加工中心的编程与操作.ppt

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1、学习重点及要求学习重点及要求了解加工中心机床的基本构成及分类，加工特点、常见了解加工中心机床的基本构成及分类，加工特点、常见的刀具、夹具等工艺装备的刀具、夹具等工艺装备掌握加工中心机床基本的掌握加工中心机床基本的M、S、F、T、G功能编程指令功能编程指令的格式及应用的格式及应用掌握零件轮廓铣削基本的工艺方法掌握零件轮廓铣削基本的工艺方法掌握加工中心机床固定循环指令及了解宏程序指令的编掌握加工中心机床固定循环指令及了解宏程序指令的编程应用程应用掌握孔加工基本的工艺方法掌握孔加工基本的工艺方法具备中等复杂程度零件加工中心编程与加工能力具备中等复杂程度零件加工中心编程与加工能力第五章：加工中心的编程

2、与操作第五章：加工中心的编程与操作EXIT一、加工中心概述一、加工中心概述 加工中心（加工中心（Machining Center）简称）简称MC，是由机械设备，是由机械设备与数控系统组成的适用于加工复杂工件的高效率自动化与数控系统组成的适用于加工复杂工件的高效率自动化机床。加工中心是在数控镗、铣床的基础上发展起来的，机床。加工中心是在数控镗、铣床的基础上发展起来的，加工中心与数控铣床的最大区别在于加工中心具有自动加工中心与数控铣床的最大区别在于加工中心具有自动交换加工刀具的能力，通过在刀库安装不同用途的刀具，交换加工刀具的能力，通过在刀库安装不同用途的刀具，可在一次装夹中通过自动换刀装置改变主

3、轴上的加工刀可在一次装夹中通过自动换刀装置改变主轴上的加工刀具，实现钻、铣、镗、攻螺纹、切槽等多种加工功能。具，实现钻、铣、镗、攻螺纹、切槽等多种加工功能。5-1 加工中心功能特点加工中心功能特点EXIT 加工中心与同类加工中心与同类数控机床相比结数控机床相比结构较复杂，控制构较复杂，控制系统功能较多，系统功能较多，它最少有三个运它最少有三个运动坐标，多的达动坐标，多的达十几个，可实现十几个，可实现三轴联动及多轴三轴联动及多轴联动控制。联动控制。EXIT5-1 加工中心功能特点加工中心功能特点 加工中心设有存放着不同数量的各种刀具或检具的刀库，加工中心设有存放着不同数量的各种刀具或检具的刀库，

4、在加工过程中由程序控制自动选用和更换，实现刀具运在加工过程中由程序控制自动选用和更换，实现刀具运动直线插补、圆弧插补和螺旋线插补，从而可使刀具进动直线插补、圆弧插补和螺旋线插补，从而可使刀具进行复杂加工。行复杂加工。 加工中心还具有不同的辅助功能，如各种加工固定循环，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，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、超行程自动保护，丝杠螺距误差刀具寿命管理，过载、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，工件加工过程图补偿，丝杠间隙补偿，故障自动诊断，工件加工

5、过程图形显示，工件在线检测和加工自动补偿，离线编程等功形显示，工件在线检测和加工自动补偿，离线编程等功能。能。EXIT5-1 加工中心功能特点加工中心功能特点 工件一次装夹后能完成较多的加工内容，加工精度较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而言，其加工效率是高，就中等加工难度的批量工件而言，其加工效率是普通设备的普通设备的510倍，特别是它能完成许多普通设备倍，特别是它能完成许多普通设备不能完成的加工。不能完成的加工。 加工中心可分为立式加工中心、卧式加工中心、龙门加工中心可分为立式加工中心、卧式加工中心、龙门式加工中心、式加工中心、5轴加工中心等。轴加

6、工中心等。EXIT5-1 加工中心功能特点加工中心功能特点加工中心加工特点加工中心加工特点1加工精度高加工精度高2精度稳定精度稳定3效率高效率高4表面质量好表面质量好5软件适应性大软件适应性大EXIT5-1 加工中心功能特点加工中心功能特点一次装夹能完成较多表面的加工一次装夹能完成较多表面的加工，减少了多次装夹工件所减少了多次装夹工件所需的辅助时间。同时需的辅助时间。同时，减少了工件在机床与机床之间、减少了工件在机床与机床之间、车间与车间之间的周转次数和运输工作量。车间与车间之间的周转次数和运输工作量。EXIT5-1 加工中心功能特点加工中心功能特点零件每个工序的加工内容、切削用量、工艺参数都

