數(shù)控銑削電子教案

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上模塊一 基礎(chǔ)部分課題一數(shù)控銑床概述銑床是用銑刀對(duì)工件進(jìn)行銑削加工的機(jī)床。銑床除能銑削平面、溝槽、輪齒、螺紋和花鍵軸外，還能加工比較復(fù)雜的型面，效率較刨床高，在機(jī)械制造和修理部門得到廣泛應(yīng)用。數(shù)控銑床與加工中心的主要區(qū)別：數(shù)控銑床沒有刀庫和自動(dòng)換刀功能。加工中心就是帶有刀庫且具有自動(dòng)換刀功能的數(shù)控銑床。任務(wù)一 數(shù)控銑床的分類1. 按數(shù)控系統(tǒng)的功能可分為以下幾類（1）經(jīng)濟(jì)型數(shù)控銑床經(jīng)濟(jì)型數(shù)控銑床一般是在普通立式銑床或臥式銑床的基礎(chǔ)上改造而來的，采用經(jīng)濟(jì)型數(shù)控系統(tǒng)，成本低，機(jī)床功能較少，主軸轉(zhuǎn)速和進(jìn)給速度不高，主要用于精度要求不高的簡單平面或曲面零件的加工。（2）高速銑削數(shù)

2、控銑床一般把主軸轉(zhuǎn)速在800040000r/min的數(shù)控銑床稱為高速銑削數(shù)控銑床，其進(jìn)給速度可達(dá)1030m/min。這種數(shù)控銑床采用全新的機(jī)床結(jié)構(gòu)、功能部件和功能強(qiáng)大的數(shù)控系統(tǒng)，并配以加工性能優(yōu)越的刀具系統(tǒng)，可對(duì)大面積的曲面進(jìn)行高效率、高質(zhì)量的加工。（3）全功能數(shù)控銑床全功能數(shù)控銑床一般采用半閉環(huán)或閉環(huán)控制，控制系統(tǒng)功能較強(qiáng)，數(shù)控系統(tǒng)功能豐富，一般可實(shí)現(xiàn)四坐標(biāo)或以上的聯(lián)動(dòng)，加工適應(yīng)性強(qiáng)，應(yīng)用廣泛。2. 按主軸布置形式可分為以下幾類（1）立式數(shù)控銑床立式數(shù)控銑床的主軸軸線與工作臺(tái)面垂直，是數(shù)控銑床中最常見的一種布局形式。立式數(shù)控銑床一般為三左邊（X、Y、Z）聯(lián)動(dòng)，其各坐標(biāo)的控制方式主要有以下兩種

3、：工作臺(tái)縱、橫向移動(dòng)并升降，主軸只完成主運(yùn)動(dòng)。目前小型數(shù)控銑床一般采用這種方式。工作臺(tái)縱、橫向移動(dòng)，主軸升降。這種方式一般用在中型數(shù)控銑床中。（2）臥式數(shù)控銑床臥式數(shù)控銑床的主軸軸線與工作臺(tái)平行，主要用來加工箱體類零件。一般配有回轉(zhuǎn)工作臺(tái)以實(shí)現(xiàn)四軸或五軸加工，從而擴(kuò)大功能和加工范圍。（3）立臥兩用數(shù)控銑床立臥兩用數(shù)控銑床的主軸軸線可以變換，使一臺(tái)銑床具備立式數(shù)控銑床和臥式數(shù)控銑床的功能。這類機(jī)床適應(yīng)性更強(qiáng)，應(yīng)用范圍更廣，尤其適合于多種、小批量又需立臥兩種方式加工的情況，但其主軸部分結(jié)構(gòu)較復(fù)雜。任務(wù)二 數(shù)控銑床的組成數(shù)控銑床的基本組成見1-1-1圖，它由床身、立柱、主軸箱、工作臺(tái)、滑鞍、滾珠絲杠

