数控加工技术课件.ppt

项目六铣削类数控加工的编程与操作,项目描述1概述数控铣削是机械加工中最常用的加工方法之一，它主要包括平面铣削和轮廓铣削，还可以对零件进行钻、扩、铰、镗、锪加工及攻螺纹等，如图6-1所示。数控铣床有立式、卧式、龙门式三类，数控铣床加工工艺以普通铣床加工工艺为基础。数控加工中心从结构上看是带刀库的镗铣床，除铣削加工外，也可以对零件进行钻、扩、铰、镗、锪加工及攻螺纹等，因此数控铣床与数控加工中心从工艺上看加工工艺类似，主要适用于下列几类零件的加工。（1）平面类零件（2）变斜角类零件（3）曲面类零件（4）箱体类零件,图6-1 常见铣削加工方法,图6-2 平面类零件,图6-3 变斜角零件,图6-4 行切加工法,图6-5 三坐标联动加工,2数控铣削的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，可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，还要求有良好的热硬性。（8）立式加工中心的主轴垂直于工作台，主要适用于加工板材类、壳体类零件，形状复杂的平面或立体零件、以及模具的内、外型腔等，应用范围广泛。,3数控铣床（加工中心）的编程特点（1）数控铣床（加工中心）可用绝对值编程或增量值（相对坐标）编程，分别用G90/G91指定。（2）手工编程只能用于简单编程，对复杂的编程广泛采用CAM自动编程。（3）为了保证程序的运行完全，通常在程序开始时设定初始状态。G90、G80、G40、G17、G49、G21G90：绝对坐标G80：取消循环G40：取消刀具半径补偿G17：选择刀径补偿和圆(弧)加工平面为XY平面G49：取消刀具长度补偿G21：尺寸单位为公制,（4）工件坐标系的选定 毛坯材料通常把坐标原点设在工件上表面中心处。用G54G59定义工件坐标系，通常按约定用G54。G54为零点偏置法。与刀具的起始位置无关。在数控机床上，通过对刀并在数控系统面板上设置工件坐标原点与机床坐标原点的距离。（5）切削用量的选择 进给量和转速各有两个单位。在数铣（加工中心）编程时常用单位是转速S(r/min)，进给量F(mm/min)。,拓展数控铣床的数控系统各类繁多，所使用的程序语言规则和格式也不尽相同，当针对某一台数控铣床进行加工编程时，就严格按照机床编程手册进行程序编制。项目设计本项目分为三个任务：铣削类数控加工的常用指令，数控铣床基本操作，A类宏程序的编制与应用。这三个任务由理论到实践，循序渐进，涵盖了数控铣削加工所应掌握的编程知识及数控铣床的基本操作技能。,任务一 铣削类数控加工的程序编制,知识目标掌握铣削加工的工艺知识；掌握铣削加工的编程指令。技能目标能编制数控铣削的加工程序；能熟练使用数控铣床仿真软件；能完成平面铣削仿真加工。任务分析数控铣床是机床设备中应用非常广泛的加工机床，它可以进行平面铣削、平面型腔铣削、外形轮廓铣削、三维及三维以上复杂型面铣削，还可进行钻削、镗削、螺纹切削等孔加工。加工中心、柔性制造单元等都是在数控铣床的基础上产生和发展起来的。,数控铣床具有丰富的加工功能和较宽的加工工艺范围，面对的工艺性问题也较多。在开始编制铣削加工程序前，一定要仔细分析数控铣削加工工艺性，掌握铣削加工工艺装备的特点，以保证充分发挥数控铣床的加工功能。本任务以XK713D立式数控铣床（FANUC Oi Mate MD系统）为基础，介绍数控铣床程序编制的基本方法。要求重点掌握数控铣削常用编程指令的格式、意义和用法，刀具半径补偿和长度补偿在编程中的用法。,任务实施 铣削类数控加工的程序编制任务分为四个过程实施，分别是平面、型腔铣削程序编制，孔加工程序编制，加工中心的换刀程序编制和子程序编制。在每个过程当中，主要介绍各类铣削加工的方法和特点，编程要点和编程指令的应用，并通过实践训练进一步巩固知识、掌握编程技能。,过程一 平面、型腔铣削程序编制,1平面、型腔铣削的加工方法（1）周铣和端铣周铣是指利用分布在铣刀圆柱面上的切削刃来形成平面（或表面）的铣削方法。端铣是指利用分布在铣刀端面上的端面切削刃来形成平面的铣削方法，如图6-6所示。端铣与周铣相比，其优点是：刀轴比较短，铣刀直径比较大，工作时同时参加切削的刀齿较多，铣削时较平稳，铣削用量可适当增大，切削刃磨损较慢，能一次铣出较宽的平面。（2）顺铣与逆铣顺铣要求机床进给丝杠消除齿隙。