數(shù)控銑床操作與常見故障排除第三章課件

1、 5)運行程序。機床鎖住，運行程序，并對程序進行檢查，若有錯誤，則需重新編輯。 6)裝夾工件并找正。清理工作臺面，裝夾工件，并找正工件平面。 7)對刀。建立工件坐標系，更換刀具，采用手動增量、連續(xù)或手搖輪移動機床，將起刀點對到程序的起始處，并對好刀具的基準。 8)起動工作液泵。起動工作液泵，調(diào)節(jié)噴嘴流量。 9)啟動坐標進給。進給速度可用進給率開關調(diào)節(jié)。加工中可以按【進給保持】按鈕暫停進給運動，觀察加工情況或進行手工測量。再按下【循環(huán)啟動】按鈕，即可恢復加工。為確保程序正確無誤，加工前應復查一遍。在銑削加工時，對于平面曲線工件，可用鉛筆代替刀具在紙上畫出輪廓，這樣比較直觀。若系統(tǒng)具有軌跡模擬功能

2、，則可用其檢查程序的正確性。 10)運行監(jiān)控。利用顯示器的各個畫面顯示工作臺或刀具的位置、程序和機床的狀態(tài)，以使操作人員監(jiān)視加工情況，防止出現(xiàn)非正常切削造成的工件質(zhì)量問題及其他事故。 11)程序輸出。加工結(jié)束后，若程序有保存的必要，則可以留在CNC的內(nèi)存中。若程序太長，則可以把內(nèi)存中的程序輸出給外部設備(如計算機穿孔機)，在磁盤(或穿孔紙帶)上加以保存。 12)關機。一般應先關系統(tǒng)再關機床。 第一節(jié)裝 夾 刀 具 使用刀具時，首先應確定數(shù)控銑床要求配備的刀柄及拉釘?shù)臉藴屎统叽?這一點很重要，規(guī)格不同將無法安裝)。應根據(jù)加工工藝選擇刀柄、拉釘和刀具，并將它們裝配好，然后裝在數(shù)控銑床的主軸上。 一

3、、手動換刀過程 1.裝卸刀柄的方法 1)確認刀具和刀柄的重量不超過機床規(guī)定的最大許用量。 2)清潔刀柄錐面和主軸錐孔。 3)左手握住刀柄，將刀柄的鍵槽對準主軸端面鍵垂直伸入到主軸內(nèi)，不可傾斜。 4)右手按下【換刀】按鈕，壓縮空氣從主軸內(nèi)吹出，以清潔主軸和刀柄。 5)刀柄裝上后，用手轉(zhuǎn)動主軸，檢查刀柄是否正確裝夾。 6)卸刀柄時，先用左手握住刀柄，再用右手按換刀按鈕(否則刀具從主軸內(nèi)掉下，可能會損壞刀具、工件和夾具等)，取下刀柄。 2.注意事項 1)應選擇有足夠剛度的刀具及刀柄，同時，在裝配刀具時保持合理的懸伸長度，以避免刀具在加工過程中產(chǎn)生變形。 2)卸刀柄時，必須要有足夠的動作空間，刀柄不能

4、與工作臺上的工件、夾具發(fā)生干涉。 3)換刀過程中嚴禁主軸運轉(zhuǎn)。二、硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位銑刀刀片裝夾在刀體上 1.刀片的安裝方式常用徑向安裝方式將刀片裝到刀體上，如圖3-1a所示，銑刀采用把刀片貼在刀體的圓周面上的安裝方式，這種安裝方式稱為立裝方式，立裝刀片的銑刀能承受較大的沖擊力。也有些銑刀刀片沿著刀體的徑向插入，這種安裝方式也稱為平裝方式，如圖3-1b所示。圖3-12.刀片的定位1)三向定位點接觸式，如圖3-2a所示。 2)三向定位點面接觸式，如圖3-2b所示。3)三向定位面接觸式，如圖3-2c所示。圖3-2 3.刀片的夾緊可轉(zhuǎn)位銑刀有多種刀片夾緊方式，目前應用最多的是上壓式和楔塊式兩種。立銑刀采

