數(shù)控技術(shù)加工中心編程

1、 第第6章章 加工中心編程加工中心編程 6.1 加工中心簡(jiǎn)介加工中心簡(jiǎn)介 加工中心是目前世界上產(chǎn)量最高、應(yīng)用最廣泛的數(shù)控加工中心是目前世界上產(chǎn)量最高、應(yīng)用最廣泛的數(shù)控機(jī)床之一。其上帶有刀庫(kù)和自動(dòng)換刀裝置，加工時(shí)，工件機(jī)床之一。其上帶有刀庫(kù)和自動(dòng)換刀裝置，加工時(shí)，工件經(jīng)一次裝夾后，就能連續(xù)地對(duì)工件各加工表面自動(dòng)地完成經(jīng)一次裝夾后，就能連續(xù)地對(duì)工件各加工表面自動(dòng)地完成銑、鏜、鉆、鉸及攻絲等多種工序的加工。銑、鏜、鉆、鉸及攻絲等多種工序的加工。 一、加工中心的分類一、加工中心的分類 1按機(jī)床形態(tài)分類按機(jī)床形態(tài)分類 (1)立式加工中心立式加工中心 其主軸中心線為垂直狀態(tài)設(shè)置，有固定立柱式和移動(dòng)其主軸中

2、心線為垂直狀態(tài)設(shè)置，有固定立柱式和移動(dòng)立柱式等兩種結(jié)構(gòu)形式，多采用固定立柱式結(jié)構(gòu)。立柱式等兩種結(jié)構(gòu)形式，多采用固定立柱式結(jié)構(gòu)。圖圖6-1 立式加工中心立式加工中心 優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，占地面積小，價(jià)格相對(duì)較低，裝結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，占地面積小，價(jià)格相對(duì)較低，裝夾工件方便，調(diào)試程序容易，應(yīng)用廣泛。夾工件方便，調(diào)試程序容易，應(yīng)用廣泛。 缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：不能加工太高的零件；在加工型腔或下凹的不能加工太高的零件；在加工型腔或下凹的型面時(shí)切屑不易排除，嚴(yán)重時(shí)會(huì)損壞刀具，破壞已加工型面時(shí)切屑不易排除，嚴(yán)重時(shí)會(huì)損壞刀具，破壞已加工表面，影響加工的順利進(jìn)行。表面，影響加工的順利進(jìn)行。 應(yīng)用：應(yīng)用：最適宜加工高度方向尺寸相

3、對(duì)較小的工件。最適宜加工高度方向尺寸相對(duì)較小的工件。 (2) 臥式加工中心臥式加工中心 其主軸中心線為水平狀態(tài)設(shè)置，多采用移動(dòng)式立柱結(jié)其主軸中心線為水平狀態(tài)設(shè)置，多采用移動(dòng)式立柱結(jié)構(gòu)，通常都帶有可進(jìn)行回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的正方形分度工作臺(tái)，構(gòu)，通常都帶有可進(jìn)行回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的正方形分度工作臺(tái)，一般具有一般具有35個(gè)運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)，常見的是三個(gè)直線運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)加個(gè)運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)，常見的是三個(gè)直線運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)加一個(gè)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)一個(gè)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)(回轉(zhuǎn)工作臺(tái)回轉(zhuǎn)工作臺(tái)) 。圖圖6-2 臥式加工中心臥式加工中心 優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：加工時(shí)排屑容易。加工時(shí)排屑容易。 缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：與立式加工中心相比較，臥式加工中心在調(diào)試與立式加工中心相比較，臥式加工中

4、心在調(diào)試程序及試切時(shí)不宜觀察，加工時(shí)不便監(jiān)視，零件裝夾和測(cè)程序及試切時(shí)不宜觀察，加工時(shí)不便監(jiān)視，零件裝夾和測(cè)量不方便；臥式加工中心的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，占地面積大，價(jià)格量不方便；臥式加工中心的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，占地面積大，價(jià)格也較高。也較高。應(yīng)用：應(yīng)用：最適合加工箱體類零件。最適合加工箱體類零件。 (3) 龍門加工中心龍門加工中心 其形狀與龍門銑床相似，主軸多為垂直設(shè)置，除自其形狀與龍門銑床相似，主軸多為垂直設(shè)置，除自動(dòng)換刀裝置以外，還帶有可更換的主軸頭附件，數(shù)控裝動(dòng)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(jī)多用。置的軟件功能也較齊全，能夠一機(jī)多用。 圖圖6-3 龍門加工中心龍

