加工中心的選用

　　1．被加工對象的選定

　　確定選購對象之前脾鸠，首先要明確準(zhǔn)備加工的對象貌嫡。一般來說驾窟，具備下列特點(diǎn)的零件適合在加工中心加工：

　　多工序集約型工件 指在一個工件上需要用許多把刀具進(jìn)行加工庆猫。

　　定位繁瑣的工件 例如有一定位孔距精度要求的多孔加工认轨，利用機(jī)床定位精度高的特點(diǎn)，很方便實(shí)施月培。

　　重復(fù)生產(chǎn)型的工件 適合加工單件小批量生產(chǎn)嘁字。小批量指在1-100件，每批數(shù)量不多杉畜，但又需要重復(fù)生產(chǎn)纪蜒。另外，即使工件形狀尺寸不同寻行，但又是相似工件霍掺，易于實(shí)現(xiàn)成組加工(GT)工藝的零件。

　　復(fù)雜形狀的零件 模具拌蜘、航空零件等復(fù)雜形狀工件杆烁，能借助自動程序編制技術(shù)在加工中心上加工各種異形零件。

　　箱體類简卧、板類零件 在臥式加工中心上利用回轉(zhuǎn)工作臺兔魂，對箱體零件進(jìn)行多面加工，如主軸箱體迈叫、泵體锌拱、閥體、內(nèi)燃機(jī)缸體等暂韭。如果連頂面也要一次裝夾中加工姿抒，可選用五面體加工中心。立式加工中心適合加工箱蓋缸蓋盒伸、平面凸輪等茂蓬。龍門加工中心用于加工大型箱體、板類零件橘沾，如內(nèi)燃機(jī)車缸體吴钧、加工中心立柱、床身仲它、印刷墻板機(jī)等宙娃。

　　2．機(jī)床規(guī)格的選定

　　根據(jù)確定的加工工件的大小尺寸，相應(yīng)確定所需機(jī)床的工作臺尺寸和三個直線坐標(biāo)系的行程兜飒。工作臺尺寸應(yīng)保證工件在其上面能順利裝夾工件幻林，加工尺寸則必須在各坐標(biāo)行程內(nèi)，此外還要考慮換刀空間和各坐標(biāo)干涉區(qū)的限制音念。

　　3．機(jī)床精度的選定

　　用戶根據(jù)工件的加工精度要求滋将，選用相應(yīng)精度等級的機(jī)床，批量生產(chǎn)的零件，實(shí)際加工出的精度數(shù)值可能是定位精度的1.5-2倍随闽。普通型機(jī)床批量加工8級精度工件父丰，精密機(jī)床加工精度可達(dá)5-6級，但要有恒溫等工藝條件掘宪，所以精密型機(jī)床使用嚴(yán)格蛾扇，價格高。

　　4．刀庫容量的選定

　　加工中心的制造廠家對同一種規(guī)格的機(jī)床魏滚，通常都設(shè)2-3種不同容量刀庫镀首，例如臥式加工中心刀庫容量有30、60鼠次、80等更哄，立式加工中心有16、24齿矗、32把容量的刀庫用玷。

　　用戶在選定時，可以根據(jù)被加工工件的工藝分析結(jié)果來確定所需數(shù)量爷凫，通常以需要一個零件在一次裝夾中所需刀具數(shù)來確定刀庫的容量疗涎，因?yàn)閾Q另一零件加工時，需要重新安排刀具罪团，否則刀具管理復(fù)雜并容易出錯理若。

　　從統(tǒng)計數(shù)據(jù)來看立式加工中心選用20把刀左右的刀庫，臥式加工中心則選用40把刀左右的刀庫為宜嗤渔。當(dāng)然要根據(jù)實(shí)際需要最后確定涡似。用于柔性制造單元(FMC)或柔性制造系統(tǒng)(FMS)的加工中心機(jī)床，其刀庫容量應(yīng)選大容量刀庫薯湾，甚至配置可交換刀庫怨怒。

　　5．機(jī)床選擇功能及附件的選定

　　選定加工中心機(jī)床時，除了基本功能和基本件以外炕烈，還有提供用戶根據(jù)自身要求選用的功能和附件，稱選擇功能渔硫、選擇附件(任選附件)皱坛。隨著數(shù)控技術(shù)的發(fā)展，可供選擇的內(nèi)容越來越多豆巨，其構(gòu)成價格在主機(jī)中所占的比例也越來越大剩辟，所以不明確目的大量選用附件也是不經(jīng)濟(jì)的，所謂“有備無患”的訂購指導(dǎo)思想實(shí)質(zhì)上是浪費(fèi)往扔。因此選訂時要全面分析贩猎，還要適當(dāng)考慮長遠(yuǎn)因素。

