第7章 SIEMENS系统加工.ppt

1、第7章 SIEMENS系统加工中心 编程与操作实训,7.1 加工中心概述7.2 加工中心的基本操作 7.3 加工中心的加工过程监控7.4 典型零件加工实例 7.5 实训练习题,7.1 加工中心概述,7.1.1 加工中心的功能与特点 7.1.2 加工中心的操作面板、控制面板及软件功能 7.1.3 编程指令概述,7.1.1 加工中心的功能与特点,THS65100100型卧式铣镗加工中心采用1000mm1000mm规格双交换工作台，既可加工较大零件，又可分度回转加工。回转采用圆光栅直接测量与数控系统形成闭环控制，可达到很高的定位精度，回转由交流伺服电机驱动，液压自动夹紧、松开，运动准确可靠。机床总体

2、设计布局为横、纵床身呈正T字形分体结构，立柱为龙门框架型正挂箱，具有良好的刚性，受力均匀，热平衡性好，精度稳定。导轨副均为直线滚动导轨，刚性强，移动灵活轻便、无爬行。主运动采用交流主轴电机驱动，实现无级调速，经两挡齿轮机械变速机构，增大主轴扭矩；主轴配有进口主轴轴承，主轴转速高，并有冷却循环系统，控制主轴温升。数控系统采用德国西门子公司SINUMERIK 840D，主要技术参数见表7.1。,表7.1 技术参数,续表,7.1.2 加工中心的操作面板、控制面板及软件功能,图7.1为德国西门子公司的SINUMER IK840D操作面板OP031和机床控制面板。各符号解释见表7.2。,图7.1 操作面

3、板,表7.2 操作面板上各符号的解释,1CRT/MDI面板上按键功能说明(表7.3) 表7.3 CRT/MDI面板上按键功能,续表,2机床操作面板按钮功能说明 机床操作面板按钮示意图如图7.2所示。,图7.2 机床操作面板,（1）紧急处理控制 使用红色急停按钮，可以在紧急状态(危及人身安全或可能损害工件和机床)时使用此按钮，机床以最大可能的制动力矩，使所有传动器在控制之中停下来。 (2) 操作方式选择与加工功能(表7.4) 表7.4 操作方式选择与加工功能,进给速度控制 进给速度控制各功能见表7.5。 表7.5 进给速度控制功能,（4）主轴控制 主轴控制功能见表7.6。 表7.6 主轴控制功能

4、,7.1.3 编程指令概述,SIEMENS数控系统也有两大类指令代码：G代码(见表7.7)和M代码(可参考第2、3章)，分别为准备功能代码和辅助功能代码。此外，SIEMENS数控系统系列中还采用了许多由字符直接组成的指令代码(见表7.8)，这些代码较为直接地反映了它的功能，使程序编写语言化，提高了使用的灵活性。,7.3 加工中心的加工过程监控 7.3.1 工件加工质量的控制 工件加工质量的好坏与加工用量、加工工艺、夹具、机床的精度和刚度以及程序编制中的误差等多种因素有关。在零件加工过程中，要具体分析各个因素的影响，合理调整各参数，才能够使加工后的零件达到理想的精度。 1对刀点的确定 对刀点就是

5、加工零件时，刀具相对于工件运动的起点。因为程序也是从这一点开始执行的，所以对刀点也叫做程序起点或起刀点。选定对刀点的原则是。 (1) 应便于数学处理和简化程序编制。 (2) 在机床上容易找正。 (3) 加工过程中便于检查。 (4) 引起的加工误差要小。 对刀点既可以设在被加工零件上，又可以设在夹具上，但必须与零件的定位基准有一定的坐标尺寸联系，这样才能确定机床坐标系与零件坐标系的相互关系。为了提高零件的加工精度，对刀点应尽量选择在零件的设计基准或工艺基准上。如以孔定位的零件，就可以选择孔的中心作为对刀点。对刀点不仅是程序的起点，而且往往也是程序的终点。因此在批量生产中，需要考虑对刀的重复精度。

6、通常在绝对坐标系统的数控机床上可由对刀点距机床原点的坐标值(Xo、Yo)来校核，在相对坐标系统的机床上，则需要人工检查对刀的重复精度。,表7.7 840D准备功能代码,表7.8 840D代码功能,7.2 加工中心的基本操作,7.2.1 加工中心的手动操作 7.2.2 程序输入与编辑 7.2.3 建立工件坐标系、对刀及刀具补偿 7.2.4 加工中心刀具装夹 7.2.5 工件的定位与装夹 7.2.6 图形模拟功能和空运行 7.2.7 首件试切,7.2.1 加工中心的手动操作 手动控制方式有JOG和MDA两种方式。 1手动控制JOG方式(表7.9),表7.9 手动控制JOG方式,2手动控制MDA方式