一般数控机床采用滚珠丝杠，可以保证齿隙很小，此时，顺铣是首选的机夹硬质合金刀片铣刀的走刀方式。如果机床丝杠在间隙或者工艺系统不稳定，则尽量使用逆铣。,在数控铣削加工时，要尽可能使用顺铣刀具路径。与逆铣相比，在绝大多数的情况下，顺铣会更有利。一般来说，逆铣的刀具寿命比顺铣短，这是因为在逆铣中产生的热量要比在顺铣中明显多。在逆铣中，当切削厚度从零增加到最大时，由于切削刃与工件的摩擦比在顺铣中的大，因此会产生更多的热量；在逆铣中，径向力也会明显增高，这对主轴轴承有不利影响。同时，为了降低表面精糙度值，提高数控刀具寿命，对于铝镁合金、钛合金、耐热合金等村料，尽量采用顺铣加工。但如果零件毛坯为黑色金属锻件或铸件，表皮硬且余量较大，则采用逆铣较为合理。,周铣 端铣,图6-6 周铣与端铣示意图,2平面铣削常用的刀具（1）立铣刀（2）面铣刀3平面、型腔铣削的切削参数切削参数主要有：背吃刀量（端铣）或侧吃刀量（圆周铣）、进给速度f和切削速度c三方面内容。,（1）背吃刀量（端铣）或侧吃刀量（圆周铣）的选择背吃刀量和侧吃刀量的选取主要由加工余量和对表面质量的要求决定：在要求工件表面粗糙度值Ra为12.525微米时，如果圆周铣削的加工余量小于5mm，端铣的加工余量小于6mm，粗铣一次进给就可以达到要求。但余量较大、数控铣床刚性较差或功率较小时，可分两次进给完成。在要求工件表面粗糙度值Ra为3.212.5微米时，可分粗铣和半精铣两步进行，粗铣的背吃刀量与侧吃刀量取同。粗铣后留0.51mm的余量，在半精铣时完成。在要求工件表面粗糙度值Ra为0.83.2微米时，可分为粗铣、半精铣和精铣三步进行。半精铣时背吃刀量与侧吃刀量取1.52mm，精铣时，圆周侧吃刀量可取0.30.5mm，端铣背吃刀量取0.51mm。,（2）进给速度f的选择进给速度f与每齿进给量fz、主轴转速n以及刀具齿数Z有关，公式如下。f=nZfz每齿进给量参考切削用量手册或表6-1选取。表6-1 切削用量参考表,铣削速度的推荐范围见表6-2。实际编程中，切削速度确定后，还要计算出主轴转速，其计算公式为：n=1000c/（D）式中：c切削线速度，m/min；n为主轴转速，r/min；D刀具直径，mm。注意：计算的主轴转速最后要参考机床说明书查看机床最高转速是否能满足需要。,4实践训练6-2 加工如图6-7所示零件的上表面及台阶面（其余表面已加工）。毛坯为100mm80mm32mm长方块，材料为45钢，单件生产。,图6-7 平面铣削加工实践训练图,（1）分析零件图样该零件包含了平面、台阶面的加工，尺寸精度约为IT10，表面粗糙度全部为Ra3.2m，没有形位公差项目的要求，整体加工要求不高。（2）确定工艺路线根据图样加工要求，上表面的加工方案采用端铣刀粗铣精铣完成，台阶面用立铣刀粗铣精铣完成。加工上表面、台阶面时，可选用平口虎钳装夹，工件上表面高出钳口10mm左右。,（3）确定加工工艺加工工艺见表6-3。,（4）确定进给路线铣上表面的走刀路线如图6-8所示，台阶面略。,图6-8 铣削上表面时的刀具进给路线,（5）确定刀具及切削参数刀具及切削参数见表6-4。,（6）编制加工程序以图6-10所示的上表面中心作为G54工件坐标系原点。上表面加工上表面加工使用面铣刀，其参考程序如下：O6001 程序名N10 G90 G54 G00 X120 Y0 建立工件坐标系，快速进给至下刀位置N20 M03 S250 启动主轴，主轴转速250r/minN30 Z50 M08 主轴到达安全高度，同时打开冷却液N40 G00 Z5 接近工件N50 G01 Z0.5 F100 下到Z0.5面N60 X-120 F300 粗加工上表面,N70 Z0 S400 下到Z0面，主轴转速400r/minN80 X120 F160 精加工上表面N90 G00 Z50 M09 Z向抬刀至安全高度，并关闭冷却液N100 M05 主轴停N110 M30 程序结束,台阶面加工台阶面加工使用立铣刀，其参考程序如下：O6002 程序名N10 G90 G54 G00 X-50.5 Y-60 建立工件坐标系，快速进给至下刀位置N20 M03 S350 启动主轴N30 Z50 M08 主轴到达安全高度，同时打开冷却液N40 G00 Z5 接近工件N50 G01 Z-4.5 F100 下刀，Z-4.5N60 Y60 粗铣左侧台阶N70 G00 X50.5 快进至右侧台阶起刀位置N80 