數(shù)控加工中心的操作與加工課件

第6章

數(shù)控加工中心的操作與加工

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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HNC—21M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、手動和自動加工的操作；通過實(shí)例演示了加工中心使用操作的過程。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HNC—21M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)會正確對刀；熟練掌握手動及自動加工方法，能夠獨(dú)立完成首件試切加工。教學(xué)提示：本章主要講述數(shù)控加工中心的組成和加本章內(nèi)容●6.1數(shù)控加工中心概述●6.2數(shù)控加工中心的刀庫系統(tǒng)●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)題本章內(nèi)容●6.1數(shù)控加工中心概述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(MachiningCenter，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化機(jī)床。加工中心是在數(shù)控銑床基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，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交換加工刀具的能力，通過在刀庫安裝不同用途的刀具，可在一次裝夾中通過自動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。世界上第一臺加工中心于1958年誕生在美國，美國的卡尼―特雷克公司在一臺數(shù)控鏜銑床上增加了換刀裝置，這標(biāo)志著第一臺加工中心問世。40多年來出現(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6.1.1數(shù)控加工中心的組成6.1數(shù)控加工中心概述2.主軸部件由主軸箱、主軸電動機(jī)、主軸和主軸軸承等零件組成。主軸的啟動、停止等動作和轉(zhuǎn)速均由數(shù)控系統(tǒng)控制，并通過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，對加工中心的性能有很大的影響。3.數(shù)控系統(tǒng)由CNC裝置、可編程序控制器、伺服驅(qū)動裝置以及電動機(jī)等部件組成，是加工中心執(zhí)行順序控制動作和控制加工過程的中心。4.自動換刀裝置(ATC)加工中心與一般機(jī)床最大的顯著區(qū)別是具有對零件進(jìn)行多工序加工能力，有一套自動換刀裝置。6.1數(shù)控加工中心概述2.主軸部件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軸方向尺寸相對較小的工件，一般情況下除底面不能加工外，其余五個面都可以用不同的刀具進(jìn)行輪廓加工和表面加工。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坐標(biāo)軸，常配有一個數(shù)控分度回轉(zhuǎn)工作臺。其刀庫容量一般較大，有的刀庫可存放幾百把刀具。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，通過一次性裝夾在回轉(zhuǎn)工作臺上，即可對箱體(除底面和頂面之外)的四個面進(jìn)行銑、鏜、鉆、攻螺紋等加工。6.1數(shù)控加工中心概述6.1.2數(shù)控加工中心的分類6.1數(shù)控加工中心概述1—數(shù)控柜2—刀庫3—主軸4—工作臺1—主軸2—刀庫3—數(shù)控柜4—工作臺6.1數(shù)控加工中心概述1—數(shù)控柜2—刀庫3—主軸6.1數(shù)控加工中心概述3)復(fù)合加工中心復(fù)合加工中心(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，在加工過程中，零件通過一次裝夾，即能夠完成對五面(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，價格昂貴。

圖6.3復(fù)合加工中心(五面加工中心)1—工作臺2—主軸3—刀庫4—數(shù)控柜6.1數(shù)控加工中心概述3)復(fù)合加工中心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)動坐標(biāo)軸數(shù)，可將加工中心分為：三軸二聯(lián)動、三軸三聯(lián)動、四軸三聯(lián)動、五軸四聯(lián)動、六軸五聯(lián)動等加工中心。3.按工作臺的數(shù)量和功能分類1)單工作臺加工中心單工作臺加工中心即機(jī)床上只有一個工作臺。這種加工中心與其他加工中心相比，結(jié)構(gòu)較簡單，價格及加工效率均較低。2)雙工作臺加工中心雙工作臺加工中心即機(jī)床上有兩個工作臺，這兩個工作臺可以相互更換。一個工作臺上的零件在加工時，在另一個工作臺上可同時進(jìn)行零件的裝、卸。當(dāng)一個工作臺上的零件加工完畢后，自動交換另一個工作臺，并對預(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加工中心的效率高。3)多工作臺加工中心多工作臺加工中心又稱為柔性制造單元(FMC)，有兩個以上可更換的工作臺，實(shí)現(xiàn)多工作臺加工。工作臺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。多工作臺加工中心結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，刀庫容量大，控制功能多，一般都是采用先進(jìn)CNC系統(tǒng)，所以其價格昂貴。6.1數(shù)控加工中心概述2.按坐標(biāo)軸數(shù)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lμm，進(jìn)給速度為15～25m/min，定位精度為10μm，重復(fù)定位精度6～16μm。2)高精度加工中心高精度加工中心的分辨率可達(dá)0.1μm，最大進(jìn)給速度可達(dá)100m/min以上，定位精度2μm以內(nèi)，重復(fù)定位精度一般為5μm以內(nèi)。

