數(shù)控加工中心的操作與加工課件

1、第6章數(shù)控加工中心的操作與加工 返回總目錄 教學(xué)提示：本章主要講述數(shù)控加工中心的組成和加工工藝方法;華中世紀(jì)星HNC21M系統(tǒng)加工中心的功能特點(diǎn)、控制面板、編程指令；加工中心的程序輸入、手動(dòng)和自動(dòng)加工的操作；通過(guò)實(shí)例演示了加工中心使用操作的過(guò)程。 教學(xué)要求：了解數(shù)控加工中心的組成與分類；了解數(shù)控加工中心的刀庫(kù)系統(tǒng)；掌握數(shù)控加工中心加工的工藝方法；熟練掌握華中世紀(jì)星HNC21M系統(tǒng)控制面板和操作面板的功能；掌握加工中心程序的輸入方法；掌握加工中心刀具和工件的裝夾，學(xué)會(huì)正確對(duì)刀；熟練掌握手動(dòng)及自動(dòng)加工方法，能夠獨(dú)立完成首件試切加工。本章內(nèi)容 6.1 數(shù)控加工中心概述 6.2 數(shù)控加工中心的刀庫(kù)系統(tǒng)

2、 6.3 數(shù)控加工中心的工藝處理 6.4 加工中心的基本操作 習(xí) 題6.1 數(shù)控加工中心概述6.1.1 數(shù)控加工中心的組成 加工中心(Machining Center，MC)是由機(jī)械設(shè)備與數(shù)控系統(tǒng)組成的適用于加工復(fù)雜工件的高效率自動(dòng)化機(jī)床。加工中心是在數(shù)控銑床基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，加工中心與數(shù)控銑床最大區(qū)別在于加工中心具有自動(dòng)交換加工刀具的能力，通過(guò)在刀庫(kù)安裝不同用途的刀具，可在一次裝夾中通過(guò)自動(dòng)換刀裝置改變主軸上的加工刀具，實(shí)現(xiàn)鉆、銑、鏜、攻螺紋、切槽等多種加工功能。 世界上第一臺(tái)加工中心于1958年誕生在美國(guó)，美國(guó)的卡尼特雷克公司在一臺(tái)數(shù)控鏜銑床上增加了換刀裝置，這標(biāo)志著第一臺(tái)加工中心問(wèn)世。4

3、0多年來(lái)出現(xiàn)了各種類型的加工中心，雖然外形結(jié)構(gòu)各異，但總體上是由以下幾大部分組成。 1. 基礎(chǔ)部件 由床身、立柱和工作臺(tái)等大件組成，它們是加工中心結(jié)構(gòu)中的基礎(chǔ)部件。這些大件有鑄鐵件，也有焊接的鋼結(jié)構(gòu)件，它們要承受加工中心的靜載荷以及在加工時(shí)的切削負(fù)載，因此必須具備極高的剛度，也是加工中心中質(zhì)量和體積最大的部件。6.1 數(shù)控加工中心概述 2. 主軸部件 由主軸箱、主軸電動(dòng)機(jī)、主軸和主軸軸承等零件組成。主軸的啟動(dòng)、停止等動(dòng)作和轉(zhuǎn)速均由數(shù)控系統(tǒng)控制，并通過(guò)裝在主軸上的刀具進(jìn)行切削。主軸部件是切削加工的功率輸出部件，是加工中心的關(guān)鍵部件，其結(jié)構(gòu)的好壞，對(duì)加工中心的性能有很大的影響。 3. 數(shù)控系統(tǒng) 由

4、CNC裝置、可編程序控制器、伺服驅(qū)動(dòng)裝置以及電動(dòng)機(jī)等部件組成，是加工中心執(zhí)行順序控制動(dòng)作和控制加工過(guò)程的中心。 4. 自動(dòng)換刀裝置(ATC) 加工中心與一般機(jī)床最大的顯著區(qū)別是具有對(duì)零件進(jìn)行多工序加工能力，有一套自動(dòng)換刀裝置。6.1 數(shù)控加工中心概述6.1.2 數(shù)控加工中心的分類 根據(jù)加工中心的結(jié)構(gòu)、功能、加工精度的不同，可將加工中心分為以下幾類。 1. 主軸在空間所處的狀態(tài)分類 1) 立式加工中心 立式加工中心(圖6.1)的主軸在空間處于垂直狀態(tài)，它能完成銑、鏜、鉆、擴(kuò)、鉸、攻螺紋等加工工序，最適合加工Z軸方向尺寸相對(duì)較小的工件，一般情況下除底面不能加工外，其余五個(gè)面都可以用不同的刀具進(jìn)行輪

5、廓加工和表面加工。 2) 臥式加工中心 臥式加工中心(圖6.2)主軸在空間處于水平狀態(tài)。一般的臥式加工中心有三至五個(gè)坐標(biāo)軸，常配有一個(gè)數(shù)控分度回轉(zhuǎn)工作臺(tái)。其刀庫(kù)容量一般較大，有的刀庫(kù)可存放幾百把刀具。臥式加工中心的結(jié)構(gòu)較立式加工中心復(fù)雜，體積和占地面積較大，價(jià)格也較昂貴。臥式加工中心適合于箱體類零件的加工。特別是箱體類零件上的系列組孔和型腔間有位置公差時(shí)，通過(guò)一次性裝夾在回轉(zhuǎn)工作臺(tái)上，即可對(duì)箱體(除底面和頂面之外)的四個(gè)面進(jìn)行銑、鏜、鉆、攻螺紋等加工。6.1 數(shù)控加工中心概述1數(shù)控柜 2刀庫(kù) 3主軸 4工作臺(tái) 1主軸 2刀庫(kù) 3數(shù)控柜 4工作臺(tái)6.1 數(shù)控加工中心概述 3) 復(fù)合加工中心 復(fù)合

6、加工中心(圖6.3)又稱五面加工中心，其主軸在空間可作水平和垂直轉(zhuǎn)換，故又稱立臥式加工中心。這種加工中心兼有立式和臥式加工中心的功能，在加工過(guò)程中，零件通過(guò)一次裝夾，即能夠完成對(duì)五面(除底面外)的加工，并能夠保證得到較高的加工精度。但這種加工中心結(jié)構(gòu)復(fù)雜，價(jià)格昂貴。圖6.3 復(fù)合加工中心(五面加工中心)1工作臺(tái) 2主軸 3刀庫(kù) 4數(shù)控柜6.1 數(shù)控加工中心概述 2. 按坐標(biāo)軸數(shù)分類 根據(jù)加工中心的可控坐標(biāo)軸數(shù)和聯(lián)動(dòng)坐標(biāo)軸數(shù)，可將加工中心分為：三軸二聯(lián)動(dòng)、三軸三聯(lián)動(dòng)、四軸三聯(lián)動(dòng)、五軸四聯(lián)動(dòng)、六軸五聯(lián)動(dòng)等加工中心。 3. 按工作臺(tái)的數(shù)量和功能分類 1) 單工作臺(tái)加工中心 單工作臺(tái)加工中心即機(jī)床上只

7、有一個(gè)工作臺(tái)。這種加工中心與其他加工中心相比，結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，價(jià)格及加工效率均較低。 2) 雙工作臺(tái)加工中心 雙工作臺(tái)加工中心即機(jī)床上有兩個(gè)工作臺(tái)，這兩個(gè)工作臺(tái)可以相互更換。 一個(gè)工作臺(tái)上的零件在加工時(shí)，在另一個(gè)工作臺(tái)上可同時(shí)進(jìn)行零件的裝、卸。當(dāng)一個(gè)工作臺(tái)上的零件加工完畢后，自動(dòng)交換另一個(gè)工作臺(tái)，并對(duì)預(yù)先裝好的零件緊接著進(jìn)行加工。因此，這種加工中心比單工作臺(tái)加工中心的效率高。 3) 多工作臺(tái)加工中心 多工作臺(tái)加工中心又稱為柔性制造單元(FMC)，有兩個(gè)以上可更換的工作臺(tái)，實(shí)現(xiàn)多工作臺(tái)加工。工作臺(tái)上的零件可以是相同的，也可以是不同的，這些可由程序進(jìn)行處理。多工作臺(tái)加工中心結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，刀庫(kù)容量大，控制