G01 Y-60 粗铣右侧台阶N90 Z-5 S450 下刀Z-5N100 X50 走至右侧台阶起刀位置N110 Y60 F80 精铣右侧台阶N120 G00 X-50 快进至左侧台阶起刀位置N130 G01 Y-60 精铣左侧台阶N140 G00 Z50 M05 M09 抬刀，并关闭冷却液N150 M05 主轴停N160 M30 程序结束,过程二 孔加工程序编制,1孔加工特点孔加工是数控加工中最常见的加工工序，数控铣床和加工中心通常都具有能完成钻孔、镗孔、铰孔和攻丝等动作是孔位平面定位、快速引进、上作进给、快速退回等，这样一系列典型的加上动作己经预先编好程序，存储在内存中，可用称为固定循环的一个G代码即可完成，该类指令为默态指令，使用他编程加工孔时，只需给出第一个孔加工的所有参数，接着加工的孔凡是与第一与第一个孔相同的参数均可省略，这样可极大的提高编程效率，从而简化编程工作，也使程序变得简单易读。,孔加上固定循环指令有G73、G74、G76、G80 G89，通常由下述6个动作构成，如图6-11。（1）X,Y轴定位：使刀具快速移动到孔加工的位置；（2）定位到R点(定位方式取决于上次是G00还是G0l);（3）孔加工：以切削进给的方式执行孔加工的动作。（4）在孔底的动作：包括暂停、主轴准停、刀具移位等动作。（5）退回到R点(参考点)：继续加工其它孔且可以安全移动刀具时选择返回R点。（6）快速返回到初始点：孔加工完成后一般应选择返回起始点。,固定循环的数据表达形式.可以用绝对坐标(G90)和相对坐标(G91)表示，如图 6-9所示，其中图(a)是采用G90的表示，图(b)是采用G91的表示。,图 6-9 固定循环动作,2孔加工固定循环指令的编程格式（1）孔加工指令指令格式：,指令说明:G98：返回初始平面；G99：:返回R点平面；G：固定循环代码G73、G74、G76和G81G89之一；X、Y：加工起点到孔位的距离(G91)或孔位坐标(G90)（在xy平面的位置）；,R：初始点到R点的距离(G91或R点的坐标(G90)；Z：R点到孔底的距离(G91或孔底坐标(G90)；Q：在G73、G83中，是用来指定每次进给深度；I、J：刀具在轴反向位移增量(G76/G87)；P：刀具在孔底的暂停时间；F：切削进给速度；L：固定循环的次数。,注意：（1）G73、G74、G76和G81G89、Z、R、P、F、Q、I、J、K是模态指令，一旦指定，一直有效，直到出现其它工加工固定循环指令或固定循环取消指令G80,或G01G03等插补指令才失效。因此，多个工加工时，该指令只需指定一次，以后的程序段只给孔的位置即可。（2）在使用固定循环编程时，一定要在前面的程序段中指定M03或M04，使主轴启动。（3）固定循环指令不能和后指令M代码（如M00、M05）同时出现在同一程序段。（4）在固定循环中，刀具半径补偿（G41、G42无效。刀具长度补偿（43、G44）有效。,（2）G73高速深孔（啄钻）加工循环指令格式:,指令说明：Q：每次进给深度;K：每次退刀距离。G73用于Z轴的间歇进给，每次进给深度由Q指定，且每次工作进给后都快速退回一段距离k，使深孔加上时容易排屑，减少退刀量，可以进行高效率的加工。,图6-10 G73走刀路线图,实践训练6-3O6003G90 G94 G80 G49 G40 G21 G17G54 G00 X_Y_Z30M03 S600G99 G73 X_ Y_ Z_ R10 Q-5 K2 F100G80 G00 X_ Y_Z100M05 M30注意：Z、K、Q移动量为零时，该指令不执行。,（3）G83深孔（啄钻）加工循环指令格式:,指令说明：Q：每次进给深度；K：每次退刀后，再次进给时，由快速进给转换为切削进给时距上次加上面的距离。G83该指令适用于加工较深的孔，与G73不同的是每次刀具间歇进给后退至R点，可把切削带出孔外，以免增加切削阻力。,图6-11 G83走刀路线图,实践训练6-4O6004G90 G94 G80 G49 G40 G21 G17G54 G00 X_Y_Z30M03 S600G99 G83 X_ Y_ Z_ R10 Q-5 K2 F100G80 G00 X_ Y_Z100M05 M30注意：Z、K、Q移动量为零时，该指令不执行。