第六章加工中心程序編制

1、第六章 加工中心程序編制 一、加工中心簡(jiǎn)介 加工中心是高效、高精度數(shù)控機(jī)床,工件在一次裝夾中便可自動(dòng)完成多道工序的加工. 是典型的集高新技術(shù)于一體的機(jī)械加工設(shè)備，它的發(fā)展代表了一個(gè)國(guó)家設(shè)計(jì)和制造業(yè)的水平，成為現(xiàn)代機(jī)床發(fā)展的主流和方向。 1、加工中心組成 加工中心是帶有刀庫(kù)和自動(dòng)換刀裝置的數(shù)控機(jī)床。第一節(jié) 概述x-y數(shù)控拖板數(shù)控拖板變頻主軸變頻主軸機(jī)床本體機(jī)床本體數(shù)控系統(tǒng)及數(shù)控系統(tǒng)及其操作面板其操作面板斗笠式刀庫(kù)斗笠式刀庫(kù)Z軸伺服電機(jī)軸伺服電機(jī)活動(dòng)防護(hù)門活動(dòng)防護(hù)門進(jìn)給進(jìn)給Z軸軸護(hù)線架護(hù)線架冷卻液箱冷卻液箱1、 加工中心及其組成XH713A 立式加工中心 2、加工中心的特點(diǎn)： 具有自動(dòng)換刀裝置,能

2、自動(dòng)地更換刀具，在一次裝夾中完成銑削、鏜孔、鉆削、擴(kuò)孔、鉸孔、攻絲等加工，工序高度集中。帶有自動(dòng)擺角的主軸或回轉(zhuǎn)工作臺(tái)的加工中心，在一次裝夾后，自動(dòng)完成多個(gè)面和多個(gè)角度的加工。帶有可交換工作臺(tái)的加工中心，可同時(shí)進(jìn)行一個(gè)加工，一個(gè)裝夾工件，具有極高的加工效率。3、加工中心的主要加工對(duì)象、加工中心的主要加工對(duì)象 加工中心適用于形狀復(fù)雜、工序多、精度要求高、需要多種類型普通機(jī)床經(jīng)過(guò)多次安裝才能完成加工的零件。其主要加工對(duì)象為：箱體類零件復(fù)雜曲面類零件異形件板、套、盤類零件特殊加工 4、加工中心的分類： 立式加工中心: 板材類、殼體類、凸輪、模具臥式加工中心: 箱體類、模具龍門式加工中心: 大型、重型

3、和形狀復(fù)雜零件復(fù)合加工中心（五面體加工中心）第二節(jié)、加工中心自動(dòng)換刀裝置 1、自動(dòng)換刀裝置(ATC) 自動(dòng)換刀裝置的用途是按照加工需要，自動(dòng)地更換裝在主軸上的刀具。自動(dòng)換刀裝置是一套獨(dú)立、完整的部件。自動(dòng)換刀裝置的形式自動(dòng)換刀裝置的形式回轉(zhuǎn)刀架：回轉(zhuǎn)刀架：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、刀具數(shù)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、刀具數(shù) 量有限、車削中心量有限、車削中心帶刀庫(kù)的自動(dòng)換刀裝置帶刀庫(kù)的自動(dòng)換刀裝置（應(yīng)用廣泛）（應(yīng)用廣泛）鼓輪式刀庫(kù)：鼓輪式刀庫(kù)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊、應(yīng)用廣結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊、應(yīng)用廣鏈?zhǔn)降稁?kù)：刀庫(kù)鏈?zhǔn)降稁?kù)：刀庫(kù)容量大容量大刀庫(kù)形式刀庫(kù)形式 2、刀庫(kù)的形式盤式刀庫(kù)a）b）c）d）a）徑向取刀形式）徑向取刀形式 b）軸向取刀形式）

