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1、主编:卓良福,数控铣床操作与加工工作过程系统化教程,项目一 数控铣床操作与保养,数控铣床的自动化程度很高，具有高精度、高效率和高适应性的特点，但其运行效率的高低、设备的故障率以及使用寿命的长短等，在很大程度上取决于用户。正确操作数控铣床能保证设备长期稳定、可靠地运行，提高加工效率和经济效益，延长机床的寿命。 通过本项目的学习(训练)，学会操作两种不同系统(华中、FANUC)的数控铣床，在加工零件时能够进行正确安全的操作。,项目一 数控铣床操作与保养,知识目标 1.了解数控铣床的基本结构和原理。 2.了解数控铣床开、关机的意义和回零的原理。 3.理解数控铣床对刀的作用。 4.掌握工件坐标系和MD
2、I程序编辑的作用。 技能目标 1.掌握数控铣床开、关机和回零的正确操作方法。 2.掌握数控铣床夹具和工件安装的正确操作方法。 3.掌握数控铣床对刀的正确操作方法。 4.掌握数控铣床工件坐标系设置和程序编辑的正确操作方法。 5.掌握数控铣床正确的日常保养方法。 素质目标 1.培养学生良好的工作作风。 2.培养学生良好的安全意识。 3.培养学生的责任心和敬业精神。,项目一 数控铣床操作与保养,任务一 华中系统数控铣床的操作与保养,工作任务 1)华中系统数控铣床加工零件的操作方法。 2)华中系统数控铣床的日常保养与维护方法。 相关知识 一、数控铣床开、关机的意义和回零的原理 数控铣床的开机不同于一般
3、机器的开机，不是通电后即可正常使用。正确的开机对数控铣床的正常使用和寿命有着非常重要的意义，所以我们要学习并应用正确的开、关机操作步骤。 二、数控铣床的对刀 数控铣床的对刀是指找出工件坐标系与机床坐标系空间关系的操作过程。简单地说，对刀是告诉机床加工工件相对机床工作台在什么地方。对刀的目的是通过刀具或对刀工具确定工件坐标系与机床坐标系之间的空间位置关系，并将对刀数据输入到相应的存储位置。,任务一 华中系统数控铣床的操作与保养,三、工件坐标系和MDI的作用 工件坐标系是编程人员在编程时使用的，由编程人员以工件图样上的某一点为原点所建立的坐标系。编程尺寸都按工件坐标系中的尺寸确定，是可以用程序指令
4、设置和改变的。 四、数控铣床程序的编制 数控铣床能自动加工工件，但不能自动“创造”出用来控制机床加工动作的程序，数控程序必须人为地输入到数控铣床的数控系统中。数控程序代码是数控铣床之所以能加工出我们期待的产品的核心，简言之，人要告诉数控铣床应该怎样确定走刀路径，在每一次走刀路径上应该如何切削工件以及切削多少。,任务一 华中系统数控铣床的操作与保养,五、日常保养和维护 设备的维护是保持设备处于良好工作状态、延长使用寿命、减少停工损失和维修费用、降低生产成本、保证生产质量、提高生产率所必须进行的日常工作。对于高精度、高效率的数控铣床而言，维护就更显得重要。 数控铣床日常维护保养的主要项目见表1-1
5、。,任务一 华中系统数控铣床的操作与保养,表1-1 数控铣床日常维护保养的主要项目,任务一 华中系统数控铣床的操作与保养,表1-1 数控铣床日常维护保养的主要项目,任务一 华中系统数控铣床的操作与保养,拓展内容 一、急停与超程解除 在机床运行过程中出现危险或紧急情况时按下“急停”按钮，CNC 即进入急停状态，此时工作控制柜内伺服驱动系统的电源被切断，进给伺服系统及主轴伺服系统立即停止工作。为提高数控机床的使用寿命，应特别注意在上电开机和断电关机之前都应按下“急停”键，以减少瞬时电流跃升对设备的电冲击。,任务一 华中系统数控铣床的操作与保养,二、数控机床的坐标系 1.刀具相对工件运动 2.机床坐
