加工中心编程实例方法的介绍

1.加工中心的工艺特点

由于加工中心工序集中，并具有自动换刀的特点，故零件的加工工艺应尽可能符合这些特点，尽可能地在一次装夹情况下完成铣、钻、镗、铰和攻螺纹等多工序加工。但一个单工作台的加工中心不可能完成一个零件的全部加工工序，要充分发挥加工中心的特长，可把一些工序合理地安排在别的数控机床上加工。

加工中心加工的零件尺寸必须与机床工作台、各向行程相适应。加工零件孔的尺寸必须小于自动换刀装置允许的尺寸；不然，需要采用手动换刀或用棒铣刀圆弧插补铣孔方法加工，此时孔加工精度将降低。

由于加工中心具备了高刚度和高功率的特点，故在工艺上可采用大的切削用量，以便在满足加工精度的条件下尽量节省加工工时。在机床开动前，必须充分准备好切削刀具，以节省工时。采用一个高质量的刀具，所需费用可从工时上节省出来。另外，选用加工中心作为生产设备时，必须采用合理的工艺方案，以实现高效率的加工。使用时，需注意以下几项：

①确定采用加工中心的加工内容，确定工件的安装基面、加工基面和加工余量等。

②以充分发挥加工中心效率为目的来安排加工工序，对于某些箱体大平面加工，采用龙门铣床、数控铣床更为合适。

③对于复杂零件来说，由于加工过程中会产生热变形、淬火后会产生内应力、零件卡压后也会变形等多种原因，故全部工序很难在一次装夹后完成，这时可以考虑两次或多次装夹。

④安排加工工序时，应本着由粗渐精的原则。首先安排重切削、粗加工，去掉毛坯上的加工余量；然后安排加工精度要求不高的内容，如钻小孔、攻螺纹等，以使零件在精加工前有较充裕的时间冷却以及释放内应力。每个工序之间应尽量减少空行程移动量。决定工步顺序时，应考虑相近位置的加工顺序，以减少换刀次数，节省辅助时间。建议参考以下工步顺序：铣大平面、粗镗孔、半粗镗孔、立铣刀加工、钻中心孔、钻孔、攻螺纹、精加工和铰镗精铣等。

⑤当加工工件批量较大、工序又不太长时，可在工作台上一次安装多个工件同时加工，以减少换刀次数。

⑥为减少加工时产生的大量热量对加工精度的影响，并提高刀具耐用度，需积极采用大流量的冷却方式。深孔加工的刀具可采用内冷装置。为实现上述目的，可增添大流量冷却装置、切屑和切削液分离的排屑装置、容量大的冷却水箱和密封性很好的大防护罩等。

⑦在机床选用上，应了解各类加工中心的规格、最佳使用范围和功能特点。例如卧式加工中心最适宜的是菱形零件，如箱体、泵体、阀体、壳体等需多面加工、多次更换夹具和工艺基准的零件；立式加工中心最适宜的是板类零件，如箱盖、盖板、壳体、平面凸轮等单面加工零件，适合工件装夹次数较少的零件。与立式加工中心相比，同等规格的卧式加工中心的价格要贵50%～100%，因此完成工艺内容相近的加工，采用立式加工中心比卧式加工中心合算。一般地，机床工作台尺寸应稍大于工件尺寸，这样就可给安装夹具预留空间。个别情况下也有工件尺寸大于坐标行程的，但要求加工区域应在有效行程内，用内部装夹或采用辅助工艺手段进行装夹。当然，还应兼顾考虑工件总重负荷问题、电动机功率问题和换刀空间问题等。

⑧对于切削用量而言，应根据刀具的材质、机床切削特性和工件材料等来确定，可从有关的切削手册中查到。一般在普通加工中心上，采用国产硬质合金刀具粗加工孔时，选切削速度70m/min，根据孔径大小换算成转速。进给速度可由给定的主轴转速以主轴每转或每齿（指单刀头，如果是双刃则是两倍）取0.1mm。精加工时，切削速度可取80m/min，进给速度为0.06～0.08mm/每齿。刀具材质好时，还可加大切削用量；刀杆长时，应适当减小切削用量。使用高速钢刀具时，切削速度为20～25m/min。铣平面时，若使用调整较好的面铣刀或端铣刀，切削速度可为80～100m/min，进给速度可为0.05mm/每齿。粗铣平面的平面度可在0.02mm、表面粗糙度值在3.2μm左右。

2.加工中心编程实例

该实例是在西门子802D数控加工中心上铣削图2-61所示的凸轮外轮廓，并钻4×ϕ13孔，编写粗加工程序。

（1）工艺分析及加工路线的确定

①上机床前，应将毛坯上、下表面加工平整。

②零件的外轮廓用ϕ18的平铣刀加工，4×ϕ13孔先用ϕ3中心钻钻固定中心，后用ϕ13钻头钻孔。所选用刀具尺寸及刀号如表2-12所示。

（2）按照图样设定坐标系，标注各圆心及圆弧交点符号，计算各坐标值如表2-13所示。

图2-61 凸轮外轮廓

表2-12 刀具选择

表2-13 各点坐标值

（3）零件的加工程序

Tuluen

G54；T1号刀具零偏

M6 T1 D1；换1号刀

S1000 M3；主轴正转

G00 X-63.8 Y-20.0 Z2.0；快速定位

Y-10 G41；加左刀具补偿

G01 Y0 Z-15 F80；直线插补，接近A点

G02 X-63.016 Y9.97 CR=63.8；顺圆弧插补，加工AI段

G03 X-55.617 Y25.054 CR=175.0；逆圆弧插补，加工IH段

G02 X14.79 Y59.18 CR=61.0；顺圆弧插补，加工GH段

G02 X44.79 Y19.60 CR=46.0；顺圆弧插补，加工GF段

G03 X63.72 Y0.026 CR=21.0；逆圆弧插补，加工FE段

G02 X63.999 Y0-30 CR=0.3；逆圆弧插补，加工ED段

G02 X-5.527 Y-63.761 CR=64.0；顺圆弧插补，加工DC段

G03 X9.962 Y-63.017 CR=175.0；逆圆弧插补，加工CB段(www.xing528.com)

G02 X-63.8 Y0 CR=63.8；顺圆弧插补，加工BA段

G40 G00 Z30；取消刀具补偿，刀具升到安全高度

M6 T2；换2号刀

G55；T2号刀具零偏

S800 M3

G00 X30.5 Y0 Z2；快速定位

L10 CALL；调用子程序L10

MIRROR Y0；在Y轴方向上镜像

L10 CALL；

G00 X0 Y30.5 Z2；

L10 CALL；

MIRROR X0；在X轴方向上镜像

L10 CALL；

MIRROR；取消镜像

G40 G00 Z30；刀具升到安全高度

M6 T3；

G56；T3号刀具零偏

S600 M3；

G00 X30.5 Y0 Z2；快速定位

L10 CALL；调用子程序L10

MIRROR Y0；在Y轴方向上镜像

L11 CALL；

G00 X0 Y30.5 Z2；

L11 CALL；

MIRROR X0；在X轴方向上镜像

L11 CALL；

MIRROR；取消镜像

G40 G00 Z30；刀具升到安全高度

M5；

M2；程序结束

L10；定义子程序

G01 Z-3 F50；钻中心孔

Z2；

RET；子程序结束

L11；定义子程序

G01 Z-15 F50；

Z2；

RET；子程序结束