加工中心编程

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1、第六章 加工中心程序编制 一、加工中心简介 加工中心是高效、高精度数控机床,工件 在一次装夹中便可自动完成多道工序的加工. 是典型的集高新技术于一体的机械加工设备，它的发展代表了 一个国家设计和制造业的水平，成为现代机床发展的主流和方向 。 1、加工中心组成 加工中心是带有刀库和自动换刀装置的数控机床。第一节 概述x-y数控拖板变频主轴机床本体数控系统及 其操作面板斗笠式刀库Z轴伺服电机活动防护门进给Z轴护线架冷却液箱1、 加工中心及其组成XH713A 立式加工中心 2、加工中心的特点： 具有自动换刀装置,能自动地更换刀具，在一 次装夹中完成铣削、镗孔、钻削、扩孔、铰孔 、攻丝等加工，工序高度

2、集中。 带有自动摆角的主轴或回转工作台的加工中心 ，在一次装夹后，自动完成多个面和多个角度 的加工。 带有可交换工作台的加工中心，可同时进行一 个加工，一个装夹工件，具有极高的加工效率 。3、加工中心的主要加工对象 加工中心适用于形状复杂、工序多、精度要 求高、需要多种类型普通机床经过多次安装 才能完成加工的零件。其主要加工对象为： 箱体类零件 复杂曲面类零件 异形件 板、套、盘类零件特殊加工 4、加工中心的分类： 立式加工中心: 板材类、壳体类、凸轮、模具 卧式加工中心: 箱体类、模具 龙门式加工中心: 大型、重型和形状复杂零件复合加工中心（五面体加工中心）第二节、加工中心自动换刀装置 1、

3、自动换刀装置(ATC) 自动换刀装置的用途是按照加工需要，自动 地更换装在主轴上的刀具。自动换刀装置是一 套独立、完整的部件。 自动换刀装置的形式回转刀架：结构简单、刀具数 量有限、车削中心带刀库的自动换刀装置（应用广泛）鼓轮式刀库：结构简单、紧凑、应用广链式刀库：刀库容量大刀库形式 2、刀库的形式盘式刀库a）径向取刀形式 b）轴向取刀形式 c）径向布置形式 d）角度布置形式链式刀库链式刀库3、换刀过程自动换刀装置的换刀过程由选刀和换刀两部分 组成。选刀:是刀库按照选刀指令( Txx 指令)自动将要 用的刀具移动到换刀位置,完成选刀过程，为下 面换刀做好准备。换刀:是把主轴上用过的刀具取下，将

4、选好的刀 具安装在主轴上。选刀方式顺序选刀方式 (早期)任选方式：记忆式, 跟踪刀具就近换刀(现在)换刀方式机械手换刀刀库主轴运动换刀选刀和换刀方式：1、主轴箱回参考点， 主轴准停。2、机械手抓刀（主轴上和刀库上）3、取刀：活塞杆推动机械手下行。4、交换刀具位置：机械手回转180。5、装刀：活塞杆上行，将更换后的刀 具装入主轴和刀库。4、机械手换刀动作过程刀库移动-主轴升降式换刀过程 分度：将刀盘上接收刀具的空刀座转到换刀所需的预 定位置。 (b) 接刀：活塞杆推出，将空刀座送至主轴下方，并 卡住刀柄定位槽。 (c) 卸刀：主轴松刀，铣头上移至参考点。 (d) 再分度：再次分度回转，将预选刀具

5、转到主轴正 下方。 (e)+(f): 装刀：铣头下移，主轴抓刀，活塞杆缩回， 刀盘复位。第三节、 加工中心的工艺准备一、加工中心的工艺特点 由于加工中心工序集中和具有自动换刀的特点，故零件 的加工工艺应尽可能符合这些特点，尽可能地在一 次装夹情况下完成铣、钻、镗、铰、攻丝等多 工序加工。 由于加工中心具备了高刚度和高功率的特点， 故在工艺上可采用大的切削用量，以便在满足 加工精度条件下尽量节省加工工时。选用加工中心作为生产设备时，必须采用合理 的工艺方案，以实现高效率加工。 二、工艺方案确定原则 1、确定采用加工中心的加工内容，确定工件的安装基面、加工基面、加工余量等。 2、以充分发挥加工中心

6、效率为目的来安排加工工序。有 些工序可选用其它机床。 3、对于复杂零件来说，由于加工过程中会产生热变形， 淬火后会产生内应力，零件卡压后也会变形等多种原因 ，故全部工序很难在一次装夹后完成，这时可以考虑两 次或多次。 4、当加工工件批量较大，工序又不太长时，可在工作台 上一次安装多个工件同时加工，以减少换刀次数。 5、安排加工工序时应本着由粗渐精的原则。 建议参考以下工序顺序：铣大平面、粗镗孔、半粗 镗孔、立铣刀加工、打中心孔、钻孔、攻螺纹、精加工 、铰、镗、精铣等。 6、采用大流量的冷却方式 。提高刀具寿命,减少 切削热量对加工精度的影响. 在机床选用上，应了解各类加工中心的规 格、最佳使用

7、范围和功能特点。第四节、加工中心刀具系统 1、加工中心对刀具的要求: 良好的切削性能: 能承受高速切削和强力切削并且性能稳定。较高精度： 刀具的精度指刀具的尺寸精度和刀具与装卡 装置的位置精度。 完善的工具系统：满足各种及连续加工要求。 2、加工中心的刀具系统 加工中心上使用的刀具分刃具部分和连 接刀柄部分。 刃具部分与数控铣所使用的刀具基本相同。 刀柄部分与一般数控铣床用刀炳部分不同。 加工中心用刀柄带有夹持槽供机械手夹持。 刀具系统已经系列化、标准化。 如：TSG整体式工具系统。 TSG工具系统中的刀柄，其代号由四部分 组成，各部分的含义如下：工具柄部型式代号代 号工 具 柄 部 型 式J