4、軸向取刀形式 c）徑向布置形式）徑向布置形式 d）角度布置形式）角度布置形式鏈?zhǔn)降稁?kù)鏈?zhǔn)降稁?kù)鏈條鏈輪刀座導(dǎo)軌張緊板3、換刀過(guò)程自動(dòng)換刀裝置的換刀過(guò)程由選刀和換刀兩部分組成。選刀:是刀庫(kù)按照選刀指令( Txx 指令)自動(dòng)將要用的刀具移動(dòng)到換刀位置,完成選刀過(guò)程，為下面換刀做好準(zhǔn)備。換刀:是把主軸上用過(guò)的刀具取下，將選好的刀具安裝在主軸上。選刀方式選刀方式順序選刀方式順序選刀方式 (早期早期)任選方式：任選方式：記憶式記憶式, 跟蹤刀具就近換刀跟蹤刀具就近換刀(現(xiàn)在現(xiàn)在)換刀方式換刀方式機(jī)械手換刀機(jī)械手換刀刀庫(kù)刀庫(kù)主軸運(yùn)動(dòng)換刀主軸運(yùn)動(dòng)換刀選刀和換刀方式：油缸刀庫(kù)換刀機(jī)械手主軸（b）（a）（c）（d

5、）1、主軸箱回參考點(diǎn)，、主軸箱回參考點(diǎn)，主軸準(zhǔn)停。主軸準(zhǔn)停。2、機(jī)械手抓刀、機(jī)械手抓刀（主軸上和刀庫(kù)上）（主軸上和刀庫(kù)上）3、取刀：、取刀： 活塞桿推動(dòng)機(jī)械手下行?；钊麠U推動(dòng)機(jī)械手下行。4、交換刀具位置：、交換刀具位置：機(jī)械手回轉(zhuǎn)機(jī)械手回轉(zhuǎn)180。5、裝刀：、裝刀：活塞桿上行，將更換后的刀活塞桿上行，將更換后的刀具裝入主軸和刀庫(kù)。具裝入主軸和刀庫(kù)。4、機(jī)械手換刀動(dòng)作過(guò)程刀庫(kù)移動(dòng)-主軸升降式換刀過(guò)程 分度：將刀盤上接收刀具的空刀座轉(zhuǎn)到換刀所需的預(yù)定位置。(b) 接刀：活塞桿推出，將空刀座送至主軸下方，并卡住刀柄定位槽。(c) 卸刀：主軸松刀，銑頭上移至參考點(diǎn)。(d) 再分度：再次分度回轉(zhuǎn)，將預(yù)選

6、刀具轉(zhuǎn)到主軸正下方。(e)+(f): 裝刀：銑頭下移，主軸抓刀，活塞桿縮回，刀盤復(fù)位。第三節(jié)、 加工中心的工藝準(zhǔn)備一、加工中心的工藝特點(diǎn) 由于加工中心工序集中和具有自動(dòng)換刀的特點(diǎn)，故零件的加工工藝應(yīng)盡可能符合這些特點(diǎn)，盡可能地在一次裝夾情況下完成銑、鉆、鏜、鉸、攻絲等多工序加工。 由于加工中心具備了高剛度和高功率的特點(diǎn)，故在工藝上可采用大的切削用量，以便在滿足加工精度條件下盡量節(jié)省加工工時(shí)。 選用加工中心作為生產(chǎn)設(shè)備時(shí)，必須采用合理的工藝方案，以實(shí)現(xiàn)高效率加工。 二、工藝方案確定原則 1、確定采用加工中心的加工內(nèi)容，確定工件的安裝基面、加工基面、加工余量等。 2、以充分發(fā)揮加工中心效率為目的來(lái)

7、安排加工工序。有些工序可選用其它機(jī)床。 3、對(duì)于復(fù)雜零件來(lái)說(shuō)，由于加工過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生熱變形，淬火后會(huì)產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，零件卡壓后也會(huì)變形等多種原因，故全部工序很難在一次裝夾后完成，這時(shí)可以考慮兩次或多次。 4、當(dāng)加工工件批量較大，工序又不太長(zhǎng)時(shí)，可在工作臺(tái)上一次安裝多個(gè)工件同時(shí)加工，以減少換刀次數(shù)。 5、安排加工工序時(shí)應(yīng)本著由粗漸精的原則。 建議參考以下工序順序：銑大平面、粗鏜孔、半粗鏜孔、立銑刀加工、打中心孔、鉆孔、攻螺紋、精加工、鉸、鏜、精銑等。 6、采用大流量的冷卻方式 。提高刀具壽命,減少切削熱量對(duì)加工精度的影響.在機(jī)床選用上，應(yīng)了解各類加工中心的規(guī)格、最佳使用范圍和功能特點(diǎn)。第四節(jié)、加工中心

