加工中心与编程 工程训练中心

加工中心的特点 ■全封闭防护 ■工序集中，加工连续进行 ■使用多把刀具，自动进行刀具交换 ■使用多个工作台，自动进行工作台 交换 ■功能强大，趋向复合加工 ■高自动化、高精度、高效率 ■高投入 ■在适当的条件下才能发挥最佳效益

加工中心的特点 ■加工中心适用于： 精密、复杂零件加工； 周期性重复投产零件加 工；多工位、多工序集 中的零件加工；具有适 当批量的零件加工等 ■主要加工对象： 箱体类零件 复杂曲面 异形件 盘、套、板类零件

加工中心刀具及加工范围 ■铣削 加工中心可铣削平 面、台阶面、各种 沟槽以及复杂的曲 面。

加工中心刀具及加工范围 ■钻削 加工中心可钻削各 种规格的孔，包括 螺纹孔。

加工中心刀具及加工范围 ■镗 削 加 工

加工中心的组成 ■基础部件： 基础部件是加工中心 的基础结构，它主要 由床身、工作台、立 柱三大部分组成； （一般为铸铁）

加工中心的组成 ■主轴部件： 主轴部件由主轴箱、主轴 电机、主轴和主轴轴承等 零部件组成，主轴是加工 中心切削加工的功率输入 部件，它的起动、停止、 变速、换向等都由数控系 统控制。主轴的旋转精度 和定位精度是影响加工精 度的重要因素。

加工中心的组成 ■数控系统： 数控系统由CNC装 置、可编程序控制 器、伺服驱动系统 等组成。

加工中心的组成 ■自动换刀系统： 自动换刀系统由刀库和 换刀装置组成。工件在 一次装夹后，可连续完 成对工件表面自动进行 钻孔、扩孔、铰孔、镗 孔、攻螺纹、铣削等多 工步的加工。

加工中心的组成 辅助装置： 润滑、冷却、排 屑、液压、气动 等

加工演示 ■ 沟槽铣削

加工演示 ■ 平面铣削

自动编程概述 ■自动编程是使用计算机辅助编制数控机床零件加工程序的过程或方法。 ■编程人员根据零件设计要求和现有工艺，使用自动编程软件生成刀位数据文件CLF，再进行后置处理，生成加工程序，然后通过磁盘或通讯接口输入数控机床。

自动编程流程 原有零件图形 图形转换 CAD造型 CAM 刀具路径 后置处理 数控加工程序 数控机床 零件图纸

自动编程方式的分类 ■语言自动编程 APT（Automatically Programmed Tool）语言是一种对工件、刀具的几何形状及刀具相对于工件的运动进行定义时所用的一种接近英语的符号语言。

自动编程方式的分类 ■图形自动编程 以图形要素为输入方式。从编程数据的来源，零件及刀具几何形状的输入、显示和修改，刀具运动的定义，刀具轨迹的生成，加工过程的动态仿真显示，直至数控加工程序的产生都是在图形交互方式下得到的。 不需要使用数控语言（APT源程序）；具有形象、直观、高效等优点

CAD/CAM系统的概念 ■具有计算机辅助设计(Computer Aided Design，CAD)和计算机辅助制造(Computer Aided Manufacturing，CAM)功能的系统简称 CAD/CAM系统，它是指以计算机作为主要技术手段来生成和运用各种数字信息与图形信息，以进行产品设计和制造的系统。

CAD/CAM系统应具备的基本功能 ■CAD/CAM系统应具备的基本功能 交互图形输入和输出功能 几何造型功能（曲线和曲 面造型；实体造型；物体 几何特性计算功能） 有限元分析功能 优化设计功能 处理数控加工信息功能 统一的数据管理功能 二维绘图功能

图形交互自动编程的步骤 1、零件图及加工工艺分析 2、几何造型 3、刀位轨迹的生成 4、后置处理 5、程序输出 ■目前，国内外图形交互自动编程软件的种类很多，其软件功能和面向用户的接口方式有所不同，所以编程的具体过程和使用的指令也不尽相同。但从总体上，其编程的基本原理及基本步骤大体上是一致的。 1、零件图及加工工艺分析 2、几何造型 3、刀位轨迹的生成 4、后置处理 5、程序输出

零件图及加工工艺分析 ■图形交互自动编程需要将零件被加工部位的图形准确地绘制在计算机上，并需要确定有关工件的装卡位置、工件坐标系、刀具尺寸、加工路线及加工工艺参数等数据。 ■因此作为编程前期工作的零件图及加工工艺分析的任务有： ■校准零件的几何尺寸、公差及精度要求； ■确定零件相对于机床坐标系的装卡位置及被加工部位所处的坐标平面； ■选择刀具并准确测定刀具的有关尺寸； ■确定工件坐标系、编程零点，确定基准面及对刀点； ■确定加工路线； ■选择合理的工艺参数。

加工零件示例

几何造型 ■几何造型就是利用图形交互自动编程软件的图形绘制、编辑修改、曲线曲面造型等有关指令，将零件被加工部位的几何图形准确地绘制在计算机屏幕上。同时，计算机自动生成零件的图形数据文件，这些图形数据是下一步刀位轨迹计算的依据。自动编程过程中，软件将根据加工要求自动提取这些数据，进行分析判断和必要的数学处理，以形成加工的刀位轨迹数据。

零件模型

刀位轨迹的生成 ■刀位轨迹的生成是人机交互进行的。首先在刀位轨迹生成菜单中选择所需的菜单项，然后根据屏幕提示，用光标选择相应的图形目标，指定相应的坐标点，输入所需的各种参数。软件将自动从图形文件中提取编程所需的信息进行分析判断，计算出节点数据，并将其转换成刀位数据，存入指定的刀位文件中或直接进行后置处理生成数控加工程序，同时在屏幕上显示出刀位轨迹图形。

生成的刀具轨迹

运动轨迹仿真 ■主要用来检验 数控程序编制的 正确性，刀具与 工件被加工轮廓 的干涉等。可以 采用动画显示的 方法，比较成熟 而有效。

后置处理 控加工指令文件。后置处 理程序是根据数控机床的 要求设计出的程序，它可 以把刀位数据、有关的工 艺参数和辅助信息等转换 ■后置处理的目的是形成数 控加工指令文件。后置处 理程序是根据数控机床的 要求设计出的程序，它可 以把刀位数据、有关的工 艺参数和辅助信息等转换 成数控系统所能接受的NC 代码指令和程序格式。

程序输出 数控指令文件后，其程 序输出可以是打印输出 的程序清单；绘图机绘 制的刀位轨迹；磁带输 出；磁盘输出或与数控 系统联机，将数控加工 ■自动 编程软件在编制好 数控指令文件后，其程 序输出可以是打印输出 的程序清单；绘图机绘 制的刀位轨迹；磁带输 出；磁盘输出或与数控 系统联机，将数控加工 程序直接送给数控系统， 再由数控机床加工出合 格的零件。

自动加工 ■确认程序无误码后，按下机床启动键运行程序，开始加工。 加工过程中注意 观察刀具轨迹和 剩余移动距离。