數(shù)控銑加工中心教案

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1、授課題目 安全文明實訓(xùn) 授課形式 講授 授課時間 8:00~8:30 授課學(xué)時 0.5學(xué)時 教學(xué)目標與要求 1、熟悉安全文明實訓(xùn)與環(huán)境保護知識 2、掌握數(shù)控銑、加工中心機床安全操作規(guī)程 基本內(nèi)容 1、安全文明實訓(xùn)與環(huán)境保護知識； 2、數(shù)控銑、加工中心機床安全操作規(guī)程 重點難點 遵守安全操作規(guī)程，養(yǎng)好良好的操作習(xí)慣，防止安全事故的發(fā)生 主要教學(xué)媒體 有關(guān)內(nèi)容 的新進展 主要參考資料 課后體會與反思 數(shù)控銑、加工中心機床安全操作規(guī)程 實訓(xùn)中，同學(xué)們?nèi)菀追傅膯栴}主要有以下幾方面，要著重強調(diào)： 1、嚴

2、格遵守勞動紀律，不遲到、不早退、工作中不打鬧，堅守崗位； 2、進崗前必須按規(guī)定穿戴好勞保用品，不允許戴手套；衣服的扣子要扣好，不準卷袖子或把拉鏈拉開，女生得戴帽子并頭發(fā)必須卷在里面?？梢耘e一個由于穿戴問題出現(xiàn)的安全事故。 3、嚴禁機床在切削或主軸在高速旋轉(zhuǎn)時打開防護門，有同學(xué)在練習(xí)中想要啟動主軸前請你一定記住把防護門關(guān)上。 4、機床要求單人單機，不允許那個組的一臺機床由幾個人共同操作，如有人在操作，請組的其他人等著操作者操作完了以后再由下個同學(xué)練習(xí)操作，依次練習(xí)； 5、不準離崗，更不準串崗，機床在加工過程中必須是兩人或兩人以上在崗； 6、禁止加工過程中量活、變速，更不能用棉布擦拭工件

3、，也不能清掃機床。 7、工作臺臺面上、導(dǎo)軌上、防護罩上不得有異物。 授課題目 數(shù)控銑、加工中心機床操作實訓(xùn) 授課形式 講授與操作演示 授課時間 8:30~10:30 授課學(xué)時 2學(xué)時 教學(xué)目標與要求 1、掌握數(shù)控銑、加工中心機床基本結(jié)構(gòu) 2、掌握機床控制面板的使用 3、掌握機床基本操作（如：回零、手輪、手動、MDI） 基本內(nèi)容 1、數(shù)控銑、加工中心機床基本結(jié)構(gòu) 2、數(shù)控銑、加工中心機床控制面板 3、機床開、關(guān)機、回零、手輪、手動、MDI的操作步驟與注意事項 4、分組練習(xí) 重點難點 機床控制面板的應(yīng)用與基本操作及注意事項 主要教學(xué)媒體

4、 有關(guān)內(nèi)容 的新進展 主要參考資料 課后體會與反思 數(shù)控銑、加工中心機床操作實訓(xùn) 一、數(shù)控銑、加工中心機床結(jié)構(gòu) 1）數(shù)控銑、加工中心外形如圖2.1.1和圖2.1.2所示 圖2.1.1數(shù)控銑床 圖2.1.2加工中心 2）數(shù)控銑、加工中心基本結(jié)構(gòu)： XK713：X—銑床、K—數(shù)控、71—立式工作臺不升降、3—最大加工寬度為300mm。 1手輪 2急停旋鈕 3控制面板 4底座 5防護門 6伺服電機 7主軸 8床身 9平口虎鉗 a刀具庫 b警報器（a和b為加工中心特有結(jié)構(gòu)）