,（4）G74（攻左旋螺纹）与G84（攻右旋螺纹）指令格式:,指令说明：G74用于加工左旋螺纹，执行该指令时，主轴反转，在XY平面快速定位后快速移动到R点，执行攻螺纹达到孔底后，主轴正转回到R点，主轴恢复反转，完成攻丝作业。反之执行G84（攻右旋螺纹）。攻螺纹时，进给量f根据不同的进给模式指定。当常用G94（mm/min）模式时，f导程转速；当采用G95（mm/r）模式时，f导程,图6-12 G74、G84走刀路线图,实践训练6-5O6005G90 G80 G94 G49 G40 G21 G17M04 S100；攻左旋螺纹G54 G00 X_Y_Z20G98 G95 G74 X_ Y_ Z-25 R3F1.75G80 G94 G00 Z100M05M30,（5）G76（精镗孔循环）与G87（反镗孔循环）指令格式：,指令说明：I：X轴刀尖反向位移量；J：Y轴刀尖反向位移量。G76精镗时，主轴在孔底定向停止后，向刀尖反方向移动，然后快速退刀。这种带有让刀的退刀不会划伤己加上平面，保证了镗孔精度。,G87指令循环时过程描述如下：在X、Y轴定位；主轴定向停止；在X、Y方向分别向刀尖的反方向移动I、J值；定位到R点(孔底)；在X、Y方向分别向刀尖方向移动I、J值；主轴正转；在Z轴正方向上加上至Z点；主轴定向停止；在X、Y方向分别向刀尖反方向移动I、J值；返回到初始点(只能用G98)；在X,Y方向分别向刀尖方向移动I、J值；主轴正转。注意：如果Z的移动量为零，该指令不执行。,图6-13 G76、G87走刀路线图,实践训练6-6O6006G90 G80 G94 G49 G40 G21 G17M03 S500G54 G00 X_Y_Z20G98 G76 X_ Y_ Z-25 R30 Q（I）50 P2000 F60/G98 G87 X_ Y_ Z-25 R-200 Q（I）-50 P2000 F60G80 G00 Z100M05M30,（6）G81（钻孔循环）与G82（锪孔循环）指令格式：,G81指令用于正常的钻孔，包括X,Y坐标定位、快进、工进和快速返回等动作。G82指令除了要在孔底暂停外，其他动作与G81相同。暂停时间由地址P给出。G82指令主要用于加上盲孔，以提高孔深精度。注意：如果Z的移动量为零，该指令不执行。,图6-14 G81、G82走刀路线图,（7）G85、G86、G88、G89粗镗孔循环指令格式：G85 X _Y_ Z_ R_ F_；(用于铰孔)G86 X _Y_ Z_ R_ P_ F_；（精度不高的孔加工）G88 X _Y_ Z_ R_ P_ F_；（手动返回R点）G89 X _Y_ Z_ R_ P_ F_；（阶梯孔加工）,过程三 加工中心换刀程序编制,除换刀程序外，加工中心的编程方法和普通数控铣床相同。不同的数控机床，其换刀程序是不同的，通常选刀和换刀分开进行，换刀动作必须在主轴停转条件下进行。加工中心自动换刀功能是通过机械手(自动换刀机构)和数控系统的有关控制指令来完成的。1换刀过程换刀过程包含三个步骤，即装刀选刀换刀。（1）装刀过程是指将刀具装入刀库，主要有任选刀座装刀和固定刀座装刀两种方式。任选刀座装刀方式的刀具安置在任意的刀座内，需将该刀具所在刀座号记下来。固定刀座装刀方式的刀具安置在设定的刀座内。,（2）选刀过程是指从刀库中选出指定刀具的操作，主要有顺序选刀和随意选刀两种方式。顺序选刀方式要求按工艺过程的顺序(即刀具使用顺序)将刀具安置在刀座中，使用时按刀具的安置顺序逐一取用，用后放回原刀座中。随意选刀方式通常又分为刀座编码选刀和计算机记忆选刀两种。刀座编码选刀，对刀库各刀座编码，把与刀座编码对应的刀具一一放入指定的刀座中，编程时用地址T指出刀具所在刀座编码。计算机记忆选刀，刀具号和存刀位置或刀座号对应地记忆在计算机的存储器或可编程控制器的存储器内，刀具存放地址改变，计算机记忆也随之改变。在刀库装有位置检测装置，刀具可以任意取出，任意送回。,（3）换刀过程分为三种情况：第一种情况是主轴上的刀具和刀库中的待换刀具都是任选刀座。刀库选刀到换刀位机械手取出刀具装入主轴，同时将主轴取下的刀具装入待换刀具的刀座。第二种情况是主轴上的刀具放在固定的刀座中，待换刀具是任选刀座或固定刀座。选刀过程同上，换刀时从主轴取下刀具送回刀库时，刀库应事先转动到接收主轴刀具的位置。第三种情况是主轴上的刀具是任选刀座，待换刀具是固定刀座。选刀同上，从主轴取下的刀具送到最近的一个空刀位。,2加工中心自动换刀程序的编制 指令格式：选刀TXX换刀M06指令说明：为提高机床利用率，选刀动作与机床加工动作重合。