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1、实训项目三 工件的平面铣削与对刀、刀具补偿及工件坐标系设置实训目的与要求：1.掌握用面铣刀在MDI（A）方法下对工件进行水平面的铣削加工；2.了解各种对刀方法，掌握用试切法进行对刀操纵；3.掌握刀具补偿及工件坐标系的设置。课题一 工件的平面铣削模块一 水平平面的铣削一、教学目标通过学习能对大平面进行数控铣削。二、终极学习目标1.会制定大平面加工方案；2.会选用大平面加工刀具。三、工作任务编制如图3-1所示大平面铣削程序，并进行铣削加工。四、相关实践知识（一）填写加工工艺卡片图3-1 平面铣削练习1.分析零件工艺性能图3-1所示零件，外形尺寸长宽高=1008020，属于小零件。高度尺寸为自由公差
2、，大平面表面粗超度为Ra3.2。2.选用毛坯或明确来料状况所用材料：45半成品外形尺寸：1018121，六面全部进行粗加工。3.确定装夹方案选用机用平口虎钳装夹工件。底面朝下垫平，工件毛坯面高出钳口12mm，夹80两侧面；100任一侧面与虎钳侧面取平夹紧，实际上限制六个自由度，工件处于完全定位状态。4.确定加工方案由于该零件已进行粗加工，因此采用端面铣刀直接进行精加工。加工方案及选用刀具见表3-1。表3-1 加工方案与刀具选择序号加工方案刀具刀具号1精铣平面面铣刀T15.填写工艺卡片工艺卡片见表3-2。表3-2 凸块数控加工工序卡片数控实训基地数控加工工序卡片产品名称或代号零件名称材料零件图号
3、平板类零件凸块4530-3001工序号程序编号夹具名称夹具编号使用设备车 间31O0001机用平口虎钳200VDF850数控实训基地工步号工步内容刀具号刀具规格主轴转速(r/min)进给速度(mm/min)背吃刀量(mm)量具备注1精铣大平面T1面铣刀6001200.5游标卡尺编制审核共 页第 页（二）选用刀具高速钢面铣刀一般用于加工中等宽度的平面，标准铣刀直径范围为，硬质合金面铣刀的切削效率及加工质量均比高速钢铣刀高，故目前广泛使用硬质合金面铣刀加工平面。图3-2所示为整体焊接式面铣刀。该刀结构紧凑，较易制造。但刀齿磨损后整把刀将报废，故已较少使用。图3-3为机夹焊接式面铣刀。该铣刀是将硬质
4、合金刀片焊接在小刀头上，再采用机械夹固的方法将刀装夹在刀体槽中。刀头报废后可换上新刀头，因此延长了刀体的使用寿命。图2-38a为可转位面铣刀。该铣刀将刀片直接装夹在刀体槽中。切削刃用钝后，将刀片转位或更换刀片即可继续使用。可转位铣刀与可转位车刀一样且有效率高、寿命长、使用方便、加工质量稳定等优点。这种铣刀是目前平面加工中应用最广泛的刀具之一。可转位面铣刀已形成系列标准，可查阅刀具标准等有关资料。 图3-2 整体焊接式面铣刀 图3-3 机夹焊接式面铣刀（三）操作过程在对水平面铣削前，一般还没有进行工件坐标系的设定（即还没有进行“对刀”），因此水平面的铣削加工在MDI（A）方式下进行。其操作过程为
5、：1.工件装夹完毕后，把面铣刀刀柄装入数控机床主轴。2.选择MDI（A）方式，进入图1-20、图1-51、图1-76操作界面，输入“M3S600”后，按“启动”。3.转到手动方式，利用手持单元选择X、Y轴移动，使面铣刀处在图3-4中A上方的位置；选择Z轴使面铣刀下降（图3-5所示），当面铣刀接近工件表面时，把手持单元的进给倍率调到“10”，然后继续下降，当进入切削后，根据工件上表面平整及粗糙度情况确定切深（背吃刀量，一般取0.30.5mm）。4.再次进入MDI（A）方式，输入加工程序后按“启动”进行切削加工。 图3-4 铣平面刀具移动轨迹 图3-5 铣平面时的下刀与背吃刀量（四）程序编制G54