7、可以编零件每个工序的加工内容、切削用量、工艺参数都可以编入程序入程序，可以随时修改可以随时修改，这给新产品试制这给新产品试制，实行新的工实行新的工艺流程和试验提供了方便。艺流程和试验提供了方便。EXIT5-1 加工中心功能特点加工中心功能特点主要加工对象主要加工对象 周期性投产的零件周期性投产的零件 加工精度要求较高的中小批量零件加工精度要求较高的中小批量零件 新产新产品品试制中的零件试制中的零件 结构形状复杂、普通机床难加工的零件结构形状复杂、普通机床难加工的零件: :主要表面有复杂主要表面有复杂曲线、曲面组成的零件，加工时，需要多坐标联动加工。曲线、曲面组成的零件，加工时，需要多坐标联动加

8、工。凸轮类、整体叶轮类、模具类凸轮类、整体叶轮类、模具类 异形件异形件 既有平面又有孔系的零件既有平面又有孔系的零件: :箱体类零件箱体类零件, ,盘、套、板类零盘、套、板类零件。件。EXIT5-1 加工中心功能特点加工中心功能特点 加工中心基加工中心基本的本的M、S、F、T、G功功能编程指令能编程指令的格式及应的格式及应用用5-2 编程指令概述编程指令概述EXIT G00 定位定位 G01 直线插补直线插补 G02G03 圆弧插补（顺时针）圆弧插补（逆时针）圆弧插补（顺时针）圆弧插补（逆时针） G54G55G56G57G58G59 工件坐标系选择工件坐标系选择 G04 延时延时 G09 准确

9、停止准确停止 G60 单一方向定位单一方向定位 G61 准确定位方式准确定位方式 G64 切削方式切削方式 G17G18G19 XY ZX YZ平面指定平面指定EXIT5-2 编程指令概述编程指令概述 G73 深孔钻循环深孔钻循环 G74 反攻丝循环反攻丝循环 G76 精镗固定循环精镗固定循环 G80 取消钻孔循环取消钻孔循环 G81 锪孔钻孔循环锪孔钻孔循环 G82镗阶梯孔镗阶梯孔 G83深孔钻循环深孔钻循环 G84攻丝循环攻丝循环 G85镗孔循环镗孔循环 G86镗孔循环镗孔循环 G87反镗削循环反镗削循环 G88镗孔循环镗孔循环 G89镗孔循环镗孔循环EXIT G98返回初始平面返回初始平

10、面 G99返回返回R点平面点平面 G20英制输入英制输入 G21公制输入公制输入 G27返回参考点返回参考点 G28检测返回参考点检测返回参考点 G29从参考点返回从参考点返回 G30返回第返回第2参考点参考点5-2 编程指令概述编程指令概述 G40刀具半径补偿取消刀具半径补偿取消 G41G42刀具半径左侧补偿刀具半径左侧补偿刀具半径右侧补偿刀具半径右侧补偿 G43G44刀具长度补偿刀具长度补偿+刀具长度补偿刀具长度补偿- G49刀具长度补偿取消刀具长度补偿取消 G90G91绝对输入绝对输入增量输入增量输入 G52G53局部坐标系设定局部坐标系设定机床坐标系选择机床坐标系选择 G92坐标系设定

11、坐标系设定 G94每分进给每分进给EXIT5-2 编程指令概述编程指令概述 M00 程序暂停程序暂停 执行执行M00后，机床所有动作均被切断，后，机床所有动作均被切断，重新按动程序启动按钮后，再继续执行后面的程序段重新按动程序启动按钮后，再继续执行后面的程序段 M01 任选暂停任选暂停 执行过程和执行过程和M00相同，只在相同，只在“任选停止任选停止”开关置于接通位置时，该指令才有效开关置于接通位置时，该指令才有效 M02 主程序结束主程序结束 M03 M04主轴正转主轴正转反转反转 M05 主轴停止主轴停止 M06 自动换刀自动换刀 M08 切削液开切削液开 M09 切削液关切削液关 M98