6.1數(shù)控加工中心概述4.按加工精度分6.1.3數(shù)控加工中心的加工對象及特點(diǎn)數(shù)控加工中心具有高度自動化、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)品的市場需求具有周期性和季節(jié)性，如果采用專門的生產(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，下次產(chǎn)品再生產(chǎn)時，只要很少的準(zhǔn)備時間就可開始生產(chǎn)。6.1數(shù)控加工中心概述6.1.3數(shù)控加工中心的加工對象及特點(diǎn)6.1數(shù)控加工6.1數(shù)控加工中心概述2.價格昂貴的高精度零件有些零件需求甚少，但其價格昂貴，是不允許報廢的關(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、小批量的零件加工中心生產(chǎn)的柔性不僅體現(xiàn)在對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。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.難測量零件加工中心對此類零件加工更有優(yōu)越性。6.1數(shù)控加工中心概述2.價格昂貴的高精度零件6.2數(shù)控加工中心的刀庫系統(tǒng)6.2.1數(shù)控加工中心的自動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，以縮短輔助時間和減少多次安裝刀具和工件帶來的誤差，必須帶有自動換刀裝置。在加工中心上的自動換刀裝置是多種多樣的，主要由刀庫、機(jī)械手和驅(qū)動結(jié)構(gòu)等部分組成。刀庫有盤式、鼓式和鏈?zhǔn)降刃问?，刀庫可以存放加工過程中要使用的全部刀具，刀位從幾個至幾百個，刀具由可編程序控制器(PLC)管理，在使用中不需要設(shè)置編碼和開關(guān)，采用任意換刀和最短距離轉(zhuǎn)動的方式。換刀時，根據(jù)數(shù)控系統(tǒng)的指令，控制機(jī)械手(或通過其他方式)將刀具從刀庫中取出裝入主軸孔中。機(jī)械手的結(jié)構(gòu)根據(jù)刀庫與主軸的相對位置及結(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的移動來實(shí)現(xiàn)換刀。6.2數(shù)控加工中心的刀庫系統(tǒng)6.2.1數(shù)控加工中心的6.2數(shù)控加工中心的刀庫系統(tǒng)數(shù)控加工中心的自動換刀是利用刀庫和換刀機(jī)械手實(shí)現(xiàn)的，在許多自動換刀裝置中，在刀庫和換刀機(jī)械手之間有運(yùn)刀機(jī)構(gòu)。這里只介紹從刀庫直接到換刀機(jī)械手的換刀形式。以下是為自動換刀裝置的換刀全部過程。第一，通常數(shù)控機(jī)床在加工過程中，系統(tǒng)會自動檢查下一工序段將使用的刀具，刀庫旋轉(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，刀具自動來到換刀位置，數(shù)控裝置通過位置開關(guān)檢測雙方刀具是否正確到位，如“Y”，運(yùn)行M06換刀指令，步入換刀動作，換刀過程如下：機(jī)械手按順時針方向旋轉(zhuǎn)90°后抓取雙方刀具，主軸放松原來夾緊刀具；機(jī)械手向背離主軸端前進(jìn)，把兩刀具從刀庫的刀座中和主軸的錐孔中抓出來。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)，使新刀插入主軸錐孔中，用過的刀具插入刀庫的刀座中，啟動夾緊電動機(jī)，主軸夾緊新刀具；換刀機(jī)械手逆時針方向旋轉(zhuǎn)90°，回到原來位置，完成整個換刀動作(如圖

6.4所示)。6.2.2數(shù)控加工中心的自動換刀6.2數(shù)控加工中心的刀庫系統(tǒng)數(shù)控加工中心6.2數(shù)控加工中心的刀庫系統(tǒng)圖6.4雙臂機(jī)械手換刀示意圖6.2數(shù)控加工中心的刀庫系統(tǒng)圖6.4雙臂機(jī)械手換刀示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數(shù)控加工中心的工藝處理零件加工的工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)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通常都要經(jīng)過粗加工、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。任何零件的加工過程總是先對定位基準(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6.3.1加工順序的確定6.3數(shù)控加工中心的工藝處理3.先面后孔對于箱體、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.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量，按最短路線安排加工表面的加工順序。安排加工順序時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：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3.先面后孔6.3數(shù)控加工中心的工藝處6.3.2走刀路線的確定在數(shù)控加工中，刀具(嚴(yán)格說是刀位點(diǎn))相對于零件的運(yùn)動軌跡和方向稱為加工路線。即刀具從起刀點(diǎn)開始運(yùn)動起，直至結(jié)束加工所經(jīng)過的路徑，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)值計算簡單、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常用的加工路線。1.輪廓銑削加工路線的分析對于連續(xù)銑削輪廓，特別是加工圓弧時，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，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，而讓刀具多運(yùn)動一段距離，最好沿切線方向退出，以免取消刀具補(bǔ)償時，刀具與工件表面相碰撞，造成零件報廢。