数控技术第3章加工中心编程.ppt

加工中心编程,7.1加工中心的特点,加工中心是带有刀库和自动换刀装置的数控机床，具有数控镗、铣、钻床的综合功能。与其它数控机床相比，具有以下特点,加工工件复杂，工艺流程很长时，能排除工艺流程中的人为干扰因素，具有较高的生产效率和质量稳定性。,由于工序集中和具有自动换刀装置，工件在一次装夹后能完成有精度要求的铣、钻、镗、扩、铰、攻丝等复合加工。,在具有自动交换工作台时，一个工件在加工时，另一个工作台可以实现工件的装夹，从而大大缩短辅助时间，提高加工效率,刀具容量越大，加工范围越广，加工的柔性化程序越高。,7.1.2加工中心程序的编制特点,一般使用加工中心加工的工件形状复杂、工序多，使用的刀具种类也多，往往一次装夹后要完成从粗加工、半精加工到精加工的全部过程。因此程序比较复杂。在编程时要考虑下述问题。1、仔细地对图纸进行分析，确定合理的工艺路线。2、刀具的尺寸规格要选好，并将测出的实际尺寸填入刀具卡。3、确定合理的切削用量。主要是主轴转速、背吃刀量、进给速度等。,4、应留有足够的自动换刀空间，以避免与工件或夹具碰撞。换刀位置建议设置在机床原点。5、为便于检查和调试程序，可将各工步的加工内容安排到不同的子程序中，而主程序主要完成换刀和子程序的调用。这样程序简单而且清晰。对编好的程序要进行校验和试运行，注意刀具、夹具或工件之间是否有干涉。在检查M、S、T功能时，可以在Z轴锁定状态下进行。,7.1.3加工中心的主要加工对象,加工中心主要适用加工形状复杂、工序多、精度要求高的工件。1、箱体类工件这类工件一般都要求进行多工位孔系及平面的加工，定位精度要求高，在加工中心上加工时，一次装夹可完成普通机床60%95%的工序内容。2、复杂曲面类工件复杂曲面一般可以用球头铣刀进行三坐标联动加工，加工精度较高，但效率低。如果工件存在加工干涉区或加工盲区，就必须考虑采用四坐标或五坐标联动的机床。3、异形件异形件是外形不规则的零件，大多需要点、线、面多工位混合加工。加工异形件时，形状越复杂，精度要求越高，使用加工中心越能显示其优越性。如手机外壳等。4、盘、套、板类工件这类工件包括带有键槽和径向孔，端面分布有孔系、曲面的盘套或轴类工件。5、特殊加工,7.1.4加工中心的换刀形式,自动换刀数控机床多采用刀库式自动换刀装置。带刀库的自动换刀系统由刀库和刀具交换机构组成，它是多工序数控机床上最广泛的换刀方法。,1、刀库的种类,直线刀库,盘形刀库,链式刀库,格子箱式刀库,多面式刀库,2、换刀方式,(1)无机械手换刀。必须首先将用过的刀具送回刀库，然后再从刀库中取出新刀具，这两个动作不可能同时进行，因此换刀时间长。(2)机械手换刀。采用机械手进行刀具交换的方式(如图7.2所示)应用得最为广泛，这是因为机械手换刀有很大的灵活性，而且可以减少换刀时间。,机械手式换刀,7.2.1加工中心主轴的准停,7.2加工中心的换刀程序,主轴准停也叫主轴定向。在加工中心等数控机床上，由于有机械手自动换刀，要求刀柄上的键槽对准主轴的端面键上，因此主轴每次必须停在一个固定准确的位置上，以利于机械手换刀。主轴准停装置有机械式和电气式两种。,图为采用电气准停装置的工作原理图。l-多楔带轮2-磁传感器3-永久磁铁,换刀程序,除换刀程序外，加工中心的编程方法和普通数控机床相同。不同的数控系统，其换刀程序是不相同的，通常选刀和换刀分开进行。多数加工中心都规定了“换刀点”位置，即定距换刀。换刀程序可采用两种方法设计：方法一：N10G28Z0T02N20M06方法二：N100G01Z30T02N200G28Z0M06N210G01Z30T05,7.3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。,切削参数：根据毛坯材料、刀具材料和机床特性，选择如表所示的切削参数。,切削参数,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。,3、加工程序,O0070(主程序)(钻底孔)N10G91G28Z0T01M06N20G90G00X134.889Y32.072S250N30G43G00Z100.0H01M03N40G01Z2.0F1000M08N50G73Z-25.0R2.0Q2.0F25N60G80G00Z250.0M09,(铣平下刀位)N70G91G28Z0T02M06N80G90G00X134.889Y32.072S250N90G43G00Z100.0H02M03N100G01Z2.0F1000M08N110Z-20.0F100N120Z25.0F20N130G91G01X5.0F20N140G02I-5.0(铣整圆)N150G01X-5.0F100N160G90G00Z250.0M09,(粗铣第一层)N170G91G28Z0T03M06N180G90G00X134.889Y32.072S400N190G43Z100.0H03M03N200G01Z5.0F1000M08N210Z-12.5F100N220G42D03G01X92.025Y57.248F30(半径补偿11.5)N230M98P0001N240G40G01X134.889Y32.072F100N250M01N260G42D03G01X142.151Y15.563F30N270M98P0002N280G40G01Z5.0F1000N290M01,(粗铣第二层)N300G01X134.889Y32.072N310Z-25.0F50N320G42D03G01X92.025Y57.248F30N330M98P0001N340G40G01X134.889Y32.072F100N350M01N360G42D03G01X142.151Y15.563F30N370M98P0002N380G40G01Z5.0F1000N390M01,(半精铣)N400G91G28Z0T04M06N410G90G00X134.889Y32.072S400N420G43G00Z100.0H04M03N430G01Z5.0F1000M08N440Z-25.0F100N450G42D04G01X92.025Y57.248F30(半径补偿12.35)N460M98P0001N470G40G01X134.889Y32.072F100N480M01N490G42D04G01X142.151Y15.563F30N500M98P0002N510G40G01Z5.0F1000N520G00Z200.0M09,(精铣)N530G91G28Z0T05M06N540G90G00X134.889Y32.072S400N550G43G00Z100.0H05M03N560G01Z5.0F1000M08N570Z-25.0F100N580G42D05G01X92.025Y57.248F30(半径补偿12.35)N590M98P0001N600G40G01X134.889Y32.072F100N610M01N620G42D05G01X142.151Y15.563F30N630M98P0002N640G40G01Z5.0F1000N650G00Z200.0M09N660M30,O0001(外侧轮廓逆时针子程序)N10G02X75.795Y66.755R30N20G03X-75.795Y66.755R101N30G02X-92.025Y57.248R30N40G03X-134.889Y32.072R79N50G03X-142.151Y15.563R30N60G03X142.151Y15.563R-143N70G03X134.889Y32.072R30N80G03X92.025Y57.248R79N90M99,O0002(内侧轮廓顺时针子程序)N10G03X-142.