加工中心加工工艺与编程课件.ppt

第六章第六章 加工中心加工工艺与编程加工中心加工工艺与编程 第一节第一节 加工中心概述加工中心概述 第二节第二节 加工中心的自动换刀及典型换刀程序加工中心的自动换刀及典型换刀程序 第三节第三节 数控铣床、加工中心的孔加工刀具数控铣床、加工中心的孔加工刀具 第四节第四节 孔加工固定循环孔加工固定循环 第五节第五节 典型结构的加工工艺及编程例析典型结构的加工工艺及编程例析 第六节第六节 数控铣床、加工中心对刀方案合理性数控铣床、加工中心对刀方案合理性分析分析 第一节第一节 加工中心概述加工中心概述6.1.1 加工中心的概念和主要优势加工中心的概念和主要优势 1 1车削加工中心车削加工中心车削加工中心以车削为主，主体是数控车床，机床上配备有车削加工中心以车削为主，主体是数控车床，机床上配备有转塔式刀库或由换刀机械手和链式刀库组成的大容量刀库转塔式刀库或由换刀机械手和链式刀库组成的大容量刀库2 2镗铣加工中心镗铣加工中心 镗铣加工中心，它将数控铣床、数控镗床、数控钻床的功能镗铣加工中心，它将数控铣床、数控镗床、数控钻床的功能聚集在一台加工设备上，且增设有自动换刀装置聚集在一台加工设备上，且增设有自动换刀装置。

3 3复合加工中心复合加工中心在一台设备上可以完成车削、铣削、镗削和钻削等多种工序在一台设备上可以完成车削、铣削、镗削和钻削等多种工序加工的加工中心称之为复合加工中心，可代替多台机床实现加工的加工中心称之为复合加工中心，可代替多台机床实现多工序的加工多工序的加工下一页第一节第一节 加工中心概述加工中心概述6.1.2 镗铣加工中心的两种类型及典型镗铣加工中心的两种类型及典型机床介绍机床介绍1 1CNCCNC加工中心的两种基本类型设计加工中心的两种基本类型设计加工中心有两种基本设计即立式加工中心和卧式加工中心加工中心有两种基本设计即立式加工中心和卧式加工中心2 2典型典型JCSJCS一一018A018A型立式镗铣加工中心介绍型立式镗铣加工中心介绍1 1）机床布局介绍）机床布局介绍 如如图图6-26-2是是JCSJCS018A018A型加工中心外观图型加工中心外观图2 2）机床的主要技术参数）机床的主要技术参数2 2）卧式镗铣加工中心）卧式镗铣加工中心 卧式加工中心的主轴是水平放置的卧式加工中心的主轴是水平放置的一般卧式加工中心有一般卧式加工中心有3 35 5个坐标轴控制，通常配备一个旋转个坐标轴控制，通常配备一个旋转坐标轴（回转工作台）。

坐标轴（回转工作台）下一页上一页第一节第一节 加工中心概述加工中心概述3 3加工中心的一般组成和结构特点加工中心的一般组成和结构特点从上述内容可以看出：加工中心主要组成部分与普通数控机从上述内容可以看出：加工中心主要组成部分与普通数控机床类似1 1）加工中心的主体部分包括以下几个部分：）加工中心的主体部分包括以下几个部分：主传动系统及主轴部件主传动系统及主轴部件使刀具（或工件）产生主使刀具（或工件）产生主切削运动切削运动进给传动系统进给传动系统使工件（或刀具）产生进给运动并使工件（或刀具）产生进给运动并实现定位实现定位基础件基础件床身、立柱、滑座和工作台等床身、立柱、滑座和工作台等其他辅助装置其他辅助装置如液压、气动、润滑、切削液等系如液压、气动、润滑、切削液等系统装置下一页上一页第一节第一节 加工中心概述加工中心概述 自动换刀系统加工中心类数控机床还带有自动换刀系统自动换刀系统加工中心类数控机床还带有自动换刀系统为了提高数控加工的可靠性，现代数控机床还带有刀具破损为了提高数控加工的可靠性，现代数控机床还带有刀具破损监控装置以及工件精度检测监控装置等监控装置以及工件精度检测监控装置等2 2）加工中心在结构上具有以下这些特点：）加工中心在结构上具有以下这些特点：机床的主体刚度高、抗震性好。