8、功能多，一般都是采用先進(jìn)CNC系統(tǒng)，所以其價(jià)格昂貴。6.1 數(shù)控加工中心概述 4. 按加工精度分類 1) 普通加工中心 一般情況下，普通加工中心的分辨率多為lm，進(jìn)給速度為1525m/min，定位精度為10m，重復(fù)定位精度616m。 2) 高精度加工中心 高精度加工中心的分辨率可達(dá)0.1m，最大進(jìn)給速度可達(dá)100m/min以上，定位精度2m以內(nèi)，重復(fù)定位精度一般為5m以內(nèi)。 6.1.3 數(shù)控加工中心的加工對(duì)象及特點(diǎn) 數(shù)控加工中心具有高度自動(dòng)化、大功率、高精度、高速度和高可靠性等優(yōu)點(diǎn)，但是這些優(yōu)點(diǎn)都是以一定條件為前提的，一臺(tái)加工中心只有在合適的條件下才能發(fā)揮出最佳效益。加工中心最適合加工具有以下

9、特點(diǎn)的零件。 1. 周期性重復(fù)投產(chǎn)的零件 有些產(chǎn)品的市場(chǎng)需求具有周期性和季節(jié)性，如果采用專門(mén)的生產(chǎn)線則得不償失，用普通設(shè)備加工效率又太低，質(zhì)量還不穩(wěn)定，而采用加工中心首批(件)試切成功后，程序和相關(guān)信息可保留下來(lái)，下次產(chǎn)品再生產(chǎn)時(shí)，只要很少的準(zhǔn)備時(shí)間就可開(kāi)始生產(chǎn)。6.1 數(shù)控加工中心概述6.1 數(shù)控加工中心概述2. 價(jià)格昂貴的高精度零件 有些零件需求甚少，但其價(jià)格昂貴，是不允許報(bào)廢的關(guān)鍵零件，要求精度高且工期短，如果用傳統(tǒng)機(jī)床加工需多臺(tái)機(jī)床協(xié)調(diào)工作，并容易受人為因素影響出現(xiàn)廢品；采用加工中心進(jìn)行加工，生產(chǎn)過(guò)程完全由程序控制，避免了工藝流程中干擾因素，具有生產(chǎn)效率高質(zhì)量穩(wěn)定的特點(diǎn)。 3. 多品種

10、、小批量的零件 加工中心生產(chǎn)的柔性不僅體現(xiàn)在對(duì)特殊要求零件加工的快速反應(yīng)上，而且可以快速實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn)，迅速占領(lǐng)市場(chǎng)。 4. 結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜、需多工序多工位加工的零件 有些零件結(jié)構(gòu)復(fù)雜，在普通機(jī)床上加工需要昂貴的工藝裝備，使用數(shù)控銑床也需要多次更換刀具和夾具，使用加工中心就可能一次裝夾完成鉆、銑、鏜、攻螺紋、切槽等多工序加工。 5. 難測(cè)量零件 加工中心對(duì)此類零件加工更有優(yōu)越性。6.2 數(shù)控加工中心的刀庫(kù)系統(tǒng)6.2.1 數(shù)控加工中心的自動(dòng)換刀裝置 加工中心為了能在工件一次安裝中完成多種甚至所有加工工序，以縮短輔助時(shí)間和減少多次安裝刀具和工件帶來(lái)的誤差，必須帶有自動(dòng)換刀裝置。 在加工中心上的自動(dòng)換刀

11、裝置是多種多樣的，主要由刀庫(kù)、機(jī)械手和驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)等部分組成。刀庫(kù)有盤(pán)式、鼓式和鏈?zhǔn)降刃问剑稁?kù)可以存放加工過(guò)程中要使用的全部刀具，刀位從幾個(gè)至幾百個(gè)，刀具由可編程序控制器(PLC)管理，在使用中不需要設(shè)置編碼和開(kāi)關(guān)，采用任意換刀和最短距離轉(zhuǎn)動(dòng)的方式。換刀時(shí)，根據(jù)數(shù)控系統(tǒng)的指令，控制機(jī)械手(或通過(guò)其他方式)將刀具從刀庫(kù)中取出裝入主軸孔中。機(jī)械手的結(jié)構(gòu)根據(jù)刀庫(kù)與主軸的相對(duì)位置及結(jié)構(gòu)的不同也有多種形式，如單臂式、雙臂式、回轉(zhuǎn)式和軌道式等；也有的加工中心不用機(jī)械手而是利用主軸箱或刀庫(kù)的移動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)換刀。6.2 數(shù)控加工中心的刀庫(kù)系統(tǒng) 數(shù)控加工中心的自動(dòng)換刀是利用刀庫(kù)和換刀機(jī)械手實(shí)現(xiàn)的，在許多自動(dòng)換刀裝置中

12、，在刀庫(kù)和換刀機(jī)械手之間有運(yùn)刀機(jī)構(gòu)。這里只介紹從刀庫(kù)直接到換刀機(jī)械手的換刀形式。以下是為自動(dòng)換刀裝置的換刀全部過(guò)程。 第一，通常數(shù)控機(jī)床在加工過(guò)程中，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)檢查下一工序段將使用的刀具，刀庫(kù)旋轉(zhuǎn)，把所指定的刀具運(yùn)到換刀位置上，等待交換； 第二，加工結(jié)束，主軸準(zhǔn)停，刀具自動(dòng)來(lái)到換刀位置，數(shù)控裝置通過(guò)位置開(kāi)關(guān)檢測(cè)雙方刀具是否正確到位，如“Y”，運(yùn)行M06換刀指令，步入換刀動(dòng)作，換刀過(guò)程如下： 機(jī)械手按順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)90后抓取雙方刀具，主軸放松原來(lái)夾緊刀具；機(jī)械手向背離主軸端前進(jìn)，把兩刀具從刀庫(kù)的刀座中和主軸的錐孔中抓出來(lái)。 換刀機(jī)械手轉(zhuǎn)180，使兩把刀具互換位置； 換刀機(jī)械手向主軸方向前進(jìn)，使新

13、刀插入主軸錐孔中，用過(guò)的刀具插入刀 庫(kù)的刀座中，啟動(dòng)夾緊電動(dòng)機(jī)，主軸夾緊新刀具； 換刀機(jī)械手逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)90，回到原來(lái)位置，完成整個(gè)換刀動(dòng)作(如圖6.4 所示)。6.2.2 數(shù)控加工中心的自動(dòng)換刀6.2 數(shù)控加工中心的刀庫(kù)系統(tǒng)圖6.4 雙臂機(jī)械手換刀示意圖6.3 數(shù)控加工中心的工藝處理 零件加工的工藝處理是一切機(jī)械加工的基礎(chǔ)，包括對(duì)零件毛坯、加工設(shè)備、刀具、夾具、量具和輔具的選擇以及整個(gè)加工工藝路線的安排等環(huán)節(jié)，其中加工工藝路線是加工中心編程的依據(jù)。6.3.1 加工順序的確定 加工順序(又稱工序)通常包括切削加工工序、熱處理工序和輔助工序等，工序安排得科學(xué)與否將直接影響到零件的加工質(zhì)量、生產(chǎn)

14、率和加工成本。切削加工工序通常按以下原則安排。 1. 先粗后精 當(dāng)加工零件精度要求較高時(shí)通常都要經(jīng)過(guò)粗加工、半精加工、精加工階段，如果精度要求更高，還包括光整加工的幾個(gè)階段。 2. 基準(zhǔn)面先行 用作基準(zhǔn)的表面應(yīng)先加工。任何零件的加工過(guò)程總是先對(duì)定位基準(zhǔn)進(jìn)行粗加工和精加工。例如軸類零件總是先加工中心孔，再以中心孔為精基準(zhǔn)加工外圓和端面；箱體類零件總是先加工定位用的平面及兩個(gè)定位孔，再以平面和定位孔為精基準(zhǔn)加工孔系和其他平面6.3 數(shù)控加工中心的工藝處理 3. 先面后孔 對(duì)于箱體、支架等零件，平面尺寸輪廓較大，用平面定位比較穩(wěn)定，而且孔的深度尺寸又是以平面為基準(zhǔn)的，故應(yīng)先加工平面，然后加工孔。 4

