加工中心操作

數(shù)控加工中心的操作與加工1.1數(shù)控加工中心概述“具有自動(dòng)刀具交換裝置，并能夠進(jìn)行多種工序加工的數(shù)控機(jī)床”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。1.1.1數(shù)控加工中心的組成1．基礎(chǔ)部件:由床身、立柱和工作臺(tái)等大件組成

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3．?dāng)?shù)控系統(tǒng)由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)有一套自動(dòng)換刀裝置1.1.2數(shù)控加工中心的分類

1．主軸在空間所處的狀態(tài)分類1)立式加工中心圖6.1立式加工中心1一數(shù)控柜2一刀庫(kù)3一主軸4一工作臺(tái)2)臥式加工中心圖6.2臥式加工中心1一主軸2一刀庫(kù)3一數(shù)控柜4－工作臺(tái)3)復(fù)合加工中心圖6.3復(fù)合加工中心（五面加工中心）1一工作臺(tái)2一主軸3－一刀庫(kù)4一數(shù)控柜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2)雙工作臺(tái)加工中心3)多工作臺(tái)加工中心4．按加工精度分類1)普通加工中心2)高精度加工中心1.1.3數(shù)控加工中心的加工對(duì)象及特點(diǎn)1．周期性重復(fù)投產(chǎn)的零件2．價(jià)格昂貴的高精度零件3．多品種、小批量的零件4．結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜、需多工序多工位加工的零件5．難測(cè)量零件1.2數(shù)控加工中心的刀庫(kù)系統(tǒng)1.2.1數(shù)控加工中心的自動(dòng)換刀裝置自動(dòng)換刀裝置由刀庫(kù)、機(jī)械手和驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)等部分組成：刀庫(kù)有盤式、鼓式和鏈?zhǔn)降刃问?.2.2數(shù)控加工中心的自動(dòng)換刀1.3數(shù)控加工中心的工藝處理1.3.1加工順序的確定1．先粗后精2．基準(zhǔn)面先行3．先面后孔4．先主后次1.3.2走刀路線的確定1．輪廓銑削加工路線的分析外園弧加工

圖1.6內(nèi)圓弧加工2．位置精度要求較高的孔系加工路線的分析3.銑削曲面的加工路線的分析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1.3.3加工工藝參數(shù)1．主軸轉(zhuǎn)速的確定N=1000v/πD2.進(jìn)給速度的確定確定進(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(shí)，宜選擇較低的進(jìn)給速度，一般在20一50mm/min。（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20一50mm/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。3.背吃刀量確定（切削用量）使主軸轉(zhuǎn)速、切削深度及進(jìn)給速度三者能互相適應(yīng)，以形成最佳的切削用量1.3.4夾具的選擇(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。(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。(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(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。由于鉆夾頭和銼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，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。(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.知ma1.4數(shù)控銑削加工中心的換刀程序數(shù)控銑削加工中心換刀有不同的形式，大至有兩種：一種為機(jī)械換刀；另一種為刀庫(kù)換刀一、機(jī)械手換刀特點(diǎn)；換刀速度快程序格式：T--；M06；或M06T--；二、刀庫(kù)換刀特點(diǎn)；價(jià)格低，換刀速度慢程序格式：T--M06；1.5數(shù)控加工中心程序編的編制程序編制的基本格式準(zhǔn)備過(guò)程：O××××；G40G80G17;G00G91G30X0Y0Z0T01;M06;N01G00G90G54X0Y0S1000;G43Z50.0H01M13;G41X50.0D31;加工過(guò)程：..結(jié)束G00G91G30X0Y0Z0；M09;M05;M30;一般加數(shù)控銑削工中心程序書寫格式1.程序號(hào)O××××2.刀庫(kù)旋轉(zhuǎn)，第一把刀到達(dá)換刀位置做準(zhǔn)備。3.機(jī)床各軸移動(dòng)到換刀位置。4.進(jìn)行換刀動(dòng)作，第一把刀換到機(jī)床主軸。5.機(jī)床各軸移動(dòng)到指定的工件坐標(biāo)系中。6.主軸按照指定的速度和方向旋轉(zhuǎn)。7.建立刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償，Z軸到達(dá)加工起始點(diǎn)。8.第一把刀相對(duì)于工件運(yùn)動(dòng)的軌跡描述指令集合。9.第一把刀加工完畢，取消刀具補(bǔ)償功能和各項(xiàng)輔助功能。（主軸冷卻）。10.第二把刀準(zhǔn)備。11.機(jī)床各軸移動(dòng)到換刀位置。12.進(jìn)行換刀動(dòng)作，第二把刀換到機(jī)床主軸。13.重復(fù)5~12的過(guò)程，第二把刀相對(duì)于工件運(yùn)動(dòng)的軌跡描述指令集合。14.依次類推，進(jìn)行其它刀具的加工的內(nèi)容描述。15.最后一把刀返回刀庫(kù)，不再叫其他刀具做準(zhǔn)備。16.程序結(jié)束，使用M02或M30指令。 5.5數(shù)控加工中心編程實(shí)例【例5.7】圖5.21（a）為成型零件圖，圖5.21（b）為加工坯料圖，編制加工程序。

