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1、毕业设计（论文）说明书题 目：长孔直拐臂加工工艺及铣 开口夹具设计 专 业：机械设计制造及其自动化 班 级： 学 号: 学生姓名： 指导教师： 2012年3月摘 要高效率、高精度加工是数控机床加工最主要特点之一。利用数控机床加工，其产品加工的质量一致性好，加工精度和效率均比普通机床高出很多，尤其在轮廓不规则、复杂的曲线或曲面、多工艺复合化加工和高精度要求的产品加工时，其优点是传统机床所无法比拟的。本课题对异性体、复杂的曲线、多工艺复合化加工进行探索，设计出三种切实可行的工艺流程及工艺装备。在产品的加工过程中，工件在夹具内的定位和夹紧显得特别重要。须根据六点定位对产品进行合理的定位，欠定位、完全
2、定位还是过定位都须根据实际的生产过程决定。夹具是涵盖了从加工到组装的几乎所有操作过程的一种装夹设备。由于大量的加工操作需要装夹，夹具设计在制造系统中就变得非常重要，它直接影响加工质量，生产率和制造成本。本文通过分析支承套的结构特点和加工要求，制定了一套较合理的夹具设计，从而为保证该零件的加工精度将提供一种经济实用的工艺装备，具有一定的实用价值。通过对各种定位夹紧装置的分析比较，选择并组合了一套既能够满足加工要求的，又比较简洁的装置，并对各工步进行数控编程。关键词：数控加工，工艺流程，工艺装备，夹具设计Components Numerical Control Processing Craft A
3、nalysisand Craft Equipment DesignABSTRACTThe high efficiency, the precision work are one of numerical control engine bed processing most main characteristics. Using the numerical control engine bed processing, its product processing quality uniformity is good, the processing precision and the effici
4、ency outdo compared to the ordinary engine bed very much, especially when outline not rule, complex curve or curved surface, multi-craft recombine processing and high accuracy request product processing, its merit is the traditional engine bed is unable to compare. This topic to the opposite sex bod
5、y, the complex curve, the multi-craft recombine processing carries on the exploration, designs three practical and feasible technical processes and the craft equipment. In the product processing process, the work piece appears in jig localization and the clamp specially importantly. Must act accordi
6、ng to six localizations to carry on the reasonable localization to the product, owes the localization, locates completely crosses the localization all to have to act according to the actual production process decision. The jig covered from has processed clamps the equipment to the assembly nearly al