12、 调用子程序调用子程序P地址指定子程序号，地址指定子程序号，L地址指定调用次地址指定调用次数数 M99 子程序结束子程序结束，并返回主程序中子程序结束子程序结束，并返回主程序中M98所在所在程序行的下一行程序行的下一行EXIT5-2 编程指令概述编程指令概述一、工件坐标系一、工件坐标系1.1.用用G92G92建立工件坐标系建立工件坐标系2.2.用用G54G54G59G59建立工件坐标系建立工件坐标系二、对刀二、对刀1.1.用用G92G92建立工件坐标系的对刀方法建立工件坐标系的对刀方法2.2.用用G54G54G59G59建立工件坐标系的对刀方法建立工件坐标系的对刀方法三、刀具补偿三、刀具补偿1

13、.1.刀具长度补偿刀具长度补偿G43G43、G44G44、G49G49 刀具长度补偿是用来补偿假定的刀具长度与实际刀长刀具长度补偿是用来补偿假定的刀具长度与实际刀长度之间的差值，系统规定除度之间的差值，系统规定除z z轴之外，其他轴也可以使用轴之外，其他轴也可以使用刀具长补偿，但同时规定长度补偿只能同时加在一下轴上，刀具长补偿，但同时规定长度补偿只能同时加在一下轴上，要对补偿轴进行切换，必须先取取消对前面的补偿。要对补偿轴进行切换，必须先取取消对前面的补偿。EXIT5-3 工件坐标系建立、对刀及刀具补偿工件坐标系建立、对刀及刀具补偿1.加工中心的工艺特点加工中心的工艺特点 与普通机床加工相比，

14、加工中心具有许多显著的工艺与普通机床加工相比，加工中心具有许多显著的工艺特点。特点。 工艺范围宽，能加工复杂曲面工艺范围宽，能加工复杂曲面 具有高度柔性，便于研制、开发新产品具有高度柔性，便于研制、开发新产品 加工精度高，表面质量好，生产率高加工精度高，表面质量好，生产率高 减轻了工人的体力劳动强度减轻了工人的体力劳动强度 一机多用一机多用 便于实现计算机辅助制造便于实现计算机辅助制造EXIT5-4 零件加工工艺方案的确定零件加工工艺方案的确定1.加工中心的工艺特点加工中心的工艺特点 工艺分析工艺分析 选择刀具选择刀具 工件装夹工件装夹 确定加工所用各种工艺参数确定加工所用各种工艺参数 数值计

15、算数值计算 确定加工顺序确定加工顺序 编写加工程序编写加工程序 零件加工零件加工 检验检验EXIT5-4 零件加工工艺方案的确定零件加工工艺方案的确定 一、零件的工艺分析一、零件的工艺分析 零件的工艺分析是制订加工中心加工工艺的首要工作。零件的工艺分析是制订加工中心加工工艺的首要工作。其任务是其任务是: : 1 1零件图的完整性与正确性分析零件图的完整性与正确性分析 2 2零件技术要求分析零件技术要求分析 3 3加工中心加工内容的选择加工中心加工内容的选择 4 4零件结构的工艺性分析零件结构的工艺性分析 5. 5. 定位基准分析定位基准分析5-5 加工中心加工与编程综合实例加工中心加工与编程综

16、合实例EXIT 设计加工中心加工的零件的工艺主要从精度和效率两方设计加工中心加工的零件的工艺主要从精度和效率两方面考虑。在保证零件质量的前提下面考虑。在保证零件质量的前提下，要充分发挥机床的要充分发挥机床的加工效率。工艺设计的内容主要包括以下几个方面加工效率。工艺设计的内容主要包括以下几个方面。EXIT5-5 加工中心加工与编程综合实例加工中心加工与编程综合实例 1 1加工方法的选择加工方法的选择 加工中心加工零件的表面不外乎平面、平面轮廓、曲面、加工中心加工零件的表面不外乎平面、平面轮廓、曲面、孔和螺纹等。所选加工方法要与零件的表面特征、所要孔和螺纹等。所选加工方法要与零件的表面特征、所要求