5、 二、數(shù)控銑、加工中心控制面板介紹如圖2.1.3和圖2.1.4所示 三、FANUCO系統(tǒng)數(shù)控銑、加工中心機床基本操作 ⑴開關(guān)機。一般數(shù)控銑、加工中心機床要求有配氣裝置，所以首先供氣。然后按如下程序開機：機床后面的電源總開關(guān)ON（順時針從垂直位置旋轉(zhuǎn)到水平位置） 操作面板PowerON（白色按鈕） 急停按鈕向右旋轉(zhuǎn)跳起，當CRT顯示坐標畫面時，開機成功。關(guān)機時，先將各種坐標軸移到中間位置，按下急停按鈕后，再按下操作面板PowerOFF（黑色按鈕），最后關(guān)掉電源總開關(guān)。 ⑵機床回參考點。按“POS”坐標鍵，在“綜合坐標”頁面中檢查各軸是否有足夠的回零距離（回

6、零距離大于50mm），否則，可用“手動移動”或“手輪移動”兩種方式移動相應(yīng)的軸至足夠的距離，再按“回參考點鍵”，一般先回Z軸，再回X軸和Y軸。如Z軸回零：選擇“Z”,再按“+”鍵，當Z軸的機械坐標軸變?yōu)?，Z軸回零完成，再回“Y” 軸，“X”軸直到三個坐標軸的機械坐標顯示為0則回零成功，否則回零無效，重新回零。 在以下幾種情況下，機床必須回參考點： a、開機后； b、按下緊急停止按鈕后； c、機械鎖定解除后。 授課題目 加工準備實訓(xùn) 授課形式 講述與示范 授課時間 10:30~11:30 授課學(xué)時

7、1學(xué)時 教學(xué)目標與要求 1、了解數(shù)控銑、加工中心加工工藝以及順銑與逆銑 2、熟悉機床附件及零件的定位與裝夾 3、熟悉刀具知識。掌握常用刀柄及刀具的種類、刀具材料、刀具的選擇與安裝。 基本內(nèi)容 1、數(shù)控銑、加工中心加工工藝及順、逆銑的判斷與選擇 2、機床附件及零件的定位與裝夾 3、刀具知識。 a、刀具的選擇與本次實訓(xùn)所用的刀具材料 b、數(shù)控銑、加工中心常用刀柄及代號的含義 c、立銑刀的安裝 重點難點 順、逆銑的判斷與選擇 零件的定位與安裝 刀具的選擇與安裝 主要教學(xué)媒體 有關(guān)內(nèi)容 的新進展 主要參考資料 課后體會與反思 一、關(guān)于順銑與逆銑

8、 在銑刀與工件的接觸處，工件運動方向與刀具旋轉(zhuǎn)方向相同時為順銑，工件運動方向與刀具旋轉(zhuǎn)方向相反時為逆銑。如圖3.2.1 圖3.2.1順銑與逆銑 順銑與逆銑的選擇 順銑有利于提高刀具的耐用度和工具裝夾的穩(wěn)定性，但容易引起工作臺竄動，甚至造成事故。順銑的加工范圍應(yīng)是無硬皮的工件表面，精加工時，銑削力較小，不易引起工作臺竄動，多用順銑，同時順銑時無滑行現(xiàn)象，加工后的表面質(zhì)量比逆銑好，對難加工材料的銑削，采用順銑可以減小切削變形，降低切削力和功率。 逆銑多用于粗加工，在銑床上加工有硬皮的鑄件、鍛件毛坯時，一般采用逆銑。 二、零件的定位與裝夾實訓(xùn) 數(shù)控機床上要進行各種零件的加工，必須配

9、備機床附件及刀具。數(shù)控銑、加工中心常配有的附件有：數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺、數(shù)控分度頭、對刀器、工件測量頭，附件設(shè)備主要有：機外對刀儀。數(shù)控機床與附件結(jié)合可以大大擴大機床的加工范圍。 機用平口虎鉗。機用平口虎鉗主要有普通機用平口虎鉗、精密機用平口虎鉗、可傾機用平口虎鉗及快速夾緊機用平口虎鉗。在數(shù)控機床中普通機用平口虎鉗如圖3.2.1所示。 圖3.2.1虎鉗 三、刀具準備實訓(xùn) 1）刀具知識 刀具的切削過程是非常復(fù)雜的，影響因素

