模具数控加工技术教案第 18次课-19
第 十 八 次 课 授 课 提 纲 第三节 数控铣削的程序编制 一、数控铣削编程的基本原理 由图4-21可知，数控铣床编程就是按照数控系统的格式要求，根据事先设计的刀具运动路线，将刀具中心运动轨迹上或零件轮廓上各点的坐标编写成数控加工程序。 二、加工程序代码标准 数控加工所编制的程序，要符合具体的数控系统的格式要求。如表4-5所示。本节的程序编制按JB3208-83代码标准，见表1-2和表1-3所示。 三、编程坐标系的选择 编程坐标系也称工件坐标系，是设置在工件上用来计算刀具位置坐标数据的基准，其各个坐标轴及其方向应同机床坐标系一致。 四、刀具补偿的建立、执行与撤消 利用数控系统的刀具补偿功能，编程时不需要考虑刀具的实际尺寸，包括刀具半径及长度，而按照零件的轮廓计算坐标数据，有效简化了数控加工程序的编制。 （一）刀具半径补偿的建立、执行与撤消 铣削加工的刀具半径补偿分为刀具半径左补偿（G41）和刀具半径右补偿（G42），一般使用非零的D代码确定刀具半径补偿值寄存器号，用G40取消刀具半径补偿。有关G41、G42的规定，与 车削编程时相同。 1．刀具半径补偿的建立 如图4-22所示，刀具半径补偿的运动指令使用G00或G01与G41或G42的组合，并指定刀具半径补偿值寄存器号。程序如下： N1 G00 G90 X-20 Y-20 （刀具运动到开始点S） N2 G17 G01 G41 X0 Y0 D01 F200 （在A点切入工件，建立刀具左补偿，刀具半径补偿值存储在01号寄存器中） 或 N2 G17 G01 G42 X0 Y0 D01 F200 （在E点建立刀具右补偿） 2．刀具半径补偿的执行 除非用G40取消，一旦刀具半径补偿建立后就一直有效，刀具始终保持正确的刀具中心运动轨迹。程序如下： 3．刀具半径补偿的撤消 （二）刀具长度补偿的建立、执行与撤消 使用刀具长度补偿功能，在编程时可以不考虑刀具在机床主轴上装夹的实际长度，而只需在程序中给出刀具端刃的Z坐标，具体的刀具长度由Z向对刀来协调。 刀具长度补偿分为刀具长度正补偿（G43）和刀具长度负补偿（G44），使用非零的H代码确定刀具长度补偿值寄存器号。取消刀具长度补偿用G49。 刀具长度补偿也有刀具长度补偿的建立、执行和撤消等三个过程，与刀具半径补偿的相类似。 （三）刀具补偿的运用 当数控加工程序编制好后，可以灵活地利用刀具补偿值来适应加工中出现的各种情况，如图4-23所示。 五、编程实例 【例题4-1】如图4-24所示零件外形加工，假设已经粗加工，采用手工编程方法编制其外形精加工程序。 1．零件图分析 2．设计刀具运动路线 3．选择编程坐标系 选择编程坐标系如图4-24所示。 4．计算各点坐标 5．编写数控加工程序 根据以上坐标数据和刀具运动路线，逐条编写加工程序如表4-6所示。 第四节 数控铣削加工实例 【例题4-2】：如图4-25所示的模具零件。 1．工艺分析 2．工艺路线 这里考虑在中档数控铣床上加工，完成型腔和导柱孔的加工，并将热处理安排在精加工之后进行，其它内容由普通机床加工。该零件的加工工艺路线安排如下： （1）下料； （2）粗铣、精铣六面，留上下面磨削余量； （3）磨上下面； （4）数控铣削两处型腔，钻、扩、镗四个导柱孔； （5）热处理； （6）表面抛光； （7）检验。 3．数控铣削工序 由于零件是单件加工，考虑刀具使用的方便，在一次装夹中尽量把数控加工的内容全部完成。在数控铣削工序中，先对两处型腔进行粗铣、精铣，然后再加工导柱孔。 （1）数控铣削两处型腔，如图4-26所示。 当然，如果有四、五坐标联动的机床，就可以采用立铣刀直接铣削侧壁，效果更佳。 需要注意的是，无论采用哪种方法，都要为最后铣削R2圆角留出足够的余量。 （2）钻、扩、镗四个 20导柱孔 如图4-27所示，在型腔加工后进行导柱孔的加工。由于是通孔，在零件安装时应在4个孔的位置留出足够的让刀空间，如在零件下加一块大小合适的垫块。 4．程序编制 为提高效率，保证质量，最好采用自动编程方法。此零件的数控加工程序，这里略去。 第四章小结 数控铣床在数控加工中应用广泛，其加工对象也是最复杂的，无论工艺设计还是程序编制都需要根据具体生产条件认真分析，考虑周全。工艺设计中的关键问题是如何在保证加工要求的同时，提高加工效率，充分发挥数控机床的优势，协调好数控铣削工序与其它工序之间的关系，并为数控加工程序编制创造良好条件。手工编程能了解程序编制的基本原理和过程，应首先熟练掌握，然后才能在实际生产中采用自动编程方法解决数控加工复杂程序的编制问题。 第 十 九 次 课 授 课 提 纲 第五章 加工中心加工加工技术 第一节 加工中心简介 加工中心是目前世界上产量最高、应用最广泛的数控机床之一。它的综合加工能力较强，工件一次装夹后能完成较多的加工内容，加工精度较高，就中等加工难度的批量工件，其效率是普通设备的5～10倍，特别是它能完成许多普通设备不能完成的加工，对形状较复杂，精度要求高的单件加工或中小批量多品种生产更为适用。 