6、标系与机床原点 数控机床在接通电源后要进行回零操作，这是因为数控机床断电后，就失去了对各坐标位置的记忆，所以在接通电源后，要让各坐标回到机床原点，以此点为原点建立机床坐标系，并记住这一初始化位置，从而使机床恢复位置记忆，如图1-25所示为数控铣床各轴的正方向。,任务一 华中系统数控铣床的操作与保养,图1-25 数控铣床各轴的正方向,任务一 华中系统数控铣床的操作与保养,3.工件坐标系和程序原点 编程时一般是选择工件上的某一点作为程序原点（或程序零点），并以这个原点作为坐标系的原点，建立一个新的坐标系，该坐标系称为工件坐标系。加工开始时要设置工件坐标系，关于工件坐标系的建立和设定一般情况用G54
7、G59指令和G92指令，如图126所示。 数控机床的坐标系为右手笛卡儿坐标系，如图1-27所示。 4.相对坐标系,图1-26 工件坐标系的建立和设定,任务一 华中系统数控铣床的操作与保养,图1-27 右手笛卡儿坐标系,任务一 华中系统数控铣床的操作与保养,三、数控编程概述 数控编程是把零件的工艺过程、工艺参数、机床的运动以及刀具用数控语言记录在程序单上的全过程。图128所示为程序编制的步骤。,图1-28 程序编制的步骤,一般来说，程序编制包括以下几个方面的工作。 1.加工工艺分析 2.数值计算 3.编写零件加工程序清单 4.制备控制介质 5.程序校核与试切,任务一 华中系统数控铣床的操作与保养
8、,四、工件装夹的六点定位原理 1.工件定位的基本原理(见图1-29、图1-30) 2.工件定位中的几种情况,图1-29 工件的六个自由度,图1-30 长方体形工件的定位,任务二 FANUC系统数控铣床的操作与保养,工作任务 1)FANUC 0i系统数控铣床加工零件的操作流程。 2)FANUC 0i系统数控铣床的日常保养和维护方法。 相关知识 一、数控铣床夹具的基本知识 1.数控铣床夹具的组成 数控铣床夹具（见图131）按其作用和功能通常可由定位元件、夹紧装置、连接元件和夹具体等几个部分组成。,任务二 FANUC系统数控铣床的操作与保养,图1-31 数控铣床夹具的组成,任务二 FANUC系统数控
9、铣床的操作与保养,图1-32 机用虎钳 a)非回转式 b)回转式,2.常见通用夹具的使用 (1)机用虎钳的校正与装夹 铣削零件的平面、阶台、斜面和铣削轴类零件的键槽等，都可以用机用虎钳装夹工件。常用的机用虎钳有回转式和非回转式两种，如图1-32所示。,任务二 FANUC系统数控铣床的操作与保养,图1-33 用百分表校正机用虎钳,用百分表校正机用虎钳的平行度的方法是：先把带有百分表的弯杆用固定环压紧在刀轴上，或者用磁性表座将百分表吸附在悬梁(横梁)导轨或垂直导轨上，并使机用虎钳的固定钳口接触百分表测量头(简称测头)；然后移动纵向或横向工作台，并调整机用虎钳的位置，使百分表上指针的摆差在允许范围内
10、，如图1-33所示。,任务二 FANUC系统数控铣床的操作与保养,图1-34 用平行垫铁装夹工件,1)毛坯件的装夹。装夹毛坯件时，应选一个大而平整的毛坯面作为粗铣的基准面，将这个面靠在固定钳口面上直接定位夹紧。工件的基准面靠向钳体导轨面上时，应在钳体导轨面和工件平面之间垫平行垫铁，夹紧工件后，用锤子轻击工件上面，同时用手移动垫铁，垫铁不松动时，工件平面即与钳体导轨面贴合好，如图1-34所示。,任务二 FANUC系统数控铣床的操作与保养,图1-35 在机用虎钳上装夹斜面工件,2)曲面工件在机用虎钳上的装夹。两个平面不平行的工件，若用普通机用虎钳直接夹紧，必定会产生只夹紧大端、小端夹不牢的现象，因
11、此可在钳口内加一对弧形垫铁或V形块，如图1-35所示。,任务二 FANUC系统数控铣床的操作与保养,图1-36 余量层高出钳口上平面,3)在机用虎钳上装夹工件时的注意事项。 安装机用虎钳时应擦净钳底平面和工作台面，装夹工件时应擦净钳口铁平面、钳体导轨面和工件表面。 工件在机用虎钳上装夹后，铣去的余量层应高出钳口上平面，高出的尺寸以铣刀铣不着钳口的上平面为宜，如图1-36所示。 工件在机用虎钳上装夹时，放置的位置应适当，夹紧工件后钳口受力应均匀。 用平行垫铁装夹工件时，所选用的垫铁的平面度、平行度、相邻表面的垂直度公差应符合要求，垫铁表面要具有一定的硬度。,任务二 FANUC系统数控铣床的操作与