因此换刀指令M06必须在用新刀具进行切削加工的程序段之前，而下一个选刀指令T常紧跟在这次换刀指令之后。换刀点多数加工中心规定在机床Z轴零点（Z0），要求在换刀前用准备功能指令（G28）使主轴自动返回Z0点。换刀过程是在接到T指令后立即自动选刀，并使选中的刀具处于换刀位置，接到M06指令后机械手动作，一方面将主轴上的刀具取下送回刀库，另一方面又将换刀位置的刀具取出装到主轴上，实现换刀。,3换刀程序编制方法通常换刀程序编制主要有以下三种方法：（1）主轴返回参考点和刀库选刀同时进行，选好刀具后进行换刀。N02 G28 Z0 T02；Z轴回零，选T02号刀；N03 M06；换上T02号刀缺点：选刀时间大于回零时间时，需要占机选刀。,（2）在Z轴回零换刀前就选好刀N10 G01 X_ Y_ Z_ F_ T02 直线插补，选T02号刀N11 G28 Z0 M06 Z轴回零，换T02号刀N20 G01 Z_ F_ T03 直线插补，选T03号刀N30 G02 X_ Y_ I_ J_ F_ 顺圆弧插补,（3）有的加工中心（如TH5632）换刀程序与上述略有不同N10 G01 X_ Y_ Z_ F_ T02 直线插补，选T02号刀N30 G28 Z0 T03 M06 Z轴回零，换T02号刀，选T03号刀N40 G00 Z1N50 G02 X_ Y_ I_ J_ F_ 圆弧插补注意：对卧式加工中心，上面程序的G28 Z0应为G28 Y0。,过程四 子程序编制,在进行数控加工编程时，当一个工件上有相同的加工内容时，为了简化程序的编制，常用子程序的方法进行编程。调用子程序的程序叫做主程序。子程序的编号与一般程序基本相同，只是程序结束字为M99表示子程序结束，并返回到调用子程序的主程序中。指令格式M98 P；指令说明：P表示子程序调用情况。P后共有8位数字，前四位为调用次数，省略时为调用一次；后四位为所调用的子程序号。,实践训练6-7 如图6-15所示，在一块平板上走出6个边长为10mm的等边三角形轨迹，每边的槽深为-2mm，工件上表面为Z向零点。其程序的编制就可以采用子程序的方式来实现。,图6-15 子程序编制实践训练图,主程序：O6007；G90G80G40G49G17G21；G54；T01M06；G00X0Y8.0S800；G43H01Z40.0M03；G00 Z3；M98 P6008；G90 G01 X30 Y8.66；M98 P6008；G90 G01 X60 Y8.66；M98 P6008；,G90 G01 X 0 Y-21.34；到4#三角形上顶点M98 P6008；调6008号切削子程序切削三角形G90 G01 X30 Y-21.34；到5#三角形上顶点M98 P6008；调6008号切削子程序切削三角形G90 G01 X60 Y-21.34；到6#三角形上顶点M98 P6008；调6008号切削子程序切削三角形G90 G01 Z40 F2000；抬刀M30；程序结束,子程序：O6008N10 G91 G01 Z-5 G94 F100在三角形上顶点切入（深）2mmN20 G01 X-5 Y-8.66 切削三角形N30 G01 X 10 Y 0 切削三角形N40 G01 X 5 Y 8.66 切削三角形N50 G01 Z 5 F2000 抬刀N60 M99 子程序结束,实训 数控铣削类加工程序编制,1实训目的（1）正确选择刀具和切削参数。（2）掌握零件数控铣削加工的手工编程。（3）熟练使用仿真软件进行模拟加工2实训内容（1）如图6-16所示的槽形零件，其毛坯为四周已加工的铝锭（厚为20mm），槽宽6mm，槽深2mm。试编写该槽形零件加工程序，并使用仿真软件进行模拟加工。,图 6-16 槽形零件程序编制实训图,工艺和操作清单。该槽形零件除了槽的加工外，还有螺纹孔的加工。其工艺安排为“钻孔扩孔攻螺纹铣槽”，工艺和操作清单见表6-5。表6-5 槽形零件的工艺清单,（2）如图6-17所示零件，毛坯为80mm80mm19mm长方块（80mm80mm四面及底面已加工），材料为45钢。编制数控加工程序，并使用仿真软件进行模拟加工。,图6-17 平面、外形轮廓、型腔和孔加工程序编制实训图,加工工艺分析该零件包含了平面、外形轮廓、型腔和孔的加工，孔的尺寸精度为IT8，其它表面尺寸精度要求不高，表面粗糙度全部为Ra3.2，没有形位公差项目的要求。