5、用上壓式夾緊機構(gòu)，面銑刀一般采用楔塊式夾緊機構(gòu)?？赊D(zhuǎn)位立銑刀的上壓式夾緊機構(gòu)如圖3-3所示。圖3-3可轉(zhuǎn)位立銑刀的上壓式夾緊機構(gòu)1刀片 2緊固螺釘 3刀體 圖3-4為楔塊式夾緊機構(gòu)。圖3-4a所示為拉桿楔塊式夾緊機構(gòu)，它通過旋緊拉桿螺母使拉桿楔塊移動，由拉桿楔塊的斜面產(chǎn)生壓緊力把刀片壓緊在刀體上。圖3-4b所示為彈簧楔塊式夾緊機構(gòu)，它在工作時靠切削力壓緊刀片，彈簧夾緊的作用是抵消刀具空轉(zhuǎn)時刀片的離心力。更換刀片或轉(zhuǎn)位時，只需用特制的扳手將拉桿向下壓，刀片即可松開。4.注意事項安裝銑刀片的注意事項見表3-1 三、銑刀裝夾在銑床主軸上 1.刀柄與主軸的連接 數(shù)控銑床的刀具由刀柄和刀具本體兩部分組成

6、。刀柄是機床主軸與刀具之間的連接工具，刀具必須裝在統(tǒng)一的標準刀柄上，以便安裝在主軸、刀庫上。刀柄與主軸孔的配合錐面一般采用724的錐度。圖3-5為BT系列刀柄與拉釘，這種錐度的刀柄不自鎖，換刀方便，定心精度和剛度比直柄高。刀柄裝到主軸上之前，要把拉釘與刀柄裝配在一起，刀柄裝在主軸上時，主軸內(nèi)的碟簧給卡頭施力，可夾住拉釘，從而使刀柄固定在主軸上。 圖3-5 2.銑刀在主軸上的裝夾銑刀的分類方法很多，按安裝方法可分為帶孔銑刀和帶柄銑刀兩大類。帶柄銑刀分為直柄銑刀和錐柄銑刀。帶孔銑刀多用在臥式銑床上，帶柄銑刀一般用在立式銑床上。 1)帶孔銑刀的裝夾。 根據(jù)刀具的寬度和安裝位置選擇固定環(huán)。 將銑刀、固

7、定環(huán)的內(nèi)孔及兩端面擦拭干凈，避免因污物而影響安裝精度。 用扳手將拉桿螺釘松開，將吊架取下，并將刀桿擦拭干凈。 根據(jù)銑刀的位置，將一定數(shù)量的固定環(huán)套在刀桿上，然后將銑刀套上，最后套上一定數(shù)量的固定環(huán)。 用螺母緊固后，安裝吊架，收緊拉桿，使刀桿錐面和錐孔緊密配合。 2)帶柄銑刀的裝夾。 銑刀刀柄分為直柄和錐柄兩種。錐柄銑刀通過帶有莫氏錐孔的刀柄過渡，將銑刀安裝在主軸上；直柄銑刀通過帶有彈簧夾頭的刀柄安裝到主軸上，將直柄銑刀裝入彈簧夾頭并旋緊螺母，如圖3-6所示。圖3-6彈簧夾頭結(jié)構(gòu)如圖3-7所示，彈簧夾頭外圓上開有三條槽，螺母旋緊時，三條槽合攏，內(nèi)孔收縮，將直柄銑刀夾緊?？筛鶕?jù)銑刀柄的直徑和刀柄的

