第4章 加工中心加工技术.ppt

1、,第4章 加工中心编程与加工技术,加工中心的特点及功能 加工中心的工艺处理 工件的定位及刀具的选择 加工中心编程,第1节 加工中心的特点,加工中心是一种功能较全的数控加工机床。它把铣削、镗削、钻削、攻螺纹和切削螺纹等功能集中在一台设备上，使其具有多种工艺手段。加工中心设置有刀库，刀库中存放着不同数量的各种刀具或检具，在加工过程中由程序自动选用和更换。这是它与数控铣床、数控镗床的主要区别 。 机床的刚度高、抗振性好 机床的传动系统结构简单，传递精度高，速度快 主轴系统结构简单，无齿轮箱变速系统 加工中心的导轨都采用了耐磨损材料和新结构 设置有刀库和换刀机构 控制系统功能较全,加工中心的分类,立式

2、加工中心,加工中心的分类,卧式加工中心,加工中心的分类,龙门式加工中心,加工中心的结构特点,加工中心结构上的特点是： 机床的刚度高、抗振性好。 机床的传动系统结构简单，传递精度高，速度快。 主轴系统结构简单，无齿轮箱变速系统。 加工中心的导轨都采用了耐磨损材料和新结构，能长期的保持导轨的精度，在高速重切削下，保证运动部件不振动，低速进给时不爬行及运动中的高灵敏度。 设置有刀库和换刀机构。 控制系统功能较全。,加工中心的功能,立式加工中心 立式加工中心的主轴处于垂直位置。它能完成铣削、镗削、钻削、攻螺纹和切削螺纹等工序 卧式加工中心 卧式加工中心的主轴处于水平位置。较适于加工箱体类零件，特别是对

3、箱体类零件上的一些孔和型腔有位置公差要求，以及孔和型腔与基准面(底面)有严格尺寸精度要求的零件加工。 多工作台加工中心 多工作台加工中心有时称为柔性加工单元(FMC) ，交换的工作台可设置多个，实现多工作台加工。其优点是可实现在线装夹，即在进行加工的同时，下边的工作台进行装、卸工件 。 复合加工中心 复合加工中心也称多工面加工中心，是指工件一次装夹后，能完成多个面的加工的设备。,主要加工对象,箱体类零件 复杂曲面 凸轮、凸轮机构，整体叶轮类 ，模具类 ，球面 。 异形件 盘、套、板类零件 特殊加工,加工中心的附件,刀库,加工中心的附件,交换工作台,交换工作台交换过程,加工中心的附件,对刀仪,第

4、2节 加工中心的工艺处理,零件加工工艺可行性分析 零件的工艺设计 设计工艺路线 安排加工顺序的原则 划分加工阶段 加工余量的确定 切削用量的确定,第3节 工件的定位及刀具的选择,定位基准的选择 零件的装夹与定位 确定零件夹具 夹紧与安装 确定零件在机床工作台上的最佳位置 加工刀具的选择,第4节 加工中心编程,加工中心的换刀 循环指令,加工中心的换刀,除换刀程序外，加工中心的编程方法和普通数控铣床相同。不同的数控机床，其换刀程序是不同的，通常选刀和换刀分开进行，换刀动作必须在主轴停转条件下进行。换刀完毕启动主轴后，方可执行下面程序段的加工动作，选刀动作可与机床的加工动作重合起来，即利用切削时间进

5、行选刀，因此，换刀M06指令必须安排在用新刀具进行加工的程序段之前，而下一个选刀指令TXX常紧接安排在这次换刀指令之后。 多数加工中心都规定了“换刀点”位置，即定距换刀，主轴只有走到这个位置，机械手才能执行换刀动作。一般立式加工中心规定换刀点的位置在Z0处(即机床Z轴零点)，当控制机接到选刀T指令后，自动选刀，被选中的刀具处于刀库最下方；接到换刀M06指令后，机械手执行换刀动作。,换刀方法,方法一： N010 G00 Z0 T02； N011 M06； 返回Z轴换刀点的同时，刀库将T02号刀具选出，然后进行刀具交换，换到主轴上的刀具为T02，若Z轴回零时间小于T功能执行时间(即选刀时间)，则M

6、06指令等刀库将T02号刀具转到最下方位置后才能执行。因此这种方法占用机动时间较长。 方法二： N010 G01 ZT02 N017 G00 Z0 M06 N018 G01 ZT03 N017程序段换上N010程序段选出的T02号刀具；在换刀后，紧接着选出下次要用的T03号刀具，在N010程序段和N018程序段执行选刀时，不占用机动时间，所以这种方式较好。,换刀实例,加工中心编程指令,加工中心同普通的数控加工机床的主要区别在于它设置有刀库和自动换刀装置，刀库中存放着若干把刀具和检具。加工中心的特点是：在加工过程中，数控装置能根据程序指令自动更换刀具，连续地对工件各加工面自动完成铣(车)、镗、钻