根据零件的要求，上表面采用端铣刀粗铣精铣完成；其余表面采用立铣刀粗铣精铣完成。该零件为单件生产，且零件外型为长方体，可选用平口虎钳装夹。工件上表面高出钳口11mm左右。进给路线确定为：外轮廓粗、精加工；型腔粗、精加工；孔精加工。,小结铣削类数控加工的程序编制任务分别执行了平面及型腔铣削程序编制、孔加工程序编制、加工中心的换刀程序编制和子程序编制四个教学过程。在每个过程当中，主要介绍各类铣削加工的方法和特点，编程要点和编程指令的应用，并通过实践训练进一步巩固知识、掌握编程技能。,任务二 数控铣削类机床加工操作,知识目标FANUC 0iMate MD系统数控铣床面板功能；数控铣床安全操作规程与日常维护保养；数控刀柄、平口钳等工艺装备知识；熟悉数控铣床的操作过程及要求；掌握刀具补偿的概念及使用方法。技能目标试切法对刀方法；制定简单的加工工艺方案（选择机床、刀具、装夹方式及确定加工基准点）；数控机床检验和运行程序的方法。,任务分析数控加工操作者除了要会编程，还应了解数控铣床，熟悉数控铣削加工的操作过程，掌握操作要领，并加工出符合图样要求的质量稳定、高精度的零件。本任务的主要内容有：机床安全操作规定，正确执行安全技术操作规程，文明生产，安全操作；常用工、夹、量具的名称、规格、用途、使用和维护保养方法；常用刀具的种类、规格、性能，如何合理选择切削刀具，如何正确安装和拆卸刀具；数控程序的调试方法；如何正确装夹工件，操作数控机床，如何根据工艺和程序完成零件的加工；机床各种警报内容及如何正确采取对应措施；数控车床的维修保养方法，如何做好数控机床的日常维护保养工作。,任务实施数控铣削类机床加工操作任务分为四个过程实施，分别是认识数控铣床操作面板，对刀操作，安全操作规范及机床维护保养和基本操作方法。在每个过程当中，主要介绍如何正确地、安全地操作数控铣床，以加工出合格的零件，并通过实践训练进一步巩固理念知识、掌握操作技能。,过程一 认识数控铣床操作面板,1.数控面板数控面板是数控系统的控制面板，各种数控系统的数控面板是不相同的，但大多数是有共性或相似的。主要由显示器、手动数据输入（Manual Data Input，简称MDI）键盘组成，又称为MDI面板，如图6-18所示。,图6-18 FANUC 0iMate MD数控系统操作面板,（1）主功能键开机后先选择主功能键，进人主功能状态后，再选择下级子功能（软键）进行具体操作。【POS】键：位置显示键。在CRT上显示机床现在的位置。【PRGRM】键：程序键。在编辑方式，编辑和显示内存程序，显示MDI数据。【MENU OFSET】键：菜单设置键。刀具偏置数值的显示和设定。【OPR ALARM】键：报警显示键。按此键显示报警号及报警提示。【DGNOS PARAM】键：参数设置键。设置数控系统参数。【AUX GRAPH】键：图象显示键。暂无功能。,（2）数据输入键用来输人英文字母、数字及符号。常见功能有：G、M指令；F进给量；S主轴转速；X、Y、Z坐标；I、J、K圆弧的圆心坐标；R圆弧半径；T刀具号或换刀指令；O程序名；N程序段号；0-9数字等。（3）编辑键【ALTER】键：修改键。在程序当前光标位置修改指令代码。【INSRT】键：插人键。在程序当前光标位置插人指令代码。【DELET】键：数据、程序段删除键。【EOB】键：程序段结束键。又称程序段输入键、确认健、回车键。,（4）复位键复位键【RESET】：按下此键，复位CNC系统。（5）输入输出键输入键【INPUT】：与外部设备通信时，按下此键，才能启动输入设备，开始输入数据到CNC内。输出键【OUTPT START】：按下此键，CNC开始输出内存中的参数或程序到外部设备。（6）软键软键即子功能键，其含义显示于当前屏幕上对应软键的位置，随主功能状态不同而各异。在某个主功能下可能有若干子功能，子功能往往以软键形式存在。,（7）编辑辅助键光标移动键【CURSOR】：用于在CRT页面上，一步步移动光标。【】：向前移动光标。【】：向后移动光标。页面变换键【PAGE】：用于CRT屏幕选择不同的页面。【】：向前变换页面。【】：向后变换页面。取消键【CAN】：按下此键，删除上一个输入的字符。