6、G91M3S600；G1X150F120；Y40；X-160G0Z200；M30；说明：在华中系统中，只能一段一段输入执行。模块二 侧平面的铣削一、教学目标通过学习能进行侧平面的数控铣削。二、终极学习目标1.会制定侧平面加工方案；2.会选用侧平面加工刀具。三、工作任务编制如图3-1中100808的侧平面铣削程序，并进行铣削加工。四、相关实践知识（一）填写数控工艺卡片1.分析零件工艺性能如图3-1中长度尺寸和宽度尺寸为自由公差，侧平面表面粗糙度为Ra3.2。2.选用毛坯或明确来料状况所用材料：45半成品外形尺寸：1018121，六面全部已进行粗加工。3.确定装夹方案同上。4.确定加工方案由于单边
7、的切削用量为0.5mm，所以直接采用立铣刀进行精加工。加工方案及选用刀具见表3-3。表3-3 加工方案与刀具选择序号加工方案刀具刀具号1精铣侧平面立铣刀T25.填写工艺卡片工艺卡片见表3-4。表3-4 凸块数控加工工序卡片数控实训基地数控加工工序卡片产品名称或代号零件名称材料零件图号平板类零件凸块4530-3001工序号程序编号夹具名称夹具编号使用设备车 间32O0002机用平口虎钳200VDF850数控实训基地工步号工步内容刀具号刀具规格主轴转速(r/min)进给速度(mm/min)背吃刀量(mm)侧吃刀量（mm）量具备注1精铣侧平面T2立铣刀4001000.52游标卡尺编制审核共 页第 页
8、（二）选用刀具立铣刀（图2-38b）主要用在立式数控机床上加工凹槽、阶台面。立铣刀圆周上的切削刃是主切削刃，端面上的切削刃是副切削刃，故切削时一般不宜沿铣刀轴线方向进给。（三）操作过程对于侧平面的铣削加工，在进行“对刀”、刀具半径补偿和工件坐标系设置的情况下是很方便的。我们这儿介绍的方法，是在没有任何设置的情况下所进行的操作，同样在MDI（A）方式下进行。其操作过程为：1.工件装夹完毕后，把立铣刀刀柄装入数控机床主轴。2.选择MDI（A）方式，输入“M3S400”后，按“启动”。3.转到手动方式，利用手持单元选择X、Y轴移动，使立铣刀处在图3-6中A上方的位置；选择Z轴使立铣刀下降到工件上表面
9、以下约5mm处；选择Y轴，沿“Y”移动刀具，使刀具逐渐靠近工件，当立铣刀接近工件侧面时把手持单元的进给倍率调到“10”，然后继续移动，当出现微量切屑时停止移动；选择Z轴，沿“Z”抬刀，并记下当前的Y轴机床坐标值。4.选择X、Y轴移动，使立铣刀处在图3-6中B上方的位置；选择Z轴使立铣刀下降到工件上表面以下约5mm处；选择X轴，沿“X”移动刀具，使刀具逐渐靠近工件，当立铣刀接近工件侧面时把手持单元的进给倍率调到“10”，然后继续移动，当出现微量切屑时停止移动；并记下当前的X轴机床坐标值。5.选择X、Y轴移动，使立铣刀处在图3-6中C上方的位置；选择Z轴使立铣刀下降，当立铣刀接近工件表面时，把手持
10、单元的进给倍率调到“10”，然后继续移动，当出现微量切屑时停止移动，并记下当前的Z轴机床坐标值。6.选择Z轴，沿“Z”抬刀后选择X、Y轴，使刀具移动到前面所记的X、Y轴机床坐标值位置（图3-6中D的上方）；选择Z轴，同样使Z轴到前面所记的机床坐标位置。7.再次进入MDI（A）方式，输入加工程序后按“启动”进行切削加工，其切削轨迹见图3-7。图3-6 侧平面铣削确定起刀位置 图3-7 侧平面铣削走刀轨迹（四）程序编制G54G91M3S400；G00Z-8；G1X0.5Y-0.5F100；X116；Y-96；X-116；Y110；G0Z200；M30；说明：在华中系统中，只能一段一段输入执行。课题
