫换刀制或由精工系统对刀具寿命进行管理,所以,刀具工作的可靠性已上升为选择刀具的关键指标。同一批刀具在切削性能喝刀具寿命方面不得有较大差异,以免在无人看管的情况下,因刀具先期磨损和破损造成加工工件的大量报废甚至损坏机床。 4、实现刀具尺寸的预调和快速换刀 刀具结构应能预调尺寸,以能达到很高的重复定位精度。加工中心则要求能实现自动换刀。 5、具有一个比较完善的工具系统及工具管理系统 配备完善的、先进的工具系统是用好加工中心的重要一环。在加工中心和柔性制造系统出现后,刀具管理相当复杂。刀具数量大,要对全部刀具进行自动识别,记忆其规格尺寸、存放位置、已切削时间和剩余切削时间等。还需要管理刀具的更换、运送,刀具的刃磨和尺寸预调等。6、 应有刀具在线监控及尺寸补偿系统 以解决刀具损坏时能及时判断、识别并补偿,防止工件出现废品和意外事故。