5、門加工中心適用于大型或形狀復(fù)雜適用于大型或形狀復(fù)雜的工件，如汽車模具、的工件，如汽車模具、飛機(jī)的梁、框、壁板等飛機(jī)的梁、框、壁板等整體結(jié)構(gòu)件。整體結(jié)構(gòu)件。 圖圖6-4 五面加工中心五面加工中心(4) (4) 五面加工中心五面加工中心 優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：這種加工方式可以最大限度地減少工件的裝這種加工方式可以最大限度地減少工件的裝夾次數(shù)，減小工件的形位誤差，從而提高生產(chǎn)效率，降夾次數(shù)，減小工件的形位誤差，從而提高生產(chǎn)效率，降低加工成本。低加工成本。 缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：但是由于五面加工中心存在著結(jié)構(gòu)復(fù)雜、造但是由于五面加工中心存在著結(jié)構(gòu)復(fù)雜、造價(jià)高、占地面積大等，所以它的使用遠(yuǎn)不如其他類型的價(jià)高、占地面積大等，

6、所以它的使用遠(yuǎn)不如其他類型的加工中心。加工中心。 其具有立式加工中心和臥式加工中心的功能，工件一其具有立式加工中心和臥式加工中心的功能，工件一次安裝后能完成除安裝面外的所有側(cè)面和頂面等五個(gè)面的次安裝后能完成除安裝面外的所有側(cè)面和頂面等五個(gè)面的加工，也稱為萬(wàn)能加工中心或復(fù)合加工中心。加工，也稱為萬(wàn)能加工中心或復(fù)合加工中心。 它有兩種形式，一種是其主軸可以旋轉(zhuǎn)它有兩種形式，一種是其主軸可以旋轉(zhuǎn)90，可以進(jìn)，可以進(jìn)行立式和臥式加工；另一種是其主軸不改變方向，而由工行立式和臥式加工；另一種是其主軸不改變方向，而由工作臺(tái)帶著工件旋轉(zhuǎn)作臺(tái)帶著工件旋轉(zhuǎn)90，完成對(duì)工件五個(gè)表面的加工。，完成對(duì)工件五個(gè)表面的加

7、工。 2按運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)數(shù)和同時(shí)控制的坐標(biāo)數(shù)分類按運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)數(shù)和同時(shí)控制的坐標(biāo)數(shù)分類 加工中心可分為三軸二聯(lián)動(dòng)，三軸三聯(lián)動(dòng)，四軸三加工中心可分為三軸二聯(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。聯(lián)動(dòng)，五軸四聯(lián)動(dòng)，六軸五聯(lián)動(dòng)等。3按工作臺(tái)數(shù)量和功能分類按工作臺(tái)數(shù)量和功能分類 加工中心可分為單工作臺(tái)加工中心、雙工作臺(tái)加工加工中心可分為單工作臺(tái)加工中心、雙工作臺(tái)加工中心和多工作臺(tái)加工中心。中心和多工作臺(tái)加工中心。二、特點(diǎn)及功能二、特點(diǎn)及功能 1. 加工中心是在數(shù)控銑床或數(shù)控鏜床的基礎(chǔ)上增加加工中心是在數(shù)控銑床或數(shù)控鏜床的基礎(chǔ)上增加了自動(dòng)換刀裝置，一次裝夾，可完成多道工序加工。了自動(dòng)換刀裝置，一次

8、裝夾，可完成多道工序加工。 2. 加工中心如果帶有自動(dòng)分度回轉(zhuǎn)工作臺(tái)或能自動(dòng)加工中心如果帶有自動(dòng)分度回轉(zhuǎn)工作臺(tái)或能自動(dòng)擺角的主軸箱，可使工件在一次裝夾后，自動(dòng)完成多個(gè)擺角的主軸箱，可使工件在一次裝夾后，自動(dòng)完成多個(gè)平面和多個(gè)角度位置的多工序加工。平面和多個(gè)角度位置的多工序加工。 3. 加工中心如果帶有自動(dòng)交換工作臺(tái)，一個(gè)工件在加工中心如果帶有自動(dòng)交換工作臺(tái)，一個(gè)工件在工作位置的工作臺(tái)上進(jìn)行加工的同時(shí)，另外的工件在裝工作位置的工作臺(tái)上進(jìn)行加工的同時(shí)，另外的工件在裝卸位置的工作臺(tái)上進(jìn)行裝卸，大大縮短了輔助時(shí)間，提卸位置的工作臺(tái)上進(jìn)行裝卸，大大縮短了輔助時(shí)間，提高了生產(chǎn)率。高了生產(chǎn)率。三、加工中心的

