第7章 加工中心编程.

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1 第7章 加工中心编程

2 第7章　加工中心编程 加工中心的特点 加工中心的换刀程序 加工中心编程实例

3 第7章 加工中心编程 7.1 加工中心的特点 7.1.1 加工中心的加工特点
第7章　加工中心编程 7.1 加工中心的特点 加工中心的加工特点 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： 1、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。 2、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。 3、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。 4、刀具容量越大，加工范围越广，加工的柔性化程序越高。

4 第7章 加工中心编程 7.1 加工中心的特点 7.1.2 加工中心程序的编制特点
第7章　加工中心编程 7.1 加工中心的特点 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。

5 第7章 加工中心编程 7.1 加工中心的特点 7.1.3 加工中心的主要加工对象 加工中心主要适用于加工形状复杂、工序多、精度要求高的工件。
第7章　加工中心编程 7.1 加工中心的特点 加工中心的主要加工对象 加工中心主要适用于加工形状复杂、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

6 第7章 加工中心编程 7.1 加工中心的特点 7.1.4 加工中心的换刀形式 1、刀库的种类 直线刀库 圆盘刀库
第7章　加工中心编程 7.1 加工中心的特点 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 圆盘刀库

7 第7章　加工中心编程 7.1 加工中心的特点 加工中心的换刀形式 1、刀库的种类 格子箱式刀库 多面式刀库 链式刀库

8 第7章 加工中心编程 7.1 加工中心的特点 7.1.4 加工中心的换刀形式 2、换刀方式 (1)无机械手换刀。 机械手式换刀
第7章　加工中心编程 7.1 加工中心的特点 加工中心的换刀形式 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

9 第7章 加工中心编程 7.2 加工中心的换刀程序 7.2.1 加工中心主轴的准停
第7章　加工中心编程 7.2 加工中心的换刀程序 加工中心主轴的准停 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

10 第7章 加工中心编程 7.2 加工中心的换刀程序 7.2.2 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。
第7章　加工中心编程 7.2 加工中心的换刀程序 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：N10 G28 Z0 T02 N M06 方法二：N100 G01 Z30 T02 …………… N200 G28 Z0 M06 N210 G01 Z30 T05

11 第7章　加工中心编程 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

12 第7章 加工中心编程 7.3 加工中心编程实例 1、工艺分析 装夹：以ф45㎜的孔和K 面定位在，专用夹具装夹。
第7章　加工中心编程 7.3 加工中心编程实例 1、工艺分析 装夹：以ф45㎜的孔和K 面定位在，专用夹具装夹。 刀具：用三把ф25㎜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ф25㎜的麻花钻(T01)和一把ф25㎜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1～1.5mm和0.1～0.2mm。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。

13 第7章 加工中心编程 7.3 加工中心编程实例 切削参数：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。
第7章　加工中心编程 7.3 加工中心编程实例 切削参数：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 400～450 20～30 半精加工 450～500 30～40 精加工 600 50

14 第7章 加工中心编程 7.3 加工中心编程实例 2、数据计算
第7章　加工中心编程 7.3 加工中心编程实例 2、数据计算 选择ф45㎜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。

15 第7章 加工中心编程 7.3 加工中心编程实例 3、加工程序 (粗铣第二层) N300 G01 X134.889 Y32.072
第7章　加工中心编程 7.3 加工中心编程实例 3、加工程序 (精铣) N530 G91 G28 Z0 T05 M06 N540 G90 G00 X Y S400 N550 G43 G00 Z100.0 H05 M03 N560 G01 Z5.0 F1000 M08 N570 Z-25.0 F100 N580 G42 D05 G01 X Y F30 (半径补偿12.35㎜) N590 M98 P0001 N600 G40 G01 X Y F100 N610 M01 N620 G42 D05 G01 X Y F30 N630 M98 P0002 N640 G40 G01 Z5.0 F1000 N650 G00 Z200.0 M09 N660 M30 (半精铣) N400 G91 G28 Z0 T04 M06 N410 G90 G00 X Y S400 N420 G43 G00 Z100.0 H04 M03 N430 G01 Z5.0 F1000 M08 N440 Z-25.0 F100 N450 G42 D04 G01 X Y F30 (半径补偿12.35㎜) N460 M98 P0001 N470 G40 G01 X Y F100 N480 M01 N490 G42 D04 G01 X Y F30 N500 M98 P0002 N510 G40 G01 Z5.0 F1000 N520 G00 Z200.0 M09 (粗铣第二层) N300 G01 X Y32.072 N310 Z-25.0 F50 N320 G42 D03 G01 X Y F30 N330 M98 P0001 N340 G40 G01 X Y F100 N350 M01 N360 G42 D03 G01 X Y F30 N370 M98 P0002 N380 G40 G01 Z5.0 F1000 N390 M01 (铣平下刀位) N70 G91 G28 Z0 T02 M06 N80 G90 G00 X Y 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 (铣整圆) N150 G01 X-5.0 F100 N160 G90 G00 Z250.0 M09 O0070 (主程序) (钻底孔) N10 G91 G28 Z0 T01 M06 N20 G90 G00 X Y S250 N30 G43 G00 Z100.0 H01 M03 N40 G01 Z2.0 F1000 M08 N50 G73 Z-25.0 R2.0 Q2.0 F25 N60 G80 G00 Z250.0 M09 O0002 (内侧轮廓顺时针子程序) N10 G03 X Y R-143 N20 G03 X Y R30 N30 G02 X Y R79 N40 G03 X Y R30 N50 G02 X Y R101 N60 G03 X Y R30 N70 G03 X Y R79 N80 G03 X Y R30 N90 M99 O0001 (外侧轮廓逆时针子程序) N10 G02 X Y R30 N20 G03 X Y R101 N30 G02 X Y R30 N40 G03 X Y R79 N50 G03 X Y R30 N60 G03 X Y R-143 N70 G03 X Y R30 N80 G03 X Y R79 N90 M99 (粗铣第一层) N170 G91 G28 Z0 T03 M06 N180 G90 G00 X Y S400 N190 G43 Z100.0 H03 M03 N200 G01 Z5.0 F1000 M08 N210 Z-12.5 F100 N220 G42 D03 G01 X Y F30 (半径补偿11.5㎜) N230 M98 P0001 N240 G40 G01 X Y F100 N250 M01 N260 G42 D03 G01 X Y F30 N270 M98 P0002 N280 G40 G01 Z5.0 F1000 N290 M01