銑削內(nèi)圓弧時，也要遵守從切向切入的原則，安排切入、切出過渡圓弧，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l→2→3→4→5，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6.3.2走刀路線的確定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圖6.5外圓弧加工2.位置精度要求較高的孔系加工路線的分析對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，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個尺寸相同的孔，有兩種加工路線。當(dāng)按(b)圖所示1→2→3→4→5→6路線加工時，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1→2→3→4孔后，往上移動一段距離到P點(diǎn)，然后再折回來加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2.位置精度要求較高的孔系加工路線的分析6(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，常用球頭銑刀采用行切法進(jìn)行加工。對于邊界敞開的曲面可采用兩種加工路線。如圖6.8(a)所示為發(fā)動機(jī)葉片形狀，當(dāng)采用圖6.8(a)的加工方案時，每次沿直線加工，刀位點(diǎn)計算簡單，程序少，加工過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，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的，沒有其他表面限制，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3.銑削曲面的加工路線的分析(a)在數(shù)控加工中心上加工時，為了減少接刀的痕跡，保證輪廓表面的質(zhì)量，對刀具切入和切出程序段應(yīng)仔細(xì)設(shè)計。如在銑削平面零件時，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，就會在零件外形上留下明顯的刀痕。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，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。在輪廓加工時應(yīng)避免進(jìn)給停頓。因?yàn)樵诩庸み^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)控加工中心的工藝處理在數(shù)控加工中心上加工時，為了減少接刀的痕跡，6.3.3加工工藝參數(shù)數(shù)控編程時，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)的直徑來選擇。其計算公式為：n=1000v/πD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)。計算主軸轉(zhuǎn)速n后，還要根據(jù)機(jī)床說明書選取機(jī)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6.3.3加工工藝參數(shù)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，為提高生產(chǎn)效率，可選擇較高的進(jìn)給速度。對于學(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100～200mm/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，宜選擇較低的進(jìn)給速度，一般在

20～50mm/min范圍內(nèi)選取。(3)當(dāng)加工精度，表面粗糙度要求高時，進(jìn)給速度應(yīng)選小些，一般在20～50mm/min范圍內(nèi)選取。(4)刀具空行程時，特別是遠(yuǎn)距離“回零”時，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2.進(jìn)給速度的確定6.3數(shù)控加工中心的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0.2～0.5mm?？傊?，切削用量的具體數(shù)值應(yīng)根據(jù)機(jī)床性能、相關(guān)的手冊并結(jié)合實(shí)際經(jīng)驗(yàn)用類比方法確定。同時，使主軸轉(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3.背吃刀量確定(切削用量)6.3數(shù)控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。而加工中心的自動換刀功能又決定了在加工中不能使用支架、位置檢測等夾具元件。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、簡單，夾緊動作更迅速、準(zhǔn)確，盡量減少輔助時間，操作更方便、省力、安全，而且要保證足夠的剛性，能靈活多變。6.3數(shù)控加工中心的工藝處理6.3.4夾具的選擇6.3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，首先要對加工中心的加工特點(diǎn)有比較深刻的理解和掌握，同時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)中盡量用臺虎鉗、壓板螺釘?shù)韧ㄓ脢A具，批量生產(chǎn)時優(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、組裝加工中心用的夾具時，要注意以下幾點(diǎn)：(1)為了簡化定位和安裝，夾具的每個定位面相對加工中心的機(jī)床原點(diǎn)，都應(yīng)有精確的坐標(biāo)尺寸。(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。加工中心工作臺面上有基準(zhǔn)T形槽，中心定位孔，工作臺側(cè)面基準(zhǔn)等，在設(shè)計和組裝夾具時，要充分利用這些條件。(3)經(jīng)短時間的拆裝，能改成適合新工件使用的夾具。由于加工中心的輔助時間已壓縮得很短，配套夾具的裝卸不能占用太多時間，設(shè)計夾具時應(yīng)考慮零件尺寸測量基準(zhǔn)、零件坐標(biāo)系測量基準(zhǔn)等。