7、 将操作方式置于MDA方式(表7.10)，通过执行一个程序或几个程序段来对机床进行控制，这些程序段是用控制面板输入的，在输入的程序段执行完后，它们将被自动删除。 表7.10 手动控制MDA方式,7.2.2 程序输入与编辑 1程序输入 程序可用键盘或用操作者提示输入。当输入程序时，可交替使用键盘和操作者提示两种方法。 (1) 用键盘输入程序 键盘用于一个字节一个字节的输入，操作步骤如下。 选择下列操作方式之一：预设/点动/自动/增量进给/返回参考点。 按下软键。 按下软键EDIT，输入程序段的每一个字(包括程序号和程序段结束符)都必须用输入键盘结束。 (2) 操作者提示输入程序：按下软键PROM

8、PTING调用操作者提示功能，通过菜单输入程序，可节省时间，减少输入错误。,2程序编辑 使用编辑键可插入、修改、删除字和插入、删除程序段，编辑修改存储到程序存储器中的任何加工程序。用光标键将光标移到要编辑位置的前面，便可进行编辑修改。操作步骤如下。 (1) 选择下列操作方式之一：预设/点动/自动/增量进给/返回参考点。 (2) 按下软键PART PROGR。 (3) 按下软键SELECT PROGRAM，将光标移至要编辑修改的位置，便可进行编辑修改。 (4) 输入程序段的每一个字(包括程序号和程序段结束符)都必须用输入键盘结束。 插入字：输入地址和数值，再按输入键存入。 修改字：输入地址和新数

9、值，再按修改键即可。 删除字：输入将要删除的字的地址，再按删除键即可。 插入程序段：输入插入的程序段，新输入程序段的每一个字都必须用输入键 结束。 删除程序段：将光标移至要删除的程序段前面，输入程序段号，按下删除键即可。若要删除没有程序段号的程序段时，则输入 再按删除键。,7.2.3 建立工件坐标系、对刀及刀具补偿,建立工件坐标系、对刀与数控铣床相同，参见第5章。 在编程中所得到的刀具运动路径都是指刀具中心的运动路径。若仅限于用这些指令编制加工某尺寸要求的外形或内腔的程序，则由于所使用刀具的直径和长度不同将会写出不同的程序，更麻烦的是一旦刀具磨损了又必须修改程序。显然这种方法太复杂，是不可 取

10、的。 刀具补偿功能可解决这类问题。有了这种功能，编程时不需要考虑刀具的具体尺寸，可以直接根据图纸中工件的尺寸进行编程，只要在程序中加入有关补偿的指令，并在加工中心系统的“刀具参数设定”页面输入与所使用刀具的尺寸有关的数据，那么程序在执行到该指令时刀具中心的运动路径会自动根据所给定的数据做相应的修正，以保证用不同尺寸的刀具加工出相同尺寸的工件。,1零点偏置 所谓零点偏置，指在回机床参考点后，实际值存储器以及显示的机床坐标值均以机床零点为基准，而工件的加工程序则以编程零点(也叫工件零点)为基准。工件零点相对于机床零点的偏移量称为零点偏置值。对一种零件程序的编制，首先要根据零件上标注的尺寸基准合理地

11、选择其编程零点。零件程序编辑后，将工件安装在工作台的合适位置上，先将机床3轴回零，然后手动操作工作台，使刀具在X、Y、Z 3个坐标上与工件编程零点位置重合，记下这3个数值，然后执行以下步骤：设置“零点偏置”。按机床控制面板上的参数操作区域键 和零点偏移 ， “可设定零点偏置”键，将光标移动到G54G59中的一个偏置代码上(此代码必须与程序中的代码一致)，输入上述记录的X、Y、Z 3个坐标值，按Enter键确认。,2刀具补偿 刀具半径补偿：一般数控机床的半径补偿只限于在二维平面内进行，故在刀具补偿前需先进行平面选择，刀具在所选择的平面G17到G19平面中带刀具半径补偿功能。刀具必须有相应的D号(

