數(shù)控銑床加工中心概述

數(shù)控銑床/加工中心概述加工中心編程與操作教學(xué)內(nèi)容一、數(shù)控技術(shù)的基本知識(shí)二、編程基本概念及坐標(biāo)系三、數(shù)銑/加工中心編程的工藝特點(diǎn)數(shù)控技術(shù)基本知識(shí)基本概念數(shù)控技術(shù)——數(shù)字化信息控制某一對(duì)象的技術(shù)。對(duì)象：位移、角度、速度、溫度、壓力、流量、顏色特點(diǎn)：大小可以測(cè)量，經(jīng)A/D或D/A轉(zhuǎn)換，可數(shù)字信號(hào)表示數(shù)控技術(shù)是機(jī)械加工現(xiàn)代化的重要基礎(chǔ)與關(guān)鍵技術(shù)?；靖拍顢?shù)控機(jī)床——采用數(shù)字化信息對(duì)機(jī)床的運(yùn)動(dòng)及其加工過程進(jìn)行控制的機(jī)床數(shù)控機(jī)床將零件加工過程所需要的各種操作和步驟以及刀具與工件之間的相對(duì)位移量都用數(shù)字化的代碼來表示，由編程人員編制成規(guī)定的加工程序，通過輸入介質(zhì)輸入到控制系統(tǒng)內(nèi)，由控制系統(tǒng)處理并發(fā)出各種指令來控制機(jī)床的動(dòng)作，使機(jī)床自動(dòng)地加工出所需要的零件。數(shù)控加工過程圖樣分析階段工藝分析階段數(shù)控編程階段零件幾何形狀分析零件精度分析加工設(shè)備的選擇確定工藝路線選擇工夾刃量輔具數(shù)值計(jì)算 零件加工程序編制程序校驗(yàn)試切削及加工數(shù)控機(jī)床的組成

數(shù)控機(jī)床由輸入/輸出設(shè)備、計(jì)算機(jī)數(shù)控裝置、伺服系統(tǒng)、機(jī)床本體和其它裝置等組成。伺服系統(tǒng)反饋裝置數(shù)控裝置機(jī)床本體加工中心的主要結(jié)構(gòu)數(shù)控機(jī)床的種類

金屬切削類金屬成型類特種加工其它類型

工藝用途

點(diǎn)位控制直線控制輪廓控制運(yùn)動(dòng)方式開環(huán)閉環(huán)半閉環(huán)