7、l operating process one kind of attire. Because the massive processing operation needs to install clamps, the jig design changes can it be that the constant weight in the manufacture system to want, it affects the processing quality directly, the productivity and the production cost. This article th
8、rough the analysis support components, the air compressor snifting valve lid as well as the supporting the unique feature and the processing request which wraps, has formulated a set of reasonable jig design, thus for guaranteed this components the processing precision will provide one economical pr
9、actical craft equipment, will have certain practical value. Through to each kind of localization clamp analysis comparison, chose and combines a set both to be able to satisfy the processing request, and the quite succinct installment, and carried on the numerical control programming to each step wo
10、rking procedure.Key word: numerical control processing, technical process, craft equipment, jig design目录第一章 序言41.1 题目来源及背景意义41.2 主要设计任务91.3设计进度10第二章 零件加工工艺设计 152.1 产品零件简介 152.2 零件加工工艺过程设计与分析 162.3 零件加工工序设计与分析 172.4 分析验证零件主要技术要求 21第三章 机床夹具设计 30 3.1 夹具的用场 30 3.2 夹具的结构 313.3夹具技术条件及分析 333.4定位误差分析计算3.5夹具
11、评价第四章 数控加工程序编制36 4.1 RE3020型立式加工中心概述365.2 夹具在操作时的注意事项37结束语 39谢辞 41参考文献 42第一章 序言 1.1 题目来源及意义题目来源：西安高压开关厂题目类型：科研论文背景意义：先进制造技术是工业发达国家的国家级关键技术和优先发展领域，美国、日本等国家先后出台了先进制造技术的扶持计划以推动制造领域的发展。 目前，我国制造业的总量已经达到相当的规模，可以称作世界制造大国，但是离制造强国甚至是创新型强国还有很大差距。许多高新技术我国尚未掌握，许多重大装备我国还不能自主制造，缺乏足够的自主创新能力。在高压开关方面，目前，国际上各大生产厂家的竞争
12、均通过对高压隔离开关各部分的具体结构进行不同程度的改进来赢得市场。采用一些新材料、新技术、新工艺，以不断提高产品的技术参数、完善产品性能，使产品的绝缘结构、通流能力和机械传动等方面更加可靠耐久。高压开关开展到现在，国外的主要制造厂都在生产和发展单柱式的隔离开关。德国AEG、西门子、瑞士ABB、S&S、英国BPE及日本的高岳等，都已形成了额定电流最高达40005000A，峰值耐受电流达160KA200KA、短时耐受电流达63KA/3s、80KA/s的72.5KV765KV的开关产品。此外，法国和意大利也在生产和发展单柱偏折式隔离开关，他们利用相同的导电闸刀结构发展成水平断口双柱立开式隔离开关。
