《數(shù)控編程與加工技術（第2版）》 課件 模塊3 加工中心編程與加工技術

模塊3加工中心編程與加工技術項目3.1加工中心基本操作3.1.1自動換刀裝置3.1.2自動換刀過程3.1.3刀具長度補償3.1.4刀具識別方法3.1.5認識加工中心項目3.1加工中心基本操作3.1.1自動換刀裝置1.自動換刀裝置的形式自動換刀裝置的結構取決于機床的類型、工藝、范圍及刀具的種類和數(shù)量等。根據(jù)組成結構，自動換刀裝置可分為回轉刀架式、轉塔式、帶刀庫式三種形式。2.刀庫的形式刀庫是用來儲存加工刀具及輔助工具的，是自動換刀裝置中最主要的部件之一。刀庫的形式很多，結構各異，如圖3-94所示。項目3.1加工中心基本操作項目3.1加工中心基本操作3.1.2自動換刀過程1.選刀（1）順序選刀方式將加工所需要的刀具，按照預先確定的加工順序依次安裝在刀座中。換刀時，刀庫按順序轉位。這種方式的控制及刀庫運動簡單，但刀庫中刀具排列的順序不能錯。（2）任選方式對刀具或刀座進行編碼，并根據(jù)編碼選刀。它可分為刀具編碼和刀座編碼兩種方式。項目3.1加工中心基本操作2.換刀（１）無機械手換刀：利用刀庫與機床主軸的相對運動實現(xiàn)刀具交換。項目3.1加工中心基本操作（2）機械手換刀：采用機械手進行刀具交換的方式應用得最為廣泛。項目3.1加工中心基本操作3.1.3刀具長度補償1.機內設置1）將所有刀具放入刀庫，利用Z向設定器確定每把刀具到工件坐標系Z向零點的距離，并記錄下來。2）選擇其中一把最長（或最短）、與工件距離最?。ɑ蜃畲螅┑牡毒咦鳛榛鶞实叮鐖D示的T03（或T01），將其對刀值C（或A）作為工件坐標系的Z值，此時H03=0。3）確定其他刀具相對基準刀的長度補償值，即H01=±ㄧC-Aㄧ，H02=±ㄧC-Bㄧ,正負號由程序中的G43或G44來確定。4）將獲得的刀具長度補償值所對應的刀具和刀具號輸入到機床中。項目3.1加工中心基本操作項目3.1加工中心基本操作2.機外刀具預調結合機上對刀這種方法是先在機床外利用刀具預調儀精確測量每把在刀柄上裝夾好的刀具的軸向和徑向尺寸，確定每把刀具的長度補償值，然后在機床上用其中最長或最短的一把刀具進行Z向對刀，確定工件坐標系。這種方法對刀精度和效率高，便于工藝文件的編寫及生產(chǎn)組織。項目3.1加工中心基本操作3.1.4刀具識別方法1.刀座編碼在裝刀之前，首先對刀庫進行重整設定，設定完后，就變成了刀具號和刀座號一致的情況，此時一號對應的就是一號刀具。經(jīng)過換刀之后，一號刀具并不一定放到一號刀座中，此時數(shù)控系統(tǒng)自動記憶一號刀具放到了幾號刀座中，數(shù)控系統(tǒng)采用循環(huán)記憶的方式。2.刀柄編號將刀具號首先與刀柄號對應起來，把刀具裝在刀柄上，再裝入刀庫，再刀庫上有刀柄感應器，當需要的刀具從刀庫中轉到裝有感應器的位置是，被感應到后，從刀庫中調出交換到主軸上。項目3.1加工中心基本操作1.加工中心的分類（1）立式加工中心：主軸軸心線為垂直狀態(tài)設置的加工中心。（2）臥式加工中心：主軸軸心線為水平狀態(tài)設置的加工中心。3.1.5認識加工中心項目3.1加工中心基本操作（3）龍門式加工中心：主軸多為垂直設置，除自動換刀裝置以外，還帶有可更換的主軸頭附件，數(shù)控裝置的軟件功能也較齊全，能夠一機多用，尤其適用于大型或形狀復雜的工件。（4）復合加工中心：在一臺加工中心上有立、臥兩個主軸，或主軸可改變90o的角度，或工作臺可帶動工件一起旋轉90o的加工中心。