机床的主体刚度高、抗震性好机床的传动系统结构简单，传递精度高、速度快机床的传动系统结构简单，传递精度高、速度快 加工加工中心传动装置主要有滚珠丝杠副、静压蜗杆一蜗轮、预加载中心传动装置主要有滚珠丝杠副、静压蜗杆一蜗轮、预加载荷双齿轮一齿条荷双齿轮一齿条主轴系统结构简单主轴系统结构简单 主轴系统结构简单，系统无齿轮箱变主轴系统结构简单，系统无齿轮箱变速系统（也有保留速系统（也有保留3 32 2级齿轮传动的）级齿轮传动的）下一页上一页第一节第一节 加工中心概述加工中心概述 加工中心的导轨加工中心的导轨 加工中心的导轨都采用了耐磨损材料和加工中心的导轨都采用了耐磨损材料和新结构，能长期保持导轨的精度，在高速重切削下，又保证新结构，能长期保持导轨的精度，在高速重切削下，又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运动部件不振动，低速进给时不爬行及运动中的高灵敏度4 4适宜加工中心加工的内容适宜加工中心加工的内容由于加工中心的自动换刀功能和集中工序的加工能力，适合由于加工中心的自动换刀功能和集中工序的加工能力，适合加工中心加工的内容有：加工中心加工的内容有：1 1）形状复杂的零件）形状复杂的零件 2 2）箱体类零件）箱体类零件 3 3）异型件）异型件 返回上一页第二节第二节 加工中心的自动换刀及典型加工中心的自动换刀及典型换刀程序换刀程序6.2.1 刀库形式刀库形式刀库的功能是储存加工工序所需的各种刀具，并按程序刀库的功能是储存加工工序所需的各种刀具，并按程序T T指令，指令，把将要用的刀具准确地送到换（取）刀位置，并接受从主轴把将要用的刀具准确地送到换（取）刀位置，并接受从主轴送来的已用刀具。

送来的已用刀具1.1.鼓盘式刀库鼓盘式刀库鼓轮式刀库的形式如鼓轮式刀库的形式如图图6-46-4所示鼓盘式刀库结构紧凑、简单，所示鼓盘式刀库结构紧凑、简单，在小型加工中心上应用较多在小型加工中心上应用较多2 2、链式刀库、链式刀库 链式刀库如链式刀库如图图6-56-5所示，适用于刀库容量较大的场合所示，适用于刀库容量较大的场合下一页第二节第二节 加工中心的自动换刀及典型加工中心的自动换刀及典型换刀程序换刀程序3 3、固定型格子盒式刀库、固定型格子盒式刀库 固定型格子盒式刀库如固定型格子盒式刀库如图图6-66-6所示刀具分几排直线排列，由所示刀具分几排直线排列，由纵、横向移动的取刀机械手完成选刀运动纵、横向移动的取刀机械手完成选刀运动6.2.2 6.2.2 刀具的选择方式刀具的选择方式1 1顺序选择刀具顺序选择刀具顺序选刀是在加工之前，将加工零件所需刀具按照工艺要求顺序选刀是在加工之前，将加工零件所需刀具按照工艺要求依次插入刀库的刀套中，顺序不能有差错，加工时按排定的依次插入刀库的刀套中，顺序不能有差错，加工时按排定的顺序选刀顺序选刀2 2任意选择刀具任意选择刀具目前绝大多数的数控系统都具有任意选择刀具功能。

目前绝大多数的数控系统都具有任意选择刀具功能下一页上一页第二节第二节 加工中心的自动换刀及典型加工中心的自动换刀及典型换刀程序换刀程序1 1）传统的刀具或刀套编码和识别）传统的刀具或刀套编码和识别 刀具编码或刀套编码都需要刀具编码或刀套编码都需要在刀具或刀套上安装用于识别的编码条，每把刀具（或刀座）在刀具或刀套上安装用于识别的编码条，每把刀具（或刀座）一般都是根据二进制编码原理进行编码一般都是根据二进制编码原理进行编码刀具编码选刀方式刀具编码选刀方式 它采用了一种特殊的刀柄结构，并对每它采用了一种特殊的刀柄结构，并对每把刀具编码把刀具编码对于刀套编码方式对于刀套编码方式 刀套编码方式是对刀库中的刀套进行编刀套编码方式是对刀库中的刀套进行编码，并将与刀套编码号相对应的编号刀具一一放入指定的刀码，并将与刀套编码号相对应的编号刀具一一放入指定的刀套中，然后根据刀套的编码选取刀具套中，然后根据刀套的编码选取刀具下一页上一页第二节第二节 加工中心的自动换刀及典型加工中心的自动换刀及典型换刀程序换刀程序2 2）软件选刀）软件选刀 由于计算机技术的发展，可以利用软件选刀，它由于计算机技术的发展，可以利用软件选刀，它代替了传统的编码环和识刀器。