12、寄存器号)才能有效。刀尖半径补偿通过G41/G42生效。控制器自动计算出当前刀具运行所产生的、与编程轮廓等距离的刀具轨迹。 G41为左补偿。沿刀具前进方向看去，刀具在被加工面的左面。 G42为右补偿。沿刀具前进方向看去，刀具在被加工面的右面。 G40为撤销刀具半径补偿。 输入刀补参数的操作步骤如下：按 键，打开刀具补偿窗口，显示所有使用刀具清单，移动光标键，选出所要求的刀具，输入半径补偿值，长度补偿为零。新刀具可以按“新刀具”键设定参数。,7.2.4 加工中心刀具装夹,1主轴准停 主轴准停功能又称为主轴定位功能，即当主轴停止时控制其停于固定的圆周位置，这是自动换刀所必需的功能。在自动换刀的镗铣

13、加工中心上，切削的转矩是通过刀杆的端面键来传递的，这就要求主轴具有准确定位于圆周上特定角度的功能。同时，加工中心中机械手的取刀和向刀库中放刀，也需要准停。准停的操作步骤见表7.11。 表7.11 准停的操作步骤,2刀具装夹 在加工中心的“操作注意事项”中规定：不允许随意用手在刀库或机械手上、下刀具，以免损坏刀库或机械手的卡爪。为此，本系统设置了单独放刀和单独取刀的操作功能，以便于在加工操作中的使用。 例：某加工中心刀库中缺少3号刀具(圆头铣刀)，请把3号刀具装入刀库。具体操作步骤见表7.12。 表7.12 操作步骤,其中操作序号2中把刀柄送入主轴锥孔中，操作过程为：左手握住刀柄放到主轴孔内，右

14、手压住位于主轴头上方的松刀按钮不放，此时松刀气缸动作，顶住碟形弹簧，左手把刀柄插入。待左手把刀柄插入后才可松开右手，右手离开按钮后，用左手试着摇动手柄，以检查是否已经夹紧。确认刀柄已经夹紧后，左手才能离开刀柄。 若要把前述的3号刀具从刀库中取出，操作步骤见表7.13。 表7.13 操作步骤,7.2.5 工件的定位与装夹 1. 选择定位基准 在确定工艺方案时，合理地选择定位基准对保证加工中心加工精度、提高加工中心效率有着决定性的意义。 同普通机床一样，在加工中心上加工时，零件的装夹仍遵守6点定位原则。在选择定位基准时，要全面考虑各个工位的加工情况，达到以下3个目的。 (1) 所选基准应能保证工件

15、定位准确，装卸方便、迅速，夹压可靠，且夹具结构 简单。 (2) 所选定的基准与各加工部位的各个尺寸计算要简单。 (3) 保证各项加工精度。 在具体确定工件的定位基准时，应遵循以下原则。 (1) 尽量选择工件上的设计基准作为定位基准。这样可以避免因基准不重合而引起的定位误差，保证加工精度。 (2) 在制定零件的加工方案时，加工中心上使用的各个定位基准应在前面的普通机床或加工中心工序中加工完成，这样容易保证各个工位加工表面相互之间的精度关系。 (3) 一次安装尽可能多地完成各部位的加工，避免多次安装带来的误差。如箱体加工，最好采用一面两销的定位方式，以方便刀具对其他表面进行加工。 (4) 一般将在

16、加工中心上完成的工序安排在最后，这样可以避免精加工后的工件再经过多次非重要的尺寸加工，多次周转，造成零件变形、磕碰划伤。 (5) 当工件的定位基准与设计基准难以重合时，应认真分析装配图纸，确定该工件基准的设计功能，通过尺寸键的计算，严格规定定位基准与设计基准间的公差范围，确保加工精度。 (6) 对于带有自动测量功能的加工中心，可在工艺中安排坐标系测量检查工步，即每个零件加工前，由程序自动控制用探头检测设计基准，系统自动计算并修正坐标系，从而确保各加工部位与设计基准间的几何关系。 (7) 工件坐标系的原点即“编程原点”与工件定位基准不一定非要重合，但两者之间需要有确定的几何关系。工件坐标系原点的