17、达到的精度及表面粗糙度相适应。求达到的精度及表面粗糙度相适应。 2.2.加工阶段的划分加工阶段的划分 在加工中心上加工的零件在加工中心上加工的零件，其加工阶段的划分主要根据其加工阶段的划分主要根据零件是否已经过粗加工、加工质量要求的高低、毛坯质零件是否已经过粗加工、加工质量要求的高低、毛坯质量的高低以及零件批量的大小等因素确定量的高低以及零件批量的大小等因素确定。EXIT5-5 加工中心加工与编程综合实例加工中心加工与编程综合实例 3.加工顺序的安排加工顺序的安排 在加工中心上加工零件在加工中心上加工零件，一般都有多个工步一般都有多个工步，使用多把使用多把刀具刀具，因此加工顺序安排得是否合理因

18、此加工顺序安排得是否合理，直接影响到加工直接影响到加工精度、加工效率、刀具数量和经济效益。在安排加工顺精度、加工效率、刀具数量和经济效益。在安排加工顺序时同样要遵循序时同样要遵循 “基面先行基面先行”、“先粗后精先粗后精”、“先主先主后次后次”及及“先面后孔先面后孔”的一般工艺原则。此外还应考虑的一般工艺原则。此外还应考虑： 减少换刀次数减少换刀次数，节省辅助时间。节省辅助时间。 每道工序尽量减少刀具的空行程移动量每道工序尽量减少刀具的空行程移动量，按最短路线安按最短路线安排加工表面的加工顺序。排加工表面的加工顺序。EXIT5-5 加工中心加工与编程综合实例加工中心加工与编程综合实例 4.4.

19、装夹方案的确定和夹具的选择装夹方案的确定和夹具的选择 在零件的工艺分析中在零件的工艺分析中，已确定了零件在加工中心上加工已确定了零件在加工中心上加工的部位和加工时用的定位基准的部位和加工时用的定位基准，因此因此，在确定装夹方案在确定装夹方案时时，只需根据已选定的加工表面和定位基准确定工件的只需根据已选定的加工表面和定位基准确定工件的定位夹紧方式定位夹紧方式，并选择合适的夹具。并选择合适的夹具。 5.5.刀具的选择刀具的选择 加工中心使用的刀具由刃具和刀柄两部分组成。刃具有加工中心使用的刀具由刃具和刀柄两部分组成。刃具有面加工用的各种面加工用的各种铣铣刀和孔加工用的钻头、扩孔钻、刀和孔加工用的钻

20、头、扩孔钻、镗镗刀、刀、铰铰刀及丝锥等。刀柄要满足机床主轴的自动松开和拉紧刀及丝锥等。刀柄要满足机床主轴的自动松开和拉紧定位定位，并能准确地安装各种切削刃具和适应换刀机械手并能准确地安装各种切削刃具和适应换刀机械手的夹持等。的夹持等。EXIT5-5 加工中心加工与编程综合实例加工中心加工与编程综合实例加工中心上刀具的进给路线可分为孔加工进给路线和加工中心上刀具的进给路线可分为孔加工进给路线和铣铣削加工进给路线。削加工进给路线。EXIT5-5 加工中心加工与编程综合实例加工中心加工与编程综合实例 1.孔加工孔加工 一般是首先将刀具在一般是首先将刀具在xy平面内快速定位运动到孔中心线平面内快速定位

21、运动到孔中心线的位置上的位置上，然后刀具再沿然后刀具再沿z向向(轴向轴向)运动进行加工。所以运动进行加工。所以孔加工进给路线的确定包括孔加工进给路线的确定包括： （1）确定确定xy平面内的进给路线。孔加工时平面内的进给路线。孔加工时，刀具在刀具在xy平平面内的运动属点位运动面内的运动属点位运动，确定进给路线时确定进给路线时，主要考虑主要考虑：定位要迅速定位要迅速、定位要准确。定位要准确。 （2）确定）确定z向（轴向）的进给路线。刀具在向（轴向）的进给路线。刀具在z向的进给路向的进给路线分为快速移动进给路线和工作进给路线。线分为快速移动进给路线和工作进给路线。 EXIT5-5 加工中心加工与编程

