第12章 数控铣削加工,12.1 数控铣削加工基础知识及数控铣床操作面板 12.2 常用编程指令及建立坐标系 12.3 编程及零件加工,12.1 数控铣削加工基础知识及数控铣床操作面板,12.1.1 数控铣削加工基础知识 12.1.2 数控铣床操作面板 12.1.3 数控铣床的工具,12.1.1 数控铣削加工基础知识,1.数控铣削加工的特点 2.数控铣床的分类 5.数控铣床安全操作技术,1.数控铣削加工的特点,(1)自动化程度高 在数控铣床上加工零件时，除了手工装卸工件外，全部加工过程都可由铣床自动完成。 (2)具有加工复杂形状零件的能力 数控加工运动的任意可控性使其能完成普通加工方法难以完成或者无法进行的复杂型面加工。 (3)生产准备周期短 (4)加工精度高、质量稳定 目前数控机床的脉冲当量(即每输出一个脉冲后数控机床的进给移动量)可以达到0.001mm。 (5)生产效率高 数控铣床的加工效率一般比普通铣床高23倍，尤其在加工复杂零件时，生产率可提高十几倍甚至几十倍。 (6)易于建立计算机通信网络 数控铣床使用数字信息，易于与计算机辅助设计和制造(CAD/CAM)系统连接，形成计算机辅助设计和制造与数控铣床紧密结合的一体化系统。,2.数控铣床的分类,(1)按控制坐标的联动轴数分类 (2)按主轴轴线位置分类 按轴线位置分，可分为立式、卧式和立卧转换式数控铣床。 3.数控铣床的主要加工对象 4.数控铣床的结构,图12-1 按联动轴数分类 a)两轴半联动加工曲面 b)三轴联动加工曲面,图12-2 卧式数控铣床,图12-3 立卧转换式数控铣床,图12-4 典型平面零件,3.数控铣床的主要加工对象,图12-5 飞机变斜角梁缘条,4.数控铣床的结构,图12-6 立式数控铣床的结构组成 1底座 2伺服电动机 3、14行程限位挡铁 4强电柜 5床身 6横向限位开关 7后壳体 8滑枕 9万有铣头 10数控柜 11控制面板 12纵向限位开关 13工作台 15伺服电动机 16升降滑座,5.数控铣床安全操作技术,1)按顺序开、关机。 2)正式加工前，应仔细核对输入的程序和参数，并进行程序试运行，防止加工中刀具与工件碰撞，损坏铣床和刀具。 3)手动操作机床主轴沿X、Y轴方向移动工作台时，必须使Z轴处于安全高度位置，移动时应注意观察刀具移动是否正常。 4)铣床运行中，一旦发现异常情况，应立即按下红色急停按钮，终止铣床的所有运动和操作。 5)出现铣床报警时，应根据报警号查明原因，及时排除。 6)卸刀时应先用手握住刀柄，再按换刀开关;装刀时应在确认刀柄完全到位后再松手。,12.1.2 数控铣床操作面板,1. HNC-21M华中世纪星数控系统面板 2.控制面板,1. HNC-21M华中世纪星数控系统面板,(1)显示窗口 显示窗口显示的内容由功能键决定，按下不同的功能键，该区域显示的内容不同。 (2)加工方式、系统运行状态及当前时间 显示系统的工作方式(如自动运行、单段运行、手动运行、增量运行、回零、急停、复位等)、系统运行状态(运行正常或出错)以及当前系统时间。 (3)运行程序索引 显示自动加工中的程序名和当前程序段行号。 (4)选定坐标系下的坐标值 (5)工件坐标零点 显示工件坐标系零点在机床坐标系下的坐标。 (6)倍率修调 显示对主轴、进给、快速修调的倍率。 (7)辅助机能 显示自动加工中的M、S、T代码。 (8)菜单命令条 系统功能操作主要是通过菜单命令条中的功能键【F1】【F10】来完成的。,1. HNC-21M华中世纪星数控系统面板,图12-7 HNC-21M华中世纪星数控系统面板,2.控制面板,图12-8 HNC-21M数控铣床的控制面板,12.1.3 数控铣床的工具,1.数控铣床有什么特点？ 2.数控铣床操作应注意哪些事项？ 3.红色急停按钮起什么作用？ 4.数控铣床的主要加工对象有哪些？ 5.按照主轴部件数控铣床可分为哪几类？,12.1.3 数控铣床的工具,图12-9 刀具的组成 1拉钉 2刀柄 3联接器 4刀具,12.1.3 数控铣床的工具,图12-10 整体式镗铣工具,12.2 常用编程指令及建立坐标系,12.2.1 运动方向的确定 12.2.2 常用编程指令 12.2.3 建立工件坐标系 12.2.4 MDI运行,12.2.1 运动方向的确定,1.运动方向命名的原则 2.运动方向的确定,2.