17、选择主要考虑便于编程和测量，对于各项尺寸精度要求较高的零件，确定定位基准时，应考虑坐标原点能否通过定位基准得到准确的测量，同时兼顾测量方法。,2. 选择夹具 在加工中心上加工的零件一般都比较复杂，零件在一次装夹中，既要粗铣、粗镗，又要精铣、精镗，需要多种多样的刀具，这就要求夹具既能承受大的切削力，又能满足定位精度要求。加工中心的高柔性要求其夹具比普通机床结构更紧凑、简单，夹紧动作更迅速、准确，尽量减少辅助时间，操作更方便、省力、安全，而且要保证足够的刚性，能灵活多变。根据加工中心机床的特点和加工需要，目前常用的夹具类型有专用夹具、组合夹具、可调夹具和成组夹具。一般的选择顺序是单件生产中尽量用虎

18、钳、压板螺钉等通用夹具，批量生产时优先考虑组合夹具，其次考虑可调夹具，最后选用专用夹具和成组夹具。在选择时要综合考虑各种因素，选择最经济、最合理的夹具形式。 在设计、组装加工中心使用的夹具时，要注意以下几点。 (1) 为了简化定位和安装，夹具的每个定位面相对加工中心的机床原点，都应有精确的坐标尺寸。 (2) 为保证零件安装方位与编程中所选定的工件坐标系及机床坐标系方向的一致性，夹具应能保证在机床上实现定向安装。加工中心工作台面上有基准T形槽、转台中心定位孔、工作台侧面基准等，在设计和组装夹具时，要充分利用这些条件。 (3) 经短时间的拆装，能改成适合新工件使用的夹具。由于加工中心的辅助时间已压

19、缩得很短，配套夹具的装卸不能占用太多时间，设计夹具时应考虑工件尺寸测量基准、工件坐标系测量基准等。 (4) 夹具应具有尽可能少的元件数和较高的刚度。 (5) 为保持工件在本次定位装夹中所有需要完成的待加工面充分暴露在外，夹具要尽量敞开，夹紧元件的空间位置能低则低，必须给刀具运动轨迹留有空间。安装夹具不能和各工序刀具轨迹发生干涉。例如，使用端铣刀加工零件时，在进刀轨迹和出刀轨迹处不能和夹具的压紧螺栓及压板发生干涉。由于钻夹头和镗刀杆等很容易与夹具发生干涉，因此有些箱体零件利用内部空间来安排夹紧装置。 (6) 考虑机床主轴与工作台面之间的最小距离和刀具的装夹长度，夹具应确保在主轴的行程范围内能使工

20、件的加工内容全部完成。当在工作台上直接装夹比较薄的工件，而所用的刀具又比较短时，应事先核对刀具轴向的相关尺寸。 (7) 由于交换工作台有移动、上托、下沉和旋转等动作，因此夹具设计时须防止夹具与机床的空间干涉。 (8) 有些时候夹具上的定位块是安装工件时使用的，在加工过程中，为满足前后左右各个工位的加工，防止干涉，工件夹紧后即可拆去。对此，要考虑拆除定位元件后，工件定位精度的保持问题。 (9) 尽量不要在加工中途更换夹紧点。当非要更换夹紧点时，要特别注意不能因更换夹紧点而破坏定位精度，必要时应在工艺文件中注明。 (10) 夹具底面与工作台面接触时，夹具的底面平面度必须保证在0.01mm0.02m

21、m以内，表面粗糙度不大于Ra3.2m。,3. 零件的夹紧与安装 使用刚度较高的机床进行加工时，如果加工的工件及其夹具没有足够的刚性，也会出现自激振动或尺寸偏差，因此，在考虑夹紧方案时，应注意工件的稳定性。不合理的装夹也有同样的后果，它会在装夹过程中使刚性不好的工件发生变形。 在考虑夹紧方案时，夹紧力应力求靠近主要支撑点，或在支撑点所组成的三角形内，并靠近切削部位及刚性好的地方，尽量不要在被加工孔的上方，同时考虑各个夹压部件不要与加工部位和刀具发生干涉。 夹具在机床上的安装误差和工件在夹具上的定位、安装误差将对加工精度产生直接影响。如果编程原点不是根据工件本身，而是按夹具的基准来测量，则在编制工

22、艺文件时，应根据零件的加工精度对装夹提出特殊要求。夹具上工件定位面的任何磨损以及任何污秽都会引起加工误差，因此，操作者在装夹工件时一定要将定位面擦干净，并按工艺文件上的要求找正定位面，使其在一定的精度范围内。 夹具必须保证最小的夹紧变形，压板的夹紧点要尽量接近支撑点，避免将夹紧力加在零件无支撑的区域。如采用这些措施后仍不能控制零件变形，只能将粗、精加工工序分开，或者粗加工程序应考虑粗加工过程，在粗加工后编一个停止指令操作者松开压板，使零件消除变形后，再继续进行精加工。 4. 确定零件在机床工作台上的最佳位置 在卧式加工中心上加工零件时，由于要进行多工位加工，就要考虑零件(包括夹具)在机床工作台