11、二 对刀、刀具补偿及工件坐标系设置模块一 对刀操作通过一定的方法把工件坐标系原点（实际上是工件坐标系原点所在的机床坐标值）体现出来，这个过程称为“对刀”。在对刀前首先要把工件六个平面铣好（起码夹住的侧面应铣平）；其次按工件定位基准面与机床运动方向一致的要求把工件定位装夹好；再次（如果工件表面没有精加工）用面铣刀把工件上表面铣平。一、用铣刀直接对刀用铣刀直接对刀，就是在工件已装夹完成并在主轴上装入刀具后，通过手持单元操作移动工作台及主轴，使旋转的刀具与工件的前（后）、左（右）侧面及工件的上表面（图308中15这五个位置）作极微量的接触切削（产生切削或摩擦声），分别记下刀具在作极微量切削时所处的机
12、床坐标值，对这些坐标值作一定的数值处理后就可以设定工件坐标系了。 图3-8 用铣刀直接对刀 图3-9 用铣刀直接对刀时的刀具移动图操作过程为（针对图3-8中1的位置）：1.工件装夹并校正平行后夹紧。2.在主轴上装入已装好刀具的刀柄。3.在MDI（A）方式下，输入M3S300，按，使主轴的旋转。4.换到手动方式，使主轴停转。手持盒上选择Z轴（倍率可以选择100），转动手摇脉冲发生器，使主轴上升的一定的位置（在水平面移动时不会与工件及夹具碰撞即可）；分别选择X、Y轴，移动工作台使主轴处于工件上方适当的位置（如图3-9中A）。5.手持盒上选择X轴，移动工作台（图3-9中），使刀具处在工件的外侧（图3
13、-9中B）；手持盒上选择Z轴，使主轴下降（图3-9中），刀具到达图3-9中C；手持盒上重新选择X轴，移动工作台（图3-9中），当刀具接近工件侧面时用手转动主轴使刀具的刀刃与工件侧面相对，感觉刀刃很接近工件时，启动主轴使主轴转动，倍率选择10或1，此时应一格一格地转动手摇脉冲发生器，应注意观察有无切屑（一旦发现有切屑应马上停止脉冲进给）或注意听声（一般刀具与工件微量接触切削时会发出“嚓”、“嚓”、“嚓”的响声，一旦听到声音应马上停止脉冲进给），即到达了图3-9中D的位置。6.手持盒上选择Z轴（避免在后面的操作中不小心碰到脉冲发生器而出现意外）。记下此时X轴的机床坐标或把X的相对坐标清零。7.转动
14、手摇脉冲发生器（倍率重新选择为100），使主轴上升（图3-9中）；移动到一定高度后，选择X轴，作水平移动（图3-9中），再停止主轴的转动。图3-8中2、3、4三个位置的操作参考上面的方法进行。在用刀具进行Z轴对刀时，刀具应处在今后切除部位的上方（如图3-9中A），转动手摇脉冲发生器，使主轴下降，待刀具比较接近工件表面时，启动主轴转动，倍率选小，一格一格地转动手摇脉冲发生器，当发现切屑或观察到工件表面切出一个圆圈时（也可以在刀具正下方的工件上贴一小片浸了切削液或油的薄纸片，纸片厚度可以用千分尺测量，当刀具把纸片转飞时）停止手摇脉冲发生器的进给，记下此时的Z轴机床坐标值（用薄纸片时应在此坐标值的基础上减去一个纸片厚度）；反向转动手摇脉冲发生器，待确认主轴是上升的，把倍率选大，继续主轴上升。用铣刀直接对刀时，由于每个操作者对微量切削的感觉程度不同，所以对刀精度并不高。这种方法主要应用在要求不高或没有寻边器的场合。