13、在我国，为了满足我国国网后续特高压工程1100KV/6300A63KA开关设备市场的需求，国内主要制造商自主对该参数特高压设备进行了研发。如西开电气于2010年9月完成1100KV/6300A63KA特高压开关设备研制。近年来，随着中国电网建设步伐的加快，中国高压开关行业实现了较快发展，特别是126KV以上高压开关设备，其生产企业已经从最初的5家发展到现在的40多家。在126KV以上高压开关设备中，500KV、750KV、1000KV是近年发展的亮点。截止到2011年上半年，中国已经在500KV、750kV技术基础上，取得了500KV单断口SF6断路器设备、超大功率操作机构和1000KV隔离开
14、关等核心技术的突破。 三大高压开关企业分析近年中国高压开关行业发展现状、市场供需以及技术现状的同时，还着重分析了断路器（CB）、气体绝缘金属封闭开关设备（GIS）、隔离开关和接地开关，相信高压开关设备会不断全面化和现代化。1.2 主要研究内容 本课题主要是对机加过程的练习，从刚开始的传统加工到现在的数控加工经历了一个怎样的过程。伴随着机加技术的不断提升对于高压开关方面的制造技术也在飞速发展，高压开关中的拐臂制造更是日新月异。在这个过程中我们能用到的有CAD、CAM、CAPP、尤其是CNC技术更是强大,它使得机械制造智能化与简单化，现在的三维制图也是相当普遍的。其中CAD(Computer Ai
15、ded Design）诞生于60年代，是美国麻省理工大学提出了交互式图形学的研究计划，只有美国通用汽车公司和美国波音航空公司使用自行开发的交互式绘图系统。 CAD是指利用计算机及其图形设备帮助设计人员进行设计工作，在设计中通常要用计算机对不同方案进行大量的计算、分析和比较，以决定最优方案；各种设计信息，不论是数字的、文字的或图形的，都能存放在计算机的内存或外存里，并能快速地检索，这就使制图简单化，清晰化，操作也很简单，在工厂相当的普及。 CAM是将计算机应用于制造生产过程的过程或系统。1952年美国麻省理工学院首先研制成数控铣床。数控的特征是由编码在穿孔纸带上的程序指令来控制机床。此后发展了一
16、系列的数控机床，包括称为“加工中心”的多功能机床，能从刀库中自动换刀和自动转换工作位置，能连续完成锐、钻、饺、攻丝等多道工序。CAM所涉及的范围，包括计算机数控，计算机辅助过程设计。CAPP（Computer Aided Process Planning）是指借助于计算机软硬件技术和支撑环境，利用计算机进行数值计算、逻辑判断和推理等的功能来制定零件机械加工工艺过程。借助于CAPP系统，可以解决手工工艺设计效率低、一致性差、质量不稳定、不易达到优化等问题。 由于CAPP的出现使得制造前的工艺过程所用时间大大缩短，也使得有些人为设计不合理因素大大降低。CNC(数控机床)是一种由程序控制的自动化机床
17、。该控制系统能够逻辑地处理具有控制编码或其他符号指令规定的程序，通过计算机将其译码，从而使机床执行规定好了的动作，通过刀具切削将毛坯料加工成半成品成品零件，这使得工件的加工制造机械化、智能化，大大减少了工人的劳动量，使得机械加工更加人性化。就是由于这些技术的不断出现，才使得机械加工变得越来越容易操作。当然这其中也包括高压开关的机械制造以及零部件的制造。因此，我们研究的重点不能只放在高压开关及长孔斜拐臂的制造工艺与夹具设计。我们应该以这个为我们的研究核心，把它扩展开来，研究传统机械加工到现在机械加工的比对，体会机械行业发展带给我们的快乐。 1.3设计进度 3月份：布置设计题目，查阅大量文献材料，
18、写出开题报告。并对工艺过程设计填写工艺卡片。4月份：设计铣外形工序的铣床夹具，电脑绘制夹具装配图和夹具专用零件图，编写在数控铣床上铣外形的数控加工程序。5月份：大量试验自己所编写的程序是否正确，整理大量数据。6月份：整理大量计算资料，誊写毕业设计论文，准备答辩。第二章 零件加工工艺设计 2.1 产品零件简介上图为长孔直拐臂简图。（1） 长孔直拐臂零件的结构工艺特点.本课题加工零件是西安高压开关厂的开关零件长孔齐头拐臂，冷冲压件毛坯可以非常接近成品要求，零件材料利用率较高，冲压的生产率也高且生产成本随着批量的增大而降低，适用于加工形状复杂、批量较大的中小尺寸板料零件。冷冲压件毛坯拉伸加工后延拉深