（8）运行模式选择旋扭：MODE SELECT【HOME】：返回机床参考点模式【JOG】：手动连续进给模式【JOGINC】：手动断续进给模式【EDIT】：程序编辑模式【MDI】：手动数据输入模式【STEP】：单步加工模式【AUTO】：自动加工模式【HANDLE】：手摇脉冲发生器操作模式,（9）进给速度倍率调节旋扭：用目前的进给速度乘上倍率得到实际进给速度。主轴速度倍率调节旋扭：用目前的设定速度乘上倍率得到实际主轴转速。（10）其它功能按键及旋扭：【AXIS SELECT】旋扭：手动进给轴和方向选择旋扭。在JOG、JOGINC运行模式式时，选择手动进给轴和方向。【ON】【OFF】键：CNC电源按钮。按下“ON”接通CNC电源；按下“OFF”断开CNC电源。【E-STOP】键：急停按钮。当出现紧急情况时，按下此按钮，伺服进给及主轴运转立即停止工作。,2.机床操作面板数控操作面板主要用于控制机床的运动和选择机床运行状态。由模式选择旋钮、数控程序运行控制开关等多个部分组成，如图6-19所示。,图6-19 数控机床操作面板,AUTO（MEM）键（自动模式键）：进入自动加工模式 EDIT键（编辑键）：用于直接通过操作面板输入数控程序和编辑程序。MDI键（手动数据输入键）：用于直接通过操作面板输入数控程序和编辑程序。文件传输键：通过RS232接口把数控系统与电脑相联并传输文件。REF键（回参考点）：通过手动回机床参考点。JOG键（手动模式键）：通过手动连续移动各轴。切削液开关键：按下此键，切削液开；再按下此键，则切削液关。INC键（增量进给键）：手动脉冲方式进给。HNDL键（手轮进给键）：按此键切换手摇轮移动各坐标轴。SINGL键（单段执行键）：自动加工模式和MDI模式中，单段运行。程序段跳键：在自动模式下按此键，跳过程序段的开头带有“/”程序。,程序停键：自动模式下，遇到M00指令程序停止。程序锁开关键：按下此键，机床各轴被锁住。空行程键：按下此键，各轴以固定的速度运动。机床主轴手动控制开关：手动模式按下此键，主轴正转。机床主轴手动控制开关：手动模式按下此键，主轴停止。循环（数控）停止键：数控程序运行中，按下此键停止程序运行。循环启动键：模式选择旋钮在“AUTO”和“MDI”位置按下此键自动加工程序，其余时间按下无效。,X轴方向手动进给键。Y轴方向手动进给键。Z轴方向手动进给键。正方向进给键。快速进给键，手动方式下，同时按住此键和一个坐标轴点动方向键，坐标轴以快速进给速度移动。负方向移动。选择手动移动时每一脉冲当量的距离，1为0.001mm。选择手动移动时每一脉冲当量的距离，10为0.01mm。选择手动移动时每一脉冲当量的距离，100为0.1mm。选择手动移动时每一脉冲当量的距离，1000为1.0mm。,进给速度（F）调节旋钮：调节进给速度，调节范围从0120%；,主轴速度调节旋钮：调节主轴速度，调节范围从50%120%；,紧急停止按钮：按下此旋钮，可使机床和数控系统紧急停止，旋钮释放后可重新执行回参考点的操作。,过程二 数控铣削加工的对刀操作,1对刀操作使用G54G59等零点偏置指令，将机床坐标系原点偏置到工件坐标系零点上。本次对刀，工件坐标系在工件左下角上表面处，通过对刀将偏置距离测出并输入存储到G54中，步骤如下：（1）MDI方式下输入“S500 M3；”指令，按 键，使主轴转动，或手动方式下按主轴正转按钮，使主轴转动；,（2）X轴对刀 手动（JOG）方式下移动刀具让刀具刚好接触工件左侧面，Z方向提起刀具，进行面板操作，操作步骤如下：按 键。出现如图6-20所示画面；,图6-20 OFFSET界面 图6-21 坐标系界面,按“坐标系”软键，出现如图6-21所示画面；光标移至G54的X轴数据；输入刀具在工件坐标系的X轴坐标值，此处为X-5，按“操作”软键，再按“测量”软键，完成X轴对刀。（3）Y轴对刀 手动方式下，移动刀具让刀具刚好接触工件前侧面，Z方向提起刀具，进行面板操作，操作步骤如下：,按 键。出现如图6-20所示画面；按“坐标系”软键，出现如图6-21所示画面；光标移至G54的Y轴数据。输入刀具在工件坐标系的Y轴坐标值，此处为Y-5，按“操作”软键，再按“测量”软键，完成Y轴对刀。,（4）Z轴对刀。手动方式下移动刀具刚好接触工件上表面，进行面板操作。步骤如下：按 键。出现如图6-20所示画面；按“坐标系”软键，出现如图6-21所示画面；2“对刀”检验 按 键，使机床运行于MDI（手动输入）工作方式 按 键；按“MDI”软键，自动出现加工程序名称“O0000”；输入测试程序“G90 G00 G54 X0.Y0.Z10.”