一、加工中心的分类与结构特点 1．按机床形态分类 （1）立式加工中心，如图5-1所示。 立式加工中心装夹工件方便，便于操作，易于观察加工情况，调试程序容易，应用广泛。但受立柱高度及换刀装置的限制，不能加工太高的零件；在加工型腔或下凹的型面时切屑不易排除，严重时会损坏刀具，破坏已加工表面，影响加工的顺利进行；立式加工中心的.结构简单，占地面积小，价格相对较低。故它最适宜加工高度方向尺寸相对较小的工件。 加工中心的换刀方式一般有两种：通过机械手换刀和通过刀库换刀。如图5-2、3所示。 （2）卧式加工中心 其主轴中心线为水平状态设置，如图5-4所示。 卧式加工中心在调试程序及试切时不宜观察，加工时不便监视，零件装夹和测量不方便；与立式加工中心相比较，卧式加工中心的结构复杂，占地面积大，价格也较高；但加工时排屑容易，对加工有利。 （3）龙门加工中心，如图5-5所示。 （4）五面加工中心，如图5-6所示。 2、按运动坐标数和同时控制的坐标数分类 加工中心可分为三轴二联动，三轴三联动，四轴三联动，五轴四联动，六轴五联动等。 3、按工作台数量和功能分类 加工中心可分为单工作台加工中心、双工作台加工中心和多工作台加工中心。 综上所述，加工中心主要有以下特点： 二、加工中心的主要功能 加工中心是一种功能比较齐全的数控机床，具有多种工艺手段。加工中心的刀库存放着不同数量的各种刀具或检具，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、数控镗床的主要区别。 三、加工中心的主要加工对象 加工中心适用于复杂、工序多、精度要求较高、需用多种类型普通机床和繁多刀具、工装，经过多次装夹和调整才能完成加工的零件。其主要加工对象有以下四类： 1．箱体类零件。 2．复杂曲面 3．异形件。 4．盘、套、板类零件 第二节 加工中心的加工工艺与工装 加工中心是在数控铣床的机床上发展起来的，因此其加工工艺仍然是以数控铣削加工为基础，但又不同于数控铣床。 一、加工中心的工艺特点 加工中心加工有如下工艺特点： （1）可减少工件的装夹次数，消除因多次装夹带来的定位误差，提高加工精度。 （2）可减少机床数量，并相应减少操作工人，节省占用的车间面积。 （3）可减少周转次数和运输工作量，缩短生产周期。 （4）在制品数量少，简化生产调度和管理。 （5）使用各种刀具进行多工序集中加工，在进行工艺设计时要处理好刀具在换刀及加工时与工件、夹具甚至机床相关部位的干涉问题。 （6）若在加工中心上连续进行粗加工和精加工，夹具既要能适应粗加工时切削力大、高刚度、夹紧力大的要求，又须适应精加工时定位精度高，零件夹紧变形尽可能小的要求。 （7）由于采用自动换刀和自动回转工作台进行多工位加工，决定了卧式加工中心只能进行悬臂加工。 （8）多工序的集中加工，要及时处理切屑。 （9）在将毛坯加工为成品的过程中，零件不能进行时效，内应力难以消除。 （10）技术复杂，对使用、维修、管理要求较高。 （11）加工中心一次性投资大，还需配置其他辅助装置，如刀具预调设备、数控工具系统或三坐标测量机等，机床的加工工时费用高，如果零件选择不当，会增加加工成本。 二、加工中心的工艺路线设计 设计加工中心加工零件的工艺路线时，本着经济合理的原则，安排加工中心的加工顺序，以期最大程度的发挥加工中心的作用。 在目前国内很多企业中，由于多种原因，加工中心仅被当作数控铣床使用，且多为单机作业，远远没有发挥出加工中心的优势。 单台加工中心或多台加工中心构成的FMC或FMS，在工艺设计上有较大的差别。 1．单台加工中心 其工艺设计与数控铣床的相类似，主要注意以下方面： （1）安排加工顺序时，要根据工件的毛坯种类，现有加工中心机床的种类、构成和应用习惯，确定零件是否要进行加工中心工序前的预加工以及后续加工。 （2）要照顾各个方向的尺寸，留给加工中心的余量要充分且均匀。 （3）最好在加工中心上一次定位装夹中完成预加工面在内的所有内容。 （4）加工质量要求较高的零件，应尽量将粗、精加工分开进行。 （5）在具有良好冷却系统的加工中心上，可在加工中心上一次或两次装夹完成全部粗、精加工工序。 一般情况下，箱体零件加工可参考的加工方案为：铣大平面→粗镗孔→半精镗孔→立铣刀加工→打中心孔→钻孔、铰孔→攻螺纹→精镗、精铣等。 2．多台加工中心构成的FMC或FMS 当加工中心处在FMC或FMS中时，其工艺设计应着重考虑每台加工设备的加工负荷，生产节拍，加工要求的保证以及工件的流动路线等问题，并协调好刀具的使用，充分利用固定循环、宏指令和子程序等简化程序的编制。对于各加工中心的工艺安排，一般通过FMC或FMS中的工艺决策模块（工艺调度）来完成。【模具数控加工技术教案第 18次课-19】相关文章：
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