加工工艺设计与换刀处理优化方案

1.加工工艺设计

设计加工中心的加工工艺实际就是设计各表面的加工工步。在设计加工中心工步时,主要从精度和效率两方面考虑。下面是加工中心加工工步设计的主要原则：

①加工表面按粗加工、半精加工、精加工次序完成,或全部加工表面按先粗,后半精、精加工分开进行。加工尺寸公差要求较高时,考虑零件尺寸、精度、零件刚性和变形等因素,可采用前者；加工位置公差要求较高时,采用后者。

②对于既要铣面又要镗孔的零件,可以先铣后镗。按这种方法划分工步,可以提高孔的加工精度。铣削时,切削力较大,工件易发生变形。先铣面后镗孔,使其有一段时间的恢复,减少由变形引起的对孔的精度的影响。反之,如果先镗孔后铣面,则铣削时,必然在孔口产生飞边、毛刺,从而破坏孔的精度。

③当一个设计基准和孔加工的位置精度与机床定位精度、重复定位精度相接近时,采用相同设计基准集中加工的原则,这样可以解决同一工位设计尺寸基准多于一个时的加工精度问题。

④相同工位集中加工,应尽量按就近位置加工,以缩短刀具移动距离,减少空运行时间。

⑤按所用刀具划分工步。如某些机床工作台回转时间较换刀时间短,在不影响精度的前提下,为了减少换刀次数,减少空移时间,减少不必要的定位误差,可以采取刀具集中工序,也就是用同一把刀把零件上相同的部位都加工完,再换第二把刀。(www.xing528.com)

⑥考虑到加工中存在着重复定位误差,对于同轴度要求很高的孔系,就不能采取原则⑤。应该在一次定位后,通过顺序连续换刀,连续加工完该同轴孔系的全部孔后,再加工其他坐标位置孔,以提高孔系同轴度。

⑦在一次定位装夹中,尽可能完成所有能够加工的表面。

2.换刀处理

①自动换刀要留出足够的换刀空间。有些刀具直径较大或尺寸较长,自动换刀时要注意避免发生撞刀事故。为安全起见,通常机床要求换刀前必须先回到参考点(或Z轴回到参考点高度)后进行换刀。如XHK716型立式加工中心机床,若没有回参考点的信号,则机械手将不能动作。

②对于采用机械手换刀的立、卧式加工中心,为了节省自动换刀时间,提高加工效率,应将选刀动作与机床加工动作在时间上重合起来。比如,可将选刀动作指令安排在换刀前的回参考点移动过程中,如果返回参考点所用的时间小于选刀动作时间,则应将选刀动作安排在换刀前的耗时较长的加工程序段中。

③换刀完毕后,不要忘记安排重新启动主轴的指令；否则,加工将无法持续。