9、主要加工對(duì)象三、加工中心的主要加工對(duì)象1箱體類零件箱體類零件 箱體在機(jī)床、汽車、飛機(jī)等行業(yè)。箱體類零件一般箱體在機(jī)床、汽車、飛機(jī)等行業(yè)。箱體類零件一般都需要進(jìn)行孔系、輪廓、平面的多工位加工，公差要求都需要進(jìn)行孔系、輪廓、平面的多工位加工，公差要求特別是形位公差要求較為嚴(yán)格。特別是形位公差要求較為嚴(yán)格。2復(fù)雜曲面復(fù)雜曲面 適合于加工復(fù)雜曲面，如飛機(jī)、汽車零件型面、葉適合于加工復(fù)雜曲面，如飛機(jī)、汽車零件型面、葉輪、螺旋槳、各種曲面成型模具等。輪、螺旋槳、各種曲面成型模具等。 3異形件異形件 異形件是外形不規(guī)則的零件，大多數(shù)需要進(jìn)行點(diǎn)、異形件是外形不規(guī)則的零件，大多數(shù)需要進(jìn)行點(diǎn)、線、面多工位混合加工

10、，如支架、基座、樣板、靠模、線、面多工位混合加工，如支架、基座、樣板、靠模、支架等。支架等。 加工異形件時(shí)，形狀越復(fù)雜，精度要求越高，使用加工異形件時(shí)，形狀越復(fù)雜，精度要求越高，使用加工中心就越能顯示其優(yōu)勢(shì)。加工中心就越能顯示其優(yōu)勢(shì)。4盤、套、板類零件盤、套、板類零件 端面有分布孔系、曲面的盤、套、板類零件宜選用端面有分布孔系、曲面的盤、套、板類零件宜選用立式加工中心，有徑向孔的可選用臥式加工中心。立式加工中心，有徑向孔的可選用臥式加工中心。6.2 加工中心的加工工藝與工裝加工中心的加工工藝與工裝 一、加工中心的工藝特點(diǎn)一、加工中心的工藝特點(diǎn) 1. 可減少工件的裝夾次數(shù)，消除因多次裝夾帶來(lái)的可

11、減少工件的裝夾次數(shù)，消除因多次裝夾帶來(lái)的定位誤差，提高加工精度。定位誤差，提高加工精度。 2. 可減少機(jī)床數(shù)量，并相應(yīng)減少操作工人，節(jié)省占可減少機(jī)床數(shù)量，并相應(yīng)減少操作工人，節(jié)省占用的車間面積。用的車間面積。 3. 可減少周轉(zhuǎn)次數(shù)和運(yùn)輸工作量，縮短生產(chǎn)周期。可減少周轉(zhuǎn)次數(shù)和運(yùn)輸工作量，縮短生產(chǎn)周期。4. 在制品數(shù)量少，簡(jiǎn)化生產(chǎn)調(diào)度和管理。在制品數(shù)量少，簡(jiǎn)化生產(chǎn)調(diào)度和管理。 5. 使用各種刀具進(jìn)行多工序集中加工，在進(jìn)行工藝使用各種刀具進(jìn)行多工序集中加工，在進(jìn)行工藝設(shè)計(jì)時(shí)要處理好刀具在換刀及加工時(shí)與工件、夾具甚至設(shè)計(jì)時(shí)要處理好刀具在換刀及加工時(shí)與工件、夾具甚至機(jī)床相關(guān)部位的干涉問(wèn)題。機(jī)床相關(guān)部位的

12、干涉問(wèn)題。 6. 若在加工中心上連續(xù)進(jìn)行粗加工和精加工，夾具既若在加工中心上連續(xù)進(jìn)行粗加工和精加工，夾具既要能適應(yīng)粗加工時(shí)切削力大、夾緊力大的要求，又須適應(yīng)要能適應(yīng)粗加工時(shí)切削力大、夾緊力大的要求，又須適應(yīng)精加工時(shí)定位精度高，零件夾緊變形盡可能小的要求。精加工時(shí)定位精度高，零件夾緊變形盡可能小的要求。 7. 由于采用自動(dòng)換刀和自動(dòng)回轉(zhuǎn)工作臺(tái)進(jìn)行多工位加由于采用自動(dòng)換刀和自動(dòng)回轉(zhuǎn)工作臺(tái)進(jìn)行多工位加工，決定了臥式加工中心只能進(jìn)行懸臂加工。工，決定了臥式加工中心只能進(jìn)行懸臂加工。 8. 多工序的集中加工，要及時(shí)處理切屑。多工序的集中加工，要及時(shí)處理切屑。 9. 在將毛坯加工為成品的過(guò)程中，零件不能進(jìn)

