《劳动出版社《模具制造机械加工技术》-B01-2598模块五 数控铣削加工电子课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《劳动出版社《模具制造机械加工技术》-B01-2598模块五 数控铣削加工电子课件（113页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、模块五 数控铣削加工,课题一 数控铣床基础知识与基本操作 课题二 数控铣削模具型芯 课题三 数控铣削模具型芯,课题一 数控铣床基础知识与基本操作,一、数控铣床基础知识 1数控机床的知识,最早进行数控机床研制的是美国人。1948年美国帕森斯（Parsons）公司在研制加工直升飞机叶片轮廓样板时提出了数控机床的初始设想，1949年与美国麻省理工学院伺服机构实验室一起开始研制，于1952年，成功地研制出世界上第一台数控铣床（电子管式、直线插补和连续控制的三坐标立式数控铣床）。,（1）数控的概念 数控（Numerical Control，数控NC）是以数字化信号对机床运动及加工过程进行控制的一种方法。
2、 目前，数控机床的控制系统基本采用了计算机数控（Computer Numerical Control，简称CNC）系统，它由硬件和软件两部分组成。 （2）数控机床的概念 数控机床是指应用数控技术对加工过程进行控制的机床。,2数控铣床的知识,（1）数控铣床的概念及分类,用于完成铣削加工或镗削加工的数控机床称为数控铣床。,图5-1-1 立式数控铣床,图5-1-2 卧式数控铣床,（2）数控铣床组成 数控铣床一般由机床本体、数控装置、驱动装置、辅助装置等几部分组成，如表5-1-1所示。,（2）数控铣床组成,（3）数控铣床加工特点 数控铣削加工除了具有普通铣床加工的特点外，还有如下特点： 1）零件加工的
3、适应性强、灵活性好，能加工轮廓形状特别复杂或难以控制尺寸的零件，如模具类零件、壳体类零件等。 2）能加工普通机床无法加工或很难加工的零件，如用数学模型描述的复杂曲线零件以及三维空间曲面类零件。 3）能加工一次装夹定位后，需进行多道工序加工的零件。 4）加工精度高、加工质量稳定可靠。 5）生产自动化程序高，可以减轻操作者的劳动强度。有利于生产管理自动化。 6）生产效率高。 7）从切削原理上讲，无论端铣或是周铣都属于断续切削方式，而不像车削那样连续切削，因此对刀具的要求较高，具有良好的抗冲击性、韧性和耐磨性。在干式切削状况下，还要求有良好的红硬性。,（4）应用场合,1）多品种、小批量生产的零件。,
4、2）结构比较复杂的零件。,3）需要频繁改形的零件。,4）价值昂贵，不允许报废的关键零件。,5）设计制造周期短的急需零件。,（5）数控铣床工作过程,图5-1-5 数控铣床工作过程,二、FANUC 0i-MB系统数控铣床面板功能,1FANUC 0i系统的操作面板,图5-1-6 FANUC Oi 系统立式数控铣床操作面板,图5-1-8 屏幕显示画面图,图5-1-9 编辑面板图,图5-1-10 操作面板,2机床控制面板按钮功能介绍,（1）电源开关 1）机床电源开关 一般位于机床的背面，根据生产厂家的不同，也有的在机床侧面。 2）数控系统电源开关 向机床CNC系统供电。,（2）急停键,图5-1-11 急
5、停键,（3）模式选择按键,图5-1-13 屏幕显示画面,表5-1-4 模式选择按键功能表,表5-1-5循环启动执行按键功能,表5-1-6主轴按键功能,表5-1-7 其他按键功能,表5-1-8 用户自定义键功能,三、数控机床的坐标系,1坐标系规定原则,规定原则： （1）标准的机床坐标系是一个右手笛卡尔直角坐标系。 （2）规定：永远假定刀具相对于静止的工件而运动。 （3）正方向规定；使刀具与工件距离增大的方向为运动的正方向。,2坐标轴确定的方法及步骤,图5-1-14 右手笛卡尔直角坐标系,图中大拇指的指向为X轴的正方向，食指的指向为Y轴的正方向，中指的指向为Z轴的正方向。围绕X、Y、Z轴旋转的圆周