19、方向形成新的流线组织，其他工序加工后原组织基本不变，且变形部分的强度、硬度提高，结构刚度好。该零件表面由圆孔、长孔、倒角等表面组成，其中多个直径尺寸与轴向尺寸有较高的尺寸精度和表面粗糙度要求。零件图尺寸标注完整，符合数控加工尺寸标注要求，轮廓描述清晰完整。零件材料为Q235钢，加工切削性能较好。（2） 毛坯的选择根据本零件的机构特点以及使用要求，该零件材料为Q235，因其属于一般拐臂类零件，板料可满足其要求。根据本零件的外形尺寸以及加工要求，可选择毛坯尺寸为22113222。（3） 主要加工内容 下料-清理-铣平面-钻、绞孔-去毛刺-铣长孔-铣外形-铣开口-去毛刺-钻孔-倒角-手工攻丝-清洗。
20、2.2 零件加工工艺过程设计与分析机械加工工艺规程的制订原则是优质、高产、低成本，即在保证产品质量前提下，能尽量提高劳动生产率和降低成本。在制订工艺规程时应注意以下问题： 技术上的先进性在制订机械加工工艺规程时，应在充分利用本企业现有生产条件的基础上，尽可能采用国内、外先进工艺技术和经验，并保证良好的劳动条件。 经济上的合理性在规定的生产纲领和生产批量下，可能会出现几种能保证零件技术要求的工艺方案，此时应通过核算或相互对比，一般要求工艺成本最低。充分利用现有生产条件，少花钱、多办事。 有良好的劳动条件在制订工艺方案上要注意采取机械化或自动化的措施，尽量减轻工人的劳动强度，保障生产安全、创造良好
21、、文明的劳动条件。 由于工艺规程是直接指导生产和操作的重要技术文件，所以工艺规程还应正确、完整、统一和清晰。所用术语、符号、计量单位、编号都要符合相应标准。必须可靠地保证零件图上技术要求的实现。在制订机械加工工艺规程时，如果发现零件图某一技术要求规定得不适当，只能向有关部门提出建议，不得擅自修改零件图或不按零件图去做。 本零件需要多面加工，工艺过程涉及到平面铣削、钻孔、铰孔、攻丝等等大部分铣削加工方法。 本零件为板类零件，经过对本零件的外形轮廓、尺寸、精度等的分析，选择有两种加工方案，现分别阐述两种加工方案，并选择出最优的加工方案。方案一：合理的选择定位基准，对于保证零件的尺寸和位置精度有着决
22、定性的作用。经过对零件外形尺寸结构的分析，该零件在加工时定位基准的选择可选择外形的一面定位，所以首先应该进行的工序是铣外形。铣外形工序结束之后利用外形定位，进行后面的钻绞孔。方案二：选择孔定位，先加工出的孔，以此孔定位加工出其它的孔，再经行铣外形工序。经过方案一、二的分析比较后，得出因为本零件外形尺寸不对称且不平整，如采用方案一定位难度比较大，所以综合比较得出本零件加工方案应选择方案二经行加工。2.3 零件加工工序设计与分析拐臂，是机器设备上常用的部件之一。通过螺钉与其它部件连接以实现连带运动等功能。在弯扭组合实验装置中它为加载力臂，因此它的材料所需的强度较高。由零件图可以看出，该零件有几处孔
23、位尺寸、配合孔尺寸精度要求较高，它们分别是和，两孔中心距为80.50.3。以下为拐臂需要加工的表面以及加工表面之间的位置要求：（1）该拐臂形状特殊，且拐臂圆形部分R30与32孔有同轴度要求，因此在加工孔之前，先要将两端面加工好且保证好平行度，为了满足这个条件，根据精基准中的“互为基准”原则，加工好左端面后再以左端面为定位基准加工右端面。（2）拐臂长孔部分的22孔是以32孔作为设计基准的，因此必须严格确定32孔的尺寸。（3）拐臂长臂部分的32孔的加工精度要求较高，因此需先钻后绞加工进行；而其它表面的精度要求均不是很高，不需要高精度加工机床。所有螺纹孔均为公制螺纹，需按图纸要求选配好对应的公制丝锥
24、。该零件的轮廓描述清晰，尺寸标注完整。材料为Q235，切削性能良好。整个零件从尺寸精度和加工难易程度考虑，采用数控铣削加工或用加工中心加工比较合适。工序顺序的安排遵循“先基准后其他”的原则，首先加工精基准拐臂左端面的加工；遵循“先粗后精”的原则，先安排粗加工工序，后安排精加工工序；遵循“先主后次”原则，先加工主要表面左右两端面，再加工外侧面；遵循“先面后孔”原则，首先加工两端面，然后加工好内孔。通过对图纸分析，制定该零件加工工序表如下：序号工序名称工序内容夹具刀具设备1下料将大块板料裁剪成毛坯料数控火焰切割机2清理将毛坯上的油污残渣清理干净3铣平面铣六面22113222X51立式铣床4钻、铰孔