4、、伺服電機(jī)、伺服裝置、數(shù)控系統(tǒng)等組成。床身用于支撐和連接機(jī)床各部件。主軸箱用于安裝主軸。主軸下端的錐孔用于安裝銑刀。當(dāng)主軸箱內(nèi)的主軸電機(jī)驅(qū)動(dòng)主軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，銑刀能夠切削工件。主軸箱還可沿立柱上的導(dǎo)軌在Z 向移動(dòng)，使刀具上升或下降。工作臺(tái)用于安裝工件或夾具。工作臺(tái)可沿滑鞍上的導(dǎo)軌在X 向移動(dòng)，滑鞍可沿床身上的導(dǎo)軌在Y 向移動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)工件在X和Y 向的移動(dòng)。無論是X、Y 向，還是Z 向的移動(dòng)都是靠伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)滾珠絲杠來實(shí)現(xiàn)的。伺服裝置用于驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)?？刂破饔糜谳斎肓慵庸こ绦蚝涂刂茩C(jī)床工作狀態(tài)?？刂齐娫从糜谙蛩欧b置和控制器供電。圖1-1-1 數(shù)控銑床的基本組成任務(wù)三 數(shù)控銑床的工裝夾具1.基本要

5、求在數(shù)控銑削加工中一般不要求很復(fù)雜的夾具，只要求簡單的定位、夾緊就可以了，其設(shè)計(jì)的原理也與通用銑床夾具相同，結(jié)合數(shù)控銑削加工的特點(diǎn)，這里提出一些基本要求：為保證工件在本工序中所有需要完成的待加工面充分暴露在外，夾具要做的盡可能開敞，因?yàn)閵A緊機(jī)構(gòu)元件和加工面之間應(yīng)保持一定的安全距離，同時(shí)要求夾緊機(jī)構(gòu)元件能低則低，以防止夾具與銑床主軸套筒或刀套、刃具在加工過程中發(fā)生干涉。為保持零件的安裝方位與機(jī)床坐標(biāo)系及編程坐標(biāo)系方向的一致性，夾具應(yīng)保證在機(jī)床上實(shí)現(xiàn)定向安裝，還要求協(xié)調(diào)零件定位面與機(jī)床之間保持一定的坐標(biāo)聯(lián)系。夾具的剛性與穩(wěn)定性要好。盡量不采用在加工過程中更換夾緊點(diǎn)的設(shè)計(jì)，當(dāng)非要在加工過程中更換夾緊

6、點(diǎn)時(shí)，要特別注意不能更換因更換夾緊點(diǎn)而破壞夾具或工件的定位精度。2. 常用夾具的種類數(shù)控銑削加工常用的夾具大致有以下幾種：萬能組合夾具。適合小批量生產(chǎn)或研制時(shí)的中小、小型工件在數(shù)控銑床上進(jìn)行銑削加工。專用銑削夾具。這是特別為某一項(xiàng)或類似的幾項(xiàng)工件設(shè)計(jì)制造的夾具，一般在年產(chǎn)量較大或研制時(shí)非要不可時(shí)采用。其結(jié)構(gòu)固定，僅使用于一個(gè)具體零件的具體工序，這類夾具設(shè)計(jì)應(yīng)力求簡化，使制造時(shí)間盡量縮短。多工位夾具?？梢酝瑫r(shí)裝夾多個(gè)工件，可減少換刀次數(shù)，已便于一面加工，一面裝卸工件，有利于縮短輔助時(shí)間，提高生產(chǎn)率，較適合中批量生產(chǎn)。氣動(dòng)或液壓夾具。適合生產(chǎn)批量較大的場合，采用其它夾具又特別費(fèi)工，費(fèi)力的工件，能減

7、輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度和提高生產(chǎn)率，但此類夾具結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，造價(jià)往往很高，而且制造周期較長。通用銑削夾具。有通用可調(diào)夾具、虎鉗、分度頭和三爪卡盤等。3. 數(shù)控銑床夾具的選用原則在選用夾具時(shí)，通常需要考慮產(chǎn)品的生產(chǎn)批量、生產(chǎn)效率、質(zhì)量保證及經(jīng)濟(jì)性，選用時(shí)可參考下列原則：在生產(chǎn)量小或研制時(shí)，應(yīng)廣泛采用萬能組合夾具，只用在組合夾具無法解決十才考慮采用其他夾具。小批量或成批生產(chǎn)十可考慮采用專用夾具，但應(yīng)盡量簡單。在生產(chǎn)批量較大的可考慮采用多工位夾具和氣動(dòng)、液壓夾具。任務(wù)四 數(shù)控銑床的功能各種類型數(shù)控銑床所配置的數(shù)控系統(tǒng)雖然各有不同，但各種數(shù)控系統(tǒng)的功能，除一些特殊功能不盡相同外，其主要功能基本相同。1.點(diǎn)位控制

