數(shù)控銑削加工技術(shù)課件 模塊一 數(shù)控銑削基礎(chǔ)知識任務(wù)三數(shù)控銑床基礎(chǔ)操作知識

模塊一數(shù)控銑削基礎(chǔ)知識任務(wù)三

數(shù)控銑床基礎(chǔ)操作知識任務(wù)三數(shù)控銑床基礎(chǔ)操作知識1任務(wù)目標(biāo)3任務(wù)要求4任務(wù)準(zhǔn)備5任務(wù)實(shí)施相關(guān)知識21任務(wù)目標(biāo)3知識目標(biāo)1.了解數(shù)控銑床坐標(biāo)系。2.掌握工件坐標(biāo)系建立的原理和方法。3.了解數(shù)控銑加工程序的格式及組成。技能目標(biāo)1.能夠完成對刀操作。2.能夠完成程序的錄入和模擬素養(yǎng)目標(biāo)1.具有安全操作意識，養(yǎng)成良好的職業(yè)素養(yǎng)。2.具有人際溝通能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。3.具有吃苦耐勞的精神。2任務(wù)要求同學(xué)們車間數(shù)控銑床為FANUC系統(tǒng)，請認(rèn)真學(xué)習(xí)坐標(biāo)系相關(guān)知識及操作，了解程序的格式及組成，完成以下任務(wù)：任務(wù)一安裝工件并設(shè)置工件坐標(biāo)系原點(diǎn)(圖1-3-1)。任務(wù)二錄入加工程序并模擬刀具軌跡(圖1-3-2)。

圖1-3-1任務(wù)一圖1-3-2任務(wù)二3任務(wù)準(zhǔn)備完成該任務(wù)需要準(zhǔn)備的實(shí)訓(xùn)物品如下表所示。序號種類名稱規(guī)格數(shù)量備注1機(jī)床數(shù)控銑床VMC850或其他8臺

2學(xué)習(xí)資料《數(shù)控銑床編程手冊》《數(shù)控銑床操作手冊》FANUC系統(tǒng)8本

3刀具立銑刀Φ108把

4量具游標(biāo)卡尺0-150mm8把

杠桿百分表0-0.8mm8個(gè)

尋邊器光電式8個(gè)

Z軸設(shè)定器高度50mm8個(gè)

5附具磁力表座

8個(gè)

平口鉗6寸或8寸8臺

組合平行墊鐵12組8套

橡膠錘

8把

6材料鋁塊90*90*258塊

7工具車

8輛

4相關(guān)知識一、數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)系在數(shù)控機(jī)床上加工零件，機(jī)床的動(dòng)作是由數(shù)控系統(tǒng)發(fā)出的指令來控制的。為了確定刀具（工件）的運(yùn)動(dòng)方向和移動(dòng)距離，就要在機(jī)床上建立一個(gè)坐標(biāo)系。數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)系采用符合右手定則規(guī)定的笛卡爾坐標(biāo)系（圖1-3-3）。對于機(jī)床坐標(biāo)系的方向，永遠(yuǎn)假定刀具相對于靜止的工件而運(yùn)動(dòng)，統(tǒng)一規(guī)定增大工件與刀具間距離的方向?yàn)檎较?。圖1-3-3右手笛卡爾坐標(biāo)系統(tǒng)4相關(guān)知識