25、a 钻孔至b 绞孔成c 钻孔至d 绞孔成e 在宽长孔一端预钻引孔专用夹具D31.8麻花钻、D32铰刀、D15.8麻花钻、D16铰刀、D21麻花钻RE3020型立式加工中心5铣长孔铣宽的长孔专用夹具专用铣刀RE3020型立式加工中心6铣外形铣零件的外形专用夹具专用铣刀数控铣床7铣开口铣零件的一个开口专用夹具专用铣刀X60208去毛刺去各孔口及开口边缘毛刺虎钳锉刀9钻孔钻4-M6-6H螺纹底孔至，深10虎钳D5麻花钻Z3025摇臂钻床10倒角4-M6-6H螺纹底孔孔口倒角145虎钳麻花钻11手工攻丝手攻4-M6-6H螺纹，深8虎钳M6丝锥2.4 分析验证零件主要技术要求该零件有圆柱孔、长孔、30的
26、榫槽与4个M6的螺纹孔。根据工作性能与条件，该拐臂图样规定了主要有：（1）32圆柱孔（32孔主要是为了减轻拐臂的重量，其技术要求不高，孔位为自由公差，直接冲压而成即可），（2）零件外轮廓（圆弧R220所要保证的尺寸较高），（3）榫槽（其定位误差与32的孔相关），（4）一个22mm，长60mm的长孔（其与轴线平行，在加工其他部位时起定位基准，故加工精度应该较高），（5）一个与水平线成30的16的通孔（其基准误差与32的孔相关）。则主要保证尺寸为22mm、长60mm的长孔，32 H9()的通孔及16H9()的通孔。零件的长孔粗糙度为Ra1.6，两通孔的粗糙度均为Ra3.2，其余均为Ra2.5，并且
27、都有热处理要求，这些技术要求必须在加工中给予保证，因此它们的加工都是拐臂的关键工序。第三章 机床夹具设计3.1 夹具的用场夹具的分类：1按夹具的使用特点分类(1) 通用夹具：指结构、尺寸已标准化，且具有一定通用性的夹具。如三爪自定心卡盘、机床用平口虎钳、万能分度头、磁力工作台等。(2) 专用夹具：专为某一工件的某道工序设计和制造的夹具。(3) 可调夹具：是针对通用夹具和专用夹具的缺陷而发展起来的一类新型夹具。(4) 组合夹具：夹具的某些元件可调整或或更换，以适应多种工件加工的夹具。它可分为通用可调夹具和成组可调夹具。(5) 拼装夹具：用专门的标准化、系列化的拼装夹具零部件拼装而成的夹2按使用机
28、床分类：车床、铣床、刨床、钻床、镗床、磨床、数控机床、自动机床具。、自动线随行夹具以及其它夹具等。3按夹紧动力源分类：手动、气动、液动、电动、气液增力、电磁夹具以及真空夹具等。 生产过程中为了保证产品质量和生产率，采用了工装夹具，它的主要功能包括以下几个方面：（1）保证和提高产品质量（制件可以更好的进入准确位置）。（2）提高劳动效率（减少人工摆好工件的时间）。（3）扩大工具的操作范围（位置固定了，人员易于操作）。（4）改善劳动条件，降低产品成本。 本课题设计的是长孔直拐臂的铣长孔夹具设计，定位方式为两空一面定位，利用此夹具对工件在立式铣床上经行定位，完成铣开口工序。3.2 夹具的结构该夹具主要
29、由夹具底座、压板和定位销等三大部件组成。其特点是能够方便地固定、装卸工件，保证快速定位； 1. 工件定位方式在加工箱体、支架类零件时，常用工件的一面两孔作为定位基准，使基准统一。此时，常采用一面两孔的定位方式。这中定位方式简单、可靠、夹紧方便。 根据拐臂铣开口的工序尺寸，形状和位置精度要求，工件定位时需限制六个自由度。工件的定位基准和夹紧位置虽然在工序图上已经规定，但在拟定定位、夹紧方案时，仍然应对其进行分析研究，考查定位基准的学则是否能满足工件位置精度的要求，夹具的结构能否实现。在铣齐头柺臂开口时，工件在开口方向的工序基准是和相连的端面，若以次端面为平面定位基准，可以达到与工序基准相重合。
30、在保证角度方面，以两孔为定位基准，可以做到基准重合，而且操作方便。为了避免发生不比样的过定位现象，采用两个圆柱销做定位元件。工件以一面两孔为定位基准。而定位元件采用一面两销，分别限制了工件的六个自由度，属于完全定位。从上图可以看出，为了满足上述条件，第二销和第二孔不能采用标准配合，第二销直径缩小了，连心线方向的间隙就增大了。缩小后的第二销的最大直径为=上两式整理可得：=-=-=+直径缩小后第二销和第二孔的最小间隙。第二销和第二孔的最小装配间隙。这种缩小一个定位销直径的方法，虽然能实现工件的顺利安装，但增大了工件的转动误差。2.夹紧机构和夹紧表面(1) 夹紧装置的组成 夹紧装置的种类很多，但其结
