电子课件 数控编程 项目四 数控加工中心编程.ppt
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1、数控编程项目四 数控加工中心编程学习目标(1)了解数控加工中心的组成、特点、分类及对刀操作。(2)掌握工件坐标系的设定。(3)熟悉刀具补偿的编程方法。(4)熟悉钻孔与扩孔的编程与加工方法。学习目标任务一 棱柱平面铣削编程加工一、加工中心基础认识1.加工中心的组成及布局 1)加工中心的组成加工要求不同,加工中心的具体结果是多种多样的,但结构大体由以下几大部分组成。(1)基础部件。(2)主轴部件。(3)进给机构。(4)数控系统。(5)自动换刀系统。(6)辅助装置。任务一 棱柱平面铣削编程加工1.加工中心的组成及布局 2 2)卧式加工中心的布局)卧式加工中心的布局(1 1)立柱不动式。)立柱不动式。
2、立柱不动式布局的工作台实现两个方面 立柱不动式布局的工作台实现两个方面的进给,刚性差,往往用于小型、经济型卧 的进给,刚性差,往往用于小型、经济型卧式加工中心,如图 式加工中心,如图4-1 4-1所示。所示。(2 2)立柱移动式。)立柱移动式。立柱移动式卧式加工中心大体又可分为两类。立柱移动式卧式加工中心大体又可分为两类。(3 3)滑枕式。)滑枕式。滑枕式布局的加工中心的主轴箱大多数 滑枕式布局的加工中心的主轴箱大多数采用侧挂式,滑枕带动刀具前、后运动,采用侧挂式,滑枕带动刀具前、后运动,如图 如图4-2 4-2所示。所示。图4-1 立柱不动式布局的加工中心图4-2 滑枕式布局的加工中心任务一
3、 棱柱平面铣削编程加工111)箱体类零件)箱体类零件)箱体类零件222)复杂曲面类零件)复杂曲面类零件)复杂曲面类零件(111)整体叶轮类零件。)整体叶轮类零件。)整体叶轮类零件。(222)模具类零件。)模具类零件。)模具类零件。(333)球面类零件。)球面类零件。)球面类零件。333)异形类零件)异形类零件)异形类零件444)盘、套、板类零件)盘、套、板类零件)盘、套、板类零件2.加工中心的加工对象任务一 棱柱平面铣削编程加工3.加工中心的分类图4-3 加工中心的分类框图任务一 棱柱平面铣削编程加工1)按照加工范围分类2)按照加工中心布局方式分类(1)卧式加工中心。(2)立式加工中心。(3)
4、龙门式加工中心。(4)万能加工中心。3)按照换刀形式分类4)按照数控系统分类3.加工中心的分类图4-4 卧式加工中心任务一 棱柱平面铣削编程加工(1)适用于加工周期性复合投产的零件。(2)适用于加工高效、高精度工件。(3)适用于加工具有合适批量的工件。(4)适用于加工形状复杂的零件。(5)其他特点。4.加工中心的特点任务一 棱柱平面铣削编程加工 加工中心能实现三轴或三轴以上的联动控制,保证刀具进行复杂表面的加工。加工中心除具有直线插补和圆弧插补功能外,还具有各种加工固定循环、刀具半径自动补偿、刀具长度自动补偿、加工过程图形显示、人机对话、故障自动诊断和离线编程等功能。5.加工中心的主要功能任务
5、一 棱柱平面铣削编程加工6.加工中心的换刀装置 加工中心的换刀装置 加工中心的换刀装置(ATC ATC)由刀库和换刀机构组成,)由刀库和换刀机构组成,刀库种类很多,常见的有盘式 刀库种类很多,常见的有盘式和链式。如图 和链式。如图4-6 4-6所示,图 所示,图4-4-6 6(a a)图)图4-6 4-6(f f)为盘式刀)为盘式刀库,图 库,图4-6 4-6(g g)图)图4-6 4-6(j j)为链式刀库(链式刀库存放刀 为链式刀库(链式刀库存放刀具的容量较大)。具的容量较大)。图4-6 刀库结构任务一 棱柱平面铣削编程加工二、加工中心的对刀1.对刀方法 对刀方法要根据现有条件和加工精度要
6、求来选择,可以采用试切法、寻边器、机外对刀仪和自动对刀等方法。一般数控铣床/加工中心在对刀时,常使用刚性靠棒和寻边器对刀。当工件加工余量较大且对刀面仍需加工时,也可采用试切法对刀。任务一 棱柱平面铣削编程加工2.对刀工具 1)寻边器 寻边器主要用于确定工件坐标系原点在机床坐标系中的X轴坐标和Y轴坐标,也可以测量工件的简单尺寸。2)Z轴设定器 Z轴设定器主要用于确定工件坐标系原点在机床坐标系的Z轴坐标,即刀具在机床坐标系中的Z轴坐标。图4-8 对刀工具图4-9 指针式Z轴设定器任务一 棱柱平面铣削编程加工 对刀仪的基本结构如图4-11所示,对刀仪平台上装有刀柄夹持轴,用于安装被测刀具。图4-12