23、上的最佳位置，该位置是在技术准备过程中通过机床行程，考虑各种干涉情况，优化匹配各部位刀具长度而确定的。如果考虑不周，将会造成机床超程、更换刀具、重新试切而浪费工时，影响加工精度，也增大出现废品的可能性。 加工中心具有的自动换刀功能决定了其最大的弱点是刀具悬臂式加工，在加工过程中不能设置镗模、支架等。因此在进行多工位零件的加工时，应综合计算各工位的各加工表面到机床主轴端面的距离，以选择最佳的刀具长度，提,7.2.6 图形模拟功能和空运行 1图形模拟 使用模拟功能，可以检查程序是否合理。刀具的运动轨迹可以用图形仿真到CRT屏幕上，在自动加工前，为避免程序错误引起刀具碰撞工件或工作台，或者在加工中心

24、换刀时因换刀点设置不当而发生事故，可进行图形模拟加工，模拟当前编辑的程序块中的刀具轨迹，对整个加工过程进行图形模拟显示，从而检查刀具运行轨迹是否正确。 操作顺序如下。 (1) 在程序操作区选择“模拟”功能键(2) 按机床控制板上的主轴启动键和循环启动键，启动图形模拟，图形模拟提供的软键功能见表7.14。,表7.14 图形模拟软键功能,其操作步骤见表7.15。 表7.15 操作步骤,2空运行 在自动加工前，为避免程序错误引起刀具碰撞工件或工作台，可使用空运行功能，该功能使实际运行时的切削进给(G01、G02、G03等)速度与程序指令值无关，由机床操作面板上的“手动切削进给速度”旋钮人为控制。其操

25、作步骤见表7.16。,表7.16 操作步骤 在空运行时，调整进给速度调修键，在换刀和快速下刀时，降低进给速度，用于防止首件试切时发生事故。,7.2.7 首件试切 1加工程序试运行 虽然可以在程序编制时采用各种方法对加工程序进行检查，现在很多CAM软件也具有强大的加工仿真功能。但这些检查工作都不是实际的加工状态，也不能反映实际的加工情况，如刀具轨迹在机床中是否存在干涉、机床的动作是否正确、切削用量是否合理等。因此，加工程序就应进一步在机床上进行试运行检查。 加工程序的试运行是指执行加工程序，但不切削工件，以检查程序是否符合数控系统的要求，在执行过程当中检查刀具轨迹、机床动作是否正确、使用的工装是

26、否合理等。 加工程序试运行的一般步骤如下。 (1) 装夹、找正工件。 (2) 按照程序及工艺文件的要求，将刀具对号装入刀库。 (3) 对刀、输入工件坐标系及刀具补偿值等参数。 (4) 沿+Z向上平移工件坐标系到安全高度。 (5) 将切削进给速度调至低挡。 (6) 启动机床。 (7) 逐步提高切削进给速度，观察刀具运动和机床动作是否正确。,2工件试切 工件试切是指在程序试运行后对第1件工件(试件)进行正式加工。试切的目的有以下3个。 (1) 检查程序数据是否正确，切削用量是否合理，加工精度是否能得到保证。 (2) 检查工艺规程编制是否合理，加工变形是否能得到控制。 (3) 检查使用的工装是否满足

27、加工要求。 试切的材料原则上应与工件材料相同，但在这些特殊情况下允许用其他材料(如木材、可切削性塑料等)来代替，如价格昂贵的工件。 试切时，学生应在教师的指导下进行操作，试切一般按以下步骤进行。 (1) 完成加工程序的试运行。 (2) 在+Z方向留适当的加工余量，如0.5mm。 (3) 将切削进给速度和快速进给速度调至低挡。 (4) 启动机床。 (5) 观察加工情况，重点注意以下几个方面：正在执行的程序、正在执行的程序段、下一个将要执行的程序段及正在执行的程序段的坐标值及剩余移动距离。 (6) 程序执行完后，检查加工尺寸及所留余量是否正确，如有必要，修改程序或加工参数。 (7) 平移工件坐标系