運(yùn)動(dòng)控制方式

開環(huán)、閉環(huán)、半閉環(huán)開環(huán)閉環(huán)半閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng)的主要功能基本功能控制功能準(zhǔn)備功能插補(bǔ)功能進(jìn)給功能刀具功能主軸功能輔助功能字符顯示功能 診斷功能補(bǔ)償功能固定循環(huán)功能代碼轉(zhuǎn)換選擇功能圖形顯示功能。與外部設(shè)備的聯(lián)網(wǎng)與通信功能。人機(jī)對(duì)話編程功能。數(shù)控系統(tǒng)——由數(shù)控裝置、伺服系統(tǒng)和反饋系統(tǒng)組成。它是數(shù)控機(jī)床的核心。數(shù)控編程的方法手工編程——零件圖樣分析、工藝處理、數(shù)值計(jì)算、編寫程序清單、輸入程序直至程序校驗(yàn)等各個(gè)步驟均由人工完成的編程方法該方式比較簡(jiǎn)單，容易掌握。適用于中等復(fù)雜程度、計(jì)算量不大的零件編程，對(duì)機(jī)床操作人員來講必須掌握。工編程的重要地位也不可取代數(shù)控編程的方法自動(dòng)編程——借助于數(shù)控語(yǔ)言編程系統(tǒng)或圖形編程系統(tǒng)及相應(yīng)的前置、后置處理程序，由計(jì)算機(jī)來自動(dòng)生成零件加工程序的編程方法。 按輸入方式的不同，自動(dòng)編程主要可分為數(shù)控語(yǔ)言編程(如APT語(yǔ)言)、圖形交互式編程(如各種CAD/CAM軟件，包括MasterCAM、Cimatron、Pro/ENGINEER、UG、CATIA、I-DEAS、SolidWorks、CAXA-ME等)、語(yǔ)音式自動(dòng)編程和實(shí)物模型式自動(dòng)編程等?，F(xiàn)在，在我國(guó)應(yīng)用較廣泛的主要是語(yǔ)言自動(dòng)編程和圖形交互式編程。自動(dòng)編程適合于曲線輪廓、三維曲面、多軸加工的復(fù)雜型面的零件的加工。程序的基本結(jié)構(gòu)程序段——加工程序由程序號(hào)和若干個(gè)程序 段組成每一行為一個(gè)程序段字——由地址符后跟一個(gè)數(shù)值組成。地址——字母（A至Z）中的一個(gè)可以作為地址符，一個(gè)地址定義了跟在其后數(shù)字的含義功能地址含義程序號(hào)O程序號(hào)順序號(hào)N順序號(hào)準(zhǔn)備機(jī)能G指定一種動(dòng)作（直線，圓弧等）尺寸字X，Y，Z，U，V，W，A，B，C坐標(biāo)軸移動(dòng)指令I(lǐng)，J，K圓心的坐標(biāo)R圓弧半徑進(jìn)給機(jī)能F每分鐘進(jìn)給率，每轉(zhuǎn)進(jìn)給率主軸速度機(jī)能S主軸速度刀具機(jī)能T刀具號(hào)輔助機(jī)能M機(jī)床控制開/關(guān)B分度工作臺(tái)，等偏移量量號(hào)D，H偏移量量號(hào)暫停P，X暫停時(shí)間程序號(hào)指定P子程序號(hào)重復(fù)次數(shù)P子程序重復(fù)次數(shù)參數(shù)P，Q固定循環(huán)參數(shù)常用的地址坐標(biāo)系統(tǒng)坐標(biāo)系的確定原則刀具相對(duì)于靜止的工件而運(yùn)動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)系的確定右手笛卡爾直角坐標(biāo)系坐標(biāo)軸的確定及步驟Z軸——產(chǎn)生切削力的主軸軸線為Z軸，刀具遠(yuǎn)離工件的方向?yàn)檎?。X軸——平行工件裝夾面的水平面內(nèi) Z軸垂直時(shí)，人面對(duì)主軸，向右為正X方向Z軸水平時(shí)，則向左為正X方向。Y軸——按右手直角坐標(biāo)系確定。A、B、C軸——用右手螺旋定則確定。坐標(biāo)軸的確定數(shù)控/加工中心兩坐標(biāo)系機(jī)床坐標(biāo)系——用來確定編程坐標(biāo)系的基本坐標(biāo)系編程坐標(biāo)系——用來確定工件輪廓的編程和計(jì)算的，其原點(diǎn)稱為工件坐標(biāo)系原點(diǎn)，簡(jiǎn)稱為工件原點(diǎn)，或編程零點(diǎn)。編程時(shí)的刀具軌跡點(diǎn)是按工件輪廓在工件坐標(biāo)系中的坐標(biāo)確定編程坐標(biāo)系的建立原則編程零點(diǎn)應(yīng)選在零件圖的尺寸基準(zhǔn)上，這樣便于坐標(biāo)值的計(jì)算，并減少錯(cuò)誤和編程錯(cuò)誤。編程零點(diǎn)盡量選在精度較高的工件表面，以提高被加工零件的加工精度。能方便地安裝工件，方便測(cè)量檢驗(yàn)工件。 對(duì)于對(duì)稱的零件，編程零點(diǎn)應(yīng)設(shè)在對(duì)稱中心上。對(duì)于一般零件，編程零點(diǎn)可設(shè)在工件外輪廓的某一角上。Z軸方向上零點(diǎn)一般設(shè)在工件上表面。工藝特點(diǎn)主要加工對(duì)象立式數(shù)控銑床/加工中心一般適用于加工平面凸輪、樣板、形狀復(fù)雜的平面或立體零件，以及模具的內(nèi)、外形腔等。臥式數(shù)控銑床/加工中心適用于加工箱體、泵體、殼體等零件。加工路線的確定1、盡量減少進(jìn)、退刀時(shí)間和其它輔助時(shí)間。2、銑削零件輪廓時(shí)，盡量采用順銑(順銑是指在銑刀與工件的相切點(diǎn)，刀齒旋轉(zhuǎn)的切線方向與工件的進(jìn)給方向相同)，以提高表面精度。3、先加工外輪廓，再加工內(nèi)輪廓。4、進(jìn)、退刀位置應(yīng)選在不太重要的位置，并且使沿零件的切線方向進(jìn)刀和退刀，以免產(chǎn)生刀痕。切削用量的選擇三要素：削速度(主軸轉(zhuǎn)速)、背吃刀量、進(jìn)給速度(進(jìn)給量)合理的切削用量，就是在一定條件下選擇刀削用量的最佳組合，從而提高切削效率和零件的表面精度。原則：粗加工時(shí)，一般以提高生產(chǎn)率為主，但也考慮經(jīng)濟(jì)性和加工成本；半精加工和精加工時(shí)，應(yīng)在保證加工質(zhì)量的前提下，兼顧切削效率、經(jīng)濟(jì)性和加工成本。切削用量的選擇工件材料硬度/HBS銑削速度vc(m/min)高速鋼銑刀硬質(zhì)合金銑刀鋼<225225~325325~42518~4212~366~2166~15054~12036~75鑄鐵<190190~260160~32021~368~184.5~1066~15045~9021~30切削用量的選擇進(jìn)給速度F(mm/min)或進(jìn)給量(mm/r) 主要根據(jù)零件的加工精度和表面粗造度要求以及刀具、工件的材料性質(zhì)選取。工件剛性差或刀具強(qiáng)度低時(shí)，應(yīng)取小值，銑刀為多齒刀具，其進(jìn)給速度F、刀具轉(zhuǎn)速n、刀個(gè)齒數(shù)Z及每齒進(jìn)給量fz的關(guān)系為：