1.數(shù)控銑床的機(jī)床坐標(biāo)系

機(jī)床坐標(biāo)系又稱機(jī)械坐標(biāo)系，用以確定工件、刀具等在機(jī)床中的位置，是機(jī)床運(yùn)動(dòng)部件的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)系，其坐標(biāo)軸及運(yùn)動(dòng)方向按標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，是機(jī)床上的固有坐標(biāo)系。數(shù)控銑床坐標(biāo)系如圖1-3-4所示。圖1-3-4機(jī)床坐標(biāo)系（1）Z軸與主軸軸線重合，刀具遠(yuǎn)離工件的方向?yàn)檎较?+Z)（2）X軸垂直于Z軸，并平行于工件的裝夾面，如果為單立柱銑床，面對刀具主軸向立柱方向看，其右運(yùn)動(dòng)的方向?yàn)閄軸的正方向(+X)（3）Y軸與X軸和Z軸一起構(gòu)成遵循右手定則的坐標(biāo)系統(tǒng)。（4）機(jī)床坐標(biāo)系原點(diǎn)又叫機(jī)床零點(diǎn)，它是其他所有坐標(biāo)系，如工件坐標(biāo)系以及機(jī)床參考點(diǎn)的基準(zhǔn)點(diǎn)。機(jī)床坐標(biāo)系的原點(diǎn)在機(jī)床制造出來時(shí)就已經(jīng)確定，不能隨意改變。4相關(guān)知識2.機(jī)床參考點(diǎn)為了正確地在機(jī)床工作時(shí)建立機(jī)床坐標(biāo)系，通常在每個(gè)坐標(biāo)軸的移動(dòng)范圍內(nèi)設(shè)置一個(gè)機(jī)床參考點(diǎn)（測量起點(diǎn)），機(jī)床起動(dòng)時(shí)，通常要進(jìn)行機(jī)動(dòng)或手動(dòng)回參考點(diǎn)，以建立機(jī)床坐標(biāo)系。機(jī)床參考點(diǎn)可以與機(jī)床零點(diǎn)重合，也可以不重合，通過機(jī)床參數(shù)指定參考點(diǎn)到機(jī)床零點(diǎn)的距離。3.工件坐標(biāo)系工件坐標(biāo)系也叫編程坐標(biāo)系，是編程人員根據(jù)零件圖樣及加工工藝等在工件上建立起來的坐標(biāo)系，是編程時(shí)的坐標(biāo)依據(jù)。為保證編程與機(jī)床加工的一致性，工件坐標(biāo)系也應(yīng)符合右手直角笛卡兒坐標(biāo)系。工件原點(diǎn)的設(shè)置一般應(yīng)遵循下列原則:(1)工件原點(diǎn)應(yīng)盡可能選擇在工件的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)和工藝基準(zhǔn)上，以方便編程。(2)工件原點(diǎn)應(yīng)盡量選在尺寸精度高、表面粗糙度值小的工件表面上。(3)工件原點(diǎn)最好選在工件的對稱中心上。(4)要便于測量和檢驗(yàn)。在數(shù)控銑床中，Z軸的原點(diǎn)一般設(shè)定在工件的上表面。對于對稱工件，X、Y軸的原點(diǎn)一般設(shè)定在工件的對稱中心。對于非對稱工件，X、Y軸的原點(diǎn)一般設(shè)定在件的某個(gè)棱角上。4相關(guān)知識4.工件坐標(biāo)系選擇指令G54～G59G54～G59是系統(tǒng)預(yù)定的6個(gè)工件坐標(biāo)系，可根據(jù)需要任意選用。這6個(gè)預(yù)定工件坐標(biāo)系的原點(diǎn)在機(jī)床坐標(biāo)系中的值(工件零點(diǎn)偏置值)可用MDI模式輸入，系統(tǒng)自動(dòng)記憶。工件坐標(biāo)系一旦選定，后續(xù)程序段中絕對值編程時(shí)的指令值均為相對此工件坐標(biāo)系原點(diǎn)的值。采用G54～G59選擇工件坐標(biāo)系方式如圖1-3-5所示。圖1-3-5工件坐標(biāo)系的使用4相關(guān)知識二、數(shù)控銑床程序的格式及組成數(shù)控加工零件程序是一組被傳送到數(shù)控系統(tǒng)中去的指令和數(shù)據(jù)。一個(gè)零件程序是由遵循一定結(jié)構(gòu)、句法和格式規(guī)則的若干個(gè)程序段組成的，而每個(gè)程序段是由若干個(gè)指令字組成的。如圖1-3-6所示。（1）程序名FANUC數(shù)控系統(tǒng)的程序名由英文大寫字母“0”和四位數(shù)字組成。（2）程序內(nèi)容程序內(nèi)容是整個(gè)程序的核心，由多個(gè)程序段組成，用于表述數(shù)控機(jī)床加工動(dòng)作和運(yùn)行狀態(tài)。程序段與程序段之間用“EOB”(;)分隔。（3）程序結(jié)束用指令M02或M03結(jié)束程序。（4）程序段格式程序段是由一個(gè)或多個(gè)程序字組成，程序字又由字母(又稱地址符)、符號和數(shù)字組成。程序段格式是指程序段中的程序字的安排形式,如圖1-3-7所示。圖1-3-7程序段格式1-3-6程序的組成4相關(guān)知識三、數(shù)控銑常用功能指令數(shù)控系統(tǒng)常用的功能有準(zhǔn)備功能、輔助功能、其他功能三種，這些功能是編制加工程序的基礎(chǔ)。