6、进给坐标轴分别用A、B、C表示，根据右手螺旋定则确定。,3机床原点、机床坐标系,图5116 立式加工中心机床原点,机床原点，是机床制造商设置在机床上的一个位置，其作用是使机床与控制系统同步，建立测量机床运动坐标的起始点，是确定工件在机床中的位置。机床坐标系建立在机床原点之上，是机床上固有的坐标系。机床坐标系的原点位置是在各坐标轴的正向最大极限处，如图5116所示。,4工件原点、工件坐标系,工件坐标系是用来确定工件几何形体上各要素的位置而设置的坐标系。,在选择工件零点的位置时应注意： （1）工件零点应选在零件图的尺寸基准上，这便于坐标值的计算，并减少错误。 （2）工件零点尽量选在精度较高的工件表
7、面，以提高被加工零件的加工精度。 （3）对于对称零件，工件零点设在对称中心上。 （4）对于一般零件，工件零点设在工件轮廓的某一角上。 （5）Z轴方向上的零点，一般设在工件上表面。,四、数控铣床编程的概念,1数控编程的定义 （1）数控编程 数控编程是指从确定零件加工工艺路线到制成控制介质的整个过程。 （2）数控程序 数控程序是指数控系统可以识别的指令。 （3）程序单 程序单是指记录工艺路线、刀具轨迹、工艺参数等并按一定格式组成的代码。,2数控编程的步骤,3数控编程的种类,数控编程一般分为手工编程和自动编程两种。,（1）手工编程 从分析图样、确定工艺过程、数值计算、编写零件加工程序单、制备控制介质
8、到程序校验都是由手工完成的，这种编程方法叫手工编程。,（2）自动编程CAD/CAM 自动编程是利用CAD/CAM技术进行零件设计、分析和造型，并通过后置处理，自动生成加工程序，经过程序校验和修改后，形成加工程序。这种方法适应面广、效率高、程序质量好，目前正被广应用。,4数控程序结构与格式,（1）程序的结构 一个完整的程序由程序名、程序内容和程序结束三部分组成。,（2）程序段格式 零件的加工程序是由程序段组成的，每个程序段由若干个程序字组成，每个字是控制系统的具体指令，它是由表示地址的英语字母、特殊文字和数字集合而成。 程序段格式是指在一个程序段中，字、字符、数据的排列、书写方式和顺序。 现目前
9、广泛使用是字地址程序段格式，它是由程序段号、数据字和程序段结束组成。,5数控系统常用功能,数控系统常用功能有准备功能（G功能）、辅助功能（M功能）和其他功能（F、S、T功能等）三种，这些功能是编程的基础。,（1）准备功能,（2）辅助功能,准备功能又称G功能或G指令，G功能是使数控机床做好某种操作准备指令，用地址G和两位数字来表示，从G00G99共100种。,辅助功能又称M功能或M指令，用地址码M和后面两位数字表示。从M00M99共100种。,（3）其他功能,1）程序段号 程序段号用以识别程序段的编号。用地址码N和后面的若干位数字来表示。 例如：N20表示该语句的语句号为20。,2）坐标功能 坐
10、标功能字由地址码、“+”、“-”符号及绝对值（或增量）的数值构成。 尺寸字的地址码有X、Y、Z、U、V、W、P、Q、R、A、B、C、I、J、K、D和H等。 例如：X20 Y-40 尺寸字的“+”可省略。,3）进给功能 进给功能（F功能）表示刀具相对于零件的运动速度。,每分钟进给G94 刀具进给量单位为mm/min，由指令G94来指令，F后的数值为大于零的常数。 例如：G94 G01 X20.0 Y30.0 F120； 表示刀具的进给速度为120mm/min。,每转进给G95 刀具进给单位为mm/r，由指令G95来指令，与每分钟进给一样，F后的数值也为大于零的常数。 例如：G95 G01 X20
11、.0 Y30.0 F0.2； 表示刀具的进给速度为0.2mm/r。,4）主轴转速功能字 用以控制主轴转速的功能称为主轴功能（S功能），由地址码S和在其后面的一组数字组成，单位为r/min。例如：S800表示主轴转速为800 r/min。,5）刀具功能字 刀具功能（T功能）是指系统进行选刀或换刀的功能指令，由地址码T和一组数字组成。刀具功能字的数字是指定的刀号。数字的位数由所用系统决定。 例如：T08表示第八号刀。 6）程序段结束 程序段由程序段号N开始，程序段结束符号写在每一程序段之后，用来表示程序段的结束。常用结束符号“；”或“*”，本教材中用符号“；”表示程序段结束，由键EOB输入。,6常