10、很多。在銑削加工時，刀具材料的性能、刀具類型、刀具幾何參數(shù)、切削速度、、切削深度和進給量等都影響刀具切削力，從而影響整個工藝系統(tǒng)，最終影響加工質(zhì)量。在數(shù)控銑、加工中心機床上進行加工，其主軸轉(zhuǎn)速比普通機床的主軸轉(zhuǎn)速至少要高1~2倍。因此在是數(shù)控銑、加工中心上進行加工，選取刀具時，要使刀具的尺寸與被加工工件表面的尺寸相適宜。咱們本次實訓(xùn)的刀具材料主要有：高速鋼、硬質(zhì)合金材料。 平面銑削應(yīng)選用硬質(zhì)合金端銑刀或立銑刀。一般采用二次走刀，第一次走刀最好用端銑刀粗銑，工件表面連續(xù)走刀選好每次走刀的寬度和銑刀的直徑，使接痕不影響精銑精度。因此加工余量大又不均勻時，銑刀直徑要選小些。精加工時銑刀直徑要選大些

11、，最好能夠包容加工面的整個寬度。 銑削盤類零件的周邊輪廓一般采用立銑刀，所用立銑刀的刀具半徑一定要小于零件內(nèi)輪廓的最小曲率半徑，一般取最小曲率半徑的0.8~0.9倍即可。零件的加工高度（Z方向的吃刀深度）最好不要超過刀具的半徑。 鉆孔時，要用中心鉆打中心孔，用以引正鉆頭，先用較小的鉆頭鉆孔至所需深度，再用較大的鉆頭進行鉆孔，最后用所需鉆頭進行加工，以保證孔的精度。 數(shù)控銑、加工中心機床常用刀柄如圖3.3.1所示。刀柄與主軸孔的配合錐面一般采用7:24的錐柄，因為這種錐柄不能自鎖、換刀方便與直柄相比有較高的定心精度和剛度。 3.3.1數(shù)控銑、加工中心機床常用刀柄 整體式（TSG）數(shù)

12、控刀具系列 整體式數(shù)控刀具系列種類繁多，基本能滿足各種加工要求，其標準為JB/GQ5010-1983《TSG工具系列型式與尺寸》。TSG工具系列中的刀柄。其代號由四部分組成，各部分的含義如下： BT 40—ER 32—100 表示刀柄的工作長度 表示工具的規(guī)格 表示工具的用途代號 對圓錐柄表示錐度規(guī)格，對圓柱表示直徑 表示工具柄部型號，代號見表3.3.2 表3.3.2工具柄

13、部型式代號 代號 工具柄部型式 BT 自動換刀機床用7∶24圓錐BT型工具柄 JISB 6339 JT 自動換刀機床用7∶24圓錐工具柄 GB 10944-89 ST 手動換刀機床用7∶24圓錐工具柄 GB 3837.3-83 MT 帶扁尾莫氏圓錐工具柄 GB 1443-85 MW 無扁尾莫氏圓錐工具柄 GB 1443-85 ZB 直柄工具柄 GB 6131-85 2）立銑

14、刀刀夾頭的種類及安裝 數(shù)控機床加工模具等復(fù)雜零件的情況較多。模具加工常用的銑刀是由立銑刀演變而成的。下面以立銑刀為例，介紹其安裝、調(diào)試和選擇。 ① 立銑刀夾頭的種類。立銑刀一般安裝在銑刀夾頭上，常用的銑刀夾頭有兩種：彈簧銑夾頭和強力銑夾頭。見圖3.3.3和圖 3.3.4 圖3.3.3彈簧銑夾頭及卡簧 圖3.3.4強力銑夾頭及卡簧 ② 彈簧夾頭的安裝。見圖3.3.5和圖3.3.6 在安裝彈簧夾頭前，將卡簧、螺母、螺紋部分及定位面、夾套錐面清理干凈。注意：安裝彈簧銑夾頭時將刀柄蓋擰開，必須先將卡簧卡進刀柄蓋里面以定位，再將刀柄蓋擰上，

15、然后再將刀具放進，刀刃底部距離卡簧有6~8mm即可。安裝強力銑夾頭是切記勿敲擊。見圖3.3.7和圖3.3.8 圖3.3.5刀具零件圖 圖3.3.6刀具安裝圖 圖3.3.7彈簧銑夾頭的安裝順序 圖3.3.8強力銑夾頭的安裝方法 授課題目 對刀實訓(xùn) 授課形式 講授與示范 授課時間 13:30~15:30 授課學(xué)時 2學(xué)時 教學(xué)目標與要求 1、掌握以毛坯孔或外形的對稱中心為對刀點的對刀方法 2、熟悉以毛坯相互垂直的基準邊線的交點為對刀點的對刀方法 3、掌握Z軸坐標原