22、综合实例加工中心加工与编程综合实例 2.铣铣削加工削加工 （1）铣）铣削开口不通槽时削开口不通槽时，铣，铣刀在刀在z向可直接快速移动到向可直接快速移动到位位，不需工作进给不需工作进给。 （2)铣铣削封闭槽削封闭槽(如键槽如键槽)时时，铣，铣刀需有一切刀需有一切入入距离距离，先快先快速移动到距工件表面一切入距离的位置上速移动到距工件表面一切入距离的位置上，然后以工作然后以工作进给速度进给至进给速度进给至铣铣削深度。削深度。 （3)铣铣削轮廓及通槽时削轮廓及通槽时，铣，铣刀需有一切出距离刀需有一切出距离，可直接可直接快速移动到距工件加工表面一切出距离的位置上。快速移动到距工件加工表面一切出距离的位

23、置上。EXIT5-5 加工中心加工与编程综合实例加工中心加工与编程综合实例EXIT5-5 加工中心加工与编程综合实例加工中心加工与编程综合实例 该凸轮工件是一种平面槽形凸轮，槽宽该凸轮工件是一种平面槽形凸轮，槽宽28mm，工作表面，工作表面粗糙度为粗糙度为Ra1.6m，材料为，材料为HT300。工件在数控铣削加。工件在数控铣削加工前，工前，35G7和和12H7的两个基准孔及除凸轮槽之外的的两个基准孔及除凸轮槽之外的其他尺寸已加工，半产品为一圆盘。其他尺寸已加工，半产品为一圆盘。 装夹方案：装夹方案： 根据凸轮的结构特点，采用一面两孔定位，以圆盘底面根据凸轮的结构特点，采用一面两孔定位，以圆盘底

24、面和和35G7、12H7的两孔作定位基准并设计一个一面两的两孔作定位基准并设计一个一面两销专用夹具。用一块销专用夹具。用一块320mmX320mmX40mm的垫块，在的垫块，在垫块上分别精镗垫块上分别精镗35及及12两个定位销安装孔并配定位销，两个定位销安装孔并配定位销，孔距为孔距为800.015mm，垫板平面度为，垫板平面度为0.05，加工前先固定，加工前先固定垫板，使两定位销孔的中心连线与机床的垫板，使两定位销孔的中心连线与机床的X轴平行，垫轴平行，垫板的平面要保证与工作台面平行，并用百分表检查。板的平面要保证与工作台面平行，并用百分表检查。EXIT5-5 加工中心加工与编程综合实例加工中

25、心加工与编程综合实例EXIT工厂产品名称或代号零件名称材料零件图号平面槽形凸轮HT300工序号程序编号夹具名称夹具编号使用设备车间001专用压板立式数控铣床工步号工步内容刀具号刀具规格mm主轴转速r/min切削速度mm/min切削深度mm备注1粗加工，外形采用铣削方式T0120立铣刀5006042精加工，外形采用铣削方式T0220立铣刀60010025-5 加工中心加工与编程综合实例加工中心加工与编程综合实例EXIT5-5 加工中心加工与编程综合实例加工中心加工与编程综合实例EXIT1104 00160+0 .020340+0 .020160+0. 0202-M1210040R64-40+0.

26、0 204-80+0.0 204 00其余60+0 .020524+0. 02036+0.0 201.61.61.6标记处数更改 文件 名签字日 期设计日期图样标记重量比例共张第张底板HT1501:43 .25-5 加工中心加工与编程综合实例加工中心加工与编程综合实例本零件形状简单，其毛坯是铸造毛坯，尺寸精度为本零件形状简单，其毛坯是铸造毛坯，尺寸精度为0.02mm，为一般精度零件。材料为，为一般精度零件。材料为HT150，可加工性好。，可加工性好。孔壁的表面粗糙度为孔壁的表面粗糙度为Ra1.6m，40mmX100mm的凹坑表的凹坑表面粗糙度为面粗糙度为Ra3.2m。 确定工艺方案确定工艺方案