12、用功能指令的属性,（1）指令分组 所谓指令分组，就是将系统中不能同时执行的指令分为一组，并以编号区别。例如指令G00、G01、G02、G03就属于同组指令，其分组编号为01组。,（2）模态指令 模态指令（又称续效指令）表示该指令在程序段中一经指定，在接下来的程序段中将一直有效，直到出现同组的另一个指令时，该指令才失效，例如常用的G00、G01、G02、G03及F、S、T等指令。,（3）开机默认指令 在数控系统中每一组的指令，都有其中一个指令作为开机默认指令，此指令在开机或系统复位时可以自动生效。 常见的开机默认指令有G17、G40、G90、G94、G54等。,五、数控刀柄与刀具,1数控刀柄,数
13、控铣床/加工中心使用的刀具通过刀柄与主轴相连，刀柄通过拉钉固在主轴上，由刀柄夹持铣刀传递转速、转矩。刀柄与主轴的配合锥面一般采用7：24的锥度。因为这种锥柄不自锁，换刀比较方便，且与直柄相比有高的定心精度和刚性，如图5119所示。,图5119 724 ISO锥柄,固定在锥柄尾部与主轴内拉紧机构相配备的拉钉也已标准化，分为A型和B型，如图5120所示，装配时首先要将拉钉旋紧在刀柄尾部，主轴内拉紧机构通过滚珠与拉钉的配合来定位刀具。装配拉钉时要注意清理拉钉与刀柄的表面，防止夹杂铁屑杂物。,a）A型拉钉 b）B型拉钉 图5120 ISO拉钉,2面铣刀,面铣刀的形状如图5124所示，它适用于加工平面，
14、尤其适合加工大面积平面。,图5424 面铣刀加工图,3立铣刀,立铣刀主要用于加工沟槽、台阶面、平面和二维轮廓（如平面凸轮的轮廓）等表面。主切削刃在圆柱面上,端面上的的切削刃是副刀刃，如图5125所示，没有中心刃，工作时不能沿着铣刀的轴向作进给运动。,图5125 立铣刀,4键槽铣刀,键槽铣刀有两个刀齿，如图5-1-26所示，圆柱面上和端面上都有切削刃，兼有钻头和立铣刀的功能。,图5-1-26 键槽铣刀,5模具铣刀,模具铣刀是由立铣刀发展而成的，其直径在463mm范围内。主要用于加工三维的模具型腔或凸凹模成形表面。通常有以下三种类型：圆锥形立铣刀、圆柱形球头立铣刀及圆锥形球头立铣刀。如图5127所
15、示。,图5127 高速钢模具铣刀,六、技能训练,（一）认识数控铣床,1参观数控铣床/加工中心实训车间 数控铣床/加工中心实训车间如图5-1-29所示。,图5-1-29 数控铣床/加工中心实训车间,2认识数控铣床/加工中心各组成部分,（1）数控铣床/加工中心的组成,图5-1-30 立式数控铣床/加工中心,图5-1-31 结构图,（2）机床电器部分,（3）机床冷却润滑装置,3认识数控系统,本教材主要讲解FANUC数控系统的编程与操作。,（二）操作数控铣床,1机床开机操作 （1）检查机床状态是否正常； （2）接通机床电源； （3）接通系统电源，检查CRT画面显示内容； （4）检查面板上的指示灯是否正
16、常。 （5）检查风扇电机运转是否正常； 接通数控系统电源后，系统软件自动运行。启动完毕后，CRT画面显示“EMG”报警画面，此时应松开急停键，再按面板上的复位键，机床将复位。,2手动返回参考点操作 返回参考点操作是为了建立机床坐标系，步骤如下： （1）模式按键选择“REF”工件方式； （2）分别选择返回参考点的坐标轴，顺序为Z轴、X轴、Y轴，移动速度由倍率开关调整； （3）按下坐标轴的“”方向键不松开，直至相应坐标轴返回参考点的指示灯亮。如图5-1-35所示。,图5-1-35 X、Y、Z轴参考点灯亮,3手动进给和手摇进给操作,（1）手动（JOG）进给操作 在手动（JOG）方式中，按下操作面板上的进给轴及其方向选择开关，会使刀具沿着所选轴的所选方向连续移动。 手动（JOG）进给的步骤： 1）按下模式按键中的手动（JOG）进给选择开关。 2）分别选择移动轴（“Z”轴、“X”轴或“Y”轴）以及运动方向（“”方向或“”方向），坐标轴