8、功能此功能可以實(shí)現(xiàn)對(duì)相互位置精度要求很高的孔系加工。2.連續(xù)輪廓控制功能此功能可以實(shí)現(xiàn)直線.圓弧的插補(bǔ)功能及非圓曲線的加工。3.刀具半徑補(bǔ)償功能此功能可以根據(jù)零件圖樣的標(biāo)注尺寸來編程，而不必考慮所用刀具的實(shí)際半徑尺寸，從而減少編程時(shí)的復(fù)雜數(shù)值計(jì)算。4.刀具長度補(bǔ)償功能此功能可以自動(dòng)補(bǔ)償?shù)毒叩拈L短，以適應(yīng)加工中對(duì)刀具長度尺寸調(diào)整的要求。5.比例及鏡像加工功能比例功能可將編好的加工程序按指定比例改變坐標(biāo)值來執(zhí)行。鏡像加工又稱軸對(duì)稱加工，如果一個(gè)零件的形狀關(guān)于坐標(biāo)軸對(duì)稱，那么只要編出一個(gè)或兩個(gè)象限的程序，而其余象限的輪廓就可以通過鏡像加工來實(shí)現(xiàn)。6.旋轉(zhuǎn)功能該功能可將編好的加工程序在加工平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)任

9、意角度來執(zhí)行。7.子程序調(diào)用功能有些零件需要在不同的位置上重復(fù)加工同樣的輪廓形狀，將這一輪廓形狀的加工程序作為子程序，在需要的位置上重復(fù)調(diào)用，就可以完成對(duì)該零件的加工。8.宏程序功能該功能可用一個(gè)總指令代表實(shí)現(xiàn)某一功能的一系列指令，并能對(duì)變量進(jìn)行運(yùn)算，使程序更具靈活性和方便性。9. 數(shù)據(jù)輸入輸出級(jí)DNC功能 數(shù)控銑床一般通過RS232C接口進(jìn)行數(shù)據(jù)的輸入及輸出，包括加工程序和機(jī)床參數(shù)等。當(dāng)執(zhí)行的加工程序超過存儲(chǔ)空間時(shí)，就應(yīng)當(dāng)采用DNC加工，即外部計(jì)算機(jī)直接控制數(shù)控銑床進(jìn)行加工。10. 自診斷功能自診斷是數(shù)控系統(tǒng)在運(yùn)轉(zhuǎn)中的自我診斷，它是數(shù)控系統(tǒng)的一項(xiàng)重要功能，對(duì)數(shù)控機(jī)床的維修具有重要的作用。11

10、. 自動(dòng)加減速功能該功能是機(jī)床在刀具改變運(yùn)動(dòng)方向時(shí)自動(dòng)調(diào)整進(jìn)給速度，保持正常良好的加工狀態(tài)，避免造成刀具變形、工件表面受損、加工過程速度不穩(wěn)等情形。任務(wù)五 數(shù)控銑床的工作原理根據(jù)零件形狀、尺寸、精度和表面粗糙度等技術(shù)要求制定加工工藝，選擇加工參數(shù)。通過手工編程或利用CAM 軟件自動(dòng)編程，將編好的加工程序輸入到控制器?？刂破鲗?duì)加工程序處理后，向伺服裝置傳送指令。伺服裝置向伺服電機(jī)發(fā)出控制信號(hào)。主軸電機(jī)使刀具旋轉(zhuǎn)，X、Y 和Z向的伺服電機(jī)控制刀具和工件按一定的軌跡相對(duì)運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)工件的切削。任務(wù)六 數(shù)控銑床加工的特點(diǎn)（1）用數(shù)控銑床加工零件，精度很穩(wěn)定。如果忽略刀具的磨損，用同一程序加工出的零件