13、行時(shí)在將毛坯加工為成品的過(guò)程中，零件不能進(jìn)行時(shí)效，內(nèi)應(yīng)力難以消除。效，內(nèi)應(yīng)力難以消除。 10. 技術(shù)復(fù)雜，對(duì)使用、維修、管理要求較高。技術(shù)復(fù)雜，對(duì)使用、維修、管理要求較高。 11. 加工中心一次性投資大，還需配置其他輔助裝置，加工中心一次性投資大，還需配置其他輔助裝置，如刀具預(yù)調(diào)設(shè)備、數(shù)控工具系統(tǒng)或三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)等。如刀具預(yù)調(diào)設(shè)備、數(shù)控工具系統(tǒng)或三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)等。二、加工中心的工藝路線設(shè)計(jì)二、加工中心的工藝路線設(shè)計(jì) 單臺(tái)加工中心或多臺(tái)加工中心構(gòu)成的單臺(tái)加工中心或多臺(tái)加工中心構(gòu)成的FMC或或FMS，在工藝設(shè)計(jì)上有較大的差別。在工藝設(shè)計(jì)上有較大的差別。1單臺(tái)加工中心單臺(tái)加工中心 (1) 安排加工順序時(shí)

14、，要根據(jù)工件的毛坯種類，現(xiàn)有安排加工順序時(shí)，要根據(jù)工件的毛坯種類，現(xiàn)有加工中心機(jī)床的種類、構(gòu)成和應(yīng)用習(xí)慣，確定零件是否加工中心機(jī)床的種類、構(gòu)成和應(yīng)用習(xí)慣，確定零件是否要進(jìn)行加工中心工序前的預(yù)加工以及后續(xù)加工。要進(jìn)行加工中心工序前的預(yù)加工以及后續(xù)加工。 (2) 要照顧各個(gè)方向的尺寸，留給加工中心的余量要要照顧各個(gè)方向的尺寸，留給加工中心的余量要充分且均勻。充分且均勻。 (3) 最好在加工中心上一次定位裝夾中完成預(yù)加工面最好在加工中心上一次定位裝夾中完成預(yù)加工面在內(nèi)的所有內(nèi)容。在內(nèi)的所有內(nèi)容。 (4) 加工質(zhì)量要求較高的零件，應(yīng)盡量將粗、精加工加工質(zhì)量要求較高的零件，應(yīng)盡量將粗、精加工分開進(jìn)行。分

15、開進(jìn)行。 (5) 在具有良好冷卻系統(tǒng)的加工中心上，可在加工中在具有良好冷卻系統(tǒng)的加工中心上，可在加工中心上一次或兩次裝夾完成全部粗、精加工工序。心上一次或兩次裝夾完成全部粗、精加工工序。 一般情況下，箱體零件加工可參考的加工方案為：一般情況下，箱體零件加工可參考的加工方案為：銑大平面銑大平面粗鏜孔粗鏜孔半精鏜孔半精鏜孔立銑刀加工立銑刀加工打中心孔打中心孔鉆孔、鉸孔鉆孔、鉸孔攻螺紋攻螺紋精鏜、精銑等。精鏜、精銑等。2多臺(tái)加工中心構(gòu)成的多臺(tái)加工中心構(gòu)成的FMC或或FMS 當(dāng)加工中心處在當(dāng)加工中心處在FMC或或FMS中時(shí)，其工藝設(shè)計(jì)應(yīng)著中時(shí)，其工藝設(shè)計(jì)應(yīng)著重考慮每臺(tái)加工設(shè)備的加工負(fù)荷，生產(chǎn)節(jié)拍，加工

16、要求的重考慮每臺(tái)加工設(shè)備的加工負(fù)荷，生產(chǎn)節(jié)拍，加工要求的保證以及工件的流動(dòng)路線等問(wèn)題。保證以及工件的流動(dòng)路線等問(wèn)題。三、加工中心的工步設(shè)計(jì)三、加工中心的工步設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)加工中心機(jī)床的加工工藝實(shí)際就是設(shè)計(jì)各表面的設(shè)計(jì)加工中心機(jī)床的加工工藝實(shí)際就是設(shè)計(jì)各表面的加工工步。加工工步。 同一加工表面按粗加工、半精加工、精加工次序同一加工表面按粗加工、半精加工、精加工次序完成，或全部加工表面按先粗加工，然后半精加工、精完成，或全部加工表面按先粗加工，然后半精加工、精加工分開進(jìn)行。加工分開進(jìn)行。 對(duì)于既要銑面又要鏜孔的零件，如各種發(fā)動(dòng)機(jī)箱對(duì)于既要銑面又要鏜孔的零件，如各種發(fā)動(dòng)機(jī)箱體，可以先銑面后鏜孔。體，可以