16、點在工件表面或底面的對刀方法 基本內(nèi)容 1、以毛坯孔或外形的對稱中心為對刀位置點的對刀 2、以毛坯相互垂直的基準邊線的交點為對刀位置點的對刀 3、Z軸坐標原點在工件表面或底面的對刀 4、練習(xí)對刀 重點難點 以毛坯孔或外形的對稱中心為對刀位置點的對刀 Z軸坐標原點在工件表面或底面的對刀 對刀的原理及對刀的精度 主要教學(xué)媒體 有關(guān)內(nèi)容 的新進展 主要參考資料 課后體會與反思 數(shù)控銑、加工中心對刀實訓(xùn) 當工件以及刀具都安裝好后，用試切法對刀，可按下述步驟進行對刀操作： 先進行回零操作（參考上面的回參考點） 1）以毛坯孔或外形的對稱中心

17、為對刀位置點 如圖4.1.1所示，先后定位到工件外（內(nèi)）邊緣正對的兩側(cè)表面，記下對應(yīng)的X1、 X2、Y1、 Y2坐標值，則對稱中心在機械坐標系中應(yīng)是[（X1+ X2）/2,( Y1+ Y2)/2].此時將得出的機械坐標值輸入工件坐標系中，假如程序調(diào)用G54坐標系，就將得出的數(shù)值輸入到坐標系G54 X＿ Y＿里面。X軸對刀操作圖如4.1.2所示。 圖4.1.1工作對稱中心處的對刀 圖4.1.2 X軸左邊對刀 圖4.1.2 X軸右邊對刀 2）以毛坯相互垂直的基準邊線的交點為對刀位置點。如圖4.1.3所示。 圖4.1.3對刀操作時的坐標位置關(guān)系 ① 按

18、X、Y軸移動方向鍵，令刀具移動到工件左（或右）側(cè)空位上方。（注意：移動到的距離要離工件左（或右）側(cè)遠點）再讓刀具下降，最后調(diào)整移動X軸，使刀具圓周刃口接觸工件左(或右)側(cè)面，記下此時刀具在機床坐標系中的X坐標Xa或者打開坐標系頁面將光標放到程序調(diào)用的坐標系下，輸入X0,按CRT的擴展鍵上測量鍵即可。然后直接將Z軸拉起，遠離工件。 ② 用同樣的方法調(diào)整移動到刀具圓周刃口接觸工件的前（或后）側(cè)面，對刀方法同X軸對刀一樣. 3）Z軸坐標原點在工件表面或底面的對刀方法 將刀具移動至工件表面上方，（Z軸對刀的位置最好選用在工件待加工表面上）慢慢下降Z軸，靠近工件時將手輪倍率調(diào)整為“1”，再降直到有

19、切削出來，這時將手輪上的軸選擇開關(guān)擰到“0”的位置，主軸不動，打開坐標系頁面，將光標移動至。如G54 Z＿，輸入Z0，按“CRT”界面上的軟鍵“測量鍵”。如果坐標原點在底面。工件厚度為“H”則輸入ZH，按“測量鍵”即可。以上兩種方法X、Y、Z軸對刀，都要將主軸旋轉(zhuǎn)。 授課題目 程序編制實訓(xùn) 授課形式 講授 授課時間 15:30~16:20 8:00~10:30 授課學(xué)時 4學(xué)時 教學(xué)目標與要求 1、了解數(shù)控銑、加工中心指令代碼 2、掌握常用指令代碼的格式與運用。如：G00 G01 G41 G42 G

