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1、任务二 数控铣削加工入门 及面板操作,技能目标,STEP 1,STEP 2,STEP 3,STEP 4,知识准备,任务实施,拓展训练,数控铣削加工入门及面板操作,知识准备,关机 测量工件尺寸 自动加工 试切 输入和调试加工程序 设置刀具补偿值 设定工件坐标系(对刀) 安装刀具 安装工件毛坯 返回机床参考点 复位 开机上电,数控铣床的基本操作步骤如下:,任务实施,常用刀具的种类和功用,常用夹具的种类和功用,常用量具的种类和功用,机床面板的操作,面板各键说明,一、数控铣床结构、技术参数及功能 数控铣床结构 数控铣床一般由数控系统、主传动系统、进给伺服系统、冷却润滑系统等几大部分组成。 主要技术参数
2、及功能 YHM850数控铣床主要技术参数及功能如下:,二、常用刀具的种类和功用 刀柄 数控铣床和加工中心使用的刀具通过刀柄与主轴相连,刀柄通过拉钉和主轴内的拉刀装置固定在轴上,由刀柄夹持传递速度、扭矩。数控铣床刀柄一般采用7:24锥面与主轴锥孔配合定位,这种锥柄不自锁,换刀方便,与直柄相比有较高的定心精度和刚度。为了保证刀柄与主轴的配合与连接,刀柄与拉钉的结构和尺寸均已标准化和系列化。刀具柄部的型式和尺寸代号,见表1-1。,表1-1 刀具柄部的型式和尺寸代号,(1)刀柄的作用 数控铣床使用的刀具通过刀柄与主轴相连,刀柄通过拉钉和主轴内的拉刀装置固定在主轴上,由刀柄夹持传递速度、扭矩,如图所示。
3、刀柄的强度、刚性、耐磨性、制造精度以及夹紧力等对加工有直接的影响。,(2)刀柄的分类 按刀柄的结构 整体式刀柄 这种刀柄直接夹住刀具,刚性好,但需针对不同的刀具分别配备,其规 格、品种繁多,给管理和生产带来不便。 模块式刀柄 模块式刀柄比整体式多出中间连接部分,装配不同刀具时更换连接部分 即可,克服了整体式刀柄的缺点,但对连接精度、刚性、强度等都有很高 的要求。,整体式,模块式,按刀柄与主轴连接方式分 一面约束 刀柄以锥面与主轴孔配合,端面有 2mm 左右间隙,此种连接方式刚性较差。 二面约束 刀柄以锥面及端面与主轴孔配合,在高速、高精加工时,二面限位才能确保可靠。,两面约束,一面约束,按刀具
4、夹紧方式,弹簧夹头刀柄 使用较多。采用 ER 型卡簧,适用于夹持 16mm 以下直径的铣刀进行铣削加工;若采用 KM 型卡簧,则称为强力夹头刀柄,可以提供较大夹紧力,适用于夹持 16mm 以上直径的铣刀进行强力铣削。 侧固式刀柄 采用侧向夹紧,适用于切削力大的加工,但一种尺寸的刀具需对应配备一种刀柄,规格较多。,(a)弹簧夹头刀柄 (b)侧固式刀柄,液压夹紧式刀柄 采用液压夹紧,可提供较大夹紧力。 冷缩夹紧式刀柄 装刀时加热孔,靠冷却夹紧,使刀具和刀柄合二为一,在不经常换刀的场合使用。,(c)液压夹紧式刀柄 (d)冷缩夹紧式刀柄,按允许转速 低速刀柄 指用于主轴转速在 8000 r/min 以
5、下的刀柄。 高速刀柄 高速刀柄用于主轴转速在 8000 r/min 以上的高速加工,其上有平衡调整环,必须经动平衡。,(a)低速刀柄 (b)高速刀柄,按所夹持的刀具 圆柱铣刀刀柄 用于夹持圆柱铣刀。 面铣刀刀柄 用于与面铣刀盘配套使用。 锥柄钻头刀柄 用于夹持莫氏锥度刀杆的钻头、铰刀等,带有扁尾槽及装卸槽。,(a)圆柱铣刀刀柄 (b)面铣刀刀柄 (c)锥柄钻头刀柄,直柄钻头刀柄 用于装夹直径在 13mm 以下的中心钻、直柄麻花钻等。 镗刀刀柄 用于各种尺寸孔的镗削加工,有单刃、双刃以及重切削等类型。 丝锥刀柄 用于自动攻丝时装夹丝锥,一般具有切削力限制功能。,(d)直柄钻头刀柄 (e)镗刀刀柄
