加工中心编程

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1、第8章加工中心编程8.1加工中心简介8.2加工中心的程序编制8.3宏程序简介习题与思考题8.1加工中心简介8.1.1概述加工中心是备有刀库，并能自动更换刀具，对工件进行多工序加工的数字控制机床(本书介绍的加工中心是指镗铣类加工中心)。工件经一次装夹后，数字控制系统能控制机床按不同工序自动选择和更换刀具，自动改变机床主轴转速、进给量和刀具相对工件的运动轨迹及其他辅助机能，依次完成工件几个面上多工序的加工。加工中心由于工序的集中和自动换刀，减少了工件的装夹、测量和机床调整等时间，使机床的切削时间达到机床开动时间的80%左右(普通机

2、床仅为15%～20%)；同时也减少了工序之间的工件周转、搬运和存放时间，缩短了生产周期，具有明显的经济效果。加工中心是一种综合加工能力较强的设备，工件一次装夹后能完成较多的加工内容，加工精度较高，如果加工中等加工难度的批量工件，其效率是普通加工设备的5～10倍。特别是它能完成许多普通设备不能完成的加工，而且对形状较复杂、精度要求高的单件或中小批量加工更为适用。因此，加工中心是从一个方面判断企业技术能力和工艺水平高低的标志。加工中心设置有存放着不同数量的各种刀具或检具的刀库，在加工过程中由程序控制自动选用和更换。这是它与数控铣床

3、、数控镗床的主要区别。加工中心为了加工出所需零件形状，至少要有三个坐标运动，即由三个直线运动坐标X、Y、Z和三个转动坐标A、B、C适当组合而成，多者能达十几个运动坐标。加工中心与普通数控机床相比结构较复杂，控制系统功能较多。其控制功能最少可实现三轴联动控制，实现刀具运动直线插补和圆弧插补，多的可实现五轴联动、六轴联动以及螺旋线插补。加工中心还具有不同的辅助功能，如各种加工固定循环、自动对刀、刀具半径及长度补偿、刀具破损检测报警、刀具寿命管理，过载与超行程自动保护、丝杠螺距误差补偿、丝杠间隙补偿、故障自动诊断、工件与加工过程图形

4、显示等，它们对于提高机床的加工效率，保证产品的加工精度和质量等都是普通加工设备无法相比的。与普通数控机床相比，加工中心具有以下几个突出特点：(1)全封闭/半封闭防护。(2)工序集中，加工连续进行。(3)使用多把刀具，刀具自动交换。(4)使用多个工作台，工作台自动交换。(5)功能强大，趋向复合加工。(6)高自动化、高精度、高效率。8.1.2工艺特点及加工对象1．适合于加工中心加工的零件周期性重复投产的零件。(2)高效、高精度工件。(3)合适批量的工件。(4)工位和工序可集中的工件。(5)形状复杂的零件。(6)难测量的零件。2．按

5、零件形状特点分类适合于加工中心加工的零件(1)箱体类零件，如图8-1所示。箱体类零件是指具有一个以上的孔系，并有较多型腔的零件。这类零件在机械、汽车、飞机等领域的产品中应用较多，如汽车的发动机缸体、变速箱体，机床的床头箱、主轴箱，柴油机缸体，齿轮泵壳体等。箱体类零件在加工中心上加工，一次装夹可以完成普通机床60%～95%的工序内容，零件各项精度一致性好，质量稳定，同时可缩短生产周期，降低成本。对于加工工位较多，工作台需多次旋转角度才能完成的零件，一般选用卧式加工中心；当加工的工位较少，且跨距不大时，可选立式加工中心，从一端进行

6、加工。图8-1箱体零件(2)复杂曲面，如图8-2所示。图8-2复杂曲面在航空航天、汽车、船舶、国防等领域的产品中，复杂曲面类占有较大的比重，如叶轮、螺旋桨、各种曲面成型模具等。就加工的可能性而言，在不出现加工干涉区或加工盲区时，复杂曲面一般可以采用球头铣刀进行三坐标联动加工，加工精度较高，但效率较低。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)异型件，如图8-3所示。图8-3异型件(4)板类零件，如图8-4所示。图8-4板类零件(5)雕刻图案类零件，如图8-5所示。图8-5雕刻图案类零件3．

7、工序集中带来的问题加工中心的工序集中加工方式固然有其独特的优点，但也带来了一些问题，如：(1)粗加工后直接进入精加工阶段，工件的温升来不及回复，冷却后尺寸会有所变动。(2)工件由毛坯直接加工为成品，一次装夹中金属切除量大，几何形状变化大，没有释放应力的过程，加工一段时间后内应力释放，将会使工件变形。(3)切削不断屑，切屑的堆积、缠绕等会影响加工的顺利进行及零件的表面质量，甚至使刀具损坏，工件报废。(4)装夹零件的夹具必须满足既能克服粗加工大的切削力，又能在精加工中准确定位的要求，而且零件夹紧变形要小。(5)由于ATC的应用，使

8、工件尺寸、大小、高度都受到了一定的限制，钻孔深度、刀具长度、刀具直径、重量等也要予以考虑。8.1.3加工中心的分类1．按照机床结构分类1)立式加工中心立式加工中心指主轴轴线为垂直状态设置的加工中心，如图8-6所示。其结构形式多为固定立柱式，工作台为长方形，无分度回转功能，适合