6.3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，首先要對加(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，夾具要盡量開敞，夾緊元件的空間位置能低則低，必須給刀具運(yùn)動軌跡留有空間。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，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)部空間來安排夾緊裝置。(6)考慮機(jī)床主軸與工作臺面之間的最小距離和刀具的裝夾長度，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)在工作臺上直接裝夾比較薄的零件，而所用的刀具又比較短時，應(yīng)事先核對刀具軸向的相關(guān)尺寸。(7)由于交換工作臺有移動、上托、下沉和旋轉(zhuǎn)等動作，因此夾具設(shè)計時須防止夾具與機(jī)床的空間干涉。(8)有些時候夾具上的定位塊是安裝工件時使用的，在加工過程中，為滿足前后左右各個工位的加工，防止干涉，零件夾緊后即可拆去。對此，要考慮拆除定位元件后，零件定位精度的保持問題。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(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，要特別注意不能因更換夾緊點(diǎn)而破壞定位精度，必要時應(yīng)在工藝文件中注明。(10)夾具底面與工作臺面接觸時，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Ra3.2μm。在考慮夾緊方案時，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，使加工后尺寸發(fā)生偏差。在考慮夾緊方案時，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)，并靠近切削部位及剛性好的地方，盡量不要在被加工孔的上方，同時考慮各個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)相符合的場合，也要求零件對機(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)來測量，則在編制工藝文件時，應(yīng)根據(jù)零件的加工精度對裝夾提出特殊要求。夾具上零件定位面的任何磨損以及任何污穢都會引起加工誤差，因此，操作者在裝夾零件時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(9)盡量不要在加工中途更換夾緊點(diǎn)。當(dāng)夾具必須保證最小的夾緊變形。零件在粗加工時，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，或者粗加工程序僅考慮粗加工過程，在粗加工后編一個停止指令，操作者松開壓板，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夾具必須保證最小的夾緊變形。零件在粗加工時，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)展起來的，在機(jī)床操作方法上，如控制面板的使用、對刀、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)為主，對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，滿足用戶對低價格、高性能、簡單、可靠的要求而開發(fā)的數(shù)控系統(tǒng)。該系統(tǒng)適用于各種車、銑及加工中心等機(jī)床的控制，該系統(tǒng)采用國際標(biāo)準(zhǔn)G代碼編程，與各種流行的CAD/CAM自動編程系統(tǒng)兼容，結(jié)構(gòu)牢靠，造型美觀，體積小巧，具有極高的性能價格比，在國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)中，市場占有率較高。目前已廣泛用于車、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)動軸數(shù)為4。(2)可選配各種類型的伺服驅(qū)動單元。(3)除標(biāo)準(zhǔn)機(jī)床控制面板外，配置40路開關(guān)量輸入和32路開關(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。6.4加工中心的基本操作加工中心是在數(shù)控(4)采用7.7英寸彩色液晶顯示器(分辨率為640×480)，全漢字操作界面、故障診斷與報警、加工軌跡圖形顯示和仿真，操作簡便，易于掌握和使用。(5)采用國際標(biāo)準(zhǔn)G代碼編程，與各種流行的CAD/CAM自動編程系統(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，配置硬盤可直接加工單個高達(dá)2GB的G代碼程序。(10)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(4)采用7.7英寸彩色液晶顯示器(分辨率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的下部，急停按鈕位于操作臺的右上角。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、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6.4.1操作面板與基本操作6.4加工中心的基本操作圖6.9華中世紀(jì)星HNC―21M數(shù)控系統(tǒng)操作面板6.4加工中心的基本操作圖6.9華中世紀(jì)星HNC―21M數(shù)控系統(tǒng)操作面板6.41.開、關(guān)機(jī)與返回參考點(diǎn)操作1)開機(jī)操作打開電源，數(shù)控裝置上電，HNC－21M自檢并自動運(yùn)行系統(tǒng)軟件。此時，液晶顯示器顯示系統(tǒng)上電屏幕軟件操作界面，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，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?)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，機(jī)床必須回零，否則數(shù)控系統(tǒng)會因推動機(jī)床零點(diǎn)記憶而發(fā)生故障：6.4加工中心的基本操作1.