8、內(nèi)孔錐度，查閱相關標準，選擇彈簧夾頭的內(nèi)孔和外錐的尺寸。圖3-7 第二節(jié)對刀 對于數(shù)控銑床來說，在加工開始時，確定刀具與工件的相對位置是很重要的，其準確性將直接影響零件的加工精度。這一相對位置是通過確定對刀點來實現(xiàn)的。確定對刀點是指通過對刀確定刀具與工件相對位置的基準點，并將對刀數(shù)據(jù)輸入到相應的存儲位置的過程。對刀點可以設置在被加工零件上，也可以設置在夾具上與零件定位基準有一定尺寸聯(lián)系的某一位置。對刀點往往選擇在零件的加工原點。 一、對刀點的選擇原則 1)所選的對刀點應使程序編制簡單。 2)對刀點應選在容易找正、便于確定零件加工原點的位置。 3)對刀點應選在加工時檢驗方便、可靠的位置。 4)對

9、刀點的選擇應有利于提高加工精度。二、數(shù)控銑床對刀 1.對刀操作分類數(shù)控銑床對刀操作分為X向?qū)Φ丁向?qū)Φ逗蚙向?qū)Φ丁?2.對刀方法選擇對刀方法時，應根據(jù)現(xiàn)有條件和加工精度要求選擇?？刹捎迷嚽蟹āみ吰鲗Φ?、機內(nèi)對刀儀對刀、自動對刀等。其中試切法對刀精度較低，加工中常用尋邊器和Z向設定器對刀，其效率高且能保證對刀精度。 3.對刀裝置及對刀方法 1)用杠桿式百分表(或千分表)對刀，如圖3-8所示。圖3-8 用磁性表座將杠桿式百分表吸在機床主軸端面上，并手動輸入M03低速正轉(zhuǎn)。 手動操作，使旋轉(zhuǎn)的表頭按X、Y、Z的順序逐漸靠近孔壁(或圓柱面)。 移動Z軸，使表頭壓住被測表面，指針轉(zhuǎn)動約0.1mm。

10、逐步降低手動脈沖發(fā)生器的X、Y移動量，使表頭旋轉(zhuǎn)一周時，其指針的跳動量在允許的對刀誤差內(nèi)，如0.02mm，此時可認為主軸的旋轉(zhuǎn)中心與被測孔中心重合。 記下此時機床坐標系中的X、Y坐標值。此X、Y坐標值即為G54指令建立工件坐標系時的偏置值。若用G92建立工件坐標系，保持X、Y坐標不變，刀具沿Z軸移動到某一位置，則指令形式為G92X0Y0；這種操作方法比較麻煩，效率較低，但對刀精度較高，對被測孔的精度要求也較高，最好是經(jīng)過鉸削或鏜削加工的孔，僅粗加工后的孔不宜采用。 2)用尋邊器對刀。 尋邊器主要用于確定工件坐標系原點在機床坐標系中的X、Y值，也可以測量工件的簡單尺寸。 尋邊器有偏心式和光電式等

11、類型，其中以光電式較為常用，如圖3-9a所示。光電式尋邊器的測頭一般為直徑10mm的鋼球，用彈簧拉緊在光電式尋邊器的測桿上，碰到工件時可以退讓，并將電路導通，發(fā)出光信號，通過光電式尋邊器的指示和機床坐標位置，即可得到被測表面的坐標位置。 圖3-9尋邊器 a)光電式b)回轉(zhuǎn)式c)偏心式 尋邊器的操作步驟與用刀具對刀相似，只是將刀具換成了尋邊器，移動距離是尋邊器角頭的半徑。方法簡便，對刀精度較高。 3)用碰刀(或試切)方式對刀。 如果對刀精度要求不高，為方便操作，可以用加工時所使用的刀具直接進行碰刀對刀，如圖3-10所示 將所用銑刀裝到主軸上，并使主軸中速旋轉(zhuǎn)。 手動移動銑刀，沿X(或Y)軸靠近被