8、刀具系統(tǒng) 1、加工中心對(duì)刀具的要求:良好的切削性能: 能承受高速切削和強(qiáng)力切削并且性能穩(wěn)定。較高精度： 刀具的精度指刀具的尺寸精度和刀具與裝卡裝置的位置精度。完善的工具系統(tǒng)：滿足各種及連續(xù)加工要求。 2、加工中心的刀具系統(tǒng) 加工中心上使用的刀具分刃具部分和連接刀柄部分。 刃具部分與數(shù)控銑所使用的刀具基本相同。 刀柄部分與一般數(shù)控銑床用刀炳部分不同。 加工中心用刀柄帶有夾持槽供機(jī)械手夾持。刀具系統(tǒng)已經(jīng)系列化、標(biāo)準(zhǔn)化。 如：TSG整體式工具系統(tǒng)。 TSG工具系統(tǒng)中的刀柄，其代號(hào)由四部分組成，各部分的含義如下：工具柄部型式代號(hào)代代 號(hào)號(hào)工工 具具 柄柄 部部 型型 式式JTBTSTMTMWZB自動(dòng)換

9、刀機(jī)床用自動(dòng)換刀機(jī)床用7：24圓錐工具柄圓錐工具柄 GB10944-89自動(dòng)換刀機(jī)床用自動(dòng)換刀機(jī)床用7：24圓錐圓錐BT型工具柄型工具柄 JIS B6339手動(dòng)換刀機(jī)床用手動(dòng)換刀機(jī)床用7：24圓錐工具柄圓錐工具柄 GB3837.3-83帶扁尾莫氏圓錐工具柄帶扁尾莫氏圓錐工具柄 GB1443-85帶扁尾莫氏圓錐工具柄帶扁尾莫氏圓錐工具柄 GB1443-85直柄工具柄直柄工具柄 GB6131-85 第五節(jié)第五節(jié) 加工中心編程實(shí)例加工中心編程實(shí)例 例1： 加工如圖所示的平面凸輪輪廓，毛坯材料為中碳鋼，尺寸如圖7.5所示。零件圖中23mm深的半圓槽和外輪廓不加工，只討論凸輪內(nèi)滾子槽輪廓的加工程序。 凸

10、輪毛坯 1、工藝分析 裝夾：以45的孔和K面定位在，專用夾具裝夾。 刀具：用三把25的四刃硬質(zhì)合金錐柄端銑刀，分別用于粗加工(T03)、半精加工(T04)和精加工(T05)。為保證順利下刀到要求的槽深，要先用鉆頭鉆出底孔，然后再用鍵槽銑刀將孔底銑平，因此還要一把25的麻花鉆(T01)和一把25的鍵槽銑刀(T02)。 工步：為達(dá)到圖紙要求的表面粗糙度，分粗銑、半精銑、精銑三個(gè)工步完成加工。半精銑和精銑單邊余量分別為11.5mm和0.10.2mm。在安排上，根據(jù)毛坯材料和機(jī)床性能，粗加工分兩層加工完成，以避免Z向吃刀過(guò)深。半精加工和精加工不分層，一刀完成。刀具加工路線選擇順銑，可避免在粗加工時(shí)發(fā)生

11、扎刀劃傷加工面，而且在精銑時(shí)還可以提高表面光潔程度。第五節(jié)第五節(jié) 加工中心編程實(shí)例加工中心編程實(shí)例 切削參數(shù)：根據(jù)毛坯材料、刀具材料和機(jī)床特性，選擇如表7.1所示的切削參數(shù)。 表7.1 切削參數(shù)加工要求主軸轉(zhuǎn)速(r/min)進(jìn)給速度(mm/min)粗加工4004502030半精加工4505003040精加工60050第五節(jié)第五節(jié) 加工中心編程實(shí)例加工中心編程實(shí)例 2、數(shù)據(jù)計(jì)算 選擇45孔的中心為編程原點(diǎn)，考慮到該零件關(guān)于Y對(duì)稱，因此只計(jì)算+X一側(cè)的基點(diǎn)坐標(biāo)即可。計(jì)算時(shí)使用計(jì)算機(jī)繪圖軟件求出。如圖所示。第五節(jié)第五節(jié) 加工中心編程實(shí)例加工中心編程實(shí)例 3、加工程序O0070 (主程序)(鉆底孔)N