15、. 先主后次 即先加工主要表面，然后加工次要表面。在加工中心上加工零件，一般都有多個(gè)工步，使用多把刀具，因此加工順序安排得是否合理，直接影響到加工精度、加工效率、刀具使用數(shù)量和經(jīng)濟(jì)效益。此外還應(yīng)考慮減少換刀次數(shù)，節(jié)省輔助時(shí)間。一般情況下，每換一把新的刀具后，盡量一次加工完用該刀具加工的所有部位，以減少換刀次數(shù)，提高生產(chǎn)率。每道工序盡量減少刀具的空行程移動(dòng)量，按最短路線安排加工表面的加工順序。安排加工順序時(shí)可參照采用粗銑大平面粗鏜孔半精鏜孔，采用立銑刀加工時(shí)：平面粗銑加工中心孔鉆孔攻螺紋平面和孔精加工(精銑、鉸、鏜等)的加工順序。 6.3 數(shù)控加工中心的工藝處理6.3.2 走刀路線的確定 在數(shù)控

16、加工中，刀具(嚴(yán)格說(shuō)是刀位點(diǎn))相對(duì)于零件的運(yùn)動(dòng)軌跡和方向稱為加工路線。即刀具從起刀點(diǎn)開(kāi)始運(yùn)動(dòng)起，直至結(jié)束加工所經(jīng)過(guò)的路徑，包括切削加工的路徑及刀具引入、返回等非切削空行程。加工路線的確定首先必須保證被加工零件的尺寸精度和表面質(zhì)量，其次考慮數(shù)值計(jì)算簡(jiǎn)單、走刀路線盡量短、效率較高等。 下面舉例分析數(shù)控銑加工中心加工零件時(shí)常用的加工路線。 1. 輪廓銑削加工路線的分析 對(duì)于連續(xù)銑削輪廓，特別是加工圓弧時(shí)，要注意安排好刀具的切入、切出，要盡量避免交接處重復(fù)加工，否則會(huì)出現(xiàn)明顯的界限痕跡。如圖6.5所示，用圓弧插補(bǔ)方式銑削外整圓時(shí)，要安排刀具從切向進(jìn)入圓周銑削加工，當(dāng)整圓加工完畢后，不要在切點(diǎn)處直接退刀

17、，而讓刀具多運(yùn)動(dòng)一段距離，最好沿切線方向退出，以免取消刀具補(bǔ)償時(shí)，刀具與工件表面相碰撞，造成零件報(bào)廢。銑削內(nèi)圓弧時(shí)，也要遵守從切向切入的原則，安排切入、切出過(guò)渡圓弧，如圖6.6所示，若刀具從零件坐標(biāo)原點(diǎn)出發(fā)，其加工路線為l2345，這樣，可提高內(nèi)孔表面的加工精度和質(zhì)量。6.3 數(shù)控加工中心的工藝處理圖6.5 外圓弧加工 圖6.6 內(nèi)圓弧加工6.3 數(shù)控加工中心的工藝處理 2. 位置精度要求較高的孔系加工路線的分析 對(duì)于位置精度要求較高的孔系加工，特別要注意孔的加工順序的安排，安排不當(dāng)時(shí)，就有可能將沿坐標(biāo)軸的反向間隙帶入，直接影響位置精度。如圖6.7所示，圖(a)為零件圖，在該零件上加工6個(gè)尺寸

18、相同的孔，有兩種加工路線。當(dāng)按(b)圖所示123456路線加工時(shí)，由于5、6孔與1、2、3、4孔定位方向相反，Y方向上的反向間隙會(huì)使定位誤差增加，而影響5、6孔與其他孔的位置精度。按圖(c)所示路線，加工完1234孔后，往上移動(dòng)一段距離到P點(diǎn)，然后再折回來(lái)加6、5孔，這樣方向一致，可避免反向間隙的引入，提高5、6孔與其他孔的位置精度。6.3 數(shù)控加工中心的工藝處理 (b) (c)圖6.7 孔系的加工 6.3 數(shù)控加工中心的工藝處理 3. 銑削曲面的加工路線的分析 銑削曲面時(shí)，常用球頭銑刀采用行切法進(jìn)行加工。對(duì)于邊界敞開(kāi)的曲面可采用兩種加工路線。如圖6.8(a)所示為發(fā)動(dòng)機(jī)葉片形狀，當(dāng)采用圖6.

19、8(a)的加工方案時(shí)，每次沿直線加工，刀位點(diǎn)計(jì)算簡(jiǎn)單，程序少，加工過(guò)程符合直紋面的形成，可以準(zhǔn)確保證母線的直線度。當(dāng)采用圖6.8(b)加工方案時(shí)，符合這類零件數(shù)據(jù)給出情況，便于加工后檢驗(yàn)，葉形的準(zhǔn)確度高，但程序較多。由于曲面零件的邊界是敞開(kāi)的，沒(méi)有其他表面限制，所以曲面邊界可以延伸，球頭刀應(yīng)由邊界外開(kāi)始加工。(a) (b)圖6.8 曲面銑削加工6.3 數(shù)控加工中心的工藝處理 在數(shù)控加工中心上加工時(shí)，為了減少接刀的痕跡，保證輪廓表面的質(zhì)量，對(duì)刀具切入和切出程序段應(yīng)仔細(xì)設(shè)計(jì)。如在銑削平面零件時(shí)，銑刀的切入和切出點(diǎn)應(yīng)沿零件的周邊外延，以保證零件輪廓光滑。如果銑刀沿法向直接切入零件，就會(huì)在零件外形上留

20、下明顯的刀痕。再如，銑削加工中順銑和逆銑得到的表面粗糙度是不同的。在精銑時(shí)，應(yīng)盡量采用順銑，以利于提高零件的表面質(zhì)量。 為了提高零件的加工精度，可采用多次走刀方法，這樣能控制變形誤差。在輪廓加工時(shí)應(yīng)避免進(jìn)給停頓。因?yàn)樵诩庸み^(guò)程中，零件-刀具-夾具-機(jī)床工藝系統(tǒng)是平衡在彈性變形的狀態(tài)下，進(jìn)給停頓之后，切削力明顯減小，系統(tǒng)平衡狀態(tài)改變，刀具就很有可能在工件表面留下凹疾。 以上幾例分析了數(shù)控加工中常用的加工路線，實(shí)際生產(chǎn)中，加工路線的確定要根據(jù)零件的具體結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，綜合考慮，靈活運(yùn)用。而確定加工路線的總原則是在保證零件加工精度和表面質(zhì)量的條件下，盡量縮短加工路線，以提高生產(chǎn)率。6.3 數(shù)控加工中心的工

21、藝處理6.3.3 加工工藝參數(shù) 數(shù)控編程時(shí)，編程人員必須確定每道工序的切削用量，并以指令的形式寫(xiě)入程序中。切削用量包括主軸轉(zhuǎn)速、背吃刀量及進(jìn)給速度等。對(duì)于不同的加工方法，需要選用不同的切削用量。切削用量的選擇原則是保證零件加工精度和表面粗糙度，充分發(fā)揮刀具切削性能，保證合理的刀具壽命并充分發(fā)揮機(jī)床的性能，最大限度地提高生產(chǎn)率，降低成本。 1. 主軸轉(zhuǎn)速的確定 主軸轉(zhuǎn)速應(yīng)根據(jù)允許的切削速度和零件(或刀具)的直徑來(lái)選擇。其計(jì)算公式為： n = 1000v/D式中：v切削速度(m/min)，由刀具壽命決定； n主軸轉(zhuǎn)速(r/min)； D刀具直徑(mm)。 計(jì)算主軸轉(zhuǎn)速n后，還要根據(jù)機(jī)床說(shuō)明書(shū)選取機(jī)

22、床具有的或較接近的轉(zhuǎn)速。6.3 數(shù)控加工中心的工藝處理 2. 進(jìn)給速度的確定 進(jìn)給速度(F)是數(shù)控機(jī)床切削用量中的重要參數(shù)，主要根據(jù)零件的加工精度和表面粗糙度要求以及刀具、零件的材料性質(zhì)選取。最大進(jìn)給速度受機(jī)床剛度和進(jìn)給系統(tǒng)性能的限制。 在輪廓加工中，在接近拐角處應(yīng)適當(dāng)降低進(jìn)給量，以克服由于慣性或工藝 系統(tǒng)變形在輪廓拐角處造成“超程”或“欠程”現(xiàn)象。 確定進(jìn)給速度的原則： (1) 當(dāng)零件的質(zhì)量要求能夠得到保證時(shí)，為提高生產(chǎn)效率，可選擇較高的進(jìn)給速度。對(duì)于學(xué)生在實(shí)驗(yàn)、實(shí)習(xí)中為了保證安全一般進(jìn)給速度在100200mm/min范圍內(nèi)選取。 (2) 在切斷、加工深孔或用高速鋼刀具加工時(shí)，宜選擇較低的進(jìn)