開、關(guān)機(jī)與返回參考點(diǎn)操作6.4加①機(jī)床關(guān)機(jī)后重新接通電源；②機(jī)床解除急停狀態(tài)后；③機(jī)床超程報警解除后。4)急停操作機(jī)床運(yùn)行過程中，在危險或緊急情況下，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)動電源被切斷。對于初學(xué)者在操作機(jī)床時應(yīng)隨時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。松開急停按鈕，左旋此按鈕可以自動跳起，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極限開關(guān)，作用是防止伺服機(jī)構(gòu)碰撞而損壞。每當(dāng)伺服機(jī)構(gòu)碰到行程極限開關(guān)時，就會出現(xiàn)超程。當(dāng)某軸出現(xiàn)超程時，機(jī)床就緊急停止。要退出超程狀態(tài)時，必須松開急停按鈕，然后按住超程解除開關(guān)，把工作方式轉(zhuǎn)為手動或手搖方式，按點(diǎn)動按鈕，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①機(jī)床關(guān)機(jī)后重新接通電源；6.4加工6)關(guān)機(jī)(1)按下控制面板上的急停按鈕，斷開伺服電源。(2)斷開數(shù)控電源。(3)斷開機(jī)床電源。2.機(jī)床手動操作機(jī)床的手動操作主要包括手動移動機(jī)床坐標(biāo)軸(點(diǎn)動方式、增量方式、手搖)，手動控制主軸(制動、啟停、定向)，機(jī)床鎖住，Z軸鎖住，刀具松緊，冷卻液啟停及手動數(shù)據(jù)輸入(MDI)運(yùn)行等。機(jī)床手動操作主要由機(jī)床控制面板(圖6.10)完成。圖6.10機(jī)床控制面板6.4加工中心的基本操作6)關(guān)機(jī)圖6.10機(jī)床控制面板6.l)坐標(biāo)軸移動手動移動機(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、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)動進(jìn)給按“手動”鍵，指示燈亮，系統(tǒng)處于點(diǎn)動運(yùn)行方式，可點(diǎn)動移動機(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,松開+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。同時按多個方向軸手動按鍵，每次能手動連續(xù)移動多個坐標(biāo)軸。(2)在點(diǎn)動進(jìn)給時，若同時按“快進(jìn)”鍵，則產(chǎn)生相應(yīng)軸的正或負(fù)向快速運(yùn)動。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)主軸制動在手動方式下，主軸處于停止?fàn)顟B(tài)時按“主軸制動”鍵，相應(yīng)指示燈亮，主電動機(jī)被鎖定在當(dāng)前位置。(2)主軸正反轉(zhuǎn)及停止在手動方式下，當(dāng)主軸制動無效時(指示燈滅)，按“主軸正轉(zhuǎn)”鍵，相應(yīng)指示燈亮，主電動機(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，主電動機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)。6.4加工中心的基本操作l)坐標(biāo)軸移動6.4加工中心的基本操(3)主軸定向在機(jī)床換刀時，需要主軸有定向功能，這是因?yàn)閾Q刀時主軸上的刀具必須完成定位，否則會損壞刀具或刀爪。在手動方式下，當(dāng)“主軸制動”無效時，按“主軸定向”鍵，主軸立即執(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)床鎖住在手動狀態(tài)下，按“機(jī)床鎖住”鍵，相應(yīng)指示燈亮，再進(jìn)行手動操作，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指令，所以機(jī)床停止不動。(2)Z軸鎖住在手動狀態(tài)下，按“Z軸鎖住”鍵，相應(yīng)指示燈亮，再手動移動Z軸，Z軸坐標(biāo)位置信息變化，但Z軸實(shí)際不運(yùn)動。6.4加工中心的基本操作(3)主軸定向在機(jī)床換刀時，需要主軸有定3.手動數(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，這時可以從NC鍵盤輸入并執(zhí)行一個G代碼指令段即MDI運(yùn)行。MDI輸入的最小單位是一個有效指令字，MDI輸入可以一次輸入也可多次輸入。在輸入完一個MDI指令段后，按一下操作面板上的“循環(huán)啟動”鍵，系統(tǒng)即開始運(yùn)行所輸入的MDI指令。圖6.11MDI運(yùn)行

6.4加工中心的基本操作3.手動數(shù)據(jù)輸入(MDI)運(yùn)行圖6.114.坐標(biāo)系參數(shù)輸入如果在加工程序中，用G54～G59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4.坐標(biāo)系參數(shù)輸入圖6.12坐標(biāo)系設(shè)置(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)相對于機(jī)床零點(diǎn)的值并按回車(Enter)鍵。5.刀具及刀庫參數(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。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(2)按PageDown鍵，窗口將依次切換到圖6.13刀具表