17、先銑面后鏜孔。 相同工位集中加工，應(yīng)盡量按就近位置加工，以相同工位集中加工，應(yīng)盡量按就近位置加工，以縮短刀具移動(dòng)距離，減少空運(yùn)行時(shí)間。縮短刀具移動(dòng)距離，減少空運(yùn)行時(shí)間。 按所用刀具劃分工步。按所用刀具劃分工步。 當(dāng)加工工件批量較大而工序又不太長(zhǎng)時(shí)，可在工當(dāng)加工工件批量較大而工序又不太長(zhǎng)時(shí)，可在工作臺(tái)上一次裝夾多個(gè)工件同時(shí)加工，以減少換刀次數(shù)。作臺(tái)上一次裝夾多個(gè)工件同時(shí)加工，以減少換刀次數(shù)。 考慮到加工中存在著重復(fù)定位誤差，對(duì)于同軸度考慮到加工中存在著重復(fù)定位誤差，對(duì)于同軸度要求很高的孔系，應(yīng)該在一次定位后，通過(guò)順序換刀，加要求很高的孔系，應(yīng)該在一次定位后，通過(guò)順序換刀，加工完該同軸孔系的全部孔

18、后，再加工其他坐標(biāo)位置孔。工完該同軸孔系的全部孔后，再加工其他坐標(biāo)位置孔。 在一次定位裝夾中，盡可能完成所有能夠加工的在一次定位裝夾中，盡可能完成所有能夠加工的表面。表面。四、工件的定位與裝夾四、工件的定位與裝夾(一一) 加工中心定位基準(zhǔn)的選擇加工中心定位基準(zhǔn)的選擇 盡量選擇零件上的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)作為定位基準(zhǔn)。盡量選擇零件上的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)作為定位基準(zhǔn)。 一次裝夾就能夠完成全部關(guān)鍵精度部位的加工。一次裝夾就能夠完成全部關(guān)鍵精度部位的加工。 當(dāng)既加工基準(zhǔn)又完成各工位的加工時(shí)，其定位基準(zhǔn)當(dāng)既加工基準(zhǔn)又完成各工位的加工時(shí)，其定位基準(zhǔn)的選擇需考慮完成盡可能多的加工內(nèi)容。的選擇需考慮完成盡可能多的加工內(nèi)容。 當(dāng)零件

19、的定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)難以重合時(shí)，通過(guò)當(dāng)零件的定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)難以重合時(shí)，通過(guò)尺寸鏈的計(jì)算，嚴(yán)格規(guī)定定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)間的公差尺寸鏈的計(jì)算，嚴(yán)格規(guī)定定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)間的公差范圍，確保加工精度。范圍，確保加工精度。(二二) 加工中心夾具的選擇和使用加工中心夾具的選擇和使用 一般夾具的選擇原則是：在單件生產(chǎn)中盡可能采一般夾具的選擇原則是：在單件生產(chǎn)中盡可能采用通用夾具；批量生產(chǎn)時(shí)優(yōu)先考慮組合夾具，其次考慮用通用夾具；批量生產(chǎn)時(shí)優(yōu)先考慮組合夾具，其次考慮可調(diào)夾具，最后考慮成組夾具和專用夾具?？烧{(diào)夾具，最后考慮成組夾具和專用夾具。 盡量采用氣動(dòng)、液壓夾緊裝置。盡量采用氣動(dòng)、液壓夾緊裝置。 夾具要盡量

20、開敞，夾緊元件的位置應(yīng)盡量低，給夾具要盡量開敞，夾緊元件的位置應(yīng)盡量低，給刀具運(yùn)動(dòng)軌跡留有空間。刀具運(yùn)動(dòng)軌跡留有空間。 夾具在機(jī)床工作臺(tái)上的安裝位置應(yīng)確保在主軸的夾具在機(jī)床工作臺(tái)上的安裝位置應(yīng)確保在主軸的行程范圍內(nèi)能使工件的加工內(nèi)容全部完成。行程范圍內(nèi)能使工件的加工內(nèi)容全部完成。 自動(dòng)換刀和交換工作臺(tái)時(shí)不能與夾具或工件發(fā)生干涉。自動(dòng)換刀和交換工作臺(tái)時(shí)不能與夾具或工件發(fā)生干涉。 要考慮拆除定位元件后，工件定位精度的保持問(wèn)題。要考慮拆除定位元件后，工件定位精度的保持問(wèn)題。 盡量不要在加工中途更換夾緊點(diǎn)。盡量不要在加工中途更換夾緊點(diǎn)。(三三) 確定零件在機(jī)床工作臺(tái)上的最佳位置確定零件在機(jī)床工作臺(tái)上的

21、最佳位置 在進(jìn)行多工位零件的加工時(shí)，應(yīng)綜合計(jì)算各工位的在進(jìn)行多工位零件的加工時(shí)，應(yīng)綜合計(jì)算各工位的各加工表面到機(jī)床主軸端面的距離以選擇最佳的刀具長(zhǎng)各加工表面到機(jī)床主軸端面的距離以選擇最佳的刀具長(zhǎng)度，提高工藝系統(tǒng)的剛性，從而保證加工精度。度，提高工藝系統(tǒng)的剛性，從而保證加工精度。五、加工中心刀具的選用五、加工中心刀具的選用 加工中心使用的刀具由刃具和刀柄兩部分組成。刃加工中心使用的刀具由刃具和刀柄兩部分組成。刃具部分和通用刃具一樣。刀柄要滿足機(jī)床主軸的自動(dòng)松具部分和通用刃具一樣。刀柄要滿足機(jī)床主軸的自動(dòng)松開和拉緊定位，并能準(zhǔn)確地安裝各種切削刃具，適應(yīng)機(jī)開和拉緊定位，并能準(zhǔn)確地安裝各種切削刃具，適