11、具有相同的精度。（2）數(shù)控銑床尤其適合加工形狀比較復(fù)雜的零件，如各種模具等。（3）數(shù)控銑床自動(dòng)化程度很高，生產(chǎn)率高，適合加工批量較大的零件。課題二 數(shù)控銑床安全文明生產(chǎn)與操作規(guī)程任務(wù)一 數(shù)控銑床安全文明生產(chǎn) 1學(xué)生進(jìn)入實(shí)訓(xùn)室實(shí)習(xí)，必須經(jīng)過安全文明生產(chǎn)和機(jī)床操作規(guī)程的學(xué)習(xí)。 2.按規(guī)定穿戴好勞動(dòng)防護(hù)用品后，才能進(jìn)行操作，操作前必須認(rèn)真檢查數(shù)控銑床的狀況，夾具，刀具及工件夾持必須良好，才能進(jìn)行操作。如有異常情況應(yīng)及時(shí)報(bào)告老師，以防止造成事故。3.學(xué)生必須在老師指定的機(jī)床上操作，按正確順序開、關(guān)機(jī)，文明操作，不得隨意開他人的機(jī)床，當(dāng)一人在操作時(shí)，他人不得干擾以防造成事故。4.加工程序編制完成后，必須

12、先模擬運(yùn)行程序，進(jìn)行機(jī)床模擬運(yùn)行時(shí)必須將Z向提高一個(gè)安全高度。待程序準(zhǔn)確無誤后，經(jīng)老師同意后方可進(jìn)行銑削。5.機(jī)床主軸啟動(dòng)，開始切削前應(yīng)關(guān)好防護(hù)門，正常運(yùn)行時(shí)禁止按“急?！?、“復(fù)位”按鈕，加工中嚴(yán)禁開啟防護(hù)門。6.拆卸刀具時(shí)，要先確認(rèn)主軸鎖定，再松刀，手持刀柄。7.加工過程中不允許擅自離開機(jī)床，如遇緊急情況應(yīng)按紅色“急?！卑粹o，迅速報(bào)告指導(dǎo)老師，經(jīng)修正后方可再進(jìn)行加工。8.學(xué)生不得擅自修改，刪除機(jī)床參數(shù)和系統(tǒng)文件。9.加工完畢后必須進(jìn)行機(jī)床的清潔和潤滑保養(yǎng)工作。先按下急停開關(guān)，再關(guān)閉系統(tǒng)電源，最后關(guān)閉機(jī)床總電源。10.禁止未經(jīng)培訓(xùn)人員操作本機(jī)床：未經(jīng)管理人員許可，禁止操作本機(jī)床。11.工量具放

13、置應(yīng)符合安全文明規(guī)定。12.工量具及設(shè)備損壞照價(jià)賠償。任務(wù)二 數(shù)控銑床安全操作規(guī)程1機(jī)床通電后，檢查各開關(guān)、按鍵、按鍵是否正常、靈活，機(jī)床有無異常現(xiàn)象。2檢查電壓、氣壓、油壓是否正常、（有手動(dòng)潤滑的部位先要進(jìn)行手動(dòng)潤滑）。3檢查各坐標(biāo)軸是否會(huì)參考點(diǎn)，限位開關(guān)是否可靠；若某軸在回參考點(diǎn)前已在參考點(diǎn)位置，應(yīng)先將該軸沿負(fù)方向移動(dòng)一段距離后，在手動(dòng)回參考點(diǎn)。4機(jī)床開機(jī)后應(yīng)空運(yùn)轉(zhuǎn)5min以上，使機(jī)床達(dá)到熱平衡狀態(tài)。5裝夾工件時(shí)應(yīng)定位可靠，夾緊牢固，所用螺釘、壓板是否妨礙刀具運(yùn)動(dòng)，以及零件毛坯是否有誤。6數(shù)控刀具選擇正確，夾緊牢固，刀具應(yīng)該根據(jù)程序要求，依次裝入刀庫。7首件加工應(yīng)采用單段程序切削，并隨時(shí)注