23、給速度，一般在2050mm/min范圍內(nèi)選取。 (3) 當(dāng)加工精度，表面粗糙度要求高時(shí)，進(jìn)給速度應(yīng)選小些，一般在2050mm/min范圍內(nèi)選取。 (4) 刀具空行程時(shí)，特別是遠(yuǎn)距離“回零”時(shí)，可以選擇該機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)給定的最高進(jìn)給速度。6.3 數(shù)控加工中心的工藝處理 3. 背吃刀量確定(切削用量) 背吃刀量(ap)根據(jù)機(jī)床、零件和刀具的剛度來(lái)決定，在剛度允許的條件下，應(yīng)盡可能使背吃刀量等于零件的加工余量，這樣可以減少走刀次數(shù)，提高生產(chǎn)效率。為了保證加工表面質(zhì)量，可留少量精加工余量，一般留0.20.5mm?？傊?，切削用量的具體數(shù)值應(yīng)根據(jù)機(jī)床性能、相關(guān)的手冊(cè)并結(jié)合實(shí)際經(jīng)驗(yàn)用類比方法確定。同時(shí)，使主軸

24、轉(zhuǎn)速、切削深度及進(jìn)給速度三者能相互適應(yīng)，以形成最佳切削用量。6.3 數(shù)控加工中心的工藝處理6.3.4 夾具的選擇 在加工中心上，夾具的任務(wù)不僅是夾緊零件，而且還要以各個(gè)方向的定位面為參考基準(zhǔn)，確定零件編程的原點(diǎn)。在加工中心上加工的零件一般都比較復(fù)雜，零件在一次裝夾中，既要粗銑、粗鏜，又要精銑、精鏜，需要多種多樣的刀具，這就要求夾具既能承受大切削力，又要滿足定位精度要求。而加工中心的自動(dòng)換刀功能又決定了在加工中不能使用支架、位置檢測(cè)等夾具元件。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(jiǎn)單，夾緊動(dòng)作更迅速、準(zhǔn)確，盡量減少輔助時(shí)間，操作更方便、省力、安全，而且要保證足夠的剛性，能靈活多變。6

25、.3 數(shù)控加工中心的工藝處理 在加工中心上，要想合理應(yīng)用好夾具，首先要對(duì)加工中心的加工特點(diǎn)有比較深刻的理解和掌握，同時(shí)還要考慮加工零件的精度、批量大小、制造周期和制造成本。 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、組合夾具、可調(diào)夾具和成組夾具。一般的選擇順序是單件生產(chǎn)中盡量用臺(tái)虎鉗、壓板螺釘?shù)韧ㄓ脢A具，批量生產(chǎn)時(shí)優(yōu)先考慮組合夾具，其次考慮可調(diào)夾具，最后選用專用夾具和成組夾具。在選擇時(shí)要綜合考慮各種因素，選擇最經(jīng)濟(jì)、最合理的夾具形式。 在設(shè)計(jì)、組裝加工中心用的夾具時(shí)，要注意以下幾點(diǎn)： (1) 為了簡(jiǎn)化定位和安裝，夾具的每個(gè)定位面相對(duì)加工中心的機(jī)床原點(diǎn)，都應(yīng)有精確的坐標(biāo)尺寸。

26、 (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)系方向的一致性，夾具應(yīng)能保證在機(jī)床上實(shí)現(xiàn)定向安裝。加工中心工作臺(tái)面上有基準(zhǔn)T形槽，中心定位孔，工作臺(tái)側(cè)面基準(zhǔn)等，在設(shè)計(jì)和組裝夾具時(shí)，要充分利用這些條件。 (3) 經(jīng)短時(shí)間的拆裝，能改成適合新工件使用的夾具。由于加工中心的輔助時(shí)間已壓縮得很短，配套夾具的裝卸不能占用太多時(shí)間，設(shè)計(jì)夾具時(shí)應(yīng)考慮零件尺寸測(cè)量基準(zhǔn)、零件坐標(biāo)系測(cè)量基準(zhǔn)等。6.3 數(shù)控加工中心的工藝處理 (4) 夾具應(yīng)具有盡可能少的元件數(shù)和較高的剛度。 (5) 為保持零件在本次定位裝夾中所有需要完成的待加工面充分暴露在外，夾具要盡量開(kāi)敞，夾緊元件的空間位置能低則低，必須給刀具

27、運(yùn)動(dòng)軌跡留有空間。安裝夾具不能和各工序刀具軌跡發(fā)生干涉。例如，使用端銑刀加工零件時(shí)，在進(jìn)刀軌跡和出刀軌跡處不能和夾具的壓緊螺栓及壓板發(fā)生干涉。由于鉆夾頭和鏜刀桿等很容易與夾具發(fā)生干涉，因此有些箱體零件利用內(nèi)部空間來(lái)安排夾緊裝置。 (6) 考慮機(jī)床主軸與工作臺(tái)面之間的最小距離和刀具的裝夾長(zhǎng)度，夾具應(yīng)確保在主軸的行程范圍內(nèi)能使零件的加工內(nèi)容全部完成。當(dāng)在工作臺(tái)上直接裝夾比較薄的零件，而所用的刀具又比較短時(shí)，應(yīng)事先核對(duì)刀具軸向的相關(guān)尺寸。 (7) 由于交換工作臺(tái)有移動(dòng)、上托、下沉和旋轉(zhuǎn)等動(dòng)作，因此夾具設(shè)計(jì)時(shí)須防止夾具與機(jī)床的空間干涉。 (8) 有些時(shí)候夾具上的定位塊是安裝工件時(shí)使用的，在加工過(guò)程中，

28、為滿足前后左右各個(gè)工位的加工，防止干涉，零件夾緊后即可拆去。對(duì)此，要考慮拆除定位元件后，零件定位精度的保持問(wèn)題。6.3 數(shù)控加工中心的工藝處理 (9) 盡量不要在加工中途更換夾緊點(diǎn)。當(dāng)非要更換夾緊點(diǎn)時(shí)，要特別注意不能因更換夾緊點(diǎn)而破壞定位精度，必要時(shí)應(yīng)在工藝文件中注明。 (10) 夾具底面與工作臺(tái)面接觸時(shí)，夾具的底面平面度必須保證在0.01 0.02mm以內(nèi)，表面粗糙度不大于Ra3.2m。 在考慮夾緊方案時(shí)，應(yīng)注意機(jī)床及工件的穩(wěn)定性。防止出現(xiàn)由于機(jī)床、 夾具和零件的剛度不夠產(chǎn)生的自激振動(dòng)，使加工后尺寸發(fā)生偏差。在考慮夾緊方案時(shí)，夾緊力應(yīng)力求靠近主要支撐點(diǎn)，或在支撐點(diǎn)所組成的三角形內(nèi)，并靠近切削

29、部位及剛性好的地方，盡量不要在被加工孔的上方，同時(shí)考慮各個(gè)夾壓部件不要與加工部位和刀具發(fā)生干涉。 夾具在機(jī)床上的安裝誤差和零件在夾具上的定位、安裝誤差對(duì)加工精度將產(chǎn)生直接影響。即使在程序原點(diǎn)與零件本身的基準(zhǔn)點(diǎn)相符合的場(chǎng)合，也要求零件對(duì)機(jī)床坐標(biāo)軸線上的角度進(jìn)行準(zhǔn)確的調(diào)整。如果編程原點(diǎn)不是根據(jù)零件本身，而是按夾具的基準(zhǔn)來(lái)測(cè)量，則在編制工藝文件時(shí)，應(yīng)根據(jù)零件的加工精度對(duì)裝夾提出特殊要求。夾具上零件定位面的任何磨損以及任何污穢都會(huì)引起加工誤差，因此，操作者在裝夾零件時(shí)一定要將定位面擦干凈，并按工藝文件上的要求找正定位面，使其在一定的精度范圍內(nèi)。 6.3 數(shù)控加工中心的工藝處理 夾具必須保證最小的夾緊變