1．準(zhǔn)備功能準(zhǔn)備功能又稱G功能或G指令，是數(shù)控機(jī)床完成某些準(zhǔn)備動(dòng)作的指令。它由地址符G和后面的兩位數(shù)字組成。2．輔助功能輔助功能又稱M功能或M指令。它由地址符M和后面的兩位數(shù)字組成。輔助功能主要控制機(jī)床或系統(tǒng)的各種輔助動(dòng)作，如機(jī)床/系統(tǒng)的電源開、閉，冷卻液的開、關(guān)，主軸的正、反、停及程序的結(jié)束等。常用M代碼見表1-3-3。M指令功能M指令功能M00程序停止M06刀具交換M01程序選擇性停止M08切削液開啟M02程序結(jié)束M09切削液關(guān)閉M03主軸正轉(zhuǎn)M30程序結(jié)束，返回開頭M04主軸反轉(zhuǎn)M98調(diào)用子程序M05主軸停止M99子程序結(jié)束表1-3-3M代碼功能表4相關(guān)知識3．其他功能(1)坐標(biāo)功能坐標(biāo)功能字（又稱尺寸功能字）用來設(shè)定機(jī)床各坐標(biāo)的位移量。數(shù)控銑床一般使用X、Y、Z以及I、J、K等地址符為首，在地址符后緊跟“+”或“-”號和一串?dāng)?shù)字。(2)進(jìn)給功能用來指定刀具相對于工件運(yùn)動(dòng)速度的功能稱為進(jìn)給功能，由地址符F和其后面的數(shù)字組成。根據(jù)加工的需要，進(jìn)給功能分為每分鐘進(jìn)給和每轉(zhuǎn)進(jìn)給兩種，并以其對應(yīng)的功能字進(jìn)行轉(zhuǎn)換。(3)主軸功能用以控制主軸轉(zhuǎn)速的功能稱為主軸功能，亦稱為S功能，由地址符S及其后面的一組數(shù)字組成。轉(zhuǎn)速S的單位是轉(zhuǎn)/分鐘（r/min）。在程序中，主軸的正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、停轉(zhuǎn)由輔助功能M03、M04、M05進(jìn)行控制。其中，M03表示主軸正轉(zhuǎn)，M04表示主軸反轉(zhuǎn)，M05表示主軸停轉(zhuǎn)。4相關(guān)知識四、數(shù)控銑床常用夾具數(shù)控銑床的夾具是數(shù)控銑床上用于裝夾工件的一種裝置。其作用是將工件定位，以使工件獲得相對機(jī)床和刀具的正確位置，并把工件可靠地夾緊。1.機(jī)用平口鉗機(jī)用平口鉗裝夾也叫機(jī)用虎鉗，方便靈活、適應(yīng)性廣。常用于裝夾形狀比較規(guī)則的零件，對于加工一般精度要求和夾緊力要求的零件時(shí)常用機(jī)用平口鉗（圖1-3-8），靠絲杠螺母相對運(yùn)動(dòng)來夾緊工件。2.自定心卡盤在數(shù)控銑床上加工圓柱類、盤類回轉(zhuǎn)體零件時(shí)，可采用自定心卡盤裝夾（圖1-3-9）。在數(shù)控銑床上自定心卡盤的使用方法與數(shù)控銑床的相類似，使用T形槽螺栓將自定心卡盤固定在機(jī)床工作臺上即可。3.壓板對于大型無法使用機(jī)用虎鉗或其他夾具裝夾時(shí)，可采用壓板進(jìn)行裝夾，如圖1-3-10所示。利用T形槽螺栓和壓板將工件固定在機(jī)床工作臺上，利用百分表等找正工件即可。裝夾工件時(shí)，應(yīng)使墊鐵的高度略高于工件，壓板螺栓應(yīng)盡量靠近工件，需根據(jù)工件裝夾精度要求，壓緊力要適中。圖1-3-8機(jī)用平口鉗圖1-3-9自定心卡盤圖1-3-10螺釘壓板4相關(guān)知識五、數(shù)控銑床的對刀1.對刀的原理由于數(shù)控銑床按機(jī)床坐標(biāo)系控制機(jī)床的運(yùn)動(dòng)，而編程人員按工件坐標(biāo)系編制程序，所以要建立起兩種坐標(biāo)系之間的關(guān)系，程序才能正常運(yùn)行。對刀的目的是為了建立工件坐標(biāo)系，實(shí)際上就是確定工件原點(diǎn)在機(jī)床坐標(biāo)系中的坐標(biāo)。并將該坐標(biāo)輸入到數(shù)控系統(tǒng)相應(yīng)的存儲位置。它是數(shù)控加工中最重要操作內(nèi)容，其準(zhǔn)確性將直接影響零件的加工精度。圖1-3-11對刀原理示意圖如圖1-3-11所示，設(shè)工件尺寸:長為a，寬為b，高為c，單位為mm，刀具半徑為R，將工件原點(diǎn)定在工件上表面的對稱中心。雙邊對刀也稱為分中對刀，X、Y軸對刀時(shí)，采用碰雙邊法，接觸工件兩邊得到機(jī)械坐標(biāo)值，通過計(jì)算可得出對稱中心的坐標(biāo)值。Z軸對刀時(shí)，讓刀具底部接觸工件上。計(jì)算方法：X=(X1+X2)/2Y=(Y1+Y2)/2單邊對刀，碰單邊得到機(jī)械坐標(biāo)值，通過計(jì)算可得到中心坐標(biāo)，也可得到某一條邊的坐標(biāo)值。計(jì)算方法：X=X1+R+a/2Y=Y1+R+a/2或者X=X2-R-a/2Y=Y2-R-a/2如果想得到一條邊的坐標(biāo)可用接觸時(shí)的機(jī)械坐標(biāo)值加上或減掉半徑值R。