22、應(yīng)機(jī)械手的夾持和搬運(yùn)。械手的夾持和搬運(yùn)。 1對(duì)刀具的要求對(duì)刀具的要求 決定零件加工質(zhì)量的重要因素是刀具的正確選擇和決定零件加工質(zhì)量的重要因素是刀具的正確選擇和使用，在選擇刀具材料時(shí)，一般盡可能選用硬質(zhì)合金刀使用，在選擇刀具材料時(shí)，一般盡可能選用硬質(zhì)合金刀具，精密鏜孔等還可以選用性能更好、更耐磨的立方氮具，精密鏜孔等還可以選用性能更好、更耐磨的立方氮化硼和金剛石刀具?；鸷徒饎偸毒摺?刀具的種類刀具的種類 加工中心使用的刀具包括：銑刀、麻花鉆、擴(kuò)孔鉆、加工中心使用的刀具包括：銑刀、麻花鉆、擴(kuò)孔鉆、锪孔鉆、鉸刀、鏜刀、絲錐以及螺紋銑刀等。锪孔鉆、鉸刀、鏜刀、絲錐以及螺紋銑刀等。 (a) 中心鉆中

23、心鉆 (b) 絲錐絲錐(c) 銑刀銑刀(d) 錐柄錐柄T型銑刀型銑刀(e) 錐柄餃刀錐柄餃刀(f) 鏜刀鏜刀(g) 螺紋銑刀螺紋銑刀3刀柄刀柄 刀柄可分為整體式與模塊式兩類刀柄可分為整體式與刀柄可分為整體式與模塊式兩類刀柄可分為整體式與模塊式兩類。常用的刀柄有：模塊式兩類。常用的刀柄有：ER彈簧夾頭刀柄、強(qiáng)力夾彈簧夾頭刀柄、強(qiáng)力夾頭刀柄、莫氏錐度刀柄、側(cè)固式刀柄、面銑刀刀柄、鉆夾頭刀柄、莫氏錐度刀柄、側(cè)固式刀柄、面銑刀刀柄、鉆夾頭刀柄頭刀柄 、絲錐夾頭刀柄、鏜刀刀柄、增速刀柄、中心冷、絲錐夾頭刀柄、鏜刀刀柄、增速刀柄、中心冷卻刀柄、轉(zhuǎn)角刀柄、多軸刀柄等。卻刀柄、轉(zhuǎn)角刀柄、多軸刀柄等。ER卡簧卡

24、簧圖圖6-7 各種刀柄的結(jié)構(gòu)形狀各種刀柄的結(jié)構(gòu)形狀6.3 加工中心的程序編制加工中心的程序編制一、加工中心的編程要求一、加工中心的編程要求 1. 首先應(yīng)進(jìn)行合理的工藝分析和工藝設(shè)計(jì)。合理地首先應(yīng)進(jìn)行合理的工藝分析和工藝設(shè)計(jì)。合理地安排各工序加工的順序，能為程序編制提供有利條件。安排各工序加工的順序，能為程序編制提供有利條件。 2. 根據(jù)加工批量等情況，確定采用自動(dòng)換刀或手動(dòng)根據(jù)加工批量等情況，確定采用自動(dòng)換刀或手動(dòng)換刀。換刀。 3. 為提高機(jī)床利用率，盡量采用刀具機(jī)外預(yù)調(diào)，并為提高機(jī)床利用率，盡量采用刀具機(jī)外預(yù)調(diào)，并將測(cè)量尺寸填寫到刀具卡片中，以便操作者在運(yùn)行程序?qū)y(cè)量尺寸填寫到刀具卡片中，以

25、便操作者在運(yùn)行程序前確定刀具補(bǔ)償參數(shù)。前確定刀具補(bǔ)償參數(shù)。 4. 盡量把不同工序內(nèi)容的程序，分別安排到不同的盡量把不同工序內(nèi)容的程序，分別安排到不同的子程序中。這種安排便于按每一工步獨(dú)立地調(diào)試程序，子程序中。這種安排便于按每一工步獨(dú)立地調(diào)試程序，也便于加工順序的調(diào)整。也便于加工順序的調(diào)整。 5. 除換刀程序外，加工中心的編程方法與數(shù)控銑床除換刀程序外，加工中心的編程方法與數(shù)控銑床基本相同。基本相同。 二、換刀程序的編制二、換刀程序的編制 不同的加工中心，其換刀程序是不同的，通常選刀不同的加工中心，其換刀程序是不同的，通常選刀和換刀分開進(jìn)行。換刀完畢啟動(dòng)主軸后，方可執(zhí)行后面和換刀分開進(jìn)行。換刀完

