数控加工中心的操作与编程培训课程.pptx

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; 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 ???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