31、构均由两部分组成。 动力装置产生夹紧力 机械加工过程中，要保证工件不离开定位时占据的正确位置，就必须有足够的夹紧力来平衡切削力、惯性力、离心力及重力对工件的影响。 夹紧力的来源，一是人力；二是某种动力装置。常用的动力装置有：液压装置、气压装置、电磁装置、电动装置、气一液联动装置和真空装置等。 夹紧机构传递夹紧力 要使动力装置所产生的力或人力正确地作用到工件上，需有适当的传递机构。在工件夹紧过程中起力的传递作用的机构，称为夹紧机构。夹紧机构在传递力的过程中，能根据需要改变力的大小、方向和作用点。手动夹具的夹紧机构还应具有良好的自锁性能，以保证人力的作用停止后，仍能可靠地夹紧工件。(2) 对夹紧装
32、置的基本要求 1)夹紧过程中，不改变工件定位后占据的正确位置。 2)夹紧力的大小适当，一批工件的夹紧力要稳定不变。既要保证工件在整个加工过程中的位置稳定不变，振动小，又要使工件不产生过大的夹紧变形。夹紧力稳定可减小夹紧误差。 3)夹紧装置的复杂程度应与工件的生产纲领相适应。工件生产批量愈大，允许设计愈复杂、效率愈高的夹紧装置。 4)工艺性好，使用性好。其结构应力求简单，便于制造和维修。夹紧装置的操作应当方便、安全、省力。（3）定位销尺寸计算 确定两定位销的中心距 两定位销的中心距的基本尺寸应该等于工件两定位孔中心距的平均尺寸，其公差一般取 T=（-）T 因 =80.5mm 取=80.50.05
33、mm确定圆柱销直径 圆柱销直径的基本尺寸取与之配合的工件孔的最小极限尺寸，其公差一般取g6或h7。因柺臂两定位孔的尺寸为32H9=32 mm，取圆柱销的直径d=32h8=32 mm。（4）夹紧力的计算 计算夹紧力时，通常是把夹具体和工件看成是一个刚性系统。根据工件所受的切削力、夹紧力（大型工件应考虑工件重力、惯性力）的作用状况，找出加工中对夹紧最不利的状态，按静力平衡原理计算出理论夹紧力，再乘以安全系数作为实际夹紧力。即 式中 实际所需夹紧力（N） F 理论夹紧力（N） K 安全系数在精加工时，K取1.5。在一面两孔定位中，理论夹紧力的计算公式为 式中 P为机床切削力 P0为圆柱销所受部分切削
34、力 为工件与限位基面之间的摩擦力由表3-1得： =0.15。表3-1 摩擦系数的选用摩擦条件工件为加工过的平面0.15工件为未加工过的毛坯表面，固定支承为球面0.2-0.25夹紧元件和支承表面有齿纹，并在较大相互作用力下工作0.7为防止圆柱销受力而造成不必要的定位误差，而令P0为0。则 选取铣床的背吃刀量 =3mm，每转进给量f=0.5mm/r。因待加工工件为钢材，故单位切削力P=2000。则铣床的切削力 =2000*3*0.5 =3000（N）故 F=3000/0.15=20（KN）FK=20*1.5=30（KN）结论 本夹具所需实际夹紧力为30KN。 3. 夹具使用中操作过程 此夹具使用比
35、较方便。在装夹工件时只需拔出压板放入工件，然后拨动压板至压住工件，上紧双头螺柱上的螺母至压紧工件即可。 卸去工件时松动螺母拔出压板即可。 3.3定位误差分析计算工件以平面定位的定位元件：几种固定支承方式如图所示。 球头支承钉，当工件以粗糙不平的毛坯面定位时用，如图1b)； 齿纹头支承钉，侧平面粗基准定位用，如图1c)；平头支承钉，较小精基准平面定位用，如图1a)；支承板，侧平面精基准定位用或水平面精基准定位用，如图1d)和e)。由于支承钉接触面积较小，故此夹具设计采用支承板。夹具加工误差的分析使用夹具加工时产生的误差有下列四个方面：1与工件定位有关的误差 定位误差D2与夹具在机床上安装有关的误
36、差 安装误差A3与刀具调整有关的误差T4与加工过程有关的误差GD+T+A+Gk上式即为定位误差不等式。A：定位误差 基准重合：=0D=Y=D+d+D=0.015（mm）B：夹具在铣床上安装的不准确并不影响加长孔的位置尺寸，所以A可不考虑。综上所述：=D+A+T+G=0.015mm=0.1mm 此夹具满足加工要求。2对槽深精度的分析计算影响长孔尺寸精度（20mm）的主要因素有：A：基准重合 B=0D=Y=D+d+D=0.015（mm）B：夹具安装误差由于夹具定位面N和夹具底面M间的平行度误差等，会引起工件倾斜，使加工槽的底面和其端面不平行，因而会影响槽深的尺寸精度。夹具技术要求的第一条规定为不大