4相關(guān)知識2.對刀方法數(shù)控銑床的對刀方法有很多，根據(jù)使用的對刀工具不同，常用的對刀方法有幾下幾種：1）試切對刀法。2）塞尺、標(biāo)準(zhǔn)芯棒、塊規(guī)對刀法。3）采用尋邊器、偏心棒和軸設(shè)定器等工具。4）轉(zhuǎn)移（間接）對刀法。6）百分表（或千分表）對刀法。7）專用對刀儀對刀法。

光電尋邊器

Z軸設(shè)定器5任務(wù)實(shí)施

任務(wù)一安裝工件并設(shè)置工件坐標(biāo)系原點(diǎn)1.安裝平口鉗并裝夾工件（1）將平口鉗和機(jī)床工作臺用棉紗擦拭干凈，去除油污和切屑，將平口鉗放置于工作臺合適位置。安裝固定螺栓并預(yù)擰緊，施加壓力不要過大。（2）安裝百分表至Z軸，用手輪移動(dòng)機(jī)床，將百分表壓至平口鉗固定鉗口的位置，如圖1-3-14所示。手輪來回移動(dòng)X軸，觀察百分表指針變化，用橡膠錘敲擊平口鉗，調(diào)整平口鉗位置，反復(fù)調(diào)整直至指針擺動(dòng)不超過0.01mm。壓緊螺栓，再次移動(dòng)百分表，校準(zhǔn)位置，保證平口鉗固定鉗口與X軸平行。(3)測量鉗口高度，選擇合適高度的平行墊鐵放置于平口鉗導(dǎo)軌上，將工件墊起，伸出鉗口高度要保證對刀所需要的高度。夾緊平口鉗，并用橡膠錘敲平工件，保證工件水平，如圖1-3-15所示。

圖1-3-15裝夾工件圖1-3-14百分表校準(zhǔn)平口鉗5任務(wù)實(shí)施安裝尋邊器移動(dòng)至工件左側(cè)慢慢移動(dòng)尋邊器靠近工件，指示燈亮?xí)r停止抬起尋邊器至工件上表面，相對坐標(biāo)X軸歸零尋邊器移動(dòng)至工件右側(cè)慢慢移動(dòng)尋邊器靠近工件，指示燈亮?xí)r停止抬起尋邊器移動(dòng)至相對坐標(biāo)的中心處切換至坐標(biāo)系設(shè)置界面，輸入坐標(biāo)相同的方式設(shè)置Y軸工件坐標(biāo)系零點(diǎn)2.設(shè)定工件坐標(biāo)系原點(diǎn)（1）設(shè)定工件坐標(biāo)系X、Y軸原點(diǎn)。5任務(wù)實(shí)施

（2）設(shè)定工件坐標(biāo)系Z軸原點(diǎn)。1)安裝Φ10立銑刀至主軸，校準(zhǔn)Z軸設(shè)定器，放置在工件上方，將刀具壓在Z軸設(shè)定器上，慢慢壓至零位如圖1-3-24所示。2)按鍵，切換到坐標(biāo)系設(shè)置界面，將光標(biāo)調(diào)整到G54工件坐標(biāo)系位置，輸入Z50.，如圖1-3-25所示，點(diǎn)擊測量按鍵，自動(dòng)輸入坐標(biāo)值，完成Z軸對刀。圖1-3-24Z軸對刀