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鍵移動藍(lán)色的亮條選擇要編輯的選項(xiàng)，按回車鍵(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，按回車鍵(Enter)確認(rèn)。2)刀庫參數(shù)輸入在MDI功能子菜單下按F1鍵(刀庫表)進(jìn)行刀庫參數(shù)設(shè)置，按F10鍵退出。操作步驟如下：(l)按F1鍵(刀庫表)，圖形顯示窗口將顯示刀庫表(圖6.14)。圖6.14刀庫表6.4加工中心的基本操作(2)可用↑、↓、←、→、PageUp和(2)用↑、↓、←、→、PageUp和PageDown鍵移動藍(lán)色的亮條選擇要編輯的選項(xiàng)，按回車(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(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(自動加工)進(jìn)入自動加工子菜單。(2)在自動加工子菜單下，按F1鍵(程序選擇)，系統(tǒng)在顯示窗口會彈出一個小窗口,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(2)用↑、↓、←、→、PageUp和Pa(3)選擇“磁盤程序”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，按“↓”鍵選擇輸入程序所在磁盤。(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“程序開始”，否則，G代碼文件程序號有錯，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”鍵，機(jī)床便開始運(yùn)行G代碼程序了。7.程序的讀入在“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)的計算機(jī)聯(lián)絡(luò)”。在上位計算機(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，開始傳輸文件，HNC—21M的命令行提示“正在接收串口文件”。傳輸完畢，計算機(jī)上彈出對話框，提示文件發(fā)送完畢，HNC—21M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(3)選擇“磁盤程序”項(xiàng)，按Enter鍵8.自動加工當(dāng)方式選擇開關(guān)置于自動方式時，機(jī)床控制由CNC自動完成。在主菜單下按F1鍵進(jìn)入自動加工功能子菜單，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”按鈕，自動加工開始。自動加工期間，“循環(huán)啟動”按鈕內(nèi)指示燈亮。圖6.16程序選擇對話框6.4加工中心的基本操作8.自動加工圖6.16程序選擇對話框6.4加1)單段運(yùn)行當(dāng)方式選擇開關(guān)置于單段方式時，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”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”按鈕，方可執(zhí)行下一程序段。2)自動運(yùn)行暫停——進(jìn)給保持自動運(yùn)行暫停。在自動運(yùn)行過程中，按“進(jìn)給保持”鍵，暫停執(zhí)行程序，機(jī)床運(yùn)動軸減速停止，刀具、主軸電動機(jī)停止運(yùn)行。在暫停期間按鈕內(nèi)指示燈亮。在自動運(yùn)行暫停狀態(tài)下，按“循環(huán)啟動”鍵，系統(tǒng)將重新啟動，以暫停前的狀態(tài)繼續(xù)運(yùn)行。3)進(jìn)給速度修調(diào)在自動方式下，當(dāng)進(jìn)給速度偏高或偏低時，可用操作面板上的進(jìn)給修調(diào)開關(guān)調(diào)整程序中編制的進(jìn)給速度，此開關(guān)可提供10%～160%的修調(diào)范圍。6.4加工中心的基本操作1)單段運(yùn)行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。零件毛坯是一個圓形毛坯，在普通車床已粗車外圓至l00mm，并已完成上下平面及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6.4.2零件加工實(shí)例圖6.17平面凸輪6.4加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，精銑時凸輪的徑向切削余量為0.5mm。編程時只用一個程序，只不過在粗加工時設(shè)刀具的半徑比實(shí)際半徑值大0.5mm，精加工時再改為實(shí)際值。

2)零件的裝夾方式與夾具對于此類小型凸輪，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)，用一個定位芯軸對零件毛坯進(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面平行，并用百分表檢查，最后用壓鐵固定，如圖6.18所示。6.4加工中心的基本操作1)工藝分析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(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T38800804)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(28.284，10.00)、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)→F→E→D→C→B→A→F→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表6-1刀具與切削用量刀具刀號5)編寫加工程序O1000N01G92Y0Z35M06T1; 零件坐標(biāo)系建立N02G90G00X50Y80; N03G01Z-7M03F150S1000; Z向進(jìn)刀N04G01G42X0Y50D01F150D01; 進(jìn)刀至F點(diǎn)，刀具半徑右補(bǔ)償N05G03Y-50I0J-50; 切削至E點(diǎn)N06G03X18．856Y-36．667R20; 切削至D點(diǎn)N07G0lX28．284Y-10; 切削至C點(diǎn)N08G03X28．284Y10R30; 切削至B點(diǎn)N09G01X18．856Y36．667; 切削至A點(diǎn)N10G03X0Y50R20; 切削至F點(diǎn)N11G01X-10; 退刀至G點(diǎn)N12Z35F500; 抬刀N13G00X50Y80; 精加工6.4加工中心的基本操作5)編寫加工程序6.4加工中心的基本操作N14G01Z-7M03F150S1200; Z向進(jìn)刀N15G01G42X0Y50D01F150D02 進(jìn)刀至F點(diǎn)，刀具半徑右補(bǔ)償N16G03Y-50I0J-50; 切削至E點(diǎn)N17G03X18．856Y-36．