28、，使加工余量为零。 (8) 启动机床，再一次运行程序。,7.3 加工中心的加工过程监控,7.3.1 工件加工质量的控制. 7.3.2 加工的中断控制及恢复,7.3.1 工件加工质量的控制,工件加工质量的好坏与加工用量、加工工艺、夹具、机床的精度和刚度以及程序编制中的误差等多种因素有关。在零件加工过程中，要具体分析各个因素的影响，合理调整各参数，才能够使加工后的零件达到理想的精度。 1对刀点的确定 对刀点就是加工零件时，刀具相对于工件运动的起点。因为程序也是从这一点开始执行的，所以对刀点也叫做程序起点或起刀点。选定对刀点的原则是。 (1) 应便于数学处理和简化程序编制。 (2) 在机床上容易找正

29、。 (3) 加工过程中便于检查。 (4) 引起的加工误差要小。 对刀点既可以设在被加工零件上，又可以设在夹具上，但必须与零件的定位基准有一定的坐标尺寸联系，这样才能确定机床坐标系与零件坐标系的相互关系。为了提高零件的加工精度，对刀点应尽量选择在零件的设计基准或工艺基准上。如以孔定位的零件，就可以选择孔的中心作为对刀点。对刀点不仅是程序的起点，而且往往也是程序的终点。因此在批量生产中，需要考虑对刀的重复精度。通常在绝对坐标系统的数控机床上可由对刀点距机床原点的坐标值(Xo、Yo)来校核，在相对坐标系统的机床上，则需要人工检查对刀的重复精度。,2加工路线的确定 加工路线，也就是走刀路线，是指加工过

30、程中刀具(严格说是刀位点)相对于被加工零件的运动轨迹。编程时确定加工路线的原则主要有以下几点。 (1) 应使被加工零件获得良好的加工精度和表面质量(如粗糙度)。 (2) 使数值计算容易，以减少编程工作量。 (3) 尽量使走刀路线最短，这样既能使程序段数减少，又减少了空刀时间。 在数控铣床上加工零件时，为了减少接刀的痕迹，保证轮廓表面的质量，对刀具切入和切出程序段应仔细设计。如在铣削平面零件时，铣刀的切入和切出点应沿零件的周边外延，以保证零件轮廓光滑。如果铣刀沿法向直接切入零件，就会在零件外形上留下明显的刀痕。再如，铣削加工中顺铣和逆铣得到的表面粗糙度是不同的。在精铣时，应尽量采用倾斜铣，以利于

31、提高零件的表面质量。 为了提高零件的加工精度，可采用多次走刀方法，这能控制变形误差。在轮廓加工时应避免进给停顿。因为在加工过程中，工件刀具夹具机床工艺系统是平衡在弹性变形的状态下，进给停顿之后，切削力明显减小，系统平衡状态改变，刀具就很有可能在工件表面留下凹疾。,3选择切削刀具 刀具选择是数控加工工艺中的重要内容之一，对成本昂贵的加工中心更要强调选用高效刀具，充分发挥机床的效率，降低加工成本，提高加工效率。 与普通机床加工方法相比，数控加工中心对刀具提出了更高的要求，不仅要求刚性好、精度高，而且要尺寸稳定、耐用度高，同时要安装调整方便，这就需要选用新型高速钢和超细粒度硬质合金等优质材料制造数控

32、加工刀具。在加工中对刀具的精度要求应注意以下几个方面。 (1) 准确调整刀刃相对于主轴的一个固定点的轴向位置。 (2) 准确调整刀刃相对于主轴轴线的径向位置，即刀具必须能够以快速简单的方法准确地预调到一个固定的几何尺寸。 (3) 通过尽可能短的结构长度，或尽可能短的夹持，来提高刀具刚性。 (4) 采取措施保持刀杆和装刀孔的清洁。 (5) 在同一把刀具多次装入装刀孔时，刀刃位置重复不变。 (6) 尽可能通过槽键式形状连接且不影响传动方式，进行完善的扭矩传递。 (7) 装刀孔必须能够允许通过适当的拉紧和推进，完成快速更换刀具。 总之，配备完善的、先进的刀具系统，是用好加工中心的重要一环。,4加工用