30、形。零件在粗加工時(shí)，切削力大，需要夾緊力大，但又不能使零件夾壓變形，因此必須慎重選擇夾具的支撐點(diǎn)、定位點(diǎn)和夾緊點(diǎn)。壓板的夾緊點(diǎn)要盡量接近支撐點(diǎn)，避免將夾緊力加在零件無(wú)支撐的區(qū)域。如采用這些措施后仍不能控制零件變形，只能將粗、精加工工序分開(kāi)，或者粗加工程序僅考慮粗加工過(guò)程，在粗加工后編一個(gè)停止指令，操作者松開(kāi)壓板，使零件消除變形后，再繼續(xù)進(jìn)行精加工。6.3 數(shù)控加工中心的工藝處理6.4 加工中心的基本操作 加工中心是在數(shù)控銑床的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，在機(jī)床操作方法上，如控制面板的使用、對(duì)刀、工件的裝夾、程序的輸入及編輯等方面與銑床都有相同或相似之處，在這里主要以華中世紀(jì)星(HNC-21M)數(shù)控系統(tǒng)為

31、主，對(duì)加工中心的 使用方法進(jìn)行介紹。 華中世紀(jì)星(HNC-21M)數(shù)控系統(tǒng)是在華中I型、華中2000系列數(shù)控系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，滿足用戶對(duì)低價(jià)格、高性能、簡(jiǎn)單、可靠的要求而開(kāi)發(fā)的數(shù)控系統(tǒng)。該系統(tǒng)適用于各種車(chē)、銑及加工中心等機(jī)床的控制，該系統(tǒng)采用國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)G代碼編程，與各種流行的CAD/CAM自動(dòng)編程系統(tǒng)兼容，結(jié)構(gòu)牢靠，造型美觀，體積小巧，具有極高的性能價(jià)格比，在國(guó)產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)中，市場(chǎng)占有率較高。目前已廣泛用于車(chē)、銑、磨、鍛、齒輪、仿形、激光加工、紡織以及醫(yī)療等設(shè)備。 華中世紀(jì)星數(shù)控系統(tǒng)主要特點(diǎn)： (1) 最大聯(lián)動(dòng)軸數(shù)為4。 (2) 可選配各種類型的伺服驅(qū)動(dòng)單元。 (3) 除標(biāo)準(zhǔn)機(jī)床控制面板外，配置40路

32、開(kāi)關(guān)量輸入和32路開(kāi)關(guān)量輸出接口、手持單元接口、主軸控制與編碼器接口。還可擴(kuò)展遠(yuǎn)程128路輸入/128路輸出端子板。 (4) 采用7.7英寸彩色液晶顯示器(分辨率為640480)，全漢字操作界面、故障診斷與報(bào)警、加工軌跡圖形顯示和仿真，操作簡(jiǎn)便，易于掌握和使用。 (5) 采用國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)G代碼編程，與各種流行的CAD/CAM自動(dòng)編程系統(tǒng)兼容。 (6) 小線段加工功能，特別適合于CAD/CAM設(shè)計(jì)的復(fù)雜模具零件加工。 (7) 加工斷點(diǎn)保存/恢復(fù)功能，方便用戶使用。 (8) 反向間隙和單、雙向螺距誤差補(bǔ)償功能。 (9) 巨量程序加工能力。不需DNC，配置硬盤(pán)可直接加工單個(gè)高達(dá)2GB的G代碼程序。 (1

33、0) 內(nèi)置RS-232通信接口，輕松實(shí)現(xiàn)機(jī)床數(shù)據(jù)通信。6.4 加工中心的基本操作6.4.1 操作面板與基本操作 HNC-21M數(shù)控系統(tǒng)適合于數(shù)控銑床及加工中心機(jī)床的控制。標(biāo)準(zhǔn)機(jī)床控制面板的大部分按鍵位于操作臺(tái)的下部，急停按鈕位于操作臺(tái)的右上角。HNC-21M數(shù)控系統(tǒng)操作面板如圖6.9所示。它主要由液晶顯示器、MDI鍵盤(pán)、功能鍵及機(jī)床控制面板幾部分組成。6.4 加工中心的基本操作圖6.9 華中世紀(jì)星HNC21M數(shù)控系統(tǒng)操作面板6.4 加工中心的基本操作 1. 開(kāi)、關(guān)機(jī)與返回參考點(diǎn)操作 1) 開(kāi)機(jī)操作 打開(kāi)電源，數(shù)控裝置上電，HNC21M自檢并自動(dòng)運(yùn)行系統(tǒng)軟件。此時(shí)，液晶顯示器顯示系統(tǒng)上電屏幕軟件

34、操作界面，工作方式為急停。 2) 復(fù)位 系統(tǒng)上電進(jìn)入軟件操作界面時(shí)，系統(tǒng)的工作方式為“急?！?，為了使控制系統(tǒng)運(yùn)行，需左旋并拔起操作臺(tái)右上角的急停按鈕，使系統(tǒng)復(fù)位，并接通伺服電源。系統(tǒng)默認(rèn)進(jìn)入回參考點(diǎn)方式，軟件操作界面的工作方式變?yōu)椤盎亓恪薄?3) 返回機(jī)床參考點(diǎn) (1) 按控制面板上面的“回零”鍵，確保系統(tǒng)處于回零方式。 (2) 根據(jù)機(jī)床參數(shù)回參考點(diǎn)方向，按下+Z或-Z鍵，Z軸回到參考點(diǎn)后，+Z或-Z鍵內(nèi)的指示燈亮。 (3) 用同樣的方法使X、Y軸回參考點(diǎn)，所有軸回參考點(diǎn)后即建立了機(jī)床坐標(biāo)系。 在機(jī)床處于以下三種狀況時(shí)，機(jī)床必須回零，否則數(shù)控系統(tǒng)會(huì)因推動(dòng)機(jī)床零點(diǎn)記憶而發(fā)生故障：6.4 加工中心

35、的基本操作 機(jī)床關(guān)機(jī)后重新接通電源； 機(jī)床解除急停狀態(tài)后； 機(jī)床超程報(bào)警解除后。 4) 急停操作 機(jī)床運(yùn)行過(guò)程中，在危險(xiǎn)或緊急情況下，按下急停按鈕，CNC即進(jìn)入急停 狀態(tài)，伺服進(jìn)給及主軸運(yùn)轉(zhuǎn)立即停止。工作控制柜內(nèi)的進(jìn)給驅(qū)動(dòng)電源被切斷。對(duì)于初學(xué)者在操作機(jī)床時(shí)應(yīng)隨時(shí)把一只手放在急停按鈕上，一旦有緊急情況，可以立即停止機(jī)床運(yùn)動(dòng)。松開(kāi)急停按鈕，左旋此按鈕可以自動(dòng)跳起，CNC進(jìn)入復(fù)位狀態(tài)。解除緊急停止前，先確認(rèn)故障原因是否排除，緊急停止解除后，應(yīng)重新執(zhí)行回參考點(diǎn)操作以確保坐標(biāo)位置的正確性。注意在上電和關(guān)機(jī)之前應(yīng)按下急停按鈕以減少設(shè)備電沖擊。 5) 超程解除 在伺服軸行程的兩端各有一個(gè)極限開(kāi)關(guān)，作用是防止

36、伺服機(jī)構(gòu)碰撞而損壞。每當(dāng)伺服機(jī)構(gòu)碰到行程極限開(kāi)關(guān)時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)超程。當(dāng)某軸出現(xiàn)超程時(shí)，機(jī)床就緊急停止。要退出超程狀態(tài)時(shí)，必須松開(kāi)急停按鈕，然后按住超程解除開(kāi)關(guān)，把工作方式轉(zhuǎn)為手動(dòng)或手搖方式，按點(diǎn)動(dòng)按鈕，使該軸向相反方向退出超程狀態(tài)。6.4 加工中心的基本操作 6) 關(guān)機(jī) (1) 按下控制面板上的急停按鈕，斷開(kāi)伺服電源。 (2) 斷開(kāi)數(shù)控電源。 (3) 斷開(kāi)機(jī)床電源。 2. 機(jī)床手動(dòng)操作 機(jī)床的手動(dòng)操作主要包括手動(dòng)移動(dòng)機(jī)床坐標(biāo)軸(點(diǎn)動(dòng)方式、增量方式、手搖)，手動(dòng)控制主軸(制動(dòng)、啟停、定向)，機(jī)床鎖住，Z軸鎖住，刀具松緊，冷卻液?jiǎn)⑼＜笆謩?dòng)數(shù)據(jù)輸入(MDI)運(yùn)行等。機(jī)床手動(dòng)操作主要由機(jī)床控制面板(圖6