667R20; 切削至D點(diǎn)N18G0lX28．284Y-10; 切削至C點(diǎn)N19G03X28．284Y10R30; 切削至B點(diǎn)N20G01X18．856Y36．667; 切削至A點(diǎn)N21G03X0Y50R20; 切削至F點(diǎn)N22G01X-10; 退刀至G點(diǎn)N23Z35F500; 抬刀N24G40Y0M05; 撤消刀補(bǔ)N25M06T2; 換中心鉆N26M03S1000; 主軸正轉(zhuǎn)N27G00X20Y0; 快速移動N28G00Z3;N29G01Z-2F100; 鉆中心孔N30G00Z30; 快速抬刀6.4加工中心的基本操作N14G01Z-7M03F150S1200; N31G00X0Y20; N32G00Z3; N33G01Z-2F200; 鉆中心孔N34G00Z30; 快速抬刀N35G00X20Y0; N36G00Z3;N37G01Z-2F200; 鉆中心孔N38G00Z30; N39G00X0Y-20; N40G00Z3;N41G01Z-2F200; 鉆中心孔N42G00Z30M05; 快速抬刀N43M06T3; 換鉆頭N44M03S800; N45G00X20Y0; 快速移動N46G00Z3; 6.4加工中心的基本操作N31G00X0Y20; 6.4加工中心的基本操N47G01Z-7F80; 鉆孔N48G01Z30; 抬刀N49G00X0Y20; 快速移動N50G00Z3; N51G01Z-7F80; 鉆孔N52G01Z30; 抬刀N53G00X20Y0; 快速移動N54G00Z3; N55G01Z-7F80; 鉆孔N56G00Z30; N57G00X0Y-20; N58G00Z3; N59G01Z-7F80; 鉆孔N60G01Z30; 抬刀N61M30; 程序結(jié)束6.4加工中心的基本操作N47G01Z-7F80; 鉆孔6.4加工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)床上加工時需要一套相應(yīng)的模具。在加工中心上加工時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2.凸輪槽加工(在臥式加工中心上加工)(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，見表6-2。

表6-2切削用量刀具刀輔具切削用量/mmT碼種

類SFT0112.5鉆頭JT40―M1―3570060T0213.5平頂鉆JT40―M1―3560040T0314立銑刀JT40―MW2―55400606.4加工中心的基本操作1)根據(jù)圖樣的要求確定加工工藝表6-2切削用量刀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)值的計算這里就不一一介紹了。(3)加工程序：O0001；N01G92X0Y0Z0；N02G30Y0M06T01；N03G90G00X36.12Y0；N04G43Z0H01S700M03；N05G98G81Z-39.0R-25.0F60；N06G00G49Z0M05；N07G30Y0M06T02；N08X36.12Y0；6.4加工中心的基本操作2)加工程序的編制O0001；6.4N09G43Z0H02S600M03；N10G98G81Z-39.5R-25.0F40；N11G00G49Z0M05；N12G30Y0M06T03；N13X36.12Y0；N14G43Z-25.0H03S400M03；N15G91G01Z-15.0F60；N16G02X1.71Y5.6R10.0；N17G03X-14.96Y72.84R52.0；N18G03X-10.72Y0.61R10.0；N19G01X-13.7Y-6.54；N20G02X-10.42Y-3.23R38.0；N21G03X-41.57Y-115.76R70.15；N22X3.95Y-2.72R10.0；N23X55.68Y12.32R52.0；6.4加工中心的基本操作N09G43Z0H02S600M03；6.4N24G02X4.07Y2.52R10.0；N25G03X24.96Y34.35R36.12；N26G01Z15.0F40；N27G00G90G49Z0M05；N28G28Z0；N29G28X0Y0；N30M30；3.機(jī)油泵體加工圖6.20所示為機(jī)油泵的殼體，泵腔有兩個半圓孔，用鏜削加工時，會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，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N24G02X4.07Y2.52R10.0；(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(a)機(jī)油泵體I、III工位零件坐標(biāo)系6.4加工中心的(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(b)機(jī)油泵體II工位零件坐標(biāo)系6.4加工中心的基本操1)根據(jù)圖樣要求確定工藝方案及加工路線(1)工藝分析(略)。(2)安裝方法(略)。(3)工藝路線：打Ⅰ、Ⅱ孔的中心孔；鉆Ⅰ、Ⅱ孔至17；粗鏜Ⅰ、Ⅱ孔至17.8；精鏜Ⅰ、Ⅱ孔至圖樣要求；打Ⅲ孔中心孔，鉆Ⅲ孔至圖樣要求；轉(zhuǎn)位、銑A面、打Ⅳ、Ⅴ中心孔；鉆Ⅳ、Ⅴ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1)根據(jù)圖樣要求確定工藝方案及加工路線6.4加工中心的(5)刀輔具選擇(略)。2)確定工件坐標(biāo)系圖6.20(a)為Ⅰ、Ⅲ工位零件坐標(biāo)系。圖6.20(b)為Ⅱ工位零件坐標(biāo)系(計算略)。3)加工程序O0002；N01G92X0Y0Z0； 建立零件坐標(biāo)系N02G30Y0M06T01； 換成T01號刀N03G00G90Y18.0； 快速定位Ⅰ孔處，絕對方式N04G43Z0H01S1000M03； 度補(bǔ)償，主軸正轉(zhuǎn)N05G99G81Z-50.0R-45.0F40； 鉆中心孔循環(huán)，鉆Ⅰ孔N06Y-18.0； 鉆Ⅱ孔中心孔循環(huán)N07G00G49Z0M05； 取消長度補(bǔ)償主軸停止6.4加工中心的基本操作(5)刀輔具選擇(略)。