26、畢啟動(dòng)主軸后，方可執(zhí)行后面的程序段的程序段 編制換刀程序一般有兩種方法。編制換刀程序一般有兩種方法。 方法一：方法一： N10 G28 Z0 T02 N11 M06 即一把刀具加工結(jié)束，主軸返回機(jī)床原點(diǎn)后準(zhǔn)停，即一把刀具加工結(jié)束，主軸返回機(jī)床原點(diǎn)后準(zhǔn)停，然后刀庫(kù)旋轉(zhuǎn)，將需要更換的刀具停在換刀位置，接著然后刀庫(kù)旋轉(zhuǎn)，將需要更換的刀具停在換刀位置，接著進(jìn)行換刀，再開始加工。進(jìn)行換刀，再開始加工。 方法二：方法二： N10 G01 X Y Z T02 N17 G28 Z0 M06 N18 G01 X Y Z T03 這種方法的找刀時(shí)間和機(jī)床的切削時(shí)間重合，當(dāng)主這種方法的找刀時(shí)間和機(jī)床的切削時(shí)間重合，

27、當(dāng)主軸返回?fù)Q刀點(diǎn)后立刻換刀，因此整個(gè)換刀過(guò)程所用的時(shí)軸返回?fù)Q刀點(diǎn)后立刻換刀，因此整個(gè)換刀過(guò)程所用的時(shí)間比第一種要短一些。間比第一種要短一些。 三、固定循環(huán)指令的編程方法三、固定循環(huán)指令的編程方法 加工中心的編程方法與數(shù)控銑床基本相同，這里不加工中心的編程方法與數(shù)控銑床基本相同，這里不在詳述。在詳述。6.4 加工中心編程實(shí)例加工中心編程實(shí)例 例例1 圖圖6-8a為零件圖，圖為零件圖，圖6-8b為加工毛坯料圖，設(shè)為加工毛坯料圖，設(shè)起刀點(diǎn)為起刀點(diǎn)為(0，0，300)，試編制其加工程序。，試編制其加工程序。14424- 204- 14 3318189YX14 56 9645R3980R5 104168

28、25084140144140250 (a) 零件圖零件圖(b) 毛坯圖毛坯圖圖圖6-8 例例1工藝過(guò)程可分為：先用中心鉆、鉆頭、锪刀加工孔，再工藝過(guò)程可分為：先用中心鉆、鉆頭、锪刀加工孔，再對(duì)中間凸臺(tái)盤進(jìn)行粗、精加工。精加工余量為對(duì)中間凸臺(tái)盤進(jìn)行粗、精加工。精加工余量為0.5mm，其中其中4段段R39圓弧可用鏡像編程，圓弧可用鏡像編程，4個(gè)缺口可考慮用子程個(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)算的是序調(diào)用方式處理。需要進(jìn)行數(shù)值計(jì)算的是4段段R39圓弧圓弧的圓心。的圓心。14424- 204- 14 3318189YX14 56 9645R3980R5168250841401數(shù)值計(jì)算數(shù)

29、值計(jì)算14424- 204- 14 3318189YX14 56 9645R3980R516825084140XZ(XR, YR) R39圓弧的圓心坐標(biāo)計(jì)算：圓弧的圓心坐標(biāo)計(jì)算： XR=YR=80cos45=56.5692加工工序加工工序1) 用中心鉆用中心鉆5個(gè)定位孔，深個(gè)定位孔，深1mm。2) 用用 14鉆頭在鉆頭在5個(gè)通孔。個(gè)通孔。3) 用用 20锪刀锪锪刀锪4個(gè)沉頭孔個(gè)沉頭孔,深深2mm。4) 用用 33锪刀锪刀, 锪中心孔锪中心孔, 深深9mm。5) 用用 16立銑刀粗、精銑中間凸臺(tái)立銑刀粗、精銑中間凸臺(tái), 每次吃刀量每次吃刀量 2mm，粗加工留，粗加工留 0.5mm的余量。的余量。