33、量的确定 加工用量，即切削用量，包括切削深度(或宽度)、主轴转速、进给速度等。具体来说，在进行深度切削时，在机床、夹具、工件和刀具刚度允许的条件下，最好采用大的深度切削。 根据允许的切削速度v(m/min)选取主轴转速n(r/min)： n=1000v/D 式中：D刀具的直径(mm)。 对于加工中心来说，为了提高效率，一般选择速度上限。 进给速度(进给量)F(mm/min)通常是根据零件的加工精度和表面粗糙度的要求，以及刀具和工件材料进行选择。当加工精度要求高时，进给量应选小一些，常在(2050)mm/min范围内选取。最大进给量受机床伺服系统的限制，并与脉冲当量有关。各个参数的具体数值应根据

34、机床使用手册、切削手册并结合实践经验确定。 5程序编制中的误差 编程数控机床突出的特点之一是：零件的加工精度不仅是在加工过程中形成，而且在加工前的阶段就开始形成。编程阶段的误差是不可避免的，这是由程序控制的原理本身决定的。在编程阶段，零件图纸上的信息要转换成机床可以接收的代码，这中间就将产生近似计算误差、插补误差、尺寸圆整误差。近似计算误差较小，一般可忽略；减少插补误差最简单的方法是密化插补点，但这不仅会增加程序段数量，而且也增加计算、编程的工作量；尺寸圆整误差与机床的脉冲当量有关，一般尺寸圆整误差不超过脉冲当量的一半。,7.3.2 加工的中断控制及恢复 在自动加工过程中，由于某些原因或者参数

35、选择不当需要中途停止正在加工的零件程序，待处理完后继续原来的加工，此过程叫做中断和恢复。程序中断后，可用手动方式从加工轮廓退出刀具，控制器将中断点坐标保存，并能显示离开轮廓的坐标值。 本系统中断控制及恢复的操作步骤见表7.17。,表7.17 操作步骤,7.4 典型零件加工实例,7.4.1 实例1 7.4.2 实例2,7.4.1 实例1 平面凸轮零件图如图7.3所示，完成凸轮轮廓、4个13孔的粗加工，编写其加工 图7.3 平面凸轮,1图样分析 由图7.3可以看出凸轮曲线分别由几段圆弧组成，精度要求一般，表面粗糙度均为Ra0.8。 2工艺分析 加工前应将毛坯上、下表面加工平整，并加工30mm的孔。

36、选用直径为18mm的整体硬质合金立铣刀加工轮廓，选用直径为3mm的中心钻打窝定中心，再用直径为12.5mm的钻头钻孔。该凸轮轮廓是由多段圆弧组成，各段圆弧的圆心、起点、终点坐标见表7.18。,表7.18 凸轮数据处理表,3装夹定位 内孔为设计基准，除轮廓外均已加工。故取内孔和一个端面为主要定位面，在端面上用螺母垫圈压紧。因为孔是设计和定位的基准，所以对刀点选在孔中心线与端面的交点上，这样很容易确定刀具中心与零件的相对位置。 4程序编制 凸轮加工程序采用SIEMENS数控系统编写格式，主、子程序结构。 TULUN (程序名) N00 G92 X0 Y0 Z50.0；确定工件坐标系 N10 G54

37、； T1号刀零偏 N20 M06 T1 D1； 换1号刀具立铣刀 N30 S1000 M03； 主轴正转 N40 G00 X-63.8 Y20.0 Z2.0； 快速定位 N50 Y-10.0 G41； 加左刀补 N60 G01 Y0 Z-15.0 F80； 直线插补，接近A点 N70 G02 X63.016 Y7.97 CR=63.8； 顺圆弧插补，加工AI段 N80 G03 X-55.617 Y25.054 CR=175.0；逆圆弧插补，加工IH段 N90 G02 X14.79 Y57.18 CR=61.0； 顺圆弧插补，加工HG段 N100 G02 X44.79 Y17.60 CR=46.

38、0； 顺圆弧插补，加工GF段 N110 G03 X63.72 Y0.026 CR=21.0； 逆圆弧插补，加工FE段 N120 G02 X63.999 Y0.3 CR=0.3；顺圆弧插补，加工ED段 N130 G02 X-5.527 Y-63.761 CR=64.0；顺圆弧插补，加工DC段 N140 G03 X7.962 Y63.017 CR=175.0； 逆圆弧插补，加工CB段 N150 G02 X-63.8 Y0 CR=63.8； 顺圆弧插补，加工BA段 N160 G40 G00 Z30.0； 取消刀补，升到安全高度 N170 M06 T2； 换2号刀具中心钻 N180 G55； T2号刀