6、 (f)丝锥刀柄,其它刀柄 有些场合,通用的刀柄和刃具系统不能满足加工要求,为进一步提高效率和满足特殊要求,而开发的多种特殊刀柄,如下: 增速刀柄 现在的增速头能够支持换刀机械手,日本公司的NXSE型增速头,在主轴4000r/min时,刀具转数可在0.8s内达到20000r/min。当加工所需的转速超过了机床主轴的最高转速时,可以采用这种刀柄将刀具转速增大 4-5 倍,扩大机床的加工范围。 内冷却刀柄 加工深孔时最好的冷却办法是切削液直接浇在切削部位,但这是不易达到的,尤其在卧式加工中心上。针对这种情况,国内、外研制了内部通切割液的麻花钻及扩孔钻。其配以专用的冷却油供给系统,工作时,高压切削液
7、通过刀具芯部从钻头两个后面浇注至切削部位,起到冷却润滑的作用,并把切屑排出。,为了改善切削液的冷却效果,特别是在孔加工时,采用这种刀柄可以将切削液从刀具中心喷入到切削区域,极大地提高了冷却效果,并有利排屑。使用这种刀柄要求机床具有相应的中心冷却功能。,(a)增速刀柄 (b)内冷却刀柄,转角刀柄 配备转角刀柄可以在加工上一定程度替代五面加工中心,以最少的花费达到相近的效果。除了使用回转工作台进行五面加工以外,还可以采用角度刀柄实现立、卧转换,达到同样的目的。转角一般有 30 、 45 、 60 、 90 等。 多轴刀柄 多轴刀柄能同时加工多个孔,多轴及增速刀柄的混合应用就成为多轴增速刀柄。当同一
8、方向的加工内容较多时,如位置相近的孔系,采用多轴刀柄可以有效地提高加工效率。,(c)转角刀柄 (d)多轴刀柄,(3)常用刀柄使用方法 数控铣床各种刀柄均有相应的使用说明,在使用时可仔细阅读。这里仅以最为常见的弹簧夹头刀柄举例说明: 将刀柄放入卸刀座并锁紧; 根据刀具直径选取合适的卡簧,清洁工作表面; 将卡簧装入锁紧螺母内; 将铣刀装入卡簧孔内,并根据加工深度控制刀具悬伸长度; 用扳手将锁紧螺母锁紧; 检查,将刀柄装上主轴;,常用的刀柄和筒夹,如图1-6所示, 常用拉钉,如图1-7所示。,图1-6刀柄和筒夹 图1-7 拉钉,相同标准及规格的加工中心用刀柄也可以在数控铣床上使用,其主要区别是数控铣
9、床所用的刀柄上没有供换刀机械手夹持的环形槽。,数控铣削刀具的分类 按制造铣刀所用的材料可分为 (1)高速钢刀具; (2)硬质合金刀具; (3)金刚石刀具; (4)其他材料刀具,如立方氮化硼刀具、陶瓷刀具等。 按铣刀结构形式不同可分为 (1)整体式:将刀具和刀柄制成一体。 (2)镶嵌式:可分为焊接式和机夹式。 (3)减振式当刀具的工作臂长与直径之比较大时,为了减少刀具的 振动,提高加工精度,多采用此类刀具。 (4)内冷式:切削液通过刀体内部由喷孔喷射到刀具的切削刃部; (5)特殊型式:如复合刀具、可逆攻螺纹刀具等。,按铣刀结构形式不同可分为 (1)面铣刀,面铣刀的圆周表面和端面都有切削刃,端部切
10、削刃为副切削刃。面铣刀多制成套式镶齿结构,刀齿为高速钢或硬质合金,刀体为40Cr。 (2)立铣刀,立铣刀的圆柱表面和端面上都有切削刃,它们可同时进行切削,也可单独进行切削。立铣刀圆柱表面的切削刃为主切削刃,端面上的切削刃为副切削刃。注意,因为立铣刀的端面中间有凹槽,所以不可以做轴向进给。 (3)模具铣刀,模具铣刀由立铣刀发展而成,可分为圆锥形立铣刀、圆柱形球头立铣刀和圆锥形球头立铣刀三种,其柄部有直柄、削平型直柄和莫氏锥柄。它的结构特点是球头或端面上布满切削刃,圆周刃与球头刃圆弧连接,可以作径向和轴向进给。铣刀工作部分用高速钢或硬质合金制造。,(4)键槽铣刀,它有两个刀齿,圆柱面和端面都有切削
11、刃,端面刃延至中心。加工时先轴向进给达到槽深,然后沿键槽方向铣出键槽全长。 (5)鼓形铣刀,他的切削刃分布在半径为R的圆弧面上,端面无切削刃。加工时控制刀具上下位置,相应该面刀刃的切削部位,可以在工件上切出从负到正的不同斜角。R越小,鼓形铣刀所能加工的斜角范围越广。 (6)成形铣刀,切削刃与待加工面形状一致。一般都是为特定的工件或加工内容专门设计制造的。,常见的数控铣削刀具,如图1-8所示。,(a)整体直立铣刀 (b)整体球头刀 (c)可转位直立铣刀,(d) 可转位球头刀 (e)面铣刀,(f) 可转位螺旋立铣刀 (g)可转位侧刃铣刀,在数控铣削加工中,由于加工对象复杂多变,刀具的结构、形式、尺
