数控加工中心如何选用

数控加工中心如何选用

1.被加工对象的选定

确定选购对象之前,首先要明确准备加工的对象。一般来说,具备下列特点的零件适合在加工中心加工:

多工序集约型工件 指在一个工件上需要用许多把刀具进行加工。

定位繁琐的工件 例如有一定位孔距精度要求的多孔加工,利用机床定位精度高的特点,很方便实施。

重复生产型的工件 适合加工单件小批量生产。小批量指在1-100件,每批数量不多,但又需要重复生产。另外,即使工件形状尺寸不同,但又是相似工件,易于实现成组加工(gt)工艺的零件。

复杂形状的零件 模具、航空零件等复杂形状工件,能借助自动程序编制技术在加工中心上加工各种异形零件。

箱体类、板类零件 在卧式加工中心上利用回转工作台,对箱体零件进行多面加工,如主轴箱体、泵体、阀体、内燃机缸体等。如果连顶面也要一次装夹中加工,可选用五面体加工中心。立式加工中心适合加工箱盖缸盖、平面凸轮等。龙门加工中心用于加工大型箱体、板类零件,如内燃机车缸体、加工中心立柱、床身、印刷墙板机等。

2.机床规格的选定

根据确定的加工工件的大小尺寸,相应确定所需机床的工作台尺寸和三个直线坐标系的行程。工作台尺寸应保证工件在其上面能顺利装夹工件,加工尺寸则必须在各坐标行程内,此外还要考虑换刀空间和各坐标干涉区的限制。

3.刀库容量的选定

加工中心的制造厂家对同一种规格的机床,通常都设2种不同容量刀库,例如卧式加工中心刀库容量有20、30等,立式加工中心有16、24把容量的刀库。

用户在选定时,可以根据被加工工件的工艺分析结果来确定所需数量,通常以需要一个零件在一次装夹中所需刀具数来确定刀库的容量,因为换另一零件加工时,需要重新安排刀具,否则刀具管理复杂并容易出错。

从统计数据来看立式加工中心选用20把刀左右的刀库,卧式加工中心则选用40把刀左右的刀库为宜。当然要根据实际需要最后确定。用于柔性制造单元(fmc)或柔性制造系统(fms)的加工中心机床,其刀库容量应选大容量刀库,甚至配置可交换刀库。

 

4.机床选择功能及附件的选定

选定加工中心机床时,除了基本功能和基本件以外,还有提供用户根据自身要求选用的功能和附件,称选择功能、选择附件(任选附件)。随着数控技术的发展,可供选择的内容越来越多,其构成价格在主机中所占的比例也越来越大,所以不明确目的大量选用附件也是不经济的,所谓“有备无患”的订购指导思想实质上是浪费。因此选订时要全面分析,还要适当考虑长远因素。

选择功能主要对于数控系统而言,对那种价格增加不多,但对使用带来许多方便的功能,应适当配置齐全一点,而对可以多台机床公用的附件,就可以考虑一机多用,但必须考虑接口是通用的。

5.加工节拍与机床台数估算

根据已经选定的工件,然后分析工艺路线,在这个工艺路线中选出准备在加工中心上加工的工序,对这些工序作工时节拍估算。

根据现用工艺参数,估算每道工序的切削时间,而辅助时间通常取切削时间的10%-20%。另外中小型加工中心的每次换刀时间约需3-15秒(斗笠刀库、圆盘刀库),这样单工序时间为:

t单序=t切+t辅+(10-20s)=t切+(10%-20%)t切+(10-20s)

有了单工序时间就不难计算出年产量。一年300个工作日,机床开动率按75%-85%计算,如果计算结果产量达不到目标值,但相差不多、修改工艺参数;如果差距很大,应考虑增加机床台数配置。

加工中心加工定位基准的选择

在确定工艺方案之前,合理地选择定位基准对保证加工中心的加工精度,提高加工中心的应用效率有着决定性的意义。在选择定位基准时要全面考虑各个工位的加工情况,达到下面三个目的:

所选基准应能保证工件定位准确,装卸方便、迅速,夹紧可靠,且夹具结构简单。

所选定的基准与加工部位的各个尺寸计算简单。

保证各项加工精度。

确定零件夹具

在加工中心上,夹具的任务不仅是夹紧工件,而且还要以各个方向的定位面为参考基准,确定工件编程的原点。加工中心的高柔性要求其夹具比普通机床结构更紧凑、简单,夹紧动作更迅速、准确,尽量减少辅助时间。在加工机床上,要想合理应用好夹具,首先要对加工中心的加工特点有比较深刻的理解和掌握,同时还要考虑加工零件的精度、批量大小、制造周期和制造成本。

根据加工中心机床特点和加工需要,目前常用的夹具类型有专用夹具、组合夹具、可调夹具和成组夹具。一般的选择顺序是单件生产中尽量用虎钳、压板螺钉等通用夹具,批量生产时优先考虑组合夹具,其次考虑可调夹具,最后选用专用夹具和成组夹具。在选择时要综合考虑各种因素,选择最经济的、最合理的夹具形式。

加工中心夹具设计及组装时应注意的问题

为了简化定位与安,夹具的每个定位面相对加工中心的加工原点,都应有精确的坐标尺寸。

为保证零件安装方位与编程中所选定的工件坐标系及机床坐标系方向一致性,及定向安装。

能经短时间的拆卸,改成适合新工件的夹具。由于加工中心的辅助时间已经压缩的很短,配套夹具的装卸不能占用太多时间。

夹具应具有尽可能少的元件和较高的刚度。

夹具要尽量敞开,夹紧元件的空间位置能低则低,安装夹具不能和工步刀具轨迹发生干涉。

保证在主轴的行程范围内使工件的加工内容全部完成。

对于有交互工作台的加工中心,由于工作台的移动、上托、下托和旋转等动作,夹具设计必须防止夹具和机床的空间干涉。

尽量在一次装夹中完成所有的加工内容。当非要更换夹紧点时,要特别注意不能因更换夹紧点而破坏定位精度,必要时在工艺文件中说明。

夹具底面与工作台的接触,夹具的底面平面度必须保证在0.01-0.02mm以内,表面粗糙度不大于ra3.2µm。

 

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