6.4加工中心的基本操作N08G30Y0M06T02； 換T02號刀N09Y18.0； 定位于Ⅰ孔N10G43Z0H02S400M03； 長度補(bǔ)償，主軸正轉(zhuǎn)N11G99G81Z-90.0R-45.0F30； 鉆Ⅰ孔循環(huán)N12Y-18.0； 鉆Ⅰ孔循環(huán)N13G00G49Z0M05； 取消刀補(bǔ)，主軸停止N14G30Y0M06T03； 換粗鏜刀N15Y18.0； 定位于Ⅰ孔N16G43Z0H03S350M03； 刀具長度補(bǔ)償，主軸正轉(zhuǎn)N17G99G81Z-85.0R-45.0F50； 鏜Ⅰ孔循環(huán)N18Y18.0； 鏜Ⅱ孔循環(huán)N19G00G49Z0M05； 取消刀補(bǔ)，主軸停止N20G30Y0M06T04； 換精鏜刀N21Y18.0； 定位于Ⅰ孔N22G43Z0H04S450M03； 刀具長度補(bǔ)償，主軸正轉(zhuǎn)6.4加工中心的基本操作N08G30Y0M06T02； 換T02號刀N23G99G76Z-85.0R-45.0Q0.2P1000F30； 精鏜Ⅰ孔，孔底停留N24X-18.0； 精鏜Ⅱ孔，孔底停留N25G00G49Z0M05； 取消刀補(bǔ)，主軸停止本應(yīng)換成倒Φ18.0H8孔的1×45°的倒角刀，由于篇幅所限，此段程序略N26G30Y0M06T01 鉆Ⅲ的中心孔N27X-33.0Y-18.0； 定位N28G43Z0H01S1000M03； 刀具長度補(bǔ)償N29G98G81Z-30.0R-20.0； 鉆Ⅲ孔中心孔循環(huán)N30G49G00Z0M05； 取消長度補(bǔ)償，主軸停止N31G30Y0M06T05； 換Φ16鉆頭N32Y-18.0； 定位于Ⅲ孔N33G43Z0H05S300M03； 刀具長度補(bǔ)償，主軸正轉(zhuǎn)N34G98G81Z-100.0R20.0F50； 鉆Φ16孔循環(huán)6.4加工中心的基本操作N23G99G76Z-85.0R-45.0Q0.2N35G00G49Z0M05； 取消長度補(bǔ)償，主軸停止N36G30Y0M06T06； 換Φ80面銑刀N37B345； 工作臺轉(zhuǎn)345°，使A面平行于X軸N38Y-18.0X-107.0； 銑刀定位N39G43Z-35.415H06S300M03； 銑刀Z向進(jìn)刀，主軸正轉(zhuǎn)，長度補(bǔ)償N40G01X-46.2F50； 銑削A平面N41G00G49Z0M05； 取消長度補(bǔ)償，主軸停止N42G30Y0M06T01； 換成中心鉆N43X-46.1106Y7.0； 定位于Ⅳ孔中心N44G43Z0H01S1000M03； 主軸正轉(zhuǎn)，刀具長度補(bǔ)償N45G99G81Z-40.0R-30.0F40； 鉆Ⅳ孔中心孔循環(huán)N46Y-43.0； 鉆Ⅴ孔中心孔循環(huán)N47G00G49Z0M05； 取消長度補(bǔ)償，主軸停止N48G30Y0M06T07； 換Φ11的鉆頭N49Y7.0； 定位于Ⅳ孔中心6.4加工中心的基本操作N35G00G49Z0M05； 取消長度N50G43Z0H07S500M03； 刀具長度補(bǔ)償，主軸正轉(zhuǎn)N51G99G81Z-65.0R-30.0F60； 鉆Ⅳ孔循環(huán)N52Y-43.0； 鉆Ⅴ孔循環(huán)N53G00G49Z0M05； 取消長度補(bǔ)償，主軸停止N54G30Y0M06T08； 換成立銑刀N55B180； 工作臺轉(zhuǎn)180°N56Y-18.0； 定位于Ⅱ孔中心N57G43Z-70.0H08S250M03； 長度補(bǔ)償，快速進(jìn)刀主軸正轉(zhuǎn)N58G01Z-78.0F50； 按切削速度進(jìn)刀N59Y18.0； 從Ⅱ孔底面銑至Ⅰ孔底面N60G41X22.2D30； 刀具半徑補(bǔ)償左偏N61G03X22.25I-32.25F30； 逆時針圓弧插補(bǔ)N62G01Y-18.0； 直線插補(bǔ)N63G03Y22.25I22.25； 逆時針圓弧插補(bǔ)N64G01Y0； 直線插補(bǔ)N65G00G49Z0M05； 取消長度補(bǔ)償，主軸停止6.4加工中心的基本操作N50G43Z0H07S500M03； 刀具長N66G40X0； 消半徑補(bǔ)償N67G30Y0M06T09； 換精銑刀N68Y-18.0； 定位于Ⅱ孔中心N69G43Z-70.0H09S250M03； 刀具長度補(bǔ)償，主軸正轉(zhuǎn)N70G01Z-80.0F50； 按切削速度進(jìn)刀N71Y18.0； 銑Ⅱ孔至Ⅰ孔底面N72G41X22.25D31； 刀具半徑補(bǔ)償，左偏N73G03X-22.25F30； 逆時針圓弧插補(bǔ)N74G01Y-18.0； 直線插補(bǔ)N75G03X22.25I22.25； 逆時針圓弧插補(bǔ)N76G01Y0； 直線插補(bǔ)N77G00G49Z0M05； 取消長度補(bǔ)償，主軸停止N78G40X0； 取消刀具半徑補(bǔ)償N79G28Z0； Z軸回參考點(diǎn)N80G28X0Y0； X、Y軸回參考點(diǎn)N81M30； 程序結(jié)束，并返回開頭6.4加工中心的基本操作N66G40X0； 消半徑補(bǔ)償6.4加4.端蓋加工端蓋是機(jī)械加工常見的零件，其加工工序有銑面、鏜孔、鉆孔、擴(kuò)孔、攻螺紋等多種工序，比較典型?，F(xiàn)將FANUC6M系統(tǒng)和AB8400系統(tǒng)加工程序介紹如下：1)根據(jù)圖樣要求確定工藝方案及工藝路線(1)圖樣分析和決定安裝基準(zhǔn)：零件加工要求如圖6.21所示。假定在臥式加工中心上只加工B面及各孔。根據(jù)圖樣要求，選擇A面為定位安裝面，用彎板裝夾如圖6.22所示。圖6.21端蓋零件圖6.4加工中心的基本操作4.端蓋加工圖6.21端蓋零件圖6.4(2)加工方法和加工路線的確定：加工時按先面后孔，先粗后精的原則。B面用銑削加工，分粗銑和精銑；60H7孔采用三次鏜孔加工，即粗鏜、半精鏜和精鏜。12H8孔按鉆、擴(kuò)、鉸方式進(jìn)行；16孔在12孔基礎(chǔ)上增加锪孔工序；螺紋孔采用鉆孔后攻螺紋的方法加工；螺紋孔和階梯孔在鉆前都安排打中心孔工序，螺紋孔用鉆頭倒角。(3)切削用量的選擇：可根據(jù)有關(guān)手冊查出所需的切削用量(略)。(4)刀輔具的選擇：刀輔具可根據(jù)工序的安排從附錄中查出，見表6-3刀具調(diào)整卡。2)加工程序的編制(1)確定零件坐標(biāo)系選60H7孔為x－y坐標(biāo)原點(diǎn)，選距離被加工表面30mm處為零件坐標(biāo)系Z0點(diǎn)，選距離零件表面5mm處為R點(diǎn)平面，如圖6.22所示。(2)計算刀具軌跡的坐標(biāo)本例銑削加工時要計算刀具軌跡坐標(biāo)。見圖6.23中標(biāo)注的尺寸。其他計算略。(3)根據(jù)工藝和坐標(biāo)尺寸編制加工程序。

6.4加工中心的基本操作(2)加工方法和加工路線的確定：加工時按先圖6.22零件的裝夾及零件坐標(biāo)系6.4加工中心的基本操作圖6.22零件的裝夾及零件坐標(biāo)系6.4加工中心的基本圖6.23端蓋銑削加工路線圖6.4加工中心的基本操作圖6.23端蓋銑削加工路線圖6.4加工中心的基本操作表6-3刀具調(diào)整卡程序號零件圖號零件名稱刀具調(diào)整卡加工車間加工設(shè)備O00031