12、寸也是多种多样的,常用的刀具及典型加工型面,如图1-9所示。,数控铣刀种类和尺寸一般根据加工表面的形状特点和尺寸选择,具体选择见表1-2。,表1-2 铣削加工部位及所使用铣刀的类型,夹具主要用于零件在机床上的定位和夹紧。夹具的选择要 依据具体零件的形状和定位要求确定,数控铣床和加工中心常 用夹具是机用虎钳、压板和组合夹具等。 1、机用虎钳 机用虎钳,如图1-10a)所示,找正钳口,再把工件装夹在平口钳上,这种方式装夹方便,应用广泛,使用于装夹形状规格小的工件。正弦平口钳,如图1-10b)所示,通过钳身上的孔及滑槽来改变角度,可用于斜面零件的装夹。,三、常用夹具的种类和功用,2、用压板装夹 数控
13、铣床工作台面上有数条T形槽,用于安装工件或夹具。在数控铣床上用压板装夹工件,主要有压板、垫铁、T形螺栓及螺母等组成,如图1-11(a)所示。压板形状各异,可适应各种不同形状工件的装夹。原理是杠杆作用,夹紧螺栓和工件的杠杆臂越短,夹持力越大。必要时可增加辅助支承。,使用压板时,压板的一端搭在工件上,另一端搭在垫铁上,垫铁的高度应等于或略高于工件被压紧部位的高度,压板螺栓应尽量靠近工件,这样可增大夹紧力,如图1-11(b)所示。为保证夹紧可靠,压板的数量一般不少于两块。 3、组合夹具 组合夹具是一种标准化、系列化、通用化程度很高的工艺装备,目前在我国的工厂已经得到广泛的应用。组合夹具由一套预先制造
14、的不同形状、不同规格、不同尺寸的标准元件及部件组装而成。 用孔系列组合夹具元件即可快速地组装成机床夹具。该系列元件结构简单,以孔定位,螺栓连接,定位精度高,刚性好,组装方便。法兰盘在孔系组合夹具上装夹,如图1-12所示。,图1-12典型零件在孔系组合夹具上装夹示意图,四、常用量具的种类和功用,数控铣削加工零件的检测,一般常规尺寸仍可使用普通的量具进行测量,如游标卡尺、内径百分表等,而高精度尺寸、空间位置尺寸、复杂轮廓和曲面的检测只有采用三坐标测量仪来测量。,1、游标卡尺 游标卡尺是一种常用量具,如图1-13所示,具有结构简单、使用方便、精度中等和测量的尺寸范围大等特点,它能直接测量工件的外径、
15、内径、长度、宽度、深度和孔距等,应用范围很广。,图1-13 游标卡尺,(1)游标卡尺有三种结构型式 测量范围为0125mm的游标卡尺,制成带有刀口形的上下量爪和带有深度尺的型式。,1-尺身;2-上量爪;3-尺框;4-紧固螺钉;5-深度尺;6-游标;7-下量爪。, 测量范围为0200mm和0300mm的游标卡尺,可制成带有内外测量面的下量爪和带有刀口形的上量爪的型式 。,1一尺身;2一上量爪、3一尺框;4一紧固螺钉;5一微动装置; 6一主尺;7一微动螺母;8一游标;9下量爪, 而测量范围大于300mm的游标卡尺,只制成这种仅带有下量爪的型式。,(2)游标卡尺的组成 具有固定量爪的尺身,尺身上有类
16、似钢尺一样的主尺刻度,主尺上的刻线间距为1mm。主尺的长度决定于游标卡尺的测量范围。 具有活动量爪的尺框,尺框上有游标,游标卡尺的游标读数值可制成为0.1;0.05和0.02mm的三种。 在0125mm的游标卡尺上,还带有测量深度的深度尺,深度尺固定在尺框的背面,能随着尺框在尺身的导向凹槽中移动。测量深度时,应把尺身尾部的端面靠紧在零件的测量基准平面上。 测量范围等于和大于200mm的游标卡尺,带有随尺框作微动调整的微动装置,使用时,先用固定螺钉4把微动装置5固定在尺身上,再转动微动螺母7,活动量爪就能随同尺框3作微量的前进或后退。微动装置的作用,是使游标卡尺在测量时用力均匀,便于调整测量压力,减少测量误差。,(3)游标卡尺的使用方法 量具使用得是否合理,不但影响量具