数控加工中心编程与操作2.doc

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1、数控加工中心编程与操作第一章 绪论 第二章 加工中心概述 第三章 加工中心的编程基础 第四章 加工中心指令简介 第五章 切削用量的选择 技术的发展历史加工中心（MachiningCenter）简称MC，是由机械设备与数控系统组成的使用于加工复杂形状工件的高效率自动化机床。加工中心最初是从数控铣床发展而来的。与数控铣床相同的是，加工中心同样是由计算机数控系统、伺服系统、机械本体、液压系统等各部分组成。但加工中心又不完全等同于数控铣床，加工中心与数控铣床的最大区别在于加工中心具有自动交换刀具的功能，通过在刀库上安装不同用途的刀具，可在一次装夹中通过自动换刀装置改变主轴上的加工刀具，实现铣、钻、镗、

2、铰、攻螺纹、等多种加工功能。1952研制了世界第一台三坐标立式数控铣床。50-60年代，发展到NC（硬件数控）阶段。70年代， 发展到CNC（计算机数控）阶段。80年代，出现高速高精度CNC的开发和应用阶段。90年代，基于PC的开放式CNC的开发与应用。当代，主要是基于PC的CNC开放式系统，软件有所提高。国内1958 开始起步。50-60年代，处于研发阶段。60-70年代，研制了晶体管式数控系统。80年代，引进设备，进行技术吸收更新。80-90年代（七五），数控大发展的阶段。90年代，中国有自主产权的中高档数控设备产生。1995，高校和研究所加入，推出了基于PC的CNC系统。当今，着重研究高

3、档数控设备。第一节 加工中心的组成1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。这三部分不仅要承受加工中心的静载荷，还要承受切削加工时产生的动载荷。所以要求加工中心的基础部件，必须有足够的刚度，通常这三大部件都是铸造而成。2主轴部件：主轴部件由主轴箱、主轴电动机、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出部件，它的起动、停止、变速、变向等动作均由数控系统控制。主轴的旋转精度和定位准确性，是影响加工中心加工精度的重要因素。3数控系统：加工中心的数控系统由CNC装置、可编程序控制器、伺服驱动系统以及面板操作系统组成，它是执行顺序控制动作和加工

4、过程的控制中心。CNC装置是一种位置控制系统，其控制过程是根据输人的信息进行数据处理、插补运算，获得理想的运动轨迹信息，然后输出到执行部件，加工出所需要的工件。4自动换刀系统：换刀系统主要由刀库组成。当需要更换刀具时，数控系统发出指令后，先把主轴上的刀具送回刀库，再抓取相应的刀具至主轴孔内，从而完成整个换刀动作。5辅助装置：包括润滑、冷却、排屑、防护、液压、气动和检测系统等部分。这些装置虽然不直接参与切削运动，但却是加工中心不可缺少的部分。对加工中心的加工效率、加工精度和可靠性起着保障作用。 第二节 加工中心的分类1. 卧式加工中心：指主轴轴线为水平状态设置的加工中心。卧式加工中心一般具有35

5、个运动坐标，常见的有三个直线运动坐标（沿x、y、z轴方向）加一个回转坐标（工作台），它能够使工件在一次装夹下完成除安装面和顶面以外的其佘四个面的加工。卧式加工中心较立式加工中心应用范围广，适宜复杂的箱体类零件、泵体和阀体等零件的加工。但卧式加工中心占地面积大，重量大，结构复杂，价格较高。 2. 立式加工中心：指主轴轴心线为垂直状态设置的加工中心。立式加工中心一般具有三个直线运动坐标，工作台一般不具有分度和旋转功能，但可在工作台上安装一个水平的数控回转轴以扩展加工范围。立式加工中心多用于加工简单箱体、箱盖、板类零件和平面凸轮。立式加工中心具有结构简单、占地面积小、价格低等优点。 3.龙门加工中心

6、：与龙门铣床类似，适应于大型或形状复杂的工件加工。 4.万能加工中心：万能加工中心也称五轴加工中心。工件装夹后，能完成除安装面外的所有面的加工，具有立式和卧式加工中心的功能。常见的万能加工中心有两种形式：一种是主轴可以旋转90既可像立式加工中心一样，也可像卧式加工中心一样；另一种是主轴不改变方向，而工作台带着工件旋转90完成对工件五个面的加工。在万能加工中心上加工工件避免了由于二次装夹带来的安装误差，所以效率和精度高，但结构复杂、造价也较高。 第三节 加工中心的刀库及换刀装置加工中心的刀库形式很多，结构也各不相同。加工中心最常用的刀库有盘式刀库和链式刀库。盘式刀库的结构紧凑、简单，在钻削中心上

7、应用较多，但存放刀具数目较少。链式刀库是在环形链条上装有许多刀座，刀座孔中装夹各种刀具，由链轮驱动。链式刀库适用于要求刀库容量较大的场合，且多为轴向取刀。当链条较长时，可以增加支承轮的数目，使链条折迭回绕，提高了空间利用率。第三章 加工中心的编程基础1.加工中心坐标系：加工中心坐标系统包括机床坐标系和工件坐标系，不同的加工中心其坐标系统略有不同。如前所述，机床坐标系各坐标轴的关系符合右手笛卡儿坐标系准则。 2.机床坐标系：机床坐标系是用来确定工件坐标系的基本坐标系；是机床本身所固有的坐标系；是机床生产厂家设计时自定的，其位置由机械挡块决定，不能随意改变。该坐标系的位置必须在开机后，通过手动回参

8、考点的操作建立。机床在手动返回参考点时，返回参考点的操作是按各轴分别进行的。当某一坐标轴返回参考点后，该轴的参考点指示灯亮，同时该轴的坐标值也显示为零。机床坐标系原点也称机械原点、参考点或零点。通常所说的回零、回参考点，就是直线坐标或旋转坐标回到机床坐标系原点。那么机床坐标系原点究竟在什么位置呢？机床坐标系原点是三维面的交点，不像各坐标系回零一样可以直接感觉和测量，只有通过坐标轴的零点作相应的切面，这些切面的交点即为机床坐标系的原点（O点）。3.工件坐标系：工件坐标系是编程人员在编写程序时，在工件上建立的坐标系。工件坐标系的原点位置为工件零点。理论上工件零点设置是任意的，但实际上，它是编程人员根据零件特点为了编程方便以及尺寸的直观性而设定的。选择工件坐标系时应注意以下几个方面：1）工件零点应选在零件的尺寸基准上，这样便于坐标值的计算，并减少错误；2）工件零点尽量选在精度较高的工件表面，以提高被加工零件的加工精度；3）对于对称零件，工件零点设在对称中心上；4）对于一般零件，工件零点设在工件轮廓某一角上； 5）Z轴方向上零点一般设在工件表面； 6）对于卧式加工中心最好把工件零点设在回转中心上，即设置在工作台回转中 心与Z轴连线适当位置上；7）编程时，应将刀具起点和程序原点设在同一处，这样可以简化程序，便于计算。