2.2 加工中心的工艺路线设计
设计加工中心加工零件的工艺路线时,还要根据企业现有的加工中心机床和其他机床的构成情况,本着经济合理的原则,安排加工中心的加工顺序,以期最大限度地发挥加工中心的作用。
在目前国内很多企业中,由于多种原因,加工中心仅被当作数控铣床使用,且多为单机作业,远远没有发挥出加工中心的优势。从加工中心的特点来看,由若干台加工中心配上托盘交换系统构成柔性制造单元(FMC),再由若干个柔性制造单元可以发展组成柔性制造系统(FMS),加工中小批量的精密复杂零件,就最能发挥加工中心的优势与长处,获得更显著的技术经济效益。
单台加工中心或多台加工中心构成的FMC或FMS,在工艺设计上有较大的差别。
(1)单台加工中心
其工艺设计与数控铣床相类似,主要注意以下方面。
①安排加工顺序时,要根据工件的毛坯种类,现有加工中心机床的种类、构成和应用习惯,确定零件是否要进行加工中心工序前的预加工以及后续加工。
②要照顾各个方向的尺寸,留给加工中心的余量要充分且均匀。通常直径小于30mm的孔的粗、精加工均可在加工中心上完成;直径大于30mm的孔,粗加工可在普通机床上完成,留给加工中心的加工余量一般为直径方向4~6mm。
③最好在加工中心上一次定位装夹中完成预加工面在内的所有内容。如果非要分两台机床完成,则最好留一定的精加工余量。或者,使该预加工面与加工中心工序的定位基准有一定的尺寸精度和位置精度要求。
④加工质量要求较高的零件,应尽量将粗、精加工分开进行。如果零件加工精度要求不高,或新产品试制中属单件或小批,也可把粗、精加工合并进行。在加工较大零件时,工件运输、装夹很费工时,经综合比较,在一台机床上完成某些表面的粗、精加工,并不会明显发生各种变形时,粗、精加工也可在同一台机床上完成,但粗、精加工应划成两个工步分别完成。
⑤在具有良好冷却系统的加工中心上,可一次或两次装夹完成全部粗、精加工工序。对刚性较差的零件,可采取相应的工艺措施和合理的切削参数,控制加工变形,并使用适当的夹紧力。
一般情况下,箱体零件加工可参考的加工方案为:铣大平面→粗镗孔→半精镗孔→立铣刀加工→打中心孔→钻孔、铰孔→攻螺纹→精镗、精铣等。
(2)多台加工中心构成的FMC或FMS
当加工中心处在FMC或FMS中时,其工艺设计应着重考虑每台加工设备的加工负荷、生产节拍、加工要求的保证以及工件的流动路线等问题,并协调好刀具的使用,充分利用固定循环、宏指令和子程序等简化程序的编制。对于各加工中心的工艺安排,一般通过FMC或FMS中的工艺决策模块(工艺调度)来完成。