20、02 G03 G40 G17 G94 G54 G90等 3、掌握坐標點的計算方法 4、掌握刀具補償?shù)倪\用和計算方法 5、掌握外輪廓零件的程序編制 基本內(nèi)容 1、數(shù)控銑、加工中心指令代碼 2、常用指令代碼的格式與含義 3、識圖及坐標點的計算方法 4、刀具補償?shù)倪\用和計算方法 5、外輪廓零件的程序編制 6、練習(xí)外輪廓零件的程序編制 重點難點 常用指令代碼的格式與運用 左、右刀補的判斷及建立 刀具補償?shù)倪\用和計算方法 主要教學(xué)媒體 有關(guān)內(nèi)容 的新進展 課后體會與反思 數(shù)控銑、加工中心機床程序編制 如圖5.1.1所示，毛坯尺寸為10010040的

21、鋁合金材料，要求加工出圖紙中平面外輪廓，工件六個面已銑削，尺寸已為909030，其尺寸和表面粗糙度等要求均已符合圖紙要求。 圖5.1.1平面輪廓銑削加工 1）工藝分析 零件材料為鋁合金，要求加工外輪廓，從圖中可以看到輪廓的周邊曲線和粗糙度要求較高，零件的裝夾采用平口虎鉗裝夾。加工方案為用立銑刀銑外形。將工件坐標系G54 “Z0”建立在工件表面、“X0、Y0”建立在工件的對稱中心處。利用前面講的試切法對刀，設(shè)定X、Y、Z的零點。 2）刀具的選擇 所選刀具為φ10mm立銑刀（可以是兩刃立銑刀或三刃立銑刀） 3）切削參數(shù)的選擇 表1為各刀具的切削速度和進給速度 表1 各

22、工序刀具的切削參數(shù) 加工工序 刀具號 刀具類型 主軸轉(zhuǎn)速 （r/min） 進給速度 （mm/min） 去余量銑削正方形 T1 φ10mm立銑刀 600 80 銑削輪廓周邊 T1 φ10mm立銑刀 600 100 4）程序編制（FANUC系統(tǒng)程序） % O0001； 程序名 G00 G90 G94 G40 G80 G17； 程序初始化 M03 S600； 主軸正轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速600r/min G54 G00 X-80 Y-80； 建立工件坐標系 快速定位

23、G00 Z50； 快速將Z軸走到安全高度 M08； 切削液開 G00 Z-4.5； 下刀，深度留余量0.5mm G41 G01 X-35 Y-60 D01 F80；建立左刀補 D01=5.5，輪廓留余量0.5mm G01 Y35； 去余量加工正方形（尺寸71714.5） X35； Y-35； X-50； 切出 G40 X-80 Y-80； 取消刀具半徑補償 G00

24、 Z100； Z軸快速退刀 M09； 切削液關(guān) M05； 主軸停轉(zhuǎn) M00； 程序暫停（利用深度尺和卡尺測量精加工余量調(diào)整D值） G41 G01 X-35 Y-60 D02 F100； 建立左刀補D02=D（根據(jù)前面的測量尺寸調(diào)整D值） M03 S600； 主軸正轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速600r/min Y20； 銑削輪廓周邊 G02 X-20 Y

25、35 R15； 順時針圓弧 G01 X20； 輪廓加工 X35 Y20； 輪廓加工 Y-20； 輪廓加工 G03 X20 Y-35 R15； 逆時針圓弧 G01 X-50； 輪廓加工 G00 Z50； 抬刀 M09； 切削液關(guān) G40 G00 X-80 Y-80； 取消刀具半

26、徑補償，快速離開工件 M30； 程序結(jié)束并返回程序頭 % G00 快速定位 G90絕對編程—G91相對編程 G94分進給（單位：mm、min）—G95轉(zhuǎn)進給（單位：mm/r） G41建立刀具左補償—G42建立刀具右補償 G40取消刀具半徑補償—G49取消刀具長度補償 G80取消固定循環(huán) G17 XY平面—G18 XZ平面—G19 YZ平面 M03 主軸正轉(zhuǎn)—M04主軸反轉(zhuǎn)—M05主軸停 G54~G59 工件坐標系 授課題目 程序的輸入、編輯、模擬、調(diào)試運行與加工