工藝過(guò)程可分為以下幾步：先用中心鉆、鉆頭、锪刀進(jìn)行孔加工，再對(duì)中間凸臺(tái)盤部分進(jìn)行粗、精加工，精加工余量為0.5mm，其中4段R39圓弧可用鏡像編程，4個(gè)缺口可考慮用子程序調(diào)用方式處理。需要進(jìn)行數(shù)值計(jì)算的是4段R39圓弧的圓心，因是對(duì)稱的，故僅計(jì)算處于第一象限的圓弧的圓心即可。 程序編制步驟： 1．?dāng)?shù)值計(jì)算 工件坐標(biāo)系原點(diǎn)設(shè)在工件上表面對(duì)稱中心，由零件圖圖5.6（a）可知，R39圓弧的圓心距工件坐標(biāo)系原點(diǎn)為80，且位于X軸、Y軸夾角的平分線上。設(shè)圓心坐標(biāo)為（XR，YR），則XR=YR=80cos45°=56.569 2．加工工序 1）用中心鉆按零件圖5.6（a）所示的五孔中心位置打五個(gè)定位孔，深1mm。 2）用φ14的鉆頭在五個(gè)定位孔的基礎(chǔ)上鉆五個(gè)通孔。 3）用φ20的锪刀，锪四個(gè)沉頭孔，深度為2mm。 4）φ33的锪刀，锪中心孔，深度為9mm。 5）用φ16的立銑刀粗、精加工中間凸臺(tái)部分，每次切削深度≤2mm，粗加工留0.5mm的余量。 6）用φ10的立銑刀加工凸臺(tái)上的四個(gè)豁口及中心方孔。

3．刀具卡片

4.程序清單 %0001N01G40G80G17 N02G91G0G30(G28)Z0T01(準(zhǔn)備刀具)N03M06(換1號(hào)刀) N04G90G54N05G00G43H01Z20. N06M03S800T02(準(zhǔn)備刀具) N05G99G81X0Y0Z-1.R3.F50用1號(hào)刀打五個(gè)定位孔 N06Z-5.M98P0001 N07G80M05G49 N08G91G0G30(G28)Z0N09M06(換2號(hào)刀) N10G90G54N11G00G43H02Z20. N12M03S600T03(準(zhǔn)備刀具) N13G99G81X0Y0Z-16.R3.F50用2號(hào)刀打五個(gè)Φ14的通孔 N14M98P0001 N15G80M05G49 N16G91G0G30(G28)Z0N17M06(換3號(hào)刀) N18G90G54G00X0Y0 N19G43H03Z20 N20M03S500T04(準(zhǔn)備刀具) N21G99G82Z-6R3.P1F60用3號(hào)刀锪Φ20的中心沉頭孔 N22M98P0001N23G80G49M05 N24G0G91G30(G28)Z0N25M06(換4號(hào)刀) N26G90G54N27G00G43H04Z20. N28M03S300T05(準(zhǔn)備刀具) N29G98G82X0Y0Z-9R3.P1000F60用4號(hào)刀锪Φ33的中心沉頭孔 N30G80G49M05 N31G0G91G30(G28)Z0

N32M06(換5號(hào)刀)

N33G90G54G00X0Y-70.用5號(hào)刀粗銑Φ96的凸圓臺(tái) N34G00G43H05Z-2.切深2mm N35M03S500T06 N36G01G41D51X22.F100徑向切入2mm N37M98P0002粗銑Φ100的凸圓臺(tái) N38G01G41D52X22.F100徑向切入3.5mm N39M98P0002粗銑Φ97的凸圓臺(tái) N40G01Z-4.F50切深2mm N41G01G41D51X22.F100徑向切入2mm N42M98P0002 N43G01G41D52X22.F100徑向切入3.5mm

N44M98P0002 N45G01G41D53X22.F100粗銑Φ96的凸圓臺(tái) N46M98P0002 N47G00Z3. N48M98P0003銑第一象限R39的圓弧 N49G24X0N50