7、所示钻削刀具的对刀操作过程如下。3.对刀仪图4-11 对刀仪的基本结构任务一 棱柱平面铣削编程加工(1 1)将被测刀具与刀柄连接在一起。)将被测刀具与刀柄连接在一起。(2 2)将刀柄插入对刀仪上的刀柄夹持轴,并紧固。)将刀柄插入对刀仪上的刀柄夹持轴,并紧固。(3 3)打开光源发射器,观察刀刃在)打开光源发射器,观察刀刃在CRT CRT屏幕上的投影。屏幕上的投影。(4 4)通过按单键按钮和调节微调旋钮,可调整刀刃在)通过按单键按钮和调节微调旋钮,可调整刀刃在CRT CRT屏幕上的投影位置,使刀具的刀尖对准显示屏幕上的十字 屏幕上的投影位置,使刀具的刀尖对准显示屏幕上的十字线中心,如图 线中心,如
8、图4-13 4-13所示。所示。(5 5)将测得的刀具径向尺寸作为刀具半径补偿,将刀柄)将测得的刀具径向尺寸作为刀具半径补偿,将刀柄基准面到刀尖的长度尺寸作为刀具长度补偿输入到加工中心。基准面到刀尖的长度尺寸作为刀具长度补偿输入到加工中心。(6 6)将被测刀具从对刀仪上取下后,即可安装到加工中)将被测刀具从对刀仪上取下后,即可安装到加工中心使用。心使用。图4-13对刀位置任务一 棱柱平面铣削编程加工三、加工中心常用编程指令1.T功能指令 刀具的选择是指把刀库上指定了刀号的刀具转到换刀的位置,为下次换刀做好准备。这一动作是通过T功能指令实现的。T功能指令用T表示。若刀库装刀总容量为24把,则编程
9、时可用T01T24来指定24把刀具。当刀库刀具排满时,如果再在主轴上装一把刀,则刀具总数可以增加到25把,即T00T24。任务一 棱柱平面铣削编程加工2.换刀指令M06 刀具交换是指刀库上位于换刀位置的刀具与主轴上的刀具进行自动换刀。这一动作是通过换刀指令M06实现的。其指令格式为 M06 T01;(将当前主轴刀具更换为刀库一号位置刀具)或T01 M06;(将当前主轴刀具更换为刀库一号位置刀具)一般立式加工中心规定换刀点的位置在机床Z轴零点处,即加工中心规定了固定的换刀点(定点换刀),主轴只有走到这一位置,换刀机构才能执行换刀动作。任务一 棱柱平面铣削编程加工 数控机床通常是长时间连续运转,为
10、了提高加工的可靠性及保证工件尺寸的正确性,可用G27指令检查工件原点的正确性。其指令格式为G90(G91)G27 X_ Y_ Z_;3.回参考点控制指令G27任务一 棱柱平面铣削编程加工 该指令可使坐标轴自动返回参考点。其指令格式为 G28 X_ Y_ Z_;其中,X_、Y_、Z_为返回参考点时所经过的中间点坐标。指令执行后,所有受控轴都将快速定位到中间点,然后从中间点返回参考点,如图4-14(a)所示。4.G28自动返回参考点指令图4-14 G28指令图示任务一 棱柱平面铣削编程加工 从参考点返回指令的功能是使刀具由机床从参考点返回指令的功能是使刀具由机床从参考点返回指令的功能是使刀具由机床
11、参考点经过中间点到达目标点,其指令格式为参考点经过中间点到达目标点,其指令格式为参考点经过中间点到达目标点,其指令格式为 G29 X_ Y_ Z_ G29 X_ Y_ Z_ G29 X_ Y_ Z_;其中,其中,其中,X_X_X_、Y_Y_Y_、Z_Z_Z_为指定刀具的目标点坐为指定刀具的目标点坐为指定刀具的目标点坐标。中间点是通过标。中间点是通过标。中间点是通过G28G28G28指令指定的,刀具可经过指令指定的,刀具可经过指令指定的,刀具可经过这一安全通路到达切削加工的目标点,所以,在这一安全通路到达切削加工的目标点,所以,在这一安全通路到达切削加工的目标点,所以,在使用使用使用G29G29
12、G29指令之前,必须先用指令之前,必须先用指令之前,必须先用G28G28G28指令指定中间点,指令指定中间点,指令指定中间点,否则否则否则G29G29G29的中间点位置会因不明确而发生错误。的中间点位置会因不明确而发生错误。的中间点位置会因不明确而发生错误。G28G28G28、G29G29G29的使用如图的使用如图的使用如图4-154-154-15所示。所示。所示。5.从参考点返回指令G29图4-15 G28、G29的使用任务一 棱柱平面铣削编程加工6.自动换刀程序 自动换刀程序段中同时包含 自动换刀程序段中同时包含T T指令和 指令和M06 M06指令:指令:N0110 G91 G28 Z0