　　選擇功能主要對于數(shù)控系統(tǒng)而言，對那種價格增加不多吭服，但對使用帶來許多方便的功能嚷堡，應(yīng)適當(dāng)配置齊全一點(diǎn)，而對可以多臺機(jī)床公用的附件艇棕，就可以考慮一機(jī)多用蝌戒，但必須考慮接口是通用的。

　　6．加工節(jié)拍與機(jī)床臺數(shù)估算

　　根據(jù)已經(jīng)選定的工件沼琉，然后分析工藝路線北苟，在這個工藝路線中選出準(zhǔn)備在加工中心上加工的工序，對這些工序作工時節(jié)拍估算琉枚。

　　根據(jù)現(xiàn)用工藝參數(shù)酌涮，估算每道工序的切削時間，而輔助時間通常取切削時間的10%-20%更鼻。另外中小型加工中心的每次換刀時間約需10-20秒丑炒，這樣單工序時間為：

　　t單序=t切+t輔+(10-20s)=t切+(10%-20%)t切+(10-20s)

　　有了單工序時間就不難計算出年產(chǎn)量。一年300個工作日孝炫，機(jī)床開動率按75%-85%計算凌秩，如果計算結(jié)果產(chǎn)量達(dá)不到目標(biāo)值，但相差不多抽茸、修改工藝參數(shù)段许；如果差距很大，應(yīng)考慮增加機(jī)床臺數(shù)配置碍讼。

　　加工中心的調(diào)試與驗(yàn)收

　　一．加工中心的調(diào)試

　　機(jī)床調(diào)試的目的是考核機(jī)床安裝是否穩(wěn)固驹毁，各傳動、操縱练代、控制等系統(tǒng)是否正常和靈敏可靠廊席。

　　調(diào)試試運(yùn)行工作依以下步驟進(jìn)行：

　　1) 按說明書的要求給個潤滑點(diǎn)加油，給液壓油箱灌入合乎要求的液壓油菠发，接通氣源王滤。

　　2) 通電，各部件分別供電或各部件一次通電試驗(yàn)后滓鸠，再全面供電雁乡。觀察各部件有無報警、手動各部件觀察是否正常糜俗，各安全裝置是否起作用踱稍。即使機(jī)床的各個環(huán)節(jié)都能操作和運(yùn)動起來。

　　3) 灌漿悠抹，機(jī)床初步運(yùn)轉(zhuǎn)后珠月，粗調(diào)機(jī)床的幾何精度扩淀，調(diào)整經(jīng)過拆裝的主要運(yùn)動部件和主機(jī)的相對位置。將機(jī)械手啤挎、刀庫驻谆、交換工作臺、位置找正等侵浸。這些工作做好后旺韭，即可用快干水泥灌死主機(jī)和各附件的地腳螺栓，將各地腳螺栓預(yù)留孔灌平林乍。

　　4) 調(diào)試宙锡，準(zhǔn)備好各種檢測工具，如精密水平儀戒腔、標(biāo)準(zhǔn)方尺狐昆、平行方管等。

　　5) 精調(diào)機(jī)床的水平掸枉，使機(jī)床的幾何精度達(dá)到允許誤差的范圍內(nèi)八领，采用多點(diǎn)墊支撐，在自由狀態(tài)下將床身調(diào)成水平磷妻，保證床身調(diào)整后的穩(wěn)定性鼠灼。

　　6) 用手動操縱方式調(diào)整機(jī)械手相對于主軸的位置，使用調(diào)整心棒搁赘。安裝最大重量刀柄時眯词，要進(jìn)行多次刀庫到主軸位置的自動交換，做到準(zhǔn)確無誤愁反，不撞擊延届。

　　7) 將工作臺運(yùn)動到交換位置，調(diào)整托盤站與交換工作臺的相對位置贸诚，達(dá)到工作臺自動交換動作平穩(wěn)方庭，并安裝工作臺最大負(fù)載，進(jìn)行多次交換酱固。

　　8) 檢查數(shù)控系統(tǒng)和可編程控制器PLC裝置的設(shè)定參數(shù)是否符合隨機(jī)資料中的規(guī)定數(shù)據(jù)械念，然后試驗(yàn)各主要操作功能、安全措施运悲、常用指令的執(zhí)行情況等龄减。

