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“具有自動刀具交換裝置，并能夠進行多種工序加工的數(shù)控機床”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、立柱和工作臺等大件組成

2．主軸部件由主軸箱、主軸電動機、主軸和主軸軸承等零件組成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)有一套自動換刀裝置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3一主軸4一工作臺2)臥式加工中心圖6.2臥式加工中心1一主軸2一刀庫3一數(shù)控柜4－工作臺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2一主軸3－一刀庫4一數(shù)控柜2．按坐標軸數(shù)分類根據(jù)加工中心的可控坐標軸數(shù)和聯(lián)動坐標軸數(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2)雙工作臺加工中心3)多工作臺加工中心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象及特點1．周期性重復(fù)投產(chǎn)的零件2．價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．難測量零件1.2數(shù)控加工中心的刀庫系統(tǒng)1.2.1數(shù)控加工中心的自動換刀裝置自動換刀裝置由刀庫、機械手和驅(qū)動結(jié)構(gòu)等部分組成：刀庫有盤式、鼓式和鏈式等形式1.2.2數(shù)控加工中心的自動換刀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.進給速度的確定確定進給速度的原則：（1）當零件的質(zhì)量要求能夠得到保證時，為提高生產(chǎn)效率，可選擇較高的進給速度。對于學(xué)生在實驗、實習(xí)中為了保證安全一般進給速度在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，宜選擇較低的進給速度，一般在20一50mm/min。（3）當加工精度，表面粗糙度要求高時，進給速度應(yīng)選小些，一般在20一50mm/min范圍內(nèi)選取。（4）刀具空行程時特別是遠距離“回零”時，可以選擇該機床數(shù)控系統(tǒng)給定的最高進給速度。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)為了簡化定位和安裝，夾具的每個定位面相對加工中心的機床原點，都應(yīng)有精確的坐標尺寸。(2）為保證零件安裝方位與編程中所選定的工件坐標系及機床坐標系方向的一致性，夾具應(yīng)能保證在機床上實現(xiàn)定向安裝。加工中心工作臺面上有基準T形槽，中心定位孔，工作臺側(cè)面基準等，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、零件坐標系測量基準等。(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)部空間來安排夾緊裝置。(6）考慮機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。(9）盡量不要在加工中途更換夾緊點。當非要更換夾緊點時，要特別注意不能因更換夾緊點而破壞定位精度，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.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：一種為機械換刀；另一種為刀庫換刀一、機械手換刀特點；換刀速度快程序格式：T--；M06；或M06T--；二、刀庫換刀特點；價格低，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備過程：O××××；G40G80G17;G00G91G30X0Y0Z0T01;M06;N01G00G90G54X0Y0S1000;G43Z50.0H01M13;G41X50.0D31;加工過程：..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O××××2.刀庫旋轉(zhuǎn)，第一把刀到達換刀位置做準備。3.機床各軸移動到換刀位置。4.進行換刀動作，第一把刀換到機床主軸。5.機床各軸移動到指定的工件坐標系中。6.主軸按照指定的速度和方向旋轉(zhuǎn)。7.建立刀具長度補償，Z軸到達加工起始點。8.第一把刀相對于工件運動的軌跡描述指令集合。9.第一把刀加工完畢，取消刀具補償功能和各項輔助功能。（主軸冷卻）。10.第二把刀準備。11.機床各軸移動到換刀位置。12.進行換刀動作，第二把刀換到機床主軸。13.重復(fù)5~12的過程，第二把刀相對于工件運動的軌跡描述指令集合。14.依次類推，進行其它刀具的加工的內(nèi)容描述。15.最后一把刀返回刀庫，不再叫其他刀具做準備。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。

工藝過程可分為以下幾步：先用中心鉆、鉆頭、锪刀進行孔加工，再對中間凸臺盤部分進行粗、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個缺口可考慮用子程序調(diào)用方式處理。需要進行數(shù)值計算的是4段R39圓弧的圓心，因是對稱的，故僅計算處于第一象限的圓弧的圓心即可。 程序編制步驟： 1．數(shù)值計算 工件坐標系原點設(shè)在工件上表面對稱中心，由零件圖圖5.6（a）可知，R39圓弧的圓心距工件坐標系原點為80，且位于X軸、Y軸夾角的平分線上。設(shè)圓心坐標為（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定位孔，深1mm。 2）用φ14的鉆頭在五個定位孔的基礎(chǔ)上鉆五個通孔。 3）用φ20的锪刀，锪四個沉頭孔，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的立銑刀加工凸臺上的四個豁口及中心方孔。

3．刀具卡片

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

N32M06(換5號刀)

N33G90G54G00X0Y-70.用5號刀粗銑Φ96的凸圓臺 N34G00G43H05Z-2.切深2mm N35M03S500T06 N36G01G41D51X22.F100徑向切入2mm N37M98P0002粗銑Φ100的凸圓臺 N38G01G41D52X22.F100徑向切入3.5mm N39M98P0002粗銑Φ97的凸圓臺 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 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號刀回刀庫 N97M30 O0001四個角孔的中心位置 N10X84.Y42. N20X-84. N30Y-42. N40G98X84. N50M99

O0002Φ96的凸臺圓周的切削 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凸臺上橫槽的切削 N10G00G41D61X50.Y7. N20G01X28.F60 N30G03Y-7.I0J-7 N40G01X50. N50G00G40X60.Y0 N60Z10. N70M99

O0005凸臺上豎槽的切削 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