加工中心機(jī)床實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書.doc

加工中心機(jī)床實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書陳澤飛編華南理工大學(xué)機(jī)電工程系現(xiàn)代制造工程研究所2007年9月一 實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 了解數(shù)控機(jī)床加工的工藝過程及其特點(diǎn)。2 熟悉數(shù)控指令。3 掌握數(shù)控指令程序的編制方法。二 實(shí)驗(yàn)設(shè)備Cincinnati VMC-750 立式加工中心及Acramatic2100E控制系統(tǒng)三 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1 工件坐標(biāo)系的設(shè)置2 刀具長度的設(shè)置以及刀具半徑的偏置3 零件加工工藝的制訂4 編制數(shù)控程序5 試加工四 實(shí)驗(yàn)原理加工中心機(jī)床是具有自動(dòng)換刀（自動(dòng)轉(zhuǎn)位）、連續(xù)加工的高效率、高精度的自動(dòng)化機(jī)床。當(dāng)更改加工的零件時(shí)，只需要更改數(shù)控程序，對(duì)機(jī)床不需作大的調(diào)整就可加工。它具有銑、鉆、鏜、攻絲、鉸等功能，因而可加工空間曲面等復(fù)雜形體。1 加工過程原理圖毛 坯零件NC機(jī)床NC編程零件圖切削參數(shù)刀 具定 位數(shù)值計(jì)算工藝過程圖1-1 加工中心加工過程原理圖2 機(jī)床坐標(biāo)系與工件坐標(biāo)系在加工中心加工零件時(shí)，刀具與工件的相對(duì)運(yùn)動(dòng)必須在確定的坐標(biāo)系中才能按程序進(jìn)行加工。無論是工件運(yùn)動(dòng)還是刀具運(yùn)動(dòng)，為統(tǒng)一起見，確定坐標(biāo)系時(shí)一律看作是工件相對(duì)靜止，刀具產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)。 機(jī)床坐標(biāo)系是機(jī)床的基本坐標(biāo)系。機(jī)床坐標(biāo)系的原點(diǎn)也稱機(jī)械原點(diǎn)或零點(diǎn)，這個(gè)原點(diǎn)是機(jī)床固有的點(diǎn)。機(jī)床啟動(dòng)時(shí)，通常都要回零，機(jī)床回零就是指運(yùn)動(dòng)部件回到正向一個(gè)固定的位置，這個(gè)位置就是機(jī)械原點(diǎn)。機(jī)床坐標(biāo)系不直接作為編程使用，而常常用它來確定工件坐標(biāo)系。機(jī)械原點(diǎn)是建立工件坐標(biāo)系的參考點(diǎn)。 編程時(shí)，一般是選擇工件或夾具上某一點(diǎn)作為程序的原點(diǎn)，這一點(diǎn)就是編程零點(diǎn)，也叫程序原點(diǎn)。以編程零點(diǎn)為原點(diǎn)且平行于機(jī)床各移動(dòng)坐標(biāo)軸X、Y、Z建立一個(gè)新的坐標(biāo)系，就叫做工件坐標(biāo)系。 編程零點(diǎn)的選擇原則是：（1） 應(yīng)使編程零點(diǎn)與工件的尺寸基準(zhǔn)重合（2） 應(yīng)使編制程序時(shí)的運(yùn)算最為簡單，避免出現(xiàn)尺寸鏈計(jì)算誤差（3） 引起加工誤差最?。?） 編程零點(diǎn)應(yīng)選在容易找正，在加工過程中也便于測量的位置 編程零點(diǎn)可以設(shè)定在加工零點(diǎn)上，也可以設(shè)定在夾具基準(zhǔn)面上，還可以設(shè)定在機(jī)床加工范圍的某一點(diǎn)上。為了提高零件的加工精度，編程零點(diǎn)應(yīng)盡量設(shè)定在零件的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)或工藝基準(zhǔn)上。3.刀具的設(shè)置 刀具的設(shè)置是將刀具的長度、半徑和確定補(bǔ)償正負(fù)符號(hào)，作為刀具的補(bǔ)償參數(shù)輸入數(shù)控系統(tǒng)，使得由于換刀或刀具磨損帶來刀具尺寸參數(shù)的變化時(shí)，不改變?cè)绦?，就可加工出合乎要求的零件輪廓。其主要作用在于簡化編程，在編制程序時(shí)可以只按零件輪廓進(jìn)行編制,而不需考慮刀具的參數(shù)。具體操作如下：（1） 刀具的半徑補(bǔ)償實(shí)測某刀具的實(shí)際半徑，根據(jù)其在刀庫里的刀號(hào)將其半徑輸入數(shù)控系統(tǒng)的刀具管理欄tools。（2） 刀具長度的設(shè)置 清空主軸上的刀具，用手輪將主軸搖至對(duì)刀基準(zhǔn)面，按操縱面板上的”Tool set up” 按鈕，再按”trum pos” 按鈕，最后按”set trum” 按鈕，即完成對(duì)刀基準(zhǔn)面的記錄。