F=n*Z*fz切削用量的選擇工件材料每齒進(jìn)給量fz(mm/z)高速鋼銑刀硬質(zhì)合金銑刀高速鋼銑刀硬質(zhì)合金銑刀鋼0.10~0.150.10~0.250.02~0.050.10~0.15鑄鐵0.12~0.200.15~0.30切削用量的選擇選用φ14mm粗齒三刃高速鋼立銑刀，粗加工45號(hào)鋼材，由上可知選用切削速度vc為22m/min，則主軸轉(zhuǎn)速為n=318*22/14=500r/min，若選用每齒進(jìn)給量fz為0.1，則進(jìn)給速度F=500*3*0.1=150mm/min。再選用φ12細(xì)齒四刃高速鋼立銑刀，精加工45號(hào)鋼材，選用800r/min(精加工轉(zhuǎn)速高)的轉(zhuǎn)速加工，若選用每齒進(jìn)給量fz為0.03，則進(jìn)給速度F=800*4*0.03=96mm/min。加工時(shí)還要根據(jù)具體情況進(jìn)行調(diào)節(jié)。刀具的選用銑刀的種類面銑刀立銑刀模具銑刀鍵槽銑刀 鼓形銑刀成形銑刀銑刀的選擇選取刀具時(shí)，要使刀具尺寸與被加工工件的表面尺寸和形狀相適應(yīng)。生產(chǎn)中，平面零件周邊輪廓加工，常采用立銑刀，銑削平面時(shí)，應(yīng)采用硬質(zhì)合金片銑