37、.10)完成。圖6.10 機(jī)床控制面板6.4 加工中心的基本操作 l) 坐標(biāo)軸移動(dòng) 手動(dòng)移動(dòng)機(jī)床坐標(biāo)軸的操作由機(jī)床控制面板上的方式選擇、軸手動(dòng)、增量倍率、進(jìn)給修調(diào)、快速修調(diào)等按鍵共同完成。 (1) 點(diǎn)動(dòng)進(jìn)給 按 “手動(dòng)”鍵，指示燈亮，系統(tǒng)處于點(diǎn)動(dòng)運(yùn)行方式，可點(diǎn)動(dòng)移動(dòng)機(jī)床坐標(biāo)軸，按+X或-X鍵，指示燈亮，X軸將產(chǎn)生正向或負(fù)向連續(xù)移動(dòng),松開(kāi)+X或-X按鍵，指示燈滅，X軸即減速停止。用同樣的操作方法，按相應(yīng)的坐標(biāo)正、負(fù)鍵，可以使Y、Z、4THZ軸產(chǎn)生正向和負(fù)向點(diǎn)動(dòng)。 同時(shí)按多個(gè)方向軸手動(dòng)按鍵，每次能手動(dòng)連續(xù)移動(dòng)多個(gè)坐標(biāo)軸。 (2) 在點(diǎn)動(dòng)進(jìn)給時(shí)，若同時(shí)按“快進(jìn)”鍵，則產(chǎn)生相應(yīng)軸的正或負(fù)向快速運(yùn)動(dòng)。

38、2) 主軸控制主軸控制由機(jī)床控制面板上的主軸控制按鍵完成。 (1) 主軸制動(dòng) 在手動(dòng)方式下，主軸處于停止?fàn)顟B(tài)時(shí)按“主軸制動(dòng)”鍵，相應(yīng)指示燈亮，主電動(dòng)機(jī)被鎖定在當(dāng)前位置。 (2) 主軸正反轉(zhuǎn)及停止 在手動(dòng)方式下，當(dāng)主軸制動(dòng)無(wú)效時(shí)(指示燈滅)，按“主軸正轉(zhuǎn)”鍵，相應(yīng)指示燈亮，主電動(dòng)機(jī)以機(jī)床參數(shù)設(shè)定的轉(zhuǎn)速正轉(zhuǎn)；按“主軸反轉(zhuǎn)”鍵，主電動(dòng)機(jī)以機(jī)床參數(shù)設(shè)定的轉(zhuǎn)速反轉(zhuǎn)；按主軸停止按鍵，指示燈亮，主電動(dòng)機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)。6.4 加工中心的基本操作 (3) 主軸定向 在機(jī)床換刀時(shí)，需要主軸有定向功能，這是因?yàn)閾Q刀時(shí)主軸上的刀具必須完成定位，否則會(huì)損壞刀具或刀爪。在手動(dòng)方式下，當(dāng)“主軸制動(dòng)”無(wú)效時(shí)，按“主軸定向”鍵，主

39、軸立即執(zhí)行主軸定向功能，定向完成后，按鍵內(nèi)指示燈亮，主軸準(zhǔn)確停止在某一固定位置。 (4) 主軸速度修調(diào) 主軸正轉(zhuǎn)及反轉(zhuǎn)的速度可通過(guò)主軸修調(diào)調(diào)節(jié)，按主軸修調(diào)右側(cè)的100%鍵，主軸修調(diào)倍率被置為100%，按“+”鍵，主軸修調(diào)倍率遞增5%，按“”鍵主軸修調(diào)倍率遞減5%，機(jī)械齒輪換擋時(shí)主軸速度不能修調(diào)。 3) 機(jī)床鎖住與Z軸鎖住機(jī)床鎖住與Z軸鎖住，由機(jī)床控制面板上的“機(jī)床鎖住”與“Z軸鎖住”鍵完成。 (1) 機(jī)床鎖住 在手動(dòng)狀態(tài)下，按“機(jī)床鎖住”鍵，相應(yīng)指示燈亮，再進(jìn)行手動(dòng)操作，系統(tǒng)繼續(xù)執(zhí)行，顯示屏上的坐標(biāo)軸位置信息變化，但不輸出伺服軸的移動(dòng)指令，所以機(jī)床停止不動(dòng)。 (2) Z軸鎖住 在手動(dòng)狀態(tài)下，按

40、“Z軸鎖住”鍵，相應(yīng)指示燈亮，再手動(dòng)移動(dòng)Z軸，Z軸坐標(biāo)位置信息變化，但Z軸實(shí)際不運(yùn)動(dòng)。6.4 加工中心的基本操作 3. 手動(dòng)數(shù)據(jù)輸入(MDI)運(yùn)行 在主操作界面下，按F4鍵進(jìn)入MDI功能。子菜單命令行與菜單條的顯示如圖6.11所示。在MDI功能子菜單下，按F6鍵進(jìn)入MDI運(yùn)行方式，這時(shí)可以從NC鍵盤(pán)輸入并執(zhí)行一個(gè)G代碼指令段即 MDI運(yùn)行。MDI輸入的最小單位是一個(gè)有效指令字，MDI輸入可以一次輸入也可多次輸入。在輸入完一個(gè)MDI指令段后，按一下操作面板上的“循環(huán)啟動(dòng)”鍵，系統(tǒng)即開(kāi)始運(yùn)行所輸入的MDI指令。圖6.11 MDI運(yùn)行6.4 加工中心的基本操作 4. 坐標(biāo)系參數(shù)輸入 如果在加工程序中

41、，用G54G59指令設(shè)置坐標(biāo)系，必須在運(yùn)行程序前在MDI功能子菜單下按F3鍵(坐標(biāo)系)進(jìn)行坐標(biāo)系設(shè)置，按F10鍵退出。具體操作 步驟如下： (1) 按F3鍵圖形顯示窗口將顯示G54坐標(biāo)系參數(shù)，如圖6.12所示。圖6.12 坐標(biāo)系設(shè)置界面6.4 加工中心的基本操作 (2) 按PageDown鍵，窗口將依次切換到G54、G55、G56、G57、G58、G59坐標(biāo)系狀態(tài)；按PageUp鍵，窗口將返回。 (3) 在命令行輸入所設(shè)工件坐標(biāo)系原點(diǎn)相對(duì)于機(jī)床零點(diǎn)的值并按回車(chē)(Enter)鍵。 5. 刀具及刀庫(kù)參數(shù)輸入 1) 刀具參數(shù)輸入 在MDI功能子菜單下按F2鍵(刀具表)進(jìn)行刀具參數(shù)設(shè)置，按F10鍵退出

42、。 操作步驟如下： (1) 按F2鍵(刀具表)，圖形顯示窗口將顯示刀具表，如圖6.13所示。6.4 加工中心的基本操作圖6.13 刀具表6.4 加工中心的基本操作 (2) 可用 、PageUp和PageDown鍵移動(dòng)藍(lán)色的亮條選擇要編輯的選項(xiàng)，按回車(chē)鍵(Enter)確認(rèn)選項(xiàng)。 (3) 可用、PageUp、PageDown、Home、End和Backspace鍵進(jìn)行編輯修改相應(yīng)參數(shù)，按Esc鍵退出編輯。 (4) 修改完畢，按回車(chē)鍵(Enter)確認(rèn)。 2) 刀庫(kù)參數(shù)輸入 在MDI功能子菜單下按F1鍵(刀庫(kù)表)進(jìn)行刀庫(kù)參數(shù)設(shè)置，按F10鍵退出。 操作步驟如下： (l) 按F1鍵(刀庫(kù)表)，圖形顯示