M98P0003銑第二象限R39的圓弧 N51G24Y0N52M98P0003銑第三象限R39的圓弧 N53G25X0 N54M98P0003銑第四象限R39的圓弧 N55G25Y0 N56G49M05 N57G91G30（G28）Z0N58M06換用6號(hào)刀 N59G90G54G00X60.Y0 N60G43H06Z-2.切深2mm N61S800M03T00 N62M98P0004銑右邊橫槽 N63G01Z-4.F100切深4mm N64M98P0004銑右邊橫槽 N65G00X-60.Y0 N66Z-2.分層銑左邊橫槽 N67G24X0N68M98P0004 N69G01Z-4.F100 N70M98P0004 N71G25X0 N72G00X0Y60. N73Z-2.分層銑上邊豎槽 N74M98P0005 N75G01Z-4.F100 N76M98P0005 N77G00X0Y-60. N78Z-2 N79G24Y0N80M98P0005 N81G01Z-4.F100 N82M98P0005 N83G25Y0 N84G00X0Y0 N85Z-5. N86G01G41D61X9.F60粗銑中心方孔 N87Y9. N88X-9. N89Y-9. N90X9. N91Y0 N92G03X3.Y6.I-6.J0走弧線收刀 N93G40G00X0Y0M05 N94G00Z20 N95G49 N96G91G30(G28)Z0M066號(hào)刀回刀庫(kù) N97M30 O0001四個(gè)角孔的中心位置 N10X84.Y42. N20X-84. N30Y-42. N40G98X84. N50M99

O0002Φ96的凸臺(tái)圓周的切削 N10G03X0Y-48.I-22.J0 N20G02I0J48. N30G03X-22.Y-70.I0.J-22 N40G40G00X0 N50M99 O0003R39弧段的加工 N10G00X56.569Y56.569 N20G01Z-4F50 N30G91G41D53X-39.F200 N40G03X39.Y-39.I39.J0F100 N50G00Z3. N60G90G40 N70M99 O0004凸臺(tái)上橫槽的切削 N10G00G41D61X50.Y7. N20G01X28.F60 N30G03Y-7.I0J-7 N40G01X50. N50G00G40X60.Y0 N60Z10. N70M99

O0005凸臺(tái)上豎槽的切削 N10G00G41D61Y50.X-7. N20G01Y28.F60 N30G03X7.I7.J0 N40G01Y50. N50G00G40X0Y60. N60Z10. N70M99思考與練習(xí)p971.2.3.10.11.12例2.對(duì)圖所示零件編程#1~6………..鉆10mm直徑的孔#7~10………鉆20mm直徑的孔#11~13…….搪30mm直徑的孔T01中心鉆H01T02?10鉆頭H02T03?20鉆頭H03T04?30鏜刀H04T05?29鉆頭H05O0001；G40G80G17;G00G91G30Z0T01;T01M06;N1(CDR-?10.5);G00G90G54X60.Y80.S1000;G43Z20.H01M13T02;G80;G99G81Z-55.R-45.F100;Y280.;Y480.;X210.Y380.;G98Y180.;G99X460.Y80.Z-5.R5.;Y280.;Y480.;X710.Y180.Z-55.R-45.;Y380.;X860.Y80.;Y280.;Y480.;G80;M05G00G91G30Z0;T02M06;M01;N2(DR-?10.);G00G54G90X60.Y80.S800;G43Z20.H02M13T03;G80;G99G81Z-105.R-45.F100;X60.Y280.;G98Y480.;G99X860.;Y280.;Y80.;G80;M05；G00G91G30Z0;T03M06;M01;N3(DR-?20.);G00G90G54X210.Y180.S800;G43Z50.H03M13T05;G80;G99G81Z-102.R-45.F90;G98Y380.;G99X710.;Y180.;G80;M05；G00G91G30Z0;T05M06;M01;N5(DR-?29.);G00G90G54X460.Y80.S800;G43Z50.H05M13T04;G80;G99G81Z-102.R-5.F80;Y280.;Y480.;G80;M05；G00G91G30Z0;T04M06;M01;N4(TD-?30.);G00G90G54X460.Y80.S500;G43Z50.H04M13;G80;G99G76Z-102.R5.0Q100F50;Y280.;Y480.;G80;G00G91G30Z0;M30;例2.對(duì)圖2所示零件編程T0001?80面銑刀H01T0002中心鉆頭H02T0003?8.5鉆頭H03T0004M10絲錐H04T0005?20立銑刀H05D05O0002；G40G80G17;G00G91G30Z0T01;T01M06;N1(FM-?80.);G00G90G54X-105.Y-35.S600;G43Z0H01M13T02;G01X142.0F80;G00Y3