12、測邊，直到銑刀周刃輕微接觸到工件表面，可聽到刀刃與工件的摩擦聲(但沒有切屑)。圖3-10 保持X、Y坐標不變，將銑刀沿+Z向退離工件。 將機床相對坐標X置0，并沿X軸向工件方向移動刀具半徑的距離。 將此時機床坐標系下的X值輸入系統(tǒng)偏置寄存器中，該值就是被測邊的X坐標。 改變方向，重復以上操作，可得被測邊的Y坐標，把刀尖投影到光屏上進行測量。測量機構(gòu)提供切削刃的切削點處的Z軸和X軸(半徑)尺寸值，即刀具的軸向尺寸和徑向尺寸。測量的讀數(shù)有機械式(如游標刻線尺)的，也有數(shù)顯或光學的。 對刀時，將刀具的端刃與工件表面或Z軸設定器的測頭接觸，利用機床坐標的顯示來確定對刀值。當使片Z軸設定器對刀時，要將Z

13、軸設定器的高度考慮進去。 Z向?qū)Φ兑话阌邢率鰞煞N方法 機上對刀。 這種方法是用Z軸設定器依次確定每把刀具與工件在機床坐標系中的相互位置關系。其操作步驟為：依次將刀具裝在主軸上，利用Z軸設定器確定每把刀具到工件坐標系Z向零點的距離，并記錄下來；找出其中最長(或最短)，即到工件距離最小(或最大)的刀具，作為工件坐標系的Z值；依據(jù)此值，確定其他刀具的長度補償值，正負號由程序中的G43或G44來確定。 這種方法對刀效率和精度較高，投資少，但工藝文件編寫不便，對生產(chǎn)組織有一定的影響。 機外刀具預調(diào)及機上對刀。先在機床外利用刀具預調(diào)儀精確測量每把刀具的軸向和徑向尺寸，確定每把刀具的長度補償值，然后在機床上

14、用其中最長或最短的一把刀具進行Z向?qū)Φ?，確定工件坐標系。這種方法比較簡單，但會在工件表面留下痕跡且對刀精度不夠高。為避免損傷工件表面，可在刀具和工件之間加入塞尺進行對刀，這時應將塞尺的厚度減去。以此類推，還可以用芯軸和塊規(guī)來對刀，如圖3-11所示。圖3-11 4)用機外對刀儀對刀。 機外對刀儀如圖3-12所示。機外對刀儀用來測量刀具的長度、直徑和刀具的形狀、角度。刀具主要參數(shù)都要有準確的值，這些參數(shù)值在編制加工程序時都要加以考慮。使用中，因刀具損壞需要更換新刀具時，用機外對刀儀可以測出新刀具的主要參數(shù)值，以便掌握與原刀具的偏差，然后通過修改刀補值確保其正常加工。此外，用機外對刀儀還可測量刀具切

15、削刃的角度和形狀等參數(shù)，有利于提高加工質(zhì)量。圖3-12 機外對刀儀由下列三個部分組成 刀柄定位機構(gòu)。 對刀儀的刀柄定位機構(gòu)與標準刀柄相對應，它是測量的基準，所以要有高的精度，并與加工中心的定位基準要求一樣，以保證測量與使用的一致性。定位機構(gòu)包括回轉(zhuǎn)精度很高的主軸、使主軸回轉(zhuǎn)的傳動機構(gòu)、使主軸與刀具之間拉緊的預緊機構(gòu)。 測頭與測量機構(gòu)。 測頭有接觸式和非接觸式兩種。接觸式測頭直接接觸切削刃的主要測點(最高點和最大外徑點)；非接觸式主要用光學的方法對刀精度和效率都很高，便于工藝文件的編寫及生產(chǎn)組織，但投資較大。 測量數(shù)據(jù)處理裝置。 這部分裝置可以把刀具的測量值自動打印出來，或與上一級管理計算機聯(lián)網(wǎng)

16、，進行柔性加工，實現(xiàn)自動修正和補償。 使用對刀儀應注意以下問題 使用時要用標準對刀心軸進行校準。每臺對刀儀都隨機帶有一件標準的對刀心軸，要妥善保護，避免其受銹蝕和受外力變形。每次使用前，要對Z軸和X軸尺寸進行校準和標定。 靜態(tài)測量的刀具尺寸和實際加工出的尺寸之間有一差值。影響這一差值的因素很多，主要有刀具和機床的精度和剛度、加工工件的材料和狀況、冷卻狀況和冷卻介質(zhì)的性質(zhì)、使用對刀儀的技巧熟練程度等。由于以上原因，靜態(tài)測量的刀具尺寸應大于加工后孔的實際尺寸，因此，對刀時要考慮一個修正量，這要根據(jù)操作者的經(jīng)驗來預選，一般要偏大0.010.05mm。 5)Z軸設定器及刀具Z向?qū)Φ丁?刀具Z向?qū)Φ稊?shù)據(jù)