7、、扩、铰、攻丝等多工序加工，工序高度集中。,孔加工循环的动作,孔加工循环一般由以下6个动作组成，如图所示。 AB刀具快速定位到孔加工循环起始点B(X，Y)； BR刀具沿Z方向快速运动到参考平面R； RE孔加工过程(如钻孔、镗孔、攻螺纹等)； E点，孔底动作(如进给暂停、主轴停止、主轴准停、刀具偏移等)； ER刀具快速退回到参考平面R； RB刀具快速退回到初始平面B。,钻孔循环指令G81,G81钻孔加工循环指令格式为： G81 G X_ Y_ Z_ R_ F_ X，Y为孔的位置、Z为孔的深度，F为进给速度（mm/min），R为参考平面的高度。G可以是G98和G99。 编程时可以采用绝对坐标G90

8、和相对坐标G91编程，建议尽量采用绝对坐标编程。 其动作过程如下： 钻头快速定位到孔加工循环起始点B(X，Y)； 钻头沿Z方向快速运动到参考平面R； 钻孔加工； 钻头快速退回到参考平面R或快速退回到初始平面B。该指令一般用于加工孔深小于5倍直径的孔。,钻孔循环指令G82,G82钻孔加工循环指令格式为： G82 GX_Y_Z_R_P_F_ 在指令中P为钻头在孔底的暂停时间，单位为ms(毫秒)，其余各参数的意义同G81。 其动作过程如下： 钻头快速定位到孔加工循环起始点B(X，Y)； 钻头沿Z方向快速运动到参考平面R； 钻孔加工； 钻头在孔底暂停进给； 钻头快速退回到参考平面R或快速退回到初始平面

9、B。,高速深孔钻循环指令G73,对于孔深大于5倍直径孔的加工由于是深孔加工，不利于排屑，故采用间断进给，每次进给深度为Q，最后一次进给深度Q，退刀量为d，直到孔底为止。 G73高速深孔钻循环指令格式为： G73 G X_Y_Z_R_Q_F_ 钻头快速定位到孔加工循环起始点B(X，Y)； 钻头沿Z方向快速运动到参考平面R； 钻孔加工，进给深度为Q； 退刀，退刀量为d； 重复（3）、（4），直至要求的加工深度； 钻头快速退回到参考平面R或快速退回到初始平面B。,攻螺纹循环指令G84,G84螺纹加工循环指令格式为： G84 G X_Y_Z_R_F_ 攻螺纹过程要求主轴转速S与进给速度F成严格的比例关

10、系，因此，编程时要求根据主轴转速计算进给速度，进给速度F=主轴转速螺纹螺距，其余各参数的意义同G81。 其动作过程如下 主轴正转，丝锥快速定位到螺纹加工循环起始点B(X，Y)； 丝锥沿Z方向快速运动到参考平面R； 攻丝加工； 主轴反转，丝锥以进给速度反转退回到参考平面R； 当使用G98指令时，丝锥快速退回到初始平面B。,左旋攻螺纹循环指令G74,G74螺纹加工循环指令格式为： G74 G X_Y_Z_R_F_ 与G84的区别是：进给时主轴反转，退出时主轴正转，各参数的意义同G84。 其动作过程如下： 主轴反转，丝锥快速定位到螺纹加工循环起始点B(X，Y)； 丝锥沿Z方向快速运动到参考平面R；

11、攻丝加工； 主轴正转，丝锥以进给速度正转退回到参考平面R； 当使用G98指令时，丝锥快速退回到初始平面B。,镗孔加工循环指令G85,G85镗孔加工循环指令指令格式为： G85 G X_ Y_ Z_ R_ F_ 各参数的意义同G81。 其动作过程如下： 镗刀快速定位到镗孔加工循环起始点B(X，Y)； 镗刀沿Z方向快速运动到参考平面R； 镗孔加工； 镗刀以进给速度退回到参考平面R或初始平面B；,镗孔加工循环指令G86,G86钻孔加工循环指令格式为： G86 G X_Y_Z_R_F_ 与G85的区别是：在到达孔底位置后，主轴停止，并快速退出。各参数的意义同G85。 其动作过程如下： 镗刀快速定位到镗

12、孔加工循环起始点B(X，Y)； 镗刀沿Z方向快速运动到参考平面R； 镗孔加工； 主轴停，镗刀快速退回到参考平面R或初始平面B,镗孔加工循环指令G89,G89镗孔加工循环指令格式为： G89G X_Y_Z_R_P_F_ 与G85的区别是：在到达孔底位置后，进给暂停。P为暂停时间(ms)，其余参数的意义同G85。 其动作过程如下： 镗刀快速定位到镗孔加工循环起始点B(X，Y)； 镗刀沿Z方向快速运动到参考平面R； 镗孔加工； 进给暂停； 镗刀以进给速度退回到参考平面R或初始平面B；,精镗循环指令G76,G76镗孔加工循环指令格式为： G76 G X_Y_Z_R_P_Q_F_ 与G85的区别是：G7