　　9) 檢查附件的工作狀況，如機(jī)床的照明扇苞、冷卻防護(hù)罩欺殿、各種護(hù)板等寄纵。

　　一臺加工中心安裝調(diào)試完畢后鳖敷，由于其功能繁多，在安裝后，可在一定負(fù)載下經(jīng)過長時間的自動運(yùn)行定踱，比較全面的檢查機(jī)床的功能是否齊全和穩(wěn)定盼掘。運(yùn)行的時間可每天8小時連續(xù)運(yùn)行2到3天或每24小時連續(xù)運(yùn)行1到2天。連續(xù)運(yùn)行可運(yùn)用考機(jī)程序耸颁。

　　二．加工中心的驗(yàn)收

　　加工中心的驗(yàn)收是一項復(fù)雜的檢測技術(shù)工作彰巫。它包括對機(jī)床的機(jī)、電舞绝、液童丢、氣各部分的綜合性能檢測及機(jī)床靜、動態(tài)精度的檢測吆踏。在我國有專門的機(jī)構(gòu)择车，即國家機(jī)床產(chǎn)品質(zhì)量檢測中心。用戶的驗(yàn)收工作可依照該機(jī)構(gòu)的驗(yàn)收方法進(jìn)行轩丁，也可請上述機(jī)構(gòu)進(jìn)行驗(yàn)收阀严。主要集中在兩個方面：

　　1. 加工中心幾何精度檢查

　　加工中心的幾何精度是組裝后幾何形狀誤差，其檢查內(nèi)容如下：

　　工作臺的平面度

　　各坐標(biāo)方向移動的相互垂直度

　　X軸方向移動歲工作臺面的平行度

　　Y軸方向移動歲工作臺面的平行度

　　X軸方向移動對工作臺上下型槽側(cè)面的平行度

　　主軸的軸向竄動

　　主軸孔的徑向跳動

　　主軸箱沿Z坐標(biāo)方向移動對主軸軸心線的平行度

　　主軸回轉(zhuǎn)軸心線對工作臺面的垂直度

　　主軸箱在Z坐標(biāo)方向移動的直線度

　　常用的檢測工具有：精密水平儀仙商、直角尺砚凳、精密方箱、平尺钞钙、平行光管鳄橘、千分表或測微儀、高精度主軸心棒及剛性好的千分表桿歇竟。每項幾何精度按照加工中心的驗(yàn)收條件的規(guī)定進(jìn)行檢測挥唠。注意：檢測工具的等級必須比所測的幾何精度高一等級。同時焕议，必須在機(jī)床稍有預(yù)熱的狀態(tài)下進(jìn)行宝磨，在機(jī)床通電后，主軸按中等轉(zhuǎn)速回轉(zhuǎn)15 分鐘以后再進(jìn)行檢驗(yàn)盅安。

　　機(jī)床性能驗(yàn)收

　　對機(jī)床做全面性能試驗(yàn)必須高精度的檢測儀器唤锉。在具體的機(jī)床驗(yàn)收時，各驗(yàn)收內(nèi)容可按照機(jī)床廠標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行别瞭。

　　加工中心操作要點(diǎn)

　　作為一個熟練的操作人員窿祥，必須在了解加工零件的要求、工藝路線蝙寨、機(jī)床特性后晒衩，方可操縱機(jī)床完成各項加工任務(wù)。因此墙歪，整理幾項操作要點(diǎn)供參考：

　　1) 為了簡化定位與安囚缝，夾具的每個定位面相對加工中心的加工原點(diǎn)糠歧，都應(yīng)有精確的坐標(biāo)尺寸。

　　2) 為保證零件安裝方位與編程中所選定的工件坐標(biāo)系及機(jī)床坐標(biāo)系方向一致性旧匈，及定向安裝预第。

　　3) 能經(jīng)短時間的拆卸，改成適合新工件的夾具闯智。由于加工中心的輔助時間已經(jīng)壓縮得很短害媚，配套夾具的裝卸不能占用太多時間。

　　4) 夾具應(yīng)具有盡可能少的元件和較高的剛度犹耻。

　　5) 夾具要盡量敞開财军，夾緊元件的空間位置能低則低，安裝夾具不能和工步刀具軌跡發(fā)生干涉春探。

　　6) 保證在主軸的行程范圍內(nèi)使工件的加工內(nèi)容全部完成瞳聊。

　　7) 對于有交互工作臺的加工中心，由于工作臺的移動名密、上托藏估、下托和旋轉(zhuǎn)等動作，夾具設(shè)計必須防止夾具和機(jī)床的空間干涉失驶。

　　8) 盡量在一次裝夾中完成所有的加工內(nèi)容土居。當(dāng)非要更換夾緊點(diǎn)時，要特別注意不能因更換夾緊點(diǎn)而破壞定位精度嬉探，必要時在工藝文件中說明擦耀。

