第六章加工中心程序编制案例

选刀和换刀方式：
顺序选刀方式 (早期)
选刀方式 任选方式：记忆式, 跟踪刀具就近换刀
(现在) 换刀方式
机械手换刀
刀库—主轴运动换刀
4、机械手换刀动作过程
1、主轴箱回参考点， 主轴准停。
刀库 油缸 主轴
2、机械手抓刀
（主轴上和刀库上）
换 刀 机械 手
3、取刀：
活塞杆推动机械手下行。
（ a）
（ b）
置的位置精度。
完善的工具系统：满足各种及连续加工要求。
• 2、加工中心的刀具系统
• 加工中心上使用的刀具分刃具部分和连接刀 柄部分。
• 刃具部分与数控铣所使用的刀具基本相同。 • 刀柄部分与一般数控铣床用刀炳部分不同。 • 加工中心用刀柄带有夹持槽供机械手夹持。
• 刀具系统已经系列化、标准化。
4、交换刀具位置：
机械手回转180°。
5、装刀：
活塞杆上行，将更换后的刀 具装入主轴和刀库。
（ c） （ d）
刀库移动-主轴升降式换刀过程
电机 气缸 直线导轨 主轴
刀库刀盘 （a） （b） （c）
（d）
（e）
（f）
(a) 分度：将刀盘上接收刀具的空刀座转到换刀所需的预
定位置。
(b) (b) 接刀：活塞杆推出，将空刀座送至主轴下方，并
卡住刀柄定位槽。
(c) (c) 卸刀：主轴松刀，铣头上移至参考点。 (d) (d) 再分度：再次分度回转，将预选刀具转到主轴正
下方。
(e) (e)+(f): 装刀：铣头下移，主轴抓刀，活塞杆缩回，
Biblioteka Baidu刀盘复位。
第三节、 加工中心的工艺准备
一、加工中心的工艺特点
由于加工中心工序集中和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
3、加工中心的主要加工对象
• 加工中心适用于形状复杂、工序多、精度要求 高、需要多种类型普通机床经过多次安装才能 完成加工的零件。其主要加工对象为： 箱体类零件 复杂曲面类零件 异形件 板、套、盘类零件
特殊加工
• 4、加工中心的分类：
立式加工中心: 板材类、壳体类、凸轮、模具 卧式加工中心: 箱体类、模具 龙门式加工中心: 大型、重型和形状复杂零件 复合加工中心（五面体加工中心）
第二节、加工中心自动换刀装置
• 1、自动换刀装置(ATC)
• 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。 回转刀架：结构简单、刀具数
量有限、车削中心
自动换刀装置的形式
带刀库的自动换刀装置
（应用广泛）
• 2、刀库的形式
刀库形式
鼓轮式刀库：结构简单、紧凑、应用广
• 如：TSG整体式工具系统。 • TSG工具系统中的刀柄，其代号由四部分 组成，各部分的含义如下：
工具柄部型式代号
代号 JT BT ST MT MW ZB 工 具 柄 部 型 式 自动换刀机床用7：24圆锥工具柄 自动换刀机床用7：24圆锥BT型工具柄 手动换刀机床用7：24圆锥工具柄 带扁尾莫氏圆锥工具柄 带扁尾莫氏圆锥工具柄 直柄工具柄 GB10944-89 JIS B6339 GB3837.3-83 GB1443-85 GB1443-85 GB6131-85
第五节
加工中心编程实例
例1： 加工如图所示的平面凸轮轮廓，毛坯材料为中碳钢， 尺寸如图7.5所示。零件图中23mm深的半圆槽和外轮廓不加工， 只讨论凸轮内滚子槽轮廓的加工程序。
1、 加工中心及其组成
护线架 Z轴伺服电机
进给Z轴
数控系统及 其操作面板
斗笠式刀库
活动防护门
变频主轴
x-y数控拖板 机床本体
冷却液箱
XH713A 立式加工中心
• 2、加工中心的特点：
具有自动换刀装置,能自动地更换刀具，在一 次装夹中完成铣削、镗孔、钻削、扩孔、铰孔、 攻丝等加工，工序高度集中。 带有自动摆角的主轴或回转工作台的加工中心， 在一次装夹后，自动完成多个面和多个角度的加 工。 带有可交换工作台的加工中心，可同时进行一个 加工，一个装夹工件，具有极高的加工效率。
• 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。
• 4、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。
• 5、安排加工工序时应本着由粗渐精的原则。 • 建议参考以下工序顺序：铣大平面、粗镗孔、半粗镗
第六章 加工中心程序编制
第一节 概述
• 一、加工中心简介 • 加工中心是高效、高精度数控机床,工件在 一次装夹中便可自动完成多道工序的加工. •
是典型的集高新技术于一体的机械加工设备，它的发展代表了一 个国家设计和制造业的水平，成为现代机床发展的主流和方向。
• 1、加工中心组成
• 加工中心是带有刀库和自动换刀装置的数控机床。
夹情况下完成铣、钻、镗、铰、攻丝等多工序加 工。 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 精度条件下尽量节省加工工时。 选用加工中心作为生产设备时，必须采用合理的 工艺方案，以实现高效率加工。
• 二、工艺方案确定原则
• 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、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。有 些工序可选用其它机床。
孔、立铣刀加工、打中心孔、钻孔、攻螺纹、精加工、铰、 镗、精铣等。
• 6、采用大流量的冷却方式 。提高刀具寿命,减少切
削热量对加工精度的影响.
• 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。
第四节、加工中心刀具系统
• 1、加工中心对刀具的要求: 良好的切削性能: • 能承受高速切削和强力切削并且性能稳定。 较高精度： • 刀具的精度指刀具的尺寸精度和刀具与装卡装
链式刀库：刀库容量大
盘式刀库
a）
b）
c）
d）
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
链式刀库
导轨 刀座 链条
链轮 张紧板
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。
选刀:是刀库按照选刀指令( Txx 指令)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。 换刀:是把主轴上用过的刀具取下，将选好的刀 具安装在主轴上。