27、實訓(xùn) 授課形式 講授與示范 授課時間 10:30~11:30 13:30~16:20 授課學(xué)時 4學(xué)時 教學(xué)目標與要求 1、掌握程序的輸入與編輯 2、掌握程序的模擬與調(diào)試運行 3、掌握零件的加工 基本內(nèi)容 1、程序的輸入與編輯。如：調(diào)程序、新建程序與刪除程序 2、程序的模擬與調(diào)試運行 3、零件的加工 重點難點 程序的輸入與編輯 程序的模擬及調(diào)試運行 零件加工過程中的突發(fā)情況的處理 主要教學(xué)媒體 有關(guān)內(nèi)容 的新進展 主要參考資料 課后體會與反思 程序的輸入、編輯、模擬、調(diào)試運行與加工實訓(xùn) 一、程序的輸入與編輯 1）

28、通過EDIT面板的程序編輯 ① 調(diào)程序。模式轉(zhuǎn)到編輯 按“PRGRM” CRE顯示程序畫面 輸入程序號（如O0001） 按光標的下移鍵即可，如記不住程序號，可連續(xù)兩次按“PRGRM”或按擴展功能鍵“DIR”進入程序列表，再進行操作。 ② 新建程序。模式轉(zhuǎn)到編輯 按“PRGRM” CRE顯示程序畫面 輸入程序號 按“EOB” 按“INSRT” 程序輸入完畢，即新建好一個程序，然后輸入程序內(nèi)容。若輸入程序號后按“INSRT”時出現(xiàn)報警，可能是內(nèi)存中已經(jīng)有了相同的程序名，需

29、改變新建的程序號或刪除原來的程序后才能輸入或內(nèi)存已滿，需刪除部分程序后才能輸入。 ③ 刪除程序。模式轉(zhuǎn)到編輯 按“PRGRM” 輸入程序號 按“DELET”即可，若刪除全部程序，可輸入“0~9999”后按“DELET”鍵即可。 ④ 輸入和編輯程序。模式轉(zhuǎn)到編輯 按“PRGRM” CRT顯示程序畫面 輸入程序號和按“EOB” 按“INSRT 程序號輸入完畢 輸入程序的第一段（如G90 G40 G17 G00 G94 ，在輸入過程中，如有錯誤，可按“CAN”取消輸入緩沖儲存器中的最后一

30、個數(shù)字或字符）按“EOB” 按“INSRT” 程序的第一句輸入完畢，依次輸入后面的程序，要進行編輯操作時移動光標到相應(yīng)的位置，根據(jù)不同的需要和操作按“DELET”（刪除）、“ALTER”(替換)、 “INSRT”（插入）；按“DELET”鍵，刪除光標所在位置的代碼。按“INSRT”鍵把輸入域的內(nèi)容插入到光標所在的代碼后面，按“ALTER”鍵把輸入域的內(nèi)容替換光標所在的代碼。 二、程序的模擬、調(diào)試、運行與加工 1）圖形模擬 程序輸入完畢后，進入程序預(yù)演，首先檢查程序號是否正確，光標是否在起始位置，然后繼續(xù)下面操作： 按下“空運行”、“機床鎖住”、“Z軸鎖住”三個按鍵

31、，進給倍率開關(guān)打到120%，方式選擇開關(guān)打到“自動加工”方式下，將頁面打到圖形模擬界面，按下循環(huán)啟動鍵，檢查刀路是否正確。 當有語法和格式問題時，會出現(xiàn)報警（P/SALARM）和一個報警號，此時按下“PRGRM”，在CRT或LCD畫面上看光標停留的位置。光標后面的兩三個單節(jié)就是可能出錯的程序章節(jié)。根據(jù)不同的報警號，查出產(chǎn)生的原因作出相應(yīng)的修改。一般而言，程序軌跡出錯，多數(shù)是坐標出現(xiàn)錯誤，在檢查完程序的語法和格式后，最后檢查X、Y、Z軸的坐標和余量是否和圖紙以及刀具路徑相符。 2）自動加工 ① 在自動加工前。拍下急停按鈕，再作一次回零操作，以保證不出錯。首件試切最好單段運行，操作者不得擅自離開崗位，以確保完全無誤。 ② 具體操作如下：調(diào)出要加工的程序，光標移到程序號，方式選擇開關(guān)打到“自動加工”方式下，按下循環(huán)啟動鍵，控制進給倍率，直到刀具切削上工件，這時將倍率開關(guān)調(diào)到70%~80%