（或“G90 G01 G54 X0.Y0.Z10.F5000”）按 键，运行测试程序；程序运行结束后，观察刀具是否处于工件左下角工件原点上方10处，如“是”则对刀正确；如“不是”则对刀操作不正确，需查找原因，重新对刀。,拓展数控铣床具有几种对刀方法，但对刀的工作原理是相同的。常用的对刀方法有：试切对刀、采用百分表或千分表对刀、采用寻边器对刀等。一般要根据零件加工精度要求确定对刀方法，当精度要求较高时，可用杠杆百分表或千分表找正，使刀位点与对刀点一致。对于不同的刀具，刀位点的选择不同。为避免损伤工件，可以在刀具和工件之间加入塞尺进行对刀，但这样应将塞尺的厚度减去。还可以采用标准芯棒和块规来对刀。,过程三 数控铣床安全操作规程与日常维护保养,1数控铣床安全操作规程为了正确合理地使用数控铣床，保证机床正常运转，必须制定比较完善的数控铣床操作规程，通常包括以下内容：（1）机床通电后，检查各开关、按键、按键是否正常、灵活，机床有无异常现象。（2）检查电压、气压、油压是否正常、（有手动润滑的部位先要进行手动润滑）。（3）检查各坐标轴是否会参考点，限位开关是否可靠；若某轴在回参考点前已在参考点位置，应先将该轴沿负方向移动一段距离后，在手动回参考点。,（4）机床开机后应空运转5min以上，使机床基本达到热平衡状态。（5）装夹工件时应定位可靠，夹紧牢固，所用螺钉、压板是否妨碍刀具运动，以及零件毛坯是否有误。（6）数控刀具选择正确，夹紧牢固，刀具应该根据程序要求，依次装入刀库。（7）首件加工应采用单段程序切削，并随时注意调节进给倍率控制进给速度。（8）试切削和加工过程中，刃磨刀具、更换刀具后，一定要重新对刀。（9）加工结束后应清扫机床并加防锈油。（10）停机时应将各坐标轴停在中间位置。,2数控铣床日常维护及保养（1）数控铣床日常维护及保养保持良好的润滑状态，定期检查、清洗自动润滑系统，增加或更换油脂、油液，使丝杠、导轨等各运动部位始终保持良好的润滑状态，以减小机械磨损。进行机械精度的检查调整，以减少各运动部件之间的装配精度。经常清扫。周围环境对数控机床影响较大，如粉尘会被电路板上的静电吸引，而产生短路现象；油、气、水过滤器、过滤网太脏，会发生压力不够、流量不够、散热不好，造成机、电、液部分的故障等。,（2）数控系统日常维护及保养数控系统使用一定时间以后，某些元器件或机械部件会老化、损坏。为延长元器件的寿命和零部件的磨损周期应在以下几方面注意维护。尽量少开数控柜和强电柜门 车间空气中一般都含有油雾、潮气和灰尘。一旦它们落在数控装置内的电路板或电子元器件上，容易引起元器件绝缘电阻均下降，并导致元器件的损坏。定时清理数控装置的散热通风系统 散热通风口过滤网上灰尘积聚过多，会引起数控装置内温度过高（一般允许超过55），致使数控系统工作不稳定，甚至发生过热报警。经常监视数控装置电网电压 数控装置允许电网电压在额定值的10%范围内波动。如果超过此范围就会造成数控系统不能正常工作，甚至一起数控系统内某些元器件损坏。为此，需要经常监视数控装置的电网电压。电网电压质量差时，应加装电源稳压气。当加工程序编制完成之后，就可操作机床对工件进行加工。,过程四 数控铣床的基本操作方法,1.基本操作（1）电源的接通与断开在机床电源接通之前，检查电源的柜内空气开关是否全部接通，将电源框门关好后，先打开机床电源，再按操作面板上的“CNC POWER ON”按钮方能打开机床主电源开关。当CRT屏幕上显示X、Y、Z的坐标位置时，即可开始工作。当自动工作循环结束，机床运动部件停止运动后，按操作面板上的“CNC POWER OFF”按钮，断开数控系统的电源，然后切断电源柜上的机床电源开关。,（2）回零操作在机床出现下列情况之一时，操作者必须进行返回机床参考点的操作：开始工作之前机床电源接通；机床停电后再次接通数控系统的电源；机床在急停信号或超程报警信号解除之后恢复工作。返回参考点的操作步骤：旋转方式选择开关“MODE SELECT”至“HOME”位置，进人回零方式；按坐标轴选择按钮“JOG AXIS SELECT”的X或Y或Z键选择一个所需移动的坐标轴；旋转快速倍率修调开关设定返回参考点进给速度；按下坐标轴正向运动按钮后放开，坐标运动自动保持到返回参考点，直到参考点指示灯亮时停止。,（3）手动连续进给及断续进给手动断续进给操作步骤：旋转方式选择开关“MODE SELECT”至