將某刀具從刀庫中調(diào)出來，用手輪將刀具刀尖移至對(duì)刀基準(zhǔn)面，按操縱面板上的”Tool set up”按鈕，再按”tool len”按鈕，最后按”set len” 按鈕，即完成對(duì)刀具長度的設(shè)置，系統(tǒng)會(huì)將刀具的長度自動(dòng)計(jì)算出來并輸入刀具管理欄”tools”。4程序的編制 數(shù)控程序由若干條單節(jié)指令構(gòu)成。單節(jié)指令格式如下：N_G_X_Y_Z_P_F_S_T_M符號(hào)_表示字母后帶一位或多位數(shù)字。（1） N：段號(hào)，后帶數(shù)字。（可省略）（2） G：準(zhǔn)備功能。（3） X、Y、Z（I,J,K）：坐標(biāo)值。（4） P：半徑值，當(dāng)圓弧小于180o為正，否則為負(fù)。（5） F：進(jìn)給（mm/min）。（6） S：主軸轉(zhuǎn)速（r/min）。（7） T：刀具代碼，后帶數(shù)字表示刀號(hào)，是從刀庫中選擇刀具的指令。（8） M：輔助機(jī)能。5常用的數(shù)控指令（1） G0 后帶坐標(biāo)值，表示機(jī)床快速運(yùn)動(dòng)。如G0 X0 Y10 Z100，指主軸快速移至坐標(biāo)（0，10，100）。（2）G1后帶坐標(biāo)值和進(jìn)給F，表示直線插補(bǔ)運(yùn)動(dòng)。 如 G1 X0 Y10 Z100 F1000, 指主軸以進(jìn)給速度1000 mm/min 直線運(yùn)動(dòng)到坐標(biāo)（0，10，100）。（3） G2 表示順時(shí)針走圓弧，有圓心式或半徑式兩種。圓心式帶終點(diǎn)坐標(biāo)值和圓心坐標(biāo)值；半徑式帶終點(diǎn)坐標(biāo)值和半徑值。如G2 X50 Y50 I0 J50 表示以（0，50）為圓心，順時(shí)針走圓弧至（50，50）；G2 X50 Y50 P50表示以半徑50順時(shí)針走圓弧至（50，50）。（4） G3 表示反時(shí)針走圓弧，用法同上。（注：G2和G3都要求后面帶進(jìn)給F值，如不寫表示默認(rèn)前面指令所輸?shù)腇值。）（5） G40 表示默認(rèn)模態(tài)，取消刀補(bǔ)。（6） G41 左刀補(bǔ)，表示刀具中心軌跡在編程軌跡前進(jìn)方向的左邊。（7） G42 右刀補(bǔ)，表示刀具中心軌跡在編程軌跡前進(jìn)方向的右邊。（8） G92 坐標(biāo)設(shè)置，后帶坐標(biāo)值，把當(dāng)前的坐標(biāo)設(shè)置為新設(shè)置的值，常用于工件坐標(biāo)系的設(shè)置。如 G92 X0 Y0 Z0 表示把當(dāng)前的坐標(biāo)值設(shè)置為新坐標(biāo)（0，0，0）。（9）“：” 符號(hào)為程序開始。（10）M1 程序暫停；M2 程序結(jié)束；M3 主軸順轉(zhuǎn)；M4主軸逆轉(zhuǎn)；M5主軸停止；M6 換刀，與T代碼連用，即T_M6；M8 開冷卻液；M9 關(guān)冷卻液。7編程實(shí)例加工零件如下圖，工件材料為45鋼，刀具16高速鋼立銑刀，裝在刀庫10號(hào)位。程序說明：程序開始T10M6從刀庫取10號(hào)刀M3 S500主軸順轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速500r/minM8開冷卻液G42刀具右偏，半徑補(bǔ)償G0 X25 Y-50 Z100刀具快速移至加工起始點(diǎn)（25，-50，-5）G0 Z-5G1 Y30 F100以進(jìn)給速度100mm/r直線切削至點(diǎn)（25，30）G3 X20 Y35 P5半徑為5，逆圓切削至點(diǎn)（20，35）G1 X15直線切削至（15，35）G3 X10 Y30 P5半徑為5，逆圓切削至點(diǎn)（10，30）G2 X-10 Y30 I0 J30以（0，30）為圓心，順圓切削至（-10，30）G3 X-15 Y35 P5半徑為5，逆圓切削至點(diǎn)（-15，35）G1 X-20直線切削至（-20,35）G3 X-25 Y30 P5半徑為5，逆圓切削至點(diǎn)（-25，30）G1 Y-30直線切削至（-25，-30）G3 X-20 Y-35 P5半徑為5，逆圓切削至點(diǎn)（-20，-35）G1 X20直線切削至（20，-35）G3 X25 Y-30 P5半徑為5，逆圓切削至點(diǎn)（25，-30）G1 X30刀具移開加工面G40刀偏取消G0 Z100回到點(diǎn)（0，0，100）G0 X0 Y0M5主軸停止M9關(guān)冷卻液M2程序結(jié)束五 編程的步驟1 確定定位表面及夾緊部位。2 制定工藝過程，選刀具，確定刀長和半徑補(bǔ)償值。3 工件坐標(biāo)系的設(shè)定及零件輪廓點(diǎn)的數(shù)值計(jì)算。4 編制數(shù)控程序。5 輸入程序，試加工，檢查，修改。6 正式切削加工。7 檢驗(yàn)思考題：1 怎樣選擇工件坐標(biāo)系？2 刀具的長度和半徑補(bǔ)償?shù)脑O(shè)置有什么意義？如何設(shè)置？習(xí)題：加工零件見下圖，材料為45