　　9) 夾具底面與工作臺的接觸，夾具的底面平面度必須保證在0.01-0.02mm以內(nèi)涩堤，表面粗糙度不大于Ra3.2μm眷蜓。

　　加工中心的生產(chǎn)管理技術(shù)

　　加工中心的使用是一項具有一定規(guī)模的復(fù)雜的技術(shù)工程。它涉及到生產(chǎn)管理胎围、技術(shù)管理吁系、人才培訓(xùn)等一系列工作。各項工作都應(yīng)遵行一定的原則運(yùn)行白魂。這個原則就是充分發(fā)揮加工中心效益的保證系統(tǒng)汽纤。因此，重視使用技術(shù)是一方面福荸，重視管理技術(shù)又是必不可少的另一方面蕴坪。

　　我國各機(jī)械制造廠中已把加工中心作為高效率自動化裝備，作為重點(diǎn)設(shè)備疤草。但在設(shè)備管理上卻參差不齊础甜。在加工中心的管理上，必須提倡加工中心的生產(chǎn)特點(diǎn)和它所需配合的各環(huán)節(jié)的生產(chǎn)節(jié)拍孩板。不能將普通機(jī)床的管理方法移到數(shù)控機(jī)床上怨拍，在管理上應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：

　　充分發(fā)揮機(jī)床的全部功能 在機(jī)床投入使用時夏岩，為了充分發(fā)揮機(jī)床具有的全部功能，應(yīng)必須認(rèn)真閱讀使用說明書豪荧，深刻理解機(jī)床的各種功能及其能力。根據(jù)本廠加工零件的性質(zhì)瓦陡，合理安排加工的對象筑陡、工序，選擇相應(yīng)的配套件和附件厘赤。對易損件安排好備件辱矮。

　　設(shè)置數(shù)控工段 將數(shù)控機(jī)床集中在一個專門的部門，工藝技術(shù)準(zhǔn)備妻铲、生產(chǎn)管理準(zhǔn)備由工廠技術(shù)部門統(tǒng)一進(jìn)行愿瘫。生產(chǎn)車間設(shè)有專門的技術(shù)人員。避免單臺數(shù)控機(jī)床分散在個車間吞杭，只加工少量關(guān)鍵零件盏浇，造成大量生產(chǎn)時間閑置的局面。設(shè)置專門的工段芽狗，便于維修的管理绢掰。

　　合理安排生產(chǎn)節(jié)拍、技術(shù)準(zhǔn)備周期 在向加工中心安排生產(chǎn)任務(wù)時童擎，應(yīng)先將工藝部門的工藝文件滴劲、加工工序、工具卡片準(zhǔn)備齊全顾复，再送加工零件到加工位置上班挖。以免操作者停機(jī)去找工具、修改程序芯砸、組裝夾具而造成長時間停機(jī)萧芙。

　　選擇合適的規(guī)章制度如數(shù)控機(jī)床管理制度、安全操作規(guī)程假丧、數(shù)控機(jī)床使用規(guī)定末购、數(shù)控機(jī)床保養(yǎng)、點(diǎn)檢制度等美丝。同時壕俱，要及時向制造和設(shè)計部門反饋信息。

　　重視技術(shù)隊伍的建設(shè) 對一臺包括多種技術(shù)成果的復(fù)雜設(shè)備替塑，完全掌握使用需要一個訓(xùn)練有素的技術(shù)班子障浅，包括工藝、操作看卦、機(jī)電維修等支你，人員的培養(yǎng)要有一個過程研神，領(lǐng)導(dǎo)管理設(shè)備的部門對此要有全面認(rèn)識。

　　工裝夾具的應(yīng)用

　　在多品種小批量的生產(chǎn)過程中旷动，工件的安裝纫益、拆卸和清洗、托板的自動交換赂裸、切屑的排出等在整個制造過程中是頻繁發(fā)生的揍忍。為了提高加工中心的加工效率，在加工設(shè)備上搞高速化和高性能化是一方面贾虽，縮短安裝時間逃糟，降低消耗是另一重要方面。夾具在制造廠來說屬于工裝部分蓬豁，它是保證零件準(zhǔn)確定位绰咽、有效加工的必要手段。對于加工中心來說地粪，要求夾具定位精度高取募、、裝卸方便蟆技，適于粗加工矛辕、精加工和各種多工序復(fù)合加工的形式。