代替了传统的编码环和识刀器6.2.3 6.2.3 刀具换刀装置和交换方式刀具换刀装置和交换方式 1 1无机械手换刀无机械手换刀如如图图6-96-9的卧式加工中心，这是一种小型卧式加工中心，它的的卧式加工中心，这是一种小型卧式加工中心，它的刀库在立柱的正前方上部，刀库轴线方向与机床主轴同方向，刀库在立柱的正前方上部，刀库轴线方向与机床主轴同方向，它采取无机械手换刀方式它采取无机械手换刀方式2 2有机械手换刀有机械手换刀 采用机械手进行刀具交换的方式应用最广泛这是因为机械采用机械手进行刀具交换的方式应用最广泛这是因为机械手换刀灵活，而且可以减少换刀时间手换刀灵活，而且可以减少换刀时间下一页上一页第二节第二节 加工中心的自动换刀及典型加工中心的自动换刀及典型换刀程序换刀程序6.2.4 6.2.4 典型的换刀程序的编制典型的换刀程序的编制1 1顺序选刀方式的换刀程序顺序选刀方式的换刀程序 使用顺序选刀方式的加工中心，要求使用顺序选刀方式的加工中心，要求CNCCNC操作人员将所有操作人员将所有刀具放置在刀库中与之编号相对应的刀位上刀具放置在刀库中与之编号相对应的刀位上2 2随机换刀类型换刀程序随机换刀类型换刀程序随机换刀类型，是现代加工中心最常见的换刀功能。

随机换刀类型，是现代加工中心最常见的换刀功能机床坐标系已建立（已经回零过）机床坐标系已建立（已经回零过）主轴完全退回到换刀点，立式机床的主轴完全退回到换刀点，立式机床的Z Z轴位于机床参考点；轴位于机床参考点；卧式机床的卧式机床的Y Y轴位于机床机床参考点轴位于机床机床参考点刀具的刀具的X X、Y Y轴位置必须在非工作区域轴位置必须在非工作区域必须先用必须先用T T指令提前使新刀具处于刀库的待换位置指令提前使新刀具处于刀库的待换位置下一页上一页第二节第二节 加工中心的自动换刀及典型加工中心的自动换刀及典型换刀程序换刀程序1 1）典型的换刀程序实例）典型的换刀程序实例1 1 在程序中部实现从在程序中部实现从T02T02T03T03刀具刀具间的换刀的程序编制如下：间的换刀的程序编制如下：N51N51 T02T02在主轴上在主轴上N52N52T03T03；T03T03做换刀准备做换刀准备 使用使用T02T02加工加工N75 G90 G00 Z30N75 G90 G00 Z30；Z Z轴退回轴退回N76 G28 Z30 M05N76 G28 Z30 M05；T02T02使用完毕使用完毕N77 M01N77 M01；可选择暂停）可选择暂停）N78 T03N78 T03；重复调用；重复调用T03T03，可以不写，写是出于程序表达的，可以不写，写是出于程序表达的清楚明了，容易看懂，并不浪费机床的换刀时间清楚明了，容易看懂，并不浪费机床的换刀时间下一页上一页第二节第二节 加工中心的自动换刀及典型加工中心的自动换刀及典型换刀程序换刀程序H79 M06H79 M06；T02T02退出，退出，T03T03进入主轴进入主轴N80 G90 G54 G00 X-400 Y330 S700 M03 T04N80 G90 G54 G00 X-400 Y330 S700 M03 T04；刀库刀库选择选择T04T04N81N81 使用使用T03T03加工加工2 2）典型的换刀程序实例）典型的换刀程序实例2 2 本例是单刀工作的情形，在某特本例是单刀工作的情形，在某特定加工情况下，只需要一把刀。

这时，可直接将刀具手动安定加工情况下，只需要一把刀这时，可直接将刀具手动安装在主轴上，而在程序中不再调用刀具或编写换刀的程序，装在主轴上，而在程序中不再调用刀具或编写换刀的程序，形式如下：形式如下：O01401O01401；开始时第一把刀在主轴上开始时第一把刀在主轴上N1 G21N1 G21；N2 G17 G40 G80N2 G17 G。