項目3.1加工中心基本操作2.加工中心的組成加工中心和數(shù)控銑床具有相似的用途和工藝特點，它們的幾大構件也相同，主要有床身、立柱、滑座、工作臺、主軸箱、自動換刀裝置、數(shù)控裝置、伺服驅動裝置、檢測裝置、液壓系統(tǒng)和氣壓系統(tǒng)等組成。項目3.1加工中心基本操作（1）箱體類工件：一般是指具有多個孔系，內部有型腔和空腔，在長、寬、高方向有一定比例的零件。（2）復雜曲面類工件：這類工件是指由復雜曲線、曲面組成的工件。2.加工中心的加工對象項目3.1加工中心基本操作（3）異形件：是外形不規(guī)則、大多需要點、線、面多工位混合加工的零件。（4）盤、套、板類工件：包括帶有鍵槽和徑向孔，端面分布有孔系、有曲面的盤、套或軸類工件；具有較多孔加工的板類零件。（5）特殊加工：在熟練掌握了加工中心的功能之后，配合一定的工裝和專用工具，利用加工中心可完成一些特殊的工藝內容模塊3加工中心編程與加工技術項目3.2加工中心的編程與加工技術3.2.1加工中心編程3.2.2FANUC系統(tǒng)通信項目3.2加工中心的編程與加工技術3.2.1加工中心編程1.加工中心程序的編制特點1）仔細地對圖紙進行分析，確定合理的工藝路線。2）刀具的尺寸規(guī)格要選好，并將測出的實際尺寸填入刀具卡。3）確定合理的切削用量。主要是主軸轉速、背吃刀量、進給速度等。4）應留有足夠的自動換刀空間，以避免與工件或夾具碰撞。換刀位置建議設置在機床原點。5）為便于檢查和調試程序，可將各工步的加工內容安排到不同的子程序中，而主程序主要完成換刀和子程序的調用。這樣程序簡單而且清晰。項目3.2加工中心的編程與加工技術2.換刀指令的應用O9000；N10G90；選擇絕對方式N20G53Z-124.8；主軸Z方向移動到換刀點位置N30M06；刀庫旋轉至其上空刀位對準主軸，主軸準停N40M28；刀庫前移，使空刀位上刀夾夾住主軸上刀柄N50M11；主軸放松刀柄N60G53Z-9.3；主軸Z方向向上，回設定的安全位置N70M32；刀庫旋轉，選擇將要換上的刀具N80G53Z-124.8；主軸Z方向向下至換刀點位置N90M10；主軸夾緊刀柄N100M29；刀庫向后退回N110M99；換刀子程序結束，返回主程序項目3.2加工中心的編程與加工技術為了使換刀子程序不被隨意更改，以保證換刀安全，設備管理人員可將該程序隱含。當加工程序中需要換刀時，調用O9000號子程序即可。調用程序段可如下編寫：N__T__M06；其中：N后為程序順序號；T后為刀具號，一般取2位；M06為調用換刀子程序。項目3.2加工中心的編程與加工技術1.輸入程序1）確認輸入設備是否準備好。2）按下機床操作面板上的EDIT鍵。3）使用軟盤時查找必要的文件。4）按下功能鍵PROG，顯示程序內容、顯示屏幕或者程序目錄屏幕。5）按下軟鍵［（OPRT）］。6）按下最右邊的軟鍵菜單繼續(xù)鍵入程序。7）輸入地址O后，輸入賦值給程序的程序號。8）按下軟鍵［READ］和［EXEC］。4.3.2FANUC系統(tǒng)通信項目3.2加工中心的編程與加工技術2.輸出程序1）確認輸出設備已經(jīng)準備好。2）要輸出到紙帶，通過參數(shù)指定穿孔代碼類別ISO或EIA。3）按下機床操作面板上的EDIT鍵。4）按下功能鍵PROG，顯示程序內容、顯示屏幕或者程序目錄屏幕。5）按下軟鍵［（OPRT）］。6）請按下最右邊的軟鍵菜單繼續(xù)鍵入程序。7）輸入地址O。8）輸入程序號，如果輸入-9999，則所有存儲在內存中的程序都將被輸出。