30、6) 用用 10立銑刀銑凸臺(tái)上立銑刀銑凸臺(tái)上4個(gè)豁口及個(gè)豁口及 中心方孔。中心方孔。 3刀具卡片刀具卡片刀具名稱刀具名稱刀具裝刀具裝卡長(zhǎng)度卡長(zhǎng)度刀具補(bǔ)償代刀具補(bǔ)償代碼與補(bǔ)償值碼與補(bǔ)償值刀具直徑刀具直徑半徑補(bǔ)償代半徑補(bǔ)償代碼與補(bǔ)償值碼與補(bǔ)償值主軸主軸轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速進(jìn)給進(jìn)給速度速度刀具刀具代碼代碼表表6-1 刀具卡片刀具卡片T01 中心鉆中心鉆 30.85 H01 30.85 3 S800 F50T02 鉆頭鉆頭 60.21 H02 60.21 14 S600 F50T03 锪刀锪刀 40.73 H03 40.73 20 S500 F60T04 锪刀锪刀 50.86 H04 50.86 33 S300

31、F60T05 立銑刀立銑刀 150.49 H05 150.49 16 S500 F100D51 10.01D52 8.51D53 8.01T06 立銑刀立銑刀 120.86 H06 120.86 10 D61 5 S300 F60 4程序清單程序清單 N1 G90 G92 X0 Y0 Z300 T01 N2 G53 G28 Z0 M06 過(guò)機(jī)床坐標(biāo)系過(guò)機(jī)床坐標(biāo)系Z軸零點(diǎn)返回機(jī)床參考軸零點(diǎn)返回機(jī)床參考點(diǎn)，執(zhí)行換刀，把點(diǎn)，執(zhí)行換刀，把T01刀裝上刀裝上 N3 G54 G43 H01 G00 Z20 調(diào)出調(diào)出G54偏置寄存器的偏置量，建立偏置寄存器的偏置量，建立工件與機(jī)床坐標(biāo)系的關(guān)系工件與機(jī)床坐標(biāo)系

32、的關(guān)系 N4 S800 M03 M08 T02 N5 G99 G81 Z-1 R3 F50 N6 G80 N7 G99 G81 X84 Y42 Z-5 R3 F50 N8 M98 P01O01 N1 X-84 N2 Y-42 N3 G98 X84 N4 M99 N10 G80 M05XYZXYZN11 G53 G28 Z0 G49 M06N12 G54 G43 H02 G00 Z20N13 S600 M03 T03N14 G99 G8l Z-22 R3 F50 N15 G80 G16 G99 G81 X 84 Y42 Z-22 R3 N17 M98 P0lO01 N1 X-84 N2 Y-42

33、 N3 G98 X84 N4 M99N18 G80 M05XYZN19 G53 G28 Z0 G49 M06N20 G54 G00 X0 Y0N21 G43 H03 Z20N22 S500 M03 T04N23 G99 G82 X84 Y42 Z-6 R3 P1000 F60 N24 M98 P01O01 N1 X-84 N2 Y-42 N3 G98 X84 N4 M99N25 G80 M05N26 G53 G28 Z0 G49 M06N27 G54 G00 G43 H04 Z20N28 S300 M03 T05N29 G98 G82 X0 Y0 Z-9 R3 P1000 F60 用用T04锪

34、锪 33的中心沉頭孔的中心沉頭孔N30 G80 M05N31 G53 G28 Z0 G49 M06N32 G54 G00 X0 Y-70 用用T05粗銑粗銑 96的凸圓臺(tái)的凸圓臺(tái)N33 G00 G43 H05 Z-2 切深切深2mmN34 S500 M03 T06XYZN35 G01 G41 D51 X22F100 徑向切入徑向切入2mmN36 M98 P02 粗銑粗銑 100的圓臺(tái)的圓臺(tái)O02 96凸臺(tái)圓周的切削凸臺(tái)圓周的切削N1 G03 X0 Y-48 I-22 J0N2 G02 I0 J48N3 G03 X-22 Y-70 I0 J-22.N4 G40 G00 X0N5 M99N37 G

35、01 G41 D52 X22 F100 徑向切人徑向切人3.5mmXYZXYZXYZN38 M98 P02 粗銑粗銑 96.5的圓臺(tái)的圓臺(tái)O02 96凸臺(tái)圓周的切削凸臺(tái)圓周的切削N1 G03 X0 Y-48 I-22 J0N2 G02 I0 J48N3 G03 X-22 Y-70 I0 J-22N4 G40 G00 X0N5 M99N39 G01 Z-4 F50 切深切深4mmN40 G01 G41 D51 X22 F100 徑向切人徑向切人2mmN41 M98 P02N42 G01 G4l D52 X22 F100 徑向切入徑向切入3.5mmN43 M98 P02XYZXYZN44 G01 G41 D53 X22 F100 精銑精銑 96圓臺(tái)圓臺(tái)N45 M98 P02O02 96凸臺(tái)圓周的切削凸臺(tái)圓周的切削N1 G03 X0 Y-48 I-22 J0N2 G02 I0 J48N3 G03 X-22 Y-70 I0 J-22N4 G40 G00 X0N5 M99N46 G00 Z3N47 M98 P03