第6章 加工中心编程铣削加工技术

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1、第6章加工中心编程铣削加工技术6.1.1加工中心简介加工中心(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自动化机床。其最初是从数控铣床发展而来的。与数控铣床相同加工中心也是由计算机数控系统(CNC)伺服系统、机械本体、液压系统等各部分组成，但与数控铣床最大的区别在于加工中心具有自动换刀的功能。加工中心更加自动化，高效、高精度和柔性化，同样促进了半品试制、实验效率的提高，更加适于多变市场竞争战略。6.1.2加工中心的分类与结构特点1.立式加工中心（见图6-

2、1a）装夹工件方便，找正容易。宜于观察切削情况，调试程序容易，占地面积小，应用广泛。下一页第6章加工中心编程铣削加工技术但它受立柱高度及ATC的限制，不能加工太高的零件或箱体。2．卧式加工中心（见图6-1b）比立式加工中心复杂、占地面积大，有能精确分度的数控回转工作台，可实现对零件的一次装夹多工位加工，适合于加工箱体类零件及小型磨具型腔。但调试程序及试切时不宜观察，装夹和测量不便，加工深孔时切削液不易到位（若没有用内冷却钻孔装置）。3．龙门加工中心（见图6-2）形状与数控龙门铣床相似，但应用范围比其更大。主轴

3、多为垂直设置，除自动换刀装置以外，还带有可更换的主轴头附件，数控装置的功能也较齐全，能够一机多用，尤其适于大型或形状复杂工件加工。4．带APC的加工中心无论是立式还是卧式加工中心都可带有APC装置，交换工作台可有两个或者多个。上一页下一页第6章加工中心编程铣削加工技术有的制造系统中工作台在各机床上可通用，通过自动运送装置带着装夹好的工件在车间内形成物流，这种工作台也叫托盘。通过APC装置，这类机床自动化程度更高，效率也更高。加工中心中最为常见的换料装置是托盘交换器（AutomaticPal1etChanger

4、——APC），它不仅是加工系统与物流系统间的工件输送接口，也起物流系统工件缓冲站的作用。托盘交换器按其运动方式有回转式和往复式两种，如图6-3所示。托盘交换器在机床单机运行时是加工中心的一个辅件，但在FMS的整体功能分析上，它完成或协助完成物料（工件）的装卸与交换，并起缓冲作用，因此从系统分析出发，又可把它划为物流系统。5．复合加工中心复合加工中心是立式和卧式加工中心的组合，其工艺范围更广，使本来要两台机床完成的任务在一台上完成，工序更加集中；同时由于没有二次定位和装夹，精度也更高，但价格昂贵。上一页下一页第

5、6章加工中心编程铣削加工技术6.1.3加工中心的主要加工对象1.平面及孔系类零件在一次安装中，可完成零件上平面的铣削、孔系的钻削、镗削、铣削及攻螺纹等多工步加工。加工的部位可在一个平面上，也可在不同的平面上。因此，既有平面又有孔系的零件是加工中心的首选加工对象，这类零件常见的有箱体类零件和盘、套、板类零件。2.结构形状复杂、普通机床难以加工的零件主要表面是由复杂曲线、曲面组成的零件，加工时需多坐标联动加工，常见的典型零件有以下几类：凸轮类、整体叶轮类、模具类等。3.外形不规则的异形件4.周期性重复投产的零件5

6、.加工精度要求较高的中小批量零件具体可参考2.1.2（加工中心加工对象）上一页下一页第6章加工中心编程铣削加工技术6.1.4加工中心的特点主要体现在以下几方面：1．加工中心的结构特点设置有刀库和换刀机构。这是加工中心与数控铣床和数控镗床的主要区别。加工中心的刀库容量有几把至几百把，其通过换刀机构自动调用和更换，也可通过控制系统对刀具寿命进行管理。多数加工中心都规定了固定的换刀点位置，各运动部件只有移动到这个位置，才能开始换刀动作。以XH714加工中心为例。XH714加工中心装备有盘形刀库，通过主轴与刀库的相互

7、运动，实现换刀。换刀过程用一个子程序描述，习惯上取程序号为O9000。换刀子程序如下：上一页下一页第6章加工中心编程铣削加工技术O9000N10G90//选择绝对方式N20G53Z-124.8//主轴Z向移动到换刀点位置（即与刀库在Z方向上相应）N30M06//刀库旋转至其上空刀位对准主轴，主轴准停N40M28//刀库前移，使空刀位上刀夹夹住主轴上刀柄N50M11//主轴放松刀柄N60G53Z-9.3//主轴Z向向上，回设定的安全位置（主轴与刀柄分离）N70M32//刀库旋转，选择将要换上的刀具N80G53

8、Z-124.8//主轴Z向向下至换刀点位置（刀柄插入主轴孔）N90M10//主轴夹紧刀柄N100M29//刀库向后退回N110M99//换刀子程序结束，返回主程序。上一页下一页第6章加工中心编程铣削加工技术加工中心的刀库有链式、盘式和转塔式等基本类型如图6-4所示。链式刀库存刀量多、扩展性好、在加工中心上的配置位置灵活，但结构复杂。盘式和转塔式刀库构造简单、适当选择刀库位置还可省略换刀机械手，但刀库