9）按下軟鍵［PUNCH］和［EXEC］，指定的一個或多個程序就被輸出。項目3.2加工中心的編程與加工技術3.DNC運行1）選擇將要執(zhí)行的程序文件。2）按下機床操作面板上的REMOTE鍵，開關設置為RMT方式，然后按下“循環(huán)啟動”按鈕，選擇的文件被執(zhí)行。項目3.2加工中心的編程與加工技術如圖所示為端蓋零件，其材料為45鋼，毛坯尺寸為160mm×160mm×19mm。試編寫該端蓋零件的加工程序并在XH714加工中心上加工出來。典型零件編程與加工實例項目3.2加工中心的編程與加工技術（1）加工方法由圖可知，該蓋板材料為鑄鐵，故毛坯為鑄件，四個側面為不加工表面，上下面、四個孔、四個螺紋孔、直徑為φ60mm的孔為加工面，且加工內容都集中在A、B面上。從定位、工序集中和便于加工考慮，選擇A面為定位基準，并在前道工序中加工好，選擇B面及位于B面上的全部孔在加工中心上一次裝夾完成加工。該蓋板零件形狀較簡單，尺寸較小，四個側面較光滑，加工面與非加工面之間的位置精度要求不高，故可選機用平口鉗，以蓋板底面A和兩個側面定位，用機用平口鉗的鉗口從側面夾緊。項目3.2加工中心的編程與加工技術（2）加工過程1）粗、精銑B面。平面B采用銑削加工，表面粗糙度Ra值為6.3μm，依據(jù)經(jīng)濟加工精度，選用粗銑→精銑加工方案。B面的粗、精銑削加工進給路線根據(jù)銑刀直徑（φ100mm），確定為沿X方向兩次進刀。項目3.2加工中心的編程與加工技術2）粗鏜、半精鏜、精鏜φ60H7孔鏜孔。φ60H7孔采用鏜削加工，精度等級IT7，表面粗糙度Ra值為0.8μm，依據(jù)經(jīng)濟加工精度，選用粗鏜→半精鏜→精鏜三次鏜削加工方案。所有孔加工進給路線按最短路線確定，孔的位置精度要求不高，所以機床的定位精度完全能保證。項目3.2加工中心的編程與加工技術3）鉆各光孔、螺紋孔的中心孔。φ12H8mm孔精度等級IT7，表面粗糙度Ra值為0.8μm，為保證垂直度，防止鉆偏，按鉆中心孔→鉆孔→擴孔→鉸孔加工方案。項目3.2加工中心的編程與加工技術4）鉆、擴、锪、鉸φ12H8mm光孔和φ16mm的臺階孔；φ16mm孔在φ12mm孔基礎上锪至要求尺寸即可。項目3.2加工中心的編程與加工技術5）鉆M16的底孔、倒角、攻螺紋。M16螺紋孔為保證垂直度，采用鉆中心孔→鉆底孔→倒角→攻螺紋的加工方案，鉆M16的底孔、倒角、攻螺紋進給路線如圖所示。項目3.2加工中心的編程與加工技術（3）工、量、刃具選擇項目3.2加工中心的編程與加工技術（4）合理選擇切削用量項目3.2加工中心的編程與加工技術2.編制參考程序1）認真閱讀零件圖，確定工件坐標系。根據(jù)工件坐標系建立原則，X、Y向加工原點選在φ60H7mm孔的中心，Z向加工原點選在B面（不是毛坯表面）。工件加工原點與設計基準重合，有利于編程計算的方便，且易保證零件的加工精度。Z向對刀基準面選擇底面A，與工件的定位基準重合，X、Y向對刀基準面可選擇φ60H7mm毛坯孔表面或四個側面。2）計算各基點（節(jié)點）坐標值。項目3.2加工中心的編程與加工技術項目3.2加工中心的編程與加工技術3）參考程序項目3.2加工中心的編程與加工技術項目3.2加工中心的編程與加工技術項目3.2加工中心的編程與加工技術項目3.2加工中心的編程與加工技術項目3.2加工中心的編程與加工技術加工φ160mm中心線上孔的子程序的數(shù)控加工程序單。加工φ100mm中心線上孔的子程序的數(shù)控加工程序單