37、于100：0.03，那么在工件约105mm范围内的影响值将约0.03mm.因此，此夹具满足加工要求。3.4夹具的评价 优点：此夹具的标准化较高，不仅降低了成本，有损坏时能够及时购买到零部件 缺点：夹紧过程不利于达到标准化第四章 数控加工程序编4.1 RE3020型立式加工中心概述 加工中心（Machining Center）简称MC，是高效、高精度的数控机床。它把铣削、镗削、钻削、螺纹加工等多项功能集中在一台设备上，一次装夹可以完成多工序加工。加工中心配备有几十甚至上百把刀具的刀库，并具有自动换刀功能。工件在加工中心上经一次装夹后，数字控制系统能控制机床按不同加工工序，自动选择及更换刀具，自动
38、改变机床主轴转速、进给速度和刀具相对工件的运动轨迹及其它辅助功能，依次完成工件多个面上多工序的加工。并且有多种换刀或选刀功能，从而使生产效率大大提高。 加工中心由于工序的集中和自动换刀，减少了工件的装夹、测量和机床调整等时间，使机床的切削时间达到机床开动时间的80%左右(普通机床仅为1520%)；同时也减少了工序之间的工件周转、搬运和存放时间，缩短了生产周期，具有明显的经济效果。加工中心适用于零件形状比较复杂、精度要求较高、产品更换频繁的中小批量生产。RE3020型加工中心是一台小型立式加工中心，配置SIEMENS公司SINUMERIK 810系统。该加工中心适用于小型板件、盘件、壳体件、模具
39、等复杂零件的多品种、小批量加工。工件一次装夹后可自动地完成铣、钻、镗、绞、攻丝等多种工序的加工。编制的程序中常用到的指令如下：代码功能代码功能M06换刀M30纸袋结束M03主轴顺时针方向G53直线偏移，注销G54直线偏移XG00点定位G55直线偏移YG01直线插补G56直线偏移ZM04主轴逆时针方向M05主轴停止M00程序停止4.2加工内容及加工过程 本课题研究的是在加工中心上加工长孔直拐臂的钻铰孔和铣长孔工序，经过对零件的加工工艺分析，编制出工序表：工步号加工内容T码刀具种类刀具长度刀具直径刀补号加工深度1 钻孔T1麻花钻30031D1192 钻孔T2麻花钻30015.5D2193 钻引孔T
40、3麻花钻30021D3194绞孔T4铰刀30032D4195绞孔T5铰刀30016D5196铣宽的长孔T6铣刀30020D619 在确定定位基准与夹紧方案时应注意： （1）力求设计、工艺和编程计算的基准统一。 （2）尽量减少装夹次数，尽可能做到一次定位装夹就能加工出全部代加工表面。 （3)尽量采用占机人工调整式方案。数控加工对夹具的基本要求：一是保证夹具本身在机床上安装准确；二是要能协调零件与机床坐标系的尺寸关系。在选用或设计夹具时，应注意以下几点：（1） 尽量选用可调式、组合式等标准化、通用化和自动化夹具，尽量避免设计专用夹具，必须设计专用夹具时也用力求结构简单。（2） 装卸零件要迅速、方便
41、、可靠、以缩短准备时间。（3） 夹具要开敞，其定位、夹紧机构元件不能影响加工中的走刀。 确定对刀点和换刀点 对刀点是指在数控机床上加工零件时，刀具相对零件运动的起点。由于程序也是从这一点开始，所以对刀点也成为程序起点或起到点或程序原点。对刀点可以选择零件上某一点，也可以选择零件外某一点。但所选对刀点必须与零件的定位基准有一定的定位尺寸关系、找正容易、编程方便、对刀误差小、加工时检查方便而且可靠。对刀时，采用对刀装置是对刀点与刀位点重合。对于具有自动换刀装置的数控机床，由于自动对刀的需要还要设置换刀点。换刀点的位置应根据换刀时刀具不得碰伤零件、夹具和机床的原则来定。换刀点常设置在被加工零件的外面
42、，并要有一定的安全量。 选零件加工起始点坐标为：X80.0，Y25.0，Z0.0。选取的工件坐标系如图所示： 确定走刀路线 走刀路线是刀具在整个加工工序中的运动轨迹，它包括了工步的内容，也反应出工步顺序。走刀路线是编写程序的依据。确定走刀路线的原则主要有：（1）应能保证零件的加工精度和表面粗糙度的要求。（2）应尽量缩短加工路线，减少空刀时间以提高加工效率。（3）应使数值计算简单、程序段数量少，以减少编程工作量。（4）刀具的进退刀路线要认真考虑，以尽量减少在轮廓处停刀而留下痕迹，也要避免在零件轮廓面上垂直上下走刀而划伤零件表面。（1） 钻孔 刀具走刀路线为： F1(0,0,0) F2（80.25.0） F3(80,25,-19) F4(80,25,0) F5(0,0,0)（2） 钻孔 刀具走刀路线为： F1(0,0,0) F2（80,105.5,0） F3(80,105.5,-19)