43、窗口將顯示刀庫(kù)表(圖6.14)。圖6.14 刀庫(kù)表6.4 加工中心的基本操作 (2) 用、PageUp和PageDown鍵移動(dòng)藍(lán)色的亮條選擇要編輯的選項(xiàng)，按回車(chē)(Enter)鍵確認(rèn)選項(xiàng)。 (3) 可用、PageUp、PageDown、Home、End和Backspace鍵進(jìn)行編輯修改相應(yīng)參數(shù)，按Esc鍵退出編輯。 (4) 修改完畢，接回車(chē)(Enter)鍵確認(rèn)。 6. 程序的輸入 輸入 G代碼程序的菜單命令位于“自動(dòng)加工”子菜單下。 操作步驟如下： (1) 在機(jī)床主操作界面下按F1鍵(自動(dòng)加工)進(jìn)入自動(dòng)加工子菜單。 (2) 在自動(dòng)加工子菜單下，按F1鍵(程序選擇)，系統(tǒng)在顯示窗口會(huì)彈出一個(gè)小窗口

44、,如圖6.15所示。圖6.15 選擇編輯程序6.4 加工中心的基本操作 (3) 選擇“磁盤(pán)程序”項(xiàng)，按Enter鍵確認(rèn)，按()鍵選擇“正在編輯的程序”項(xiàng)。 (4) 藍(lán)色亮條在“搜尋”框時(shí)，按“”鍵選擇輸入程序所在磁盤(pán)。 (5) 按“Tab”鍵，藍(lán)色亮條進(jìn)入文件列表框，連續(xù)按“”鍵選取應(yīng)輸入的G代碼文件(如O0076)，按Enter鍵確認(rèn)，或按兩次“Tab”鍵在“文件名”框直接輸入要輸入的G代碼文件，按Enter鍵確認(rèn)。完成G代碼文件輸入后，在命令行應(yīng)提示“程序開(kāi)始”，否則，G代碼文件程序號(hào)有錯(cuò)，應(yīng)進(jìn)行修改，重新執(zhí)行輸入操作。按操作面板上的“循環(huán)啟動(dòng)”鍵，機(jī)床便開(kāi)始運(yùn)行G代碼程序了。 7. 程序

45、的讀入 在“在選擇編輯程序”菜單中選“串口程序”。按Enter鍵，系統(tǒng)提示“正在和發(fā)送串口數(shù)據(jù)的計(jì)算機(jī)聯(lián)絡(luò)”。在上位計(jì)算機(jī)上執(zhí)行DNC程序，彈出主菜單。按Alt+F鍵，彈出文件子菜單，選擇發(fā)送DNC文件選項(xiàng)，按Enter鍵，在要發(fā)送的文件的對(duì)話框中選擇選擇要發(fā)送的文件。按Enter鍵，系統(tǒng)提示“正在和接收數(shù)據(jù)的NC裝置聯(lián)絡(luò)”，聯(lián)絡(luò)成功后，開(kāi)始傳輸文件，HNC21M的命令行提示“正在接收串口文件”。傳輸完畢，計(jì)算機(jī)上彈出對(duì)話框，提示文件發(fā)送完畢，HNC21M的命令行提示“接收串口文件完畢”，編輯器將調(diào)入的串口程序到編輯緩沖區(qū)。6.4 加工中心的基本操作8. 自動(dòng)加工 當(dāng)方式選擇開(kāi)關(guān)置于自動(dòng)方式時(shí)

46、，機(jī)床控制由CNC自動(dòng)完成。在主菜單下按F1鍵進(jìn)入自動(dòng)加工功能子菜單，按F1鍵(程序選擇)選擇要運(yùn)行的加工程序如圖6.16所示。按下“循環(huán)啟動(dòng)”按鈕，自動(dòng)加工開(kāi)始。自動(dòng)加工期間，“循環(huán)啟動(dòng)”按鈕內(nèi)指示燈亮。圖6.16 程序選擇對(duì)話框6.4 加工中心的基本操作 1) 單段運(yùn)行 當(dāng)方式選擇開(kāi)關(guān)置于單段方式時(shí)，CNC系統(tǒng)控制加工程序逐段執(zhí)行：一段程序運(yùn)行完成后機(jī)床加工停止，再按“循環(huán)啟動(dòng)”按鈕，CNC系統(tǒng)控制執(zhí)行下一程序段；每一段程序執(zhí)行完成后，必須按“循環(huán)啟動(dòng)”按鈕，方可執(zhí)行下一程序段。 2) 自動(dòng)運(yùn)行暫停進(jìn)給保持 自動(dòng)運(yùn)行暫停。在自動(dòng)運(yùn)行過(guò)程中，按“進(jìn)給保持”鍵，暫停執(zhí)行程序，機(jī)床運(yùn)動(dòng)軸減速停止

47、，刀具、主軸電動(dòng)機(jī)停止運(yùn)行。在暫停期間按鈕內(nèi)指示燈亮。 在自動(dòng)運(yùn)行暫停狀態(tài)下，按“循環(huán)啟動(dòng)”鍵，系統(tǒng)將重新啟動(dòng)，以暫停前的狀態(tài)繼續(xù)運(yùn)行。 3) 進(jìn)給速度修調(diào) 在自動(dòng)方式下，當(dāng)進(jìn)給速度偏高或偏低時(shí)，可用操作面板上的進(jìn)給修調(diào)開(kāi)關(guān)調(diào)整程序中編制的進(jìn)給速度，此開(kāi)關(guān)可提供10%160%的修調(diào)范圍。6.4 加工中心的基本操作6.4.2 零件加工實(shí)例 1. 凸輪加工(在立式加工中心上加工) 如圖6.17所示的平面凸輪，材料為鋁合金。由一段R50mm的圓弧、兩段R20mm的圓弧、一段R30mm的圓弧和兩段直線構(gòu)成了凸輪的輪廓，凸輪厚6mm。零件毛坯是一個(gè)圓形毛坯，在普通車(chē)床已粗車(chē)外圓至 l00mm，并已完成上

48、下平面及 20mm中心的孔加工。圖6.17 平面凸輪6.4 加工中心的基本操作1) 工藝分析該凸輪的材料為硬鋁合金，毛坯直徑為l00mm，材料的切削量不大，銑刀沿凸輪的輪廓銑削一圈即可完成加工，加工時(shí)用兩道工序，第一道工序是粗銑凸輪輪廓，第二道工序是精銑，精銑時(shí)凸輪的徑向切削余量為0.5mm。編程時(shí)只用一個(gè)程序，只不過(guò)在粗加工時(shí)設(shè)刀具的半徑比實(shí)際半徑值大0.5mm，精加工時(shí)再改為實(shí)際值。2) 零件的裝夾方式與夾具 對(duì)于此類小型凸輪，一般用心軸定位、壓緊即可。根據(jù)圖6.17所示凸輪的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，用一個(gè)定位芯軸對(duì)零件毛坯進(jìn)行定位；用螺柱壓緊零件，零件毛坯下有一墊鐵將零件托起與臺(tái)面平行，并用百分表檢查

49、，最后用壓鐵固定，如圖6.18所示。6.4 加工中心的基本操作 圖6.18 凸輪裝夾 3) 刀具與切削用量 因?yàn)榧庸げ牧蠟殇X合金，硬度不高，因而刀具選擇普通高速鋼刀具；零件表面粗糙度沒(méi)有特別要求，根據(jù)機(jī)床性能和加工經(jīng)驗(yàn)，刀具與切削用量的選擇見(jiàn)表6-1。6.4 加工中心的基本操作表6-1 刀具與切削用量刀 具刀 號(hào) (刀具直徑)/ mm轉(zhuǎn)速/(r/min)進(jìn)給量/( mm/min)立銑刀T1121200150中心鉆T221000100麻花鉆T38800 80 4) 編程坐標(biāo)系與走刀路線 編程坐標(biāo)系零點(diǎn)設(shè)在凸輪毛坯軸心上表面處。經(jīng)查詢各點(diǎn)坐標(biāo)如下：A(18.856，36.667)、B(28.284

50、，10.00)、C(28.284，10)、D(18.856，36.667)。 走刀路線從零件毛坯上方35mm處的S(50，80，35)點(diǎn)起刀，垂直進(jìn)刀到(58，80，7)進(jìn)刀點(diǎn)，(50，10，7)抬刀點(diǎn)。走刀路線 起刀點(diǎn)FEDCBAF抬刀點(diǎn)換刀鉆中心孔換刀鉆4 10mm孔。6.4 加工中心的基本操作5) 編寫(xiě)加工程序O1000 N01 G92 Y0 Z35 M06 T1; 零件坐標(biāo)系建立N02 G90 G00 X50 Y80;N03 G01 Z-7 M03 F150 S1000;Z向進(jìn)刀N04 G01 G42 X0 Y50 D01 F150 D01;進(jìn)刀至F點(diǎn)，刀具半徑右補(bǔ)償N05 G03 Y