17、與刀具在刀柄上的裝夾長度及工件坐標系的Z向零點位置有關，它確定工件坐標系的零點在機床坐標系中的位置?？梢杂玫毒咧苯优龅秾Φ叮部衫萌鐖D3-13所示的Z軸設定器進行精確對刀。Z軸設定器主要用于確定工件坐標系。Z軸設定器有光電式和指針式等類型，通過光電指示或指針判斷刀具與對刀器是否接觸，對刀精度一般可達0.005mm。Z軸設定器帶有磁性表座，可以牢固地附著在工件或夾具上，其高度一般為50mm或100mm。 6)電子感應器。 電子感應器如圖3-14所示。使用時，將其夾持在主軸上，使其軸線與主軸軸線重合。采用手動進給，緩慢地將標準鋼球與工件靠近，在鋼球與工件定位基準面接觸的瞬間，由機床、工件、電子感

18、應器組成的電路接通，指示燈亮，從而確定其基準的位置。使用電子感應器時，是人為目測定位，隨機誤差較大，需重復操作幾次，以確定其正確位置，其重復定位精度在2m以內(nèi)。圖3-14注意：使用電子感應器時必須小心，讓其鋼球部位與工件接觸，同時被加工工件必須是良導體，定位基準面有較好的表面粗糙度。7)偏心軸。 偏心軸是采用離心力的原理來確定工件位置的，主要用于確定工件坐標系及測量工件長度、孔徑、槽寬等。如圖3-15a所示，將偏心軸夾持在機床主軸上，測定端處于下方。將主軸轉(zhuǎn)速設定在400600r/min，測定端保持偏心距0.5mm左右。將測定端與工件端面相接觸且逐漸逼近工件端面，測定端由擺動逐步變?yōu)橄鄬o止(

19、見圖3-15b和圖3-15c)，此時采用微動進給，直到測定端重新產(chǎn)生偏心為止(圖3-15d)。重復操作幾次，可使定位精度在3m以內(nèi)，這時考慮測定端的直徑，就能確定工件的位置。在使用偏心軸時，主軸轉(zhuǎn)速不宜過高。主軸轉(zhuǎn)速超過600r/min時，受自身結(jié)構(gòu)影響，誤差較大。定位基準面應有較好的表面粗糙度和直線度，以確保定位精度。三、數(shù)控銑床對刀實訓 加工圖3-16所示的零件，采用尋邊器對刀 1)X、Y向?qū)Φ丁?將工件通過夾具裝在機床工作臺上。裝夾時，工件的四個側(cè)面都應留出尋邊器的測量位置。 快速移動工作臺和主軸，讓尋邊器測頭靠近工件的左側(cè)。圖3-16 改用微調(diào)操作，讓測頭慢慢接觸到工件左側(cè)，直到尋邊器發(fā)光，記下此時機床坐標系中的X坐標值，如-310.300。 抬起尋邊器至工件上表面之上，快速移動工作臺和主軸，讓測頭靠近工件右側(cè)。 改用微調(diào)操作，讓測頭慢慢接觸到工件右側(cè)，直到尋邊器發(fā)光，記下此時機床坐標系中的X坐標值，如200.300。 若測頭直徑為10mm，則工件長度為200.300(310.300)10=100(單位mm，余同)，據(jù)此可得工件坐標系原點W在機床坐標系中的X坐標值為310.300100/2+5=255.300。 用同樣方法可測得工件坐標系原點W在機械坐標系中的Y坐標值。 2)Z向?qū)Φ丁?卸下尋邊器，將加工所用