12、10 G91 G28 Z0 T01 M06N20 G90 G00 X134.889 Y32.072 S250N30 G43 G00 Z100.0 H01 M03N40 G01 Z2.0 F1000 M08N50 G73 Z-25.0 R2.0 Q2.0 F25N60 G80 G00 Z250.0 M09第五節(jié)第五節(jié) 加工中心編程實(shí)例加工中心編程實(shí)例 3、加工程序(銑平下刀位)N70 G91 G28 Z0 T02 M06N80 G90 G00 X134.889 Y32.072 S250N90 G43 G00 Z100.0 H02 M03N100 G01 Z2.0 F1000 M08N110 Z-

13、20.0 F100N120 Z25.0 F20N130 G91 G01 X5.0 F20N140 G02 I-5.0 (銑整圓)N150 G01 X-5.0 F100N160 G90 G00 Z250.0 M09 第五節(jié)第五節(jié) 加工中心編程實(shí)例加工中心編程實(shí)例 3、加工程序(粗銑第一層)N170 G91 G28 Z0 T03 M06N180 G90 G00 X134.889 Y32.072 S400N190 G43 Z100.0 H03 M03N200 G01 Z5.0 F1000 M08N210 Z-12.5 F100N220 G42 D03 G01 X92.025 Y57.248 F30

14、(半徑補(bǔ)償11.5)N230 M98 P0001N240 G40 G01 X134.889 Y32.072 F100N250 M01N260 G42 D03 G01 X142.151 Y15.563 F30N270 M98 P0002N280 G40 G01 Z5.0 F1000N290 M01第五節(jié)第五節(jié) 加工中心編程實(shí)例加工中心編程實(shí)例 3、加工程序(粗銑第二層)N300 G01 X134.889 Y32.072 N310 Z-25.0 F50N320 G42 D03 G01 X92.025 Y57.248 F30N330 M98 P0001N340 G40 G01 X134.889 Y3

15、2.072 F100N350 M01N360 G42 D03 G01 X142.151 Y15.563 F30N370 M98 P0002N380 G40 G01 Z5.0 F1000N390 M01第五節(jié)第五節(jié) 加工中心編程實(shí)例加工中心編程實(shí)例 3、加工程序(半精銑)N400 G91 G28 Z0 T04 M06N410 G90 G00 X134.889 Y32.072 S400N420 G43 G00 Z100.0 H04 M03N430 G01 Z5.0 F1000 M08N440 Z-25.0 F100N450 G42 D04 G01 X92.025 Y57.248 F30 (半徑補(bǔ)償

16、12.35)N460 M98 P0001N470 G40 G01 X134.889 Y32.072 F100N480 M01N490 G42 D04 G01 X142.151 Y15.563 F30N500 M98 P0002N510 G40 G01 Z5.0 F1000N520 G00 Z200.0 M09第五節(jié)第五節(jié) 加工中心編程實(shí)例加工中心編程實(shí)例 3、加工程序(精銑)N530 G91 G28 Z0 T05 M06N540 G90 G00 X134.889 Y32.072 S400N550 G43 G00 Z100.0 H05 M03N560 G01 Z5.0 F1000 M08N570

17、 Z-25.0 F100N580 G42 D05 G01 X92.025 Y57.248 F30 (半徑補(bǔ)償12.35)N590 M98 P0001N600 G40 G01 X134.889 Y32.072 F100N610 M01N620 G42 D05 G01 X142.151 Y15.563 F30N630 M98 P0002N640 G40 G01 Z5.0 F1000N650 G00 Z200.0 M09N660 M30第五節(jié)第五節(jié) 加工中心編程實(shí)例加工中心編程實(shí)例 3、加工程序O0001 (外側(cè)輪廓逆時(shí)針子程序)N10 G02 X75.795 Y66.755 R30N20 G03 X-75.795 Y66.755 R101N30 G02 X-92.025 Y57.248 R30N40 G03 X-134.889 Y32.072 R79N50 G03 X-142.151 Y15.563 R30N60 G03 X142.151 Y15.563 R-143N70 G03 X134.889 Y32.072 R30N80 G03 X92.025 Y57.248 R79N90 M99第五節(jié)第五節(jié) 加工中心編程實(shí)例加工中心編程實(shí)例 3