51、-50 I0 J-50; 切削至E點(diǎn)N06 G03 X18856 Y-36667 R20;切削至D點(diǎn)N07 G0l X28284 Y-10;切削至C點(diǎn)N08 G03 X28284 Y10 R30;切削至B點(diǎn)N09 G01 X18856 Y36667;切削至A點(diǎn)N10 G03 X0 Y50 R20;切削至F點(diǎn)N11 G01 X-10;退刀至G點(diǎn)N12 Z35 F500;抬刀N13 G00 X50 Y80;精加工6.4 加工中心的基本操作N14 G01 Z-7 M03 F150 S1200;Z向進(jìn)刀N15 G01 G42 X0 Y50 D01 F150 D02進(jìn)刀至F點(diǎn)，刀具半徑右補(bǔ)償N16 G0

52、3 Y-50 I0 J-50; 切削至E點(diǎn)N17 G03 X18856 Y-36667 R20;切削至D點(diǎn)N18 G0l X28284 Y-10;切削至C點(diǎn)N19 G03 X28284 Y10 R30;切削至B點(diǎn)N20 G01 X18856 Y36667; 切削至A點(diǎn)N21 G03 X0 Y50 R20;切削至F點(diǎn)N22 G01 X-10;退刀至G點(diǎn)N23 Z35 F500;抬刀N24 G40 Y0 M05;撤消刀補(bǔ)N25 M06 T2;換中心鉆N26 M03 S1000;主軸正轉(zhuǎn)N27 G00 X20 Y0;快速移動(dòng)N28 G00 Z3;N29 G01 Z-2 F100;鉆中心孔N30 G0

53、0 Z30;快速抬刀6.4 加工中心的基本操作N31 G00 X0 Y20;N32 G00 Z3;N33 G01 Z-2 F200;鉆中心孔N34 G00 Z30;快速抬刀N35 G00 X20 Y0; N36 G00 Z3;N37 G01 Z-2 F200;鉆中心孔N38 G00 Z30;N39 G00 X0 Y-20; N40 G00 Z3;N41 G01 Z-2 F200;鉆中心孔N42 G00 Z30 M05;快速抬刀N43 M06 T3;換鉆頭N44 M03 S800;N45 G00 X20 Y0; 快速移動(dòng)N46 G00 Z3;6.4 加工中心的基本操作N47 G01 Z-7 F8

54、0;鉆孔N48 G01 Z30;抬刀N49 G00 X0 Y20;快速移動(dòng)N50 G00 Z3;N51 G01 Z-7 F80;鉆孔N52 G01 Z30;抬刀N53 G00 X20 Y0; 快速移動(dòng)N54 G00 Z3;N55 G01 Z-7 F80;鉆孔N56 G00 Z30;N57 G00 X0 Y-20; N58 G00 Z3;N59 G01 Z-7 F80;鉆孔N60 G01 Z30;抬刀N61 M30; 程序結(jié)束6.4 加工中心的基本操作 2. 凸輪槽加工(在臥式加工中心上加工) 圖6.19所示為平面凸輪槽，在普通機(jī)床上加工該零件，不僅效率低，而且很難保證零件的加工質(zhì)量，而在仿形機(jī)

55、床上加工時(shí)需要一套相應(yīng)的模具。在加工中心上加工時(shí)只須編制一套加工程序即可進(jìn)行加工，其效率和質(zhì)量都會(huì)令人十分滿意。下面介紹的就是該零件的加工程序的編制步驟。(a) (b)圖6.19 平面凸輪槽零件坐標(biāo)系6.4 加工中心的基本操作1) 根據(jù)圖樣的要求確定加工工藝(1) 將零件安裝在彎板上，并找正，使被加工面平行于X軸，如圖6.19(b)所示。(2) 在凸輪曲線上，程序加工起點(diǎn)處鉆 12.5的孔，作為銑刀引入用。(3) 锪 12.5孔至 13.5，孔底留余量0.5mm。(4) 用 14的立銑刀銑 槽。(5) 選擇刀輔具及切削用量，見(jiàn)表6-2。表6-2 切削用量刀 具刀 輔 具切削用量/mmT 碼種

56、類SFT01 12.5鉆頭JT40M13570060T02 13.5平頂鉆JT40M13560040T03 14立銑刀JT40MW255400606.4 加工中心的基本操作 2) 加工程序的編制 (1) 確定零件坐標(biāo)系 選擇凸輪圓心為X、Y軸的零點(diǎn)，離零件表面30mm處為Z軸的零點(diǎn)(見(jiàn)圖6.19(b)。 (2) 按工藝要求編制加工程序 在編程之前要事先計(jì)算每一圓弧的起點(diǎn)坐標(biāo)和終點(diǎn)坐標(biāo)值，有了坐標(biāo)值才能進(jìn)行編程。坐標(biāo)值的計(jì)算這里就不一一介紹了。 (3) 加工程序：O0001 ；N01 G92 X0 Y0 Z0 ；N02 G30 Y0 M06 T01 ；N03 G90 G00 X36.12 Y0

57、；N04 G43 Z0 H01 S700 M03 ；N05 G98 G81 Z-39.0 R-25.0 F60 ；N06 G00 G49 Z0 M05 ；N07 G30 Y0 M06 T02 ；N08 X36.12 Y0 ；6.4 加工中心的基本操作N09 G43 Z0 H02 S600 M03 ；N10 G98 G81 Z-39.5 R-25.0 F40 ；N11 G00 G49 Z0 M05 ；N12 G30 Y0 M06 T03 ；N13 X36.12 Y0 ；N14 G43 Z-25.0 H03 S400 M03 ；N15 G91 G01 Z-15.0 F60 ；N16 G02 X1.

58、71 Y5.6 R10.0 ；N17 G03 X-14.96 Y72.84 R52.0 ；N18 G03 X-10.72 Y0.61 R10.0 ；N19 G01 X-13.7 Y-6.54 ；N20 G02 X-10.42 Y-3.23 R38.0 ；N21 G03 X-41.57 Y-115.76 R70.15 ；N22 X3.95 Y-2.72 R10.0 ；N23 X55.68 Y12.32 R52.0 ；6.4 加工中心的基本操作N24 G02 X4.07 Y2.52 R10.0 ；N25 G03 X24.96 Y34.35 R36.12 ；N26 G01 Z15.0 F40 ；N2

59、7 G00 G90 G49 Z0 M05 ；N28 G28 Z0 ；N29 G28 X0 Y0 ；N30 M30； 3. 機(jī)油泵體加工 圖6.20所示為機(jī)油泵的殼體，泵腔有兩個(gè)半圓孔，用鏜削加工時(shí)，會(huì)由于讓刀等原因很難保證與之同軸孔的同軸度，而且孔底接刀也達(dá)不到要求。在加工中心上進(jìn)行加工時(shí)，可以用圓弧插補(bǔ)的方法加工半圓，這樣可以保證孔底的平面度和孔的同軸度，現(xiàn)將其程序介紹如下。6.4 加工中心的基本操作(a) 機(jī)油泵體I、III工位零件坐標(biāo)系6.4 加工中心的基本操作(b) 機(jī)油泵體II工位零件坐標(biāo)系圖6.20 機(jī)油泵的殼體6.4 加工中心的基本操作1) 根據(jù)圖樣要求確定工藝方案及加工路線(1

60、) 工藝分析(略)。(2) 安裝方法(略)。(3) 工藝路線：打、孔的中心孔；鉆、孔至 17；粗鏜、孔至 17.8；精鏜、孔至圖樣要求；打孔中心孔，鉆孔至圖樣要求；轉(zhuǎn)位、銑A面、打、中心孔；鉆、孔至圖樣要求；轉(zhuǎn)位、粗銑2 44.5F9孔及底面，精銑2 44.5F9孔及底面至圖樣要求。(4) 刀具選擇、切削用量選擇(略)。(5) 刀輔具選擇(略)。6.4 加工中心的基本操作(5) 刀輔具選擇(略)。2) 確定工件坐標(biāo)系圖6.20(a)為、工位零件坐標(biāo)系。圖6.20(b)為工位零件坐標(biāo)系(計(jì)算略)。3) 加工程序O0002 ；N01 G92 X0 Y0 Z0 ；建立零件坐標(biāo)系N02 G30 Y0