运动方向的确定,(1)机床坐标系 机床坐标系是机床上固有的坐标系，机床坐标系的方位是参考机床上的一些基准来确定。 (2)工件坐标系 对于不同的零件，为了编程方便，需要根据零件图样在零件上建立一个坐标系，该坐标系称为工件坐标系，也称为编程坐标系。,图12-11 右手笛卡儿坐标系,12.2.2 常用编程指令,1. 、F、S、T功能 2.常用G功能 3.运动指令 4.刀具补偿功能 5.固定循环功能,1. 、F、S、T功能,1)数控铣床的M功能与数控车床基本相同，参阅11.2.2。 2)进给功能(F功能)，参阅11.2.2。 3)主轴功能(S功能)，参阅11.2.2。 4)T功能。,2.常用G功能,1)绝对坐标编程指令和相对坐标编程指令(G90、G91)可参阅11.2.2。 2)平面选择指令(G17/G18/G19),3.运动指令,(1)快速定位(G00) (2)直线切削进给(G01) (3)圆弧切削指令(G02/G03),3.运动指令,图12-12 G00 编程,图12-13 G01指令,图12-14 不同平面的G02 和G03选择,4.刀具补偿功能,(1)刀具半径补偿指令(G40/G41/G42) 刀具半径补偿功能是用于补偿刀具实际安装位置(或实际刀尖圆弧半径)与理论编程位置(或理论刀尖圆弧半径)之差的一种功能。 (2)刀具长度补偿(G43/G44/G49),图12-15 圆弧编程,图12-16 刀具半径补偿方向 a)刀具半径左补偿 b)刀具半径右补偿,5.固定循环功能,(1)固定循环的基本动作 如图12-17所示，孔加工固定循环一般由下列六个动作组成(图中用虚线表示快速进给，用实线表示切削进给)。 (2)固定循环指令书写格式 (3)高速深孔加工循环指令(G73),图12-17 固定循环的基本动作,图12-18 孔加工动作,图12-19 工件坐标系的选择,12.2.3 建立工件坐标系,1.试切对刀 2.偏置数据的输入 1)按【F3】键进入【坐标系】手动数据输入方式，显示窗口首先显示G54坐标系 2)按【PgDn】或【PgUp】键，可依次在G54G59坐标系窗口切换。 3)在命令行输入对刀所得到的、Y、Z值，按【Enter】确认。 4)在编辑的过程中，可按【Esc】键退出编辑，输入的数据将丢失，系统保持原值。 5)按【F10】键，返回MDI功能子菜单，坐标系偏置设置完成。,12.2.4 MDI运行,1. G54指令的编程格式是什么？ 2.刀具半径左补偿和刀具半径右补偿如何区别？ 3. G00与G01指令的区别是什么？ 4.铣床的坐标系是怎样规定的？ 5. G00、G01、G02、G03指令的编程格式是什么？,12.3 编程及零件加工,1.加工工艺分析 2.主要操作步骤,12.3 编程及零件加工,图12-20 凸模零件,1.加工工艺分析,(1)零件图的加工工艺分析 该零件主要由平面、型腔、孔、外形及外轮廓组成，上表面及两台阶面表面粗糙度要求为Ra1.6m，底面表面粗糙度要求为Ra3.2m，上表面与基准面A有较高的平行度要求。 (2)确定装夹方案 根据零件的结构特点，适合用机用平口钳装夹。 (3)确定加工顺序 按照基准先行、 先面后孔、先粗后精的原则，确定加工顺序为：粗加工基准面A粗铣上表面粗铣台阶面2精铣基准面A粗铣外轮廓精铣外轮廓精铣上表面粗铣台阶面1精铣台阶面1精铣台阶面2粗铣型腔精铣型腔钻中心钻孔铰孔。 (4)选择刀具 零件上、下表面采用面铣刀加工，铣刀直径应大于加工面宽度，一次走刀能包容零件整个加工宽度，以提高加工精度和效率，减小相邻两次进给之间的接刀痕迹。 (5)选择切削用量 该零件材料的切削加工性能较好，粗铣外轮廓、上表面、下表面、台阶面1、台阶面2、型腔时，留0.5mm精加工余量，铰12mm孔时留0.2mm铰削余量。 (6)填写数控加工工序卡 将零件加工顺序、刀具、切削用量等参数编入数控加工工序卡中，以指导编程和加工操作。,2.主要操作步骤,1)开机、回参考点。 2)安装铣刀。 3)选择装夹方法，安装工件并找正。 4)按下【主轴正转】按钮使主轴正转。 5)对刀。 6)建立工件坐标系可参照12.2.3。 7)程序校对与首件试切。 8)粗、精加工定位基准面A和上表面。 9)粗铣台阶面2。 10)检验。 11)精铣台阶面2。 12)铣外轮廓。 13)铣台阶面1。 14)铣型腔。 15)钻中心孔。 16)钻、铰孔。 17)加工结束，去毛刺，测量零件尺寸。,图12-21 摆臂,