12、保养,图1-37 组合压板,(2)组合压板的装夹与校正 组合压板适用于各类金属切削机床的工件的夹紧，其夹紧力大，使用方便，安全可靠，能改善工厂文明生产条件，促进工厂实行规范管理，并可作为各类机床的附件配套，如图1-37所示。,任务二 FANUC系统数控铣床的操作与保养,图1-38 用压板夹紧工件 1工件 2压板 3螺栓 4螺母 5垫圈 6阶台垫铁 7工作台面,压板通过螺栓、螺母、垫铁将工件压紧在工作台面上。使用压板夹紧工件时，应选择两块以上的压板，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夹紧部位的高度，螺栓到工件之间的距离应略小于螺栓到垫铁之间的距离。使用压板时，
13、螺母和压板平面间应有垫圈，如图1-38所示。,任务二 FANUC系统数控铣床的操作与保养,二、数控铣床常用刀具类型与运用范畴 1.面铣刀 面铣刀的形状如图139所示，它适合加工表面，尤其适合加工大面积平面。主偏角为90的面铣刀还能同时加工出与平面垂直的直角面，这个直角面的高度受到刀片长度的限制。面铣刀的主切削刃分布在外圆柱面或外圆锥面上，其端面上的切削刃为副切削刃。,图1-39 数控铣床面铣刀,任务二 FANUC系统数控铣床的操作与保养,2.立铣刀 立铣刀根据其材料分为高速钢立铣刀和硬质合金立铣刀两种；根据其刀齿数目分为粗齿立铣刀、中齿立铣刀和细齿立铣刀，见表15。粗齿立铣刀刀齿少，强度高，容
14、屑空间大，适于粗加工；细齿立铣刀齿数多，工作平稳，适于精加工；中齿立铣刀的用途介于粗齿立铣刀和细齿立铣刀之间。,表1-5 立铣刀的直径与齿数,任务二 FANUC系统数控铣床的操作与保养,3.键槽铣刀 键槽铣刀如图1 40所示，有两个刀齿，圆柱面上和端面上都有切削刃，兼有钻头和立铣刀的功能。端面刃延至圆的中心，使立铣刀可以沿其轴向钻孔，加工到键槽的深度；又可以像立铣刀一样，用圆柱面上的切削刃铣削出键槽长度。铣削时，键槽铣刀先对工件钻孔，然后沿工件轴线铣出键槽全长。,图1- 40 键槽铣刀,任务二 FANUC系统数控铣床的操作与保养,4.模具铣刀 模具铣刀是由立铣刀发展而成的，其直径在463mm范
15、围内，主要用于加工三维的模具型腔或凸凹模成形表面。模具铣刀通常有以下几种类型（见图141） 5.普通刀具的安装,图1- 41 模具铣刀,任务二 FANUC系统数控铣床的操作与保养,三、对刀仪 对刀仪（或找正器）是用于测定刀具与工件的相对位置的仪器。常用的工件分中有机械偏心式寻边器（见图142）和电子式寻边器（见图143）。,图1- 42 机械偏心式寻边器,图1- 43 电子式寻边器,任务二 FANUC系统数控铣床的操作与保养,1.机械偏心式寻边器 机械偏心式寻边器的使用方法如下： 1)10mm的直径可安装在切削夹头或钻孔夹头上，如图1-44a所示； 2)以手指轻压测头的侧边，使其偏心0.5mm
16、，如图1-44b所示； 3)使其以600800rpm的速度转动； 4)弹簧力较小，可避免小铣刀或钻头断裂； 5)如图1-44b所示，使测头与加工件的端面相接触，一点一点地触碰移动，就会变成如图1-44c所示，测头不会振动，宛如静止状态，接着以更微小的进给量来碰触移动，测头就会如图1-44d所示，开始朝一定的方向滑动，这个滑动起点就是所要寻求的基准位置； 6)加工件本身的端面位置，就是加上测头半径5mm的坐标位置。,图1- 44 机械偏心式寻边器(分中棒)的使用方法,任务二 FANUC系统数控铣床的操作与保养,任务二 FANUC系统数控铣床的操作与保养,图1- 45 电子式寻边器(分中棒)的使用方法,2.电子式寻边器 电子式寻边器的使用方法如图1-45所示： 1)将工件通过夹具装夹在机床工作台上，装夹时，工件的四个侧面都应留出寻边器的测量位置，快速移动工作台和主轴，让寻边器的测头靠近工件的左侧，不需要回转测量； 2)改用微调操作，让