13、 T N0110 G91 G28 Z0 T;N0120 M06 N0120 M06;当执行 当执行N0110 N0110程序段时,刀具沿 程序段时,刀具沿Z Z轴自动返回参考点并 轴自动返回参考点并叫刀,然后执行主轴准停及自动换刀的动作。为避免执行 叫刀,然后执行主轴准停及自动换刀的动作。为避免执行T T功能指令时占用加工时间,功能指令时占用加工时间,N0110 N0110程序段中的 程序段中的T T指令可以提前 指令可以提前进行,在执行 进行,在执行T T功能指令的同时,机床继续执行程序,这种 功能指令的同时,机床继续执行程序,这种编程方法在实际编程中应用较多。编程方法在实际编程中应用较多。
14、任务一 棱柱平面铣削编程加工四、加工中心刀具的选择与切削用量的确定 数控刀具与普通机床上所用的刀具相比,有许多不同的要求,主要有以下特点:(1)刚性好(尤其是粗加工刀具),精度高,抗振及热变形小;(2)互换性好,便于快速换刀;(3)寿命高,切削性能稳定、可靠;(4)刀具的尺寸便于调整,以减少换刀调整时间;(5)刀具应能可靠地断屑或卷屑,以利于切屑的排除;(6)系列化,标准化,以利于编程和刀具管理。任务一 棱柱平面铣削编程加工1.常用数控铣削刀具1)面铣刀2)立铣刀3)模具铣刀图4-16 面铣刀图4-17 立铣刀图4-18 高速钢模具铣刀任务一 棱柱平面铣削编程加工1.常用数控铣削刀具任务一 棱
15、柱平面铣削编程加工1.常用数控铣削刀具4)键槽铣刀5)鼓形铣刀6)成形铣刀图4-23 成形铣刀图4-20 键槽铣刀图4-21 鼓形铣刀任务一 棱柱平面铣削编程加工2.加工中心刀具的选择一般应遵循以下原则:(1)尽量减少刀具数量;(2)一把刀具装夹后,应完成其所能进行的所有加工部位;(3)粗精加工的刀具应分开使用,即使是相同尺寸规格的刀具;(4)先铣后钻;(5)先进行曲面精加工,后进行二维轮廓精加工;在可能的情况下,应尽可能利用数控机床的自动换刀功能,以提高生产效率等。任务一 棱柱平面铣削编程加工3.加工中心切削余量的确定表4-1 高速钢立铣刀粗铣切削用量参考值表4-2 硬质合金面铣刀加工平面时
16、的切削用量 转速r/min切削速度m/min进给速度mm/min每齿进给mm/齿转速r/min切削速度m/min进给速度mm/min每齿进给mm/齿8 2 5000 126 500 0.05 1000 25 100 0.0510 2 4100 129 490 0.06 820 26 82 0.0512直径刀槽数 铝 钢 0.07 690 26 84 0.0614 2 3000 132 440 0.07 600 26 80 0.0716 2 2650 133 420 0.08 530 27 76 0.0720 2 2200 136 400 0.09 430 27 75 0.08 材料:45 表面
17、质量要求 进给量 切削速度m/min粗铣 0.120.18mm/齿 160180精铣Ra3.2 0.50.8mm/r 200220Ra1.6 0.40.6 mm/r 200220Ra0.8 0.20.3 mm/r 200220任务一 棱柱平面铣削编程加工表4-3 涂层硬质合金铣刀的切削用量表4-4 高速钢钻头钻孔时的进给量状态 硬度铣削深度ap/mm端铣平面 铣侧面和槽正火退火热轧175225HBS进给量mm/齿切削速度m/min进给量mm/齿切削速度m/min1 0.20 250 0.13 1904 0.30 190 0.18 1408 0.40 150 0.23 110钻头直径mm 45
18、钢 进给量mm/r 铝 进给量mm/r6 0.18 0.338 0.22 0.4410 0.28 0.5712 0.30 0.60任务一 棱柱平面铣削编程加工表4-5 高速钢立铣刀粗铣切削用量参考值表4-6 硬质合金面铣刀加工平面时的切削用量直径刀槽数铝 钢转速r/min切削速度m/min进给速度mm/min每齿进给mm/齿转速r/min切削速度m/min进给速度mm/min每齿进给mm/齿8 2 5000 126 500 0.05 1000 25 1000.0510 2 4100 129 490 0.06 820 26 820.0512 2 3450 130 470 0.07 690 26
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