　　國內(nèi)加工中心的使用尚處于初期階段付魔，夾具設(shè)計采用手工設(shè)計方式較多聊品，備有CAD/CAM系統(tǒng)的還較少。下面僅就加工中心常見的裝夾定位的使用方式作一介紹：

　　1. 加工中心加工定位基準(zhǔn)的選擇

　　在確定工藝方案之前几苍，合理地選擇定位基準(zhǔn)對保證加工中心的加工精度翻屈，提高加工中心的應(yīng)用效率有著決定性的意義。在選擇定位基準(zhǔn)時要全面考慮各個工位的加工情況妻坝，達(dá)到下面三個目的：

　　1) 所選基準(zhǔn)應(yīng)能保證工件定位準(zhǔn)確奋肄，裝卸方便、迅速折扮，夾緊可靠逃口，且夾具結(jié)構(gòu)簡單。

　　2) 所選定的基準(zhǔn)與加工部位的各個尺寸計算簡單竭豺。

　　3) 保證各項加工精度编苛。

　　2. 確定零件夾具

　　在加工中心上，夾具的任務(wù)不僅是夾緊工件裤魔，而且還要以各個方向的定位面為參考基準(zhǔn)娜摇，確定工件編程的原點(diǎn)。加工中心的高柔性要求其夾具比普通機(jī)床結(jié)構(gòu)更緊湊、簡單沿信，夾緊動作更迅速纲析、準(zhǔn)確，盡量減少輔助時間组漏。在加工機(jī)床上农浓，要想合理應(yīng)用好夾具，首先要對加工中心的加工特點(diǎn)有比較深刻的理解和掌握觅赊，同時還要考慮加工零件的精度右蕊、批量大小、制造周期和制造成本茉兰。

　　根據(jù)加工中心機(jī)床特點(diǎn)和加工需要，目前常用的夾具類型有專用夾具欣簇、組合夾具规脸、可調(diào)夾具和成組夾具。一般的選擇順序是單件生產(chǎn)中盡量用虎鉗熊咽、壓板螺釘?shù)韧ㄓ脢A具莫鸭，批量生產(chǎn)時優(yōu)先考慮組合夾具，其次考慮可調(diào)夾具横殴，最后選用專用夾具和成組夾具被因。在選擇時要綜合考慮各種因素，選擇最經(jīng)濟(jì)的衫仑、最合理的夾具形式梨与。

　　3. 加工中心夾具設(shè)計及組裝時應(yīng)注意的問題

　　1) 為了簡化定位與安，夾具的每個定位面相對加工中心的加工原點(diǎn)满戒，都應(yīng)有精確的坐標(biāo)尺寸枚从。

　　2) 為保證零件安裝方位與編程中所選定的工件坐標(biāo)系及機(jī)床坐標(biāo)系方向一致性，及定向安裝蕴黎。

　　3) 能經(jīng)短時間的拆卸榛狮，改成適合新工件的夾具。由于加工中心的輔助時間已經(jīng)壓縮的很短阱剂，配套夾具的裝卸不能占用太多時間嫡靠。

　　4) 夾具應(yīng)具有盡可能少的元件和較高的剛度。

　　5) 夾具要盡量敞開乘害，夾緊元件的空間位置能低則低杂飘，安裝夾具不能和工步刀具軌跡發(fā)生干涉。

　　6) 保證在主軸的行程范圍內(nèi)使工件的加工內(nèi)容全部完成汹即。

　　7) 對于有交互工作臺的加工中心核狰，由于工作臺的移動、上托仅谍、下托和旋轉(zhuǎn)等動作潦擅，夾具設(shè)計必須防止夾具和機(jī)床的空間干涉援奢。

　　8) 盡量在一次裝夾中完成所有的加工內(nèi)容。當(dāng)非要更換夾緊點(diǎn)時忍捡，要特別注意不能因更換夾緊點(diǎn)而破壞定位精度集漾，必要時在工藝文件中說明。

　　9) 夾具底面與工作臺的接觸砸脊，夾具的底面平面度必須保證在0.01-0.02mm以內(nèi)具篇，表面粗糙度不大于Ra3.2μm。

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