27、:本零件为铸造毛坯，零件的侧面和上下表本零件为铸造毛坯，零件的侧面和上下表面已在普通铣床上加工好。面已在普通铣床上加工好。4个个80mm的孔已经铸出，的孔已经铸出，铸造孔径为铸造孔径为70mm。详见工艺卡。详见工艺卡 该零件用压板夹紧。工件坐标系原点设在零件的对称中该零件用压板夹紧。工件坐标系原点设在零件的对称中心。对于高精度孔位尺寸的孔加工时，进刀路线要注意心。对于高精度孔位尺寸的孔加工时，进刀路线要注意防止机床的反向间隙误差的影响。防止机床的反向间隙误差的影响。EXIT5-5 加工中心加工与编程综合实例加工中心加工与编程综合实例EXIT工厂产品名称或代号零件名称材料零件图号底板HT150工

28、序号程序编号夹具名称夹具编号使用设备车间001通用压板加工中心工步号工步内容刀具号刀具规格mm主轴转速r/min切削速度mm/min切削深度mm备注1钻中心孔T015中心钻12501002钻4-40孔T0238钻头180303粗镗4-80的孔T0378镗刀400324铣4-40mmX100mm的凹坑T0412平底立铣刀1400805钻两个螺纹底孔T0510.3钻头6301006攻丝T06M12-1.75丝锥1803157精镗4-40的孔T0740镗刀800568精镗4-80的孔T0880镗刀400325-5 加工中心加工与编程综合实例加工中心加工与编程综合实例EXIT5-5 加工中心加工与编程

29、综合实例加工中心加工与编程综合实例EXIT1 8 0 0 . 2R 66 5 0 . 34 - R 2225521 7 0 . 11 7 0 . 13 5 0 . 29 8 0 . 222 8 H 9 (+ 0 . 0 3 60)2 - 1 0 H 9 (+ 0 . 0 3 60)1 0 0 . 24 3+ 0 . 304 3+ 0 . 3022+ 0 . 302 0+ 0 . 302 0+ 0 . 302 0+ 0 . 302 5 0 . 23+ 0 . 30R 12 0 0 . 2AAAA1. 6A - A其余技 术 要 求1. 壁厚 公 差 0. 2；2. 锐边 R0 .5。1 7 6

30、X 9 4标 记处 数更 改 文 件 名签字日期设计日期图样标记重量比例共张第张座 盒YL121 ： 13 .25-5 加工中心加工与编程综合实例加工中心加工与编程综合实例EXIT产品名程或代号零件名称零件图号序号刀具号刀具加工表面备注规格名程数量刀长/mm1T01125可转位面铣刀1铣上下表面2T024中心钻1钻中心孔3T037.8钻头150钻8H9孔和工艺孔底孔4T049.8钻头150钻2-10H9孔底孔5T058铰刀150铰8H9孔和工艺孔6T0610铰刀150铰2-10H9孔7T0710高速钢立铣刀150铣削矩形槽、外形R=1mm5-5 加工中心加工与编程综合实例加工中心加工与编程综合

31、实例EXIT工厂产品名称或代号零件名称材料零件图号座盒LY12工序号程序编号夹具名称夹具编号使用设备车间001螺旋压板HT5660A工步号工步内容刀具号刀具规格mm主轴转速r/min进给速度mm/min切削深度mm备注1粗铣上表面T01125200100自动2精铣上表面T01125300500.1自动3粗铣下表面T01125200100自动4精铣下表面，保证尺寸250.2T01125300500.1自动5钻工艺孔的中心孔（2个）T02490040自动6钻工艺孔底孔至7.8T037.840060自动7铰工艺孔T05810040自动8粗铣底面矩形槽T07108001000.5自动9精铣底面矩形槽T07101000500.2自动10底面及工艺孔定位，钻8、10中心孔T02490040自动11钻8H9底孔至7.8T037.840060自动12铰8H9孔T05810040自动13钻2-10H9底孔至9.8T049.840060自动5-5 加工中心加工与编程综合实例加工中心加工与编程综合实例EXIT5-5 加工中心加工与编程综合实例加工中心加工与编程综合实例EXIT5-5 加工中心加工与编程综合实例加工中心加工与编程综合实例