8、T BT ST MT MW ZB自动换刀机床用7：24圆锥工具柄 GB10944-89 自动换刀机床用7：24圆锥BT型工具柄 JIS B6339 手动换刀机床用7：24圆锥工具柄 GB3837.3-83 带扁尾莫氏圆锥工具柄 GB1443-85 带扁尾莫氏圆锥工具柄 GB1443-85 直柄工具柄 GB6131-85第五节 加工中心编程实例 例1： 加工如图所示的平面凸轮轮廓，毛坯材料为中碳钢 ，尺寸如图7.5所示。零件图中23mm深的半圆槽和外轮廓不加工 ，只讨论凸轮内滚子槽轮廓的加工程序。 凸轮毛坯1、工艺分析装夹：以45的孔和K面定位在，专用夹具装夹。刀具：用三把25的四刃硬质合金锥柄

9、端铣刀，分别用于 粗加工(T03)、半精加工(T04)和精加工(T05)。为保证顺利下刀 到要求的槽深，要先用钻头钻出底孔，然后再用键槽铣刀将孔底 铣平，因此还要一把25的麻花钻(T01)和一把25的键槽 铣刀(T02)。工步：为达到图纸要求的表面粗糙度，分粗铣、半精铣、精 铣三个工步完成加工。半精铣和精铣单边余量分别为11.5mm和 0.10.2mm。在安排上，根据毛坯材料和机床性能，粗加工分两 层加工完成，以避免Z向吃刀过深。半精加工和精加工不分层， 一刀完成。刀具加工路线选择顺铣，可避免在粗加工时发生扎刀 划伤加工面，而且在精铣时还可以提高表面光洁程度。第五节 加工中心编程实例 切削参数

10、：根据毛坯材料、刀具材料和机床特性，选择如 表7.1所示的切削参数。 表7.1 切削参数加工要求主轴转速 (r/min)进给速度 (mm/min)粗加工4004502030半精加工4505003040精加工60050第五节 加工中心编程实例 2、数据计算选择45孔的中心为编程原点，考虑到该零件关于Y对称 ，因此只计算+X一侧的基点坐标即可。计算时使用计算机绘图软 件求出。如图所示。第五节 加工中心编程实例 3、加工程序O0070 (主程序) (钻底孔) N10 G91 G28 Z0 T01 M06 N20 G90 G00 X134.889 Y32.072 S250 N30 G43 G00 Z1

11、00.0 H01 M03 N40 G01 Z2.0 F1000 M08 N50 G73 Z-25.0 R2.0 Q2.0 F25 N60 G80 G00 Z250.0 M09第五节 加工中心编程实例 3、加工程序 (铣平下刀位) N70 G91 G28 Z0 T02 M06 N80 G90 G00 X134.889 Y32.072 S250 N90 G43 G00 Z100.0 H02 M03 N100 G01 Z2.0 F1000 M08 N110 Z-20.0 F100 N120 Z25.0 F20 N130 G91 G01 X5.0 F20 N140 G02 I-5.0 (铣整圆) N1

12、50 G01 X-5.0 F100 N160 G90 G00 Z250.0 M09 第五节 加工中心编程实例 3、加工程序(粗铣第一层) N170 G91 G28 Z0 T03 M06 N180 G90 G00 X134.889 Y32.072 S400 N190 G43 Z100.0 H03 M03 N200 G01 Z5.0 F1000 M08 N210 Z-12.5 F100 N220 G42 D03 G01 X92.025 Y57.248 F30 (半径补偿11.5) N230 M98 P0001 N240 G40 G01 X134.889 Y32.072 F100 N250 M01

13、N260 G42 D03 G01 X142.151 Y15.563 F30 N270 M98 P0002 N280 G40 G01 Z5.0 F1000 N290 M01第五节 加工中心编程实例 3、加工程序(粗铣第二层) N300 G01 X134.889 Y32.072 N310 Z-25.0 F50 N320 G42 D03 G01 X92.025 Y57.248 F30 N330 M98 P0001 N340 G40 G01 X134.889 Y32.072 F100 N350 M01 N360 G42 D03 G01 X142.151 Y15.563 F30 N370 M98 P00

14、02 N380 G40 G01 Z5.0 F1000 N390 M01第五节 加工中心编程实例 3、加工程序 (半精铣) N400 G91 G28 Z0 T04 M06 N410 G90 G00 X134.889 Y32.072 S400 N420 G43 G00 Z100.0 H04 M03 N430 G01 Z5.0 F1000 M08 N440 Z-25.0 F100 N450 G42 D04 G01 X92.025 Y57.248 F30 (半径补偿12.35) N460 M98 P0001 N470 G40 G01 X134.889 Y32.072 F100 N480 M01 N49

15、0 G42 D04 G01 X142.151 Y15.563 F30 N500 M98 P0002 N510 G40 G01 Z5.0 F1000 N520 G00 Z200.0 M09第五节 加工中心编程实例 3、加工程序 (精铣) N530 G91 G28 Z0 T05 M06 N540 G90 G00 X134.889 Y32.072 S400 N550 G43 G00 Z100.0 H05 M03 N560 G01 Z5.0 F1000 M08 N570 Z-25.0 F100 N580 G42 D05 G01 X92.025 Y57.248 F30 (半径补偿12.35) N590 M98 P0001 N600 G40 G01 X134.889 Y32.072 F100 N610 M01 N620 G42 D05 G01 X142.151 Y15.563 F30 N630 M98 P0002 N640 G40 G01 Z5.0 F1000 N650 G00 Z200.0 M09 N660 M30第五节 加工中心编程实例 3、加工程序O0001