第九章加工中心

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1、第九章加工中心数控加工中心具有刀库和自动换刀机构，集铣、钻、镗等加工为一体，适合箱体、模具型腔、拨叉等非回转体工件的加工。加工中心有立式和卧式之分。这里主要讨论立式加工中心的编程。第一节加工中心编程基础图9-1立式加工中心坐标系一、加工中心的坐标系如图9-1所示的立式加工中心有X、Y、Z三个直线坐标轴，回转工作台的回转轴为C轴，主轴的回转轴为A轴（绕X轴回转），这样构成了五个坐标轴的加工中心。二、刀具参数设定加工中心在切削过程中不可避免地存在刀具磨损的问题，例如钻头长度变了，铣刀半径尺寸变了等。这时加工出的工件尺寸也将随之变化。在数控系统有刀具尺寸补偿功能，则只需在操作面板上输入相

2、应的修正值，加工出的工件尺寸仍然符合图样要求。加工中心的刀具参数主要是指刀具半径（或直径）补偿值和刀具长度补偿值。在加工程序执行之前，通过面板操作，设定半径、长度补偿值，以便加工等程序中用半径补偿指令（G41、G42、G40）和长度补偿指令（G56）调用其值。30刀具半径补偿值是经过对刀仪或对刀试切获得；刀具长度补偿是通过试切法（或轻微碰基准面）获得；获得补偿值之后，通过面板操作，分别将其输入到“刀具半径补偿页面”和“刀具长度补偿页面”中。三、加工工艺基础在加工中心上加工零件,编程之前,首先遇到的就是工艺编制问题。在普通机床上零件加工的工艺过程实际上只是一个工艺过程卡，机床加工的切

3、削用量、走刀路线、工序内的工步安排等，往往都是由操作工人自行决定。而加工中心是按照程序进行加工的，加工过程是自动的。因此，加工中的所有工序、工步、每道工序的切削用量、走刀路线、加工余量和所用刀具的尺寸、类型等都要预先确定好并编入程序中。（一）加工工序的划分在加工中心上加工零件,工序十分集中,许多零件只需在一次装卡中就能完成全部工序。但是零件的粗加工，特别是铸、锻毛坯零件的基准平面、定位面等的加工应先在普通机床上完成之后，再装卡到加工中心上进行加工。这样可以发挥加工中心的特点，保持加工中心的精度,延长加工中心的使用寿命,降低使用成本。在加工中心上加工零件的工序划分方法有：刀具集中分序

4、法，粗、精加工分序法和加工部位分序法。总之，在加工中心上加工零件，其加工工序的划分要视加工零件的具体情况具体分析。（二）工件的装卡方式在加工中心上加工零件，工序集中，因此必须选择好的装卡方式。选择工件的装卡方式应注意以下几点。(1)应尽量采用组合夹具和标准化通用夹具。当工件批量较大，精度要求较高时，可以设计专用夹具，但结构应尽可能简单。(2)零件的定位、夹紧部位应不妨碍各部位的加工、刀具更换以及重要部位的测量。 30(3)夹紧力应通过靠近主要支承点或在支承点所组成的三角形内.应靠近切削部位,并在刚性较好的地方。尽量不要在被加工孔径的上方，以减少零件变形。(4)零件的装卡、定位要考虑

5、到重复安装的一致性，以减少对刀时间，提高同一批零件加工的一致性。（三）选择走刀路线走刀路线是指数控加工过程中刀具相对于工件的运动轨迹和方向，每道工序加工路线的确定是非常重要的，因为它与零件的加工精度和表面质量密切相关。确定走刀路线的一般原则是保证零件的加工精度和表面粗糙度；方便数值计算，减少编程工作量；缩短走刀路线，减少进退刀时间和其它辅助时间；尽量减少程序段数，减少占用存储空间。（四）加工刀具选择加工中心的主轴转速较普通机床的主轴转速高1～2倍,某些特殊用途的加工中心，主轴转速高达数万转/分钟，因此数控刀具的强度与耐用度至关重要。目前涂镀刀具，立方氮化硼刀具等已广泛用于加工中心，

6、陶瓷刀具与金刚石刀具也开始在加工中心上运用。一般说来，数控机床所用刀具应具有较高的耐用度和刚度，刀具材料抗脆性好，有良好的断屑性能和易更换等特点。例如，在加工中心上进到铣削加工时，选择刀具要注意：平面铣削应选用不重磨硬质合金端铣刀或立铣刀。一般采用二次走刀，第一次走刀最好用端铣刀粗铣，沿工件表面连续走刀。选好每次走刀宽度和铣刀直径，使接刀刀痕不影响精铣精度。加工余量大又不均匀时，铣刀直径应选小些。精加工时铣刀直径要选大些，最好能包容加工面的整个宽度。30立铣刀和镶硬质合金刀片的端铣刀主要用于加工凸台、凹槽和箱口面。为了提高槽宽的加工精度，减少铣刀的种类，加工时可采用直径比槽宽小的铣

7、刀，先铣槽的中间部分，然后用刀具半径补偿功能铣槽的两边。（五）切削用量的确定程序编制时，编程人员必须确定每道工序的切削用量。它包括主轴转速、进给速度、切削深度和切削宽度等。切削深度由机床、刀具、工件的刚度确定，在刚度允许的情况下，尽可能使切削深度等于零件的加工余量，以减少走刀次数，提高生产效率。对于精度和表面粗糙度有较高要求的零件，应留有足够的加工余量。主轴转速n要根据允许的切削速度v来选择：n=1000v/πD式中：n—主轴转速（r/min）；v—切削速度（m/mi