13、6在孔底有三个动作：进给暂停、主轴准停(定向停止)、刀具沿刀尖的反向偏移Q值，然后快速退出。这样保证刀具不划伤孔的内表面。P为暂停时间(ms)，Q为偏移值，其余各参数的意义同G85。 其动作过程如下： 镗刀快速定位到镗孔加工循环起始点B(X，Y)； 镗刀沿Z方向快速运动到参考平面R； 镗孔加工； 进给暂停、主轴准停、刀具沿刀尖的反向偏移； 镗刀快速退出到参考平面R或初始平面B；,背镗循环指令G87,G87背镗加工循环指令指令格式为： G87 G X_Y_Z_R_Q_F_ 各参数的意义同G76。 其动作过程如下： 镗刀快速定位到镗孔加工循环起始点B(X，Y)； 主轴准停、刀具沿刀尖的反方向偏移；

14、 快速运动到孔底位置； 刀尖正方向偏移回加工位置，主轴正转； 刀具向上进给，到参考平面R； 主轴准停，刀具沿刀尖的反方向偏移Q值； 镗刀快速退出到初始平面B； 沿刀尖正方向偏移；,加工中心编程实例,加工如图所示的零件上的各孔，材料为HT32-52，工件坐标系如图所示。,数控加工工序表,数控加工程序,%0l00; 零件程序编号； N1 T01;选镗刀，粗镗125孔； N2 M06;换刀； N3 G54 G90 G00 X164.0 Y0.0;G54工件坐标系，快速移至X164，Y0； N4 G43 Z10.0 H01;快移至Z10，并进行刀具长度补偿； N5 S130 M03;主轴正转，转速13

15、0r/min； N6 G01 Z-35.0 F35;镗125孔； N7 G00 G44 Z100.0;快退至Z100，取消刀具长度补偿； N8 M05;主轴停； N9 G53 Z0.0 T02 ;Z轴回换刀点，同时选镗刀(T2)，粗镗34孔； N10 M06;换刀； N11 G54 X34.0 Y82.5;快速进给至X34，Y82.5点； N12 G43 Z10.0 H02;Z轴快移至Z10，刀具长度补偿； N13 S170 M03;主轴正转，转速170r/min； N14 G01 Z-42.0 F35;粗镗34孔(上半部分)； N15 G00 Z-86.0;快速移至Z-86； N16 G01

16、 Z-132.0 F35;继续粗镗34孔(下半部分)； N17 G00 G44 Z100.0;Z轴快移至Z100，取消刀具长度补偿；,数控加工程序（续1）,N18 M05;主轴停； N19 G53 Z0. T03;Z轴回换刀点，选刀(T3麻花钻)，钻30孔； N20 M06;换刀； N21 G54 X34.0 Y-82.5;快移至X34，Y-82.5； N22 G43 H03 Z-31.0;Z轴快移至Z-31，刀具长度补偿； N23 S110 M03;主轴正转，转速110r/min； N24 G01 Z-92.0 F40;钻30孔； N25 G00 G44 Z100.0; Z轴快移至Z100，

17、取消刀具长度补偿； N26 M05;主轴停； N27 G53 Z0.0 T04; Z轴回换刀点，选镗刀(T4)，半精镗125孔； N28 M06;换刀； N29 G54 X164.0 Y0.0;快移至X164，Y0； N30 G43 H04 Z10.0;Z轴快移至Z10，刀具长度补偿； N31 S240 M03;主轴正转，转速240r/min； N32 G01 Z-35.0 F45;半精镗125孔； N33 M05;主轴停；,数控加工程序（续2）,N34 G00 G44 Z100.0;Z轴快移至Z100，取消刀具长度补偿； N35 G53 Z0.0 T05;Z轴回换刀点，选镗刀(T5)，半精镗

18、34孔； N36 M06;换刀； N37 G54 X34.0 Y82.5;快移至X34，Y82.5； N38 G43 H05 Z10.0;Z轴快移至Z10，刀具长度补偿； N39 S200 M03;主轴正转，转速200r/min； N40 G01 Z-42.0 F40;半精镗34孔； N41 G00 Z-86.0;Z轴快移至Z-86； N42 G01 Z-132.0 F40;继续半精镗34孔； N43 M05;主轴停； N44 G00 G44 Z100;Z轴快移至Z100，取消刀具长度补偿； N45 G53 Z0.0 T17;Z轴回换刀点，并选镗刀(T17), 半精镗30孔； N46 M06;换刀； N47 G54 X34.0 Y-82.5;快进至X34，Y82.5点； N48 G43 H17 Z-31.0;Z轴快移至Z-31，刀具长度补偿； N49 S200 M03;主轴正转，转速200r/min； M50 G01 Z-91.0 F35;半精镗30孔；,数控加工程序（续3）,N51 G00 G