数控加工中心的操作与编程培训课程(.ppt

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1、第4章加工中心的操作与编程4.1数控加工中心及其组成4.2机床控制面板及其操作4.3加工中心的工艺准备4.4加工中心编程与上机调试4.5钻、镗固定循环及程序调试4.6综合加工技术思考与练习题4.1数控加工中心及其组成4.1.1加工中心的类型及其组成加工中心是带有刀库和自动换刀装置的数控机床，又称为自动换刀数控机床或多工序数控机床。其特点是数控系统能控制机床自动地更换刀具，连续地对工件各加工表面自动进行钻削、扩孔、铰孔、镗孔、攻丝和铣削等多种工序的加工，工序高度集中。这种机床一般具有刀库和自动换刀装置，有的还具有分度工作台或双工作台。适用于加工凸轮、箱体、支架、盖板和模具

2、等复杂型面的零件。1．按功能特征分类(1)镗铣加工中心。有一般立式、卧式镗铣加工中心和龙门式加工中心等种类。以镗铣为主，适用于加工箱体、壳体以及各种复杂零件的特殊曲线和曲面轮廓的多工序加工。适用于多品种小批量的生产方式。(2)钻削加工中心。它以钻削为主，刀库形式以转塔头形式为主。适用于中小零件的钻孔、扩孔、铰孔、攻丝及连续轮廓铣削等多工序加工。(3)复合加工中心。它主要指五轴复合加工，可自动回转主轴头，进行立卧加工。在主轴自动回转后，在水平和垂直面实现刀具自动交换。2．按所用自动换刀装置分类(1)转塔头加工中心。转塔头加工中心有立式和卧式两种。主轴数一般为6～12个，换

3、刀时间短、数量少、主轴转塔头定位精度要求较高。(2)刀库+主轴换刀加工中心。这种加工中心特点是无机械手式主轴换刀，利用工作台运动及刀库转动，并由主轴箱上下运动进行选刀和换刀。如图4-1所示的卧式加工中心便属此类。(3)刀库+机械手+主轴换刀加工中心。这种加工中心结构多种多样，由于机械手卡爪可同时分别抓住刀库上所选的刀和主轴上的刀，换刀时间短。并且选刀时间与切削加工时间重合，因此得到广泛应用。如图4-2所示的立式加工中心多用此类机械手式换刀装置。图4-1卧式数控加工中心(4)刀库+机械手+双主轴转塔头加工中心。这种加工中心在主轴上的刀具进行切削时，通过机械手将下一步所用的

4、刀具换在转塔头的非切削主轴上。当主轴上的刀具切削完毕后，转塔头即回转，完成换刀工作，换刀时间短。图4-2立式数控加工中心此外，还可按所用工作台结构特征分为单、双工作台和多工作台式加工中心。按主轴种类分为单轴、双轴、三轴和可换主轴箱的加工中心等。卧式镗铣加工中心机床的结构组成如图4-1所示。立式镗铣加工中心机床的结构组成如图4-2和图4-3所示。和数控铣床相比，加工中心主要是增加了刀库及换刀装置。当然，基于性价比等方面的考虑，加工中心机床多采用半闭环或闭环数控系统。图4-3中小型立式加工中心4.1.2加工中心的自动换刀装置自动换刀装置的用途是按照加工需要，自动地更换装在主

5、轴上的刀具。自动换刀装置是一套独立、完整的部件。1．自动换刀装置的形式自动换刀装置的结构取决于机床的类型、工艺、范围及刀具的种类和数量等。自动换刀装置主要有回转刀架和带刀库的自动换刀装置两种形式。回转刀架换刀装置的刀具数量有限，但结构简单，维护方便，如车削中心上的回转刀架。带刀库的自动换刀装置是镗铣加工中心上应用最广的换刀装置，主要有机械手换刀和刀库换刀两种方式。它的整个换刀过程较复杂，首先把加工过程中需要使用的全部刀具分别安装在标准刀柄上，在机外进行尺寸预调后，按一定的方式放入刀库。换刀时，先在刀库中进行选刀，并由机械手从刀库和主轴上取出刀具，或直接通过主轴以及刀库的

6、配合运动来取刀；然后，进行刀具交换，再将新刀具装入主轴，把旧刀具放回刀库。存放刀具的刀库具有较大的容量，它既可以安装在主轴箱的侧面或上方，也可以作为独立部件安装在机床以外。2．刀库的形式刀库的形式很多，结构各异。加工中心常用的刀库有鼓轮式刀库和链式刀库两种。鼓轮式刀库结构简单，紧凑，应用较多。一般存放刀具不超过32把，见图4-4。链式刀库多为轴向取刀，适于要求刀库容量较大的数控机床，见图4-5。如图4-3(b)所示加工中心机床用的就是链式刀库。图4-4鼓轮式刀库(a)径向取刀形式；(b)轴向取刀形式；(c)径向布置形式；(d)角度布置形式图4-5链式刀库3．换刀过程自动

7、换刀装置的换刀过程由选刀和换刀两部分组成。当执行到Txx指令，即选刀指令后，刀库自动将要用的刀具移动到换刀位置，完成选刀过程，为下面换刀做好准备。当执行到M06指令时，即开始自动换刀，把主轴上用过的刀具取下，将选好的刀具安装在主轴上。1)选刀选刀方式常有顺序选刀方式和任选方式两种。●顺序选刀方式是将加工所需要的刀具，按照预先确定的加工顺序依次安装在刀座中；换刀时，刀库按顺序转位。这种方式的控制及刀库运动简单，但刀库中刀具排列的顺序不能错。●任选方式是对刀具或刀座进行编码，并根据编码选刀。它可分为刀具编码和刀座编码两种方式。刀具编码方式是利