39、零偏 N190 S800 M03； 主轴正转,N200 G00 X30.5 Y0 Z2.0； 快速定位 N210 L10 CALL；调用L10子程序 N220 MIRROR Y0； Y轴方向镜像 N230 L10 CALL； N240 G00 X0 Y30.5 Z2.0； N250 L10 CALL； N260 MIRROR X0； X轴方向镜像 N270 L10 CALL； N280 MIRROR；取消镜像 N290 G40 G00 Z30.0； N300 M06 T3； N310 G56； N320 S600 M03； N330 G00 X30.5 Y0 Z2.0； N400 L11 CA

40、LL； N410 MIRROR Y0； N420 L11 CALL； N430 G00 X0 Y30.5 Z2.0； N440 L11 CALL； N450 MIRROR X0； N460 L11 CALL； N470 MIRROR； N480 G40 G00 Z30.0； N490 M05； N500 M02； L10 L10子程序，打窝 G01 Z-3.0 F50 Z2.0 RET 子程序结束 L11 L11子程序，钻孔 G01 Z-15.0 F50 Z2.0 RET,7.4.2 实例2 在加工中心上铣削如图7.3所示的零件轮廓、型腔及钻孔4-8。 1图样分析 根据图样8080外形公差为0

41、.03；深度为100.03，槽形状尺寸为，深度为50.03。表面粗糙度均为Ra3.2。 2工艺分析 根据图样分析所选机床能够满足精度要求，分粗、精两次加工。具体工艺见表3.7。 3装夹定位 根据批量生产要求及零件的设计基准情况，采用平口钳装夹工件，工件上表面的中心点作为工件坐标系原点，用寻边仪找正其中心点。以工件上表面进行对刀。,4编写加工程序 为了方便程序的调整，以及使程序层次清晰，本程序在编写时，使用了子程序，然后用一个主程序将各个子程序按照加工顺序逐个串接起来，就形成了一个完整的程序。 (1) 工艺分析 上加工中心前先将工件两端面加工平整，达到尺寸40的要求。 用8立铣刀铣工件外轮廓R4

42、0，达到图纸要求。 用6立铣刀铣工件4425型腔，深为8，达到图纸要求，圆角R3靠刀具保证； 用8钻头钻4-8孔。 (2) 刀具尺寸及刀号,(3) 加工程序 N10 G92 X0 Y0 Z0； 确定工件坐标系 N20 G54； T1号刀具零偏 N30 M6 T1 D1；换1号刀具 N40 S1000 M03；主轴正转 N50 G00 X-10 Y-10 Z2；快速定位 N60 G01 Z-4 F60 G41； 加左刀补 N70 G01 Y26 F100；铣外轮廓 N80 X30 N90 G03 X40 Y36 R10 F80 N100 G01 X93 N105 G02 X120 Y93 R40

43、 F80 N110 Y36 N120 G03 X130 Y26 R=10 N130 G01 X160 N140 Y0 N145 X0 N160 G40 N170 G00 Z30 N180 M06 T2 D1 N190 G55 N270 G90 G01 Z6 N280 G00 X61 Y18 N290 G01 Z-5 F35 N300 G91 X38 F75 N310 Y5 N320 X-38 N330 Y5,N340 X38 N350 Y5 N360 X-38 N370 Y5 N380 X38 N410 G90 X99 Y37 N420 X80 N430 Y50 N450 G00 Z30 N4

44、60 M06 T3 D1 N470 G56 N480 S600 M03 N490 G00 X80 Y63 Z2 N500 G01 Z-8 F30 N510 Z2 N520 G00 X110 Y93 N530 G01 Z-8 F30 N540 Z2 N550 G00 X80 Y123 N560 G01 Z-8 F30 N570 Z2 N580 G00 X50 Y93 Z30 N590 Z2 N600 G00 X0 Y0 Z30,7.5 实训练习题 1. 试编写如图7.4所示工件的加工程序。 图7.4 第1题图,2. 试编写如图7.5所示工件的钻孔加工程序，钻孔时快进行程30mm，工进行程20mm，起始点在A点。 图7.5 第2题图,3. 如图7.6所示零件，毛坯已经经过粗加工，要求在加工中心上加工轮廓、钻8孔、20孔。要求编制加工程序，设定刀具参数，自动加工操作。 图7.6 第3题图 4. 在SINUMERIK 840D数控加工中心上编写图4.28的加工程序并加工。 5. 在SINUMERIK 840D数控加工中心上编写图4.29的加工程序并加工。,