14、意調(diào)節(jié)進(jìn)給倍率控制進(jìn)給速度。8試切削和加工過程中，刃磨刀具、更換刀具后，一定要重新對(duì)刀。9加工結(jié)束后應(yīng)清掃機(jī)床并加防銹油。10停機(jī)時(shí)應(yīng)將各坐標(biāo)軸停在中間位置。課題三 數(shù)控銑床日常維護(hù)及保養(yǎng)任務(wù)一 日常維護(hù)及保養(yǎng)（1）保持良好的潤滑狀態(tài)，定期檢查、清洗自動(dòng)潤滑系統(tǒng)，增加或更換油脂、油液，使絲杠、導(dǎo)軌等各運(yùn)動(dòng)部位始終保持良好的潤滑狀態(tài)，以減小機(jī)械磨損。（2）進(jìn)行機(jī)械精度的檢查調(diào)整，以減少各運(yùn)動(dòng)部件之間的裝配精度。（3）經(jīng)常清掃。周圍環(huán)境對(duì)數(shù)控機(jī)床影響較大，如粉塵會(huì)被電路板上的靜電吸引，而產(chǎn)生短路現(xiàn)象；油、氣、水過濾器、過濾網(wǎng)太臟，會(huì)發(fā)生壓力不夠、流量不夠、散熱不好，造成機(jī)、電、液部分的故障等。任務(wù)

15、二 日常維護(hù)及保養(yǎng)數(shù)控系統(tǒng)使用一定時(shí)間以后，某些元器件或機(jī)械部件會(huì)老化、損壞。為延長元器件的壽命和零部件的磨損周期應(yīng)在以下幾方面注意維護(hù)。（1）盡量少開數(shù)控柜和強(qiáng)電柜門 車間空氣中一般都含有油霧、潮氣和灰塵。一旦它們落在數(shù)控裝置內(nèi)的電路板或電子元器件上，容易引起元器件絕緣電阻均下降，并導(dǎo)致元器件的損壞。（2）定時(shí)清理數(shù)控裝置的散熱通風(fēng)系統(tǒng) 散熱通風(fēng)口過濾網(wǎng)上灰塵積聚過多，會(huì)引起數(shù)控裝置內(nèi)溫度過高，致使數(shù)控系統(tǒng)工作不穩(wěn)定，甚至發(fā)生過熱報(bào)警。模塊二銑外輪廓例題一:根據(jù)圖（一）所示零件圖，編寫其加工程序，其中坯料90X60X18，材料為鋁合金。圖（一）參考程序如下；%1008 N10 G90 G94

16、 G40 G49 G21 G17N20 G54 G00 X-10 Y-10 Z80 N30 M03 S500 N40 Z5 N50 G01 Z-3 F40 N60 G01 G41 X15 D01 F100 N70 Y60 N80 G02 X25 Y70 R10 N90 G01 X75N100 G02 X85 Y60 R10 N110 G01 Y20 N120 G02 X75 Y10 R10 N130 G01 X25N140 G02 X15 Y20 R10 N150 G01 Z10 N160 G00 G40 X0 Y0 N170 G00 Z80 N180 M30例題二:根據(jù)圖（二）所示零件圖，編

17、寫其加工程序，其中坯料50X50X20，材料為鋁合金。圖（二）程序如下：%1002 （選用10的直柄端面銑刀）N10 G90 G94 G40 G49 G21 G17N20 G54 G00 X-25 Y-25N30 Z30N35 M08N40 M03 S1000N50 G01 Z-3 F100 M07N60 Y0N70 G02 X0 Y22 I22 J0N80 G03 X22 Y0 I22 J0N90 G02 X0 Y-22 I-22 J0N100 G03 X-22 Y0 I-22 J0N110 G01 X-30N120 G00 Z50 N130 M09N140 M05N150 M30模塊三銑內(nèi)輪廓例題一:根據(jù)圖（三）所示零件圖，用8 的鍵槽銑刀，沿雙點(diǎn)畫線加工深 3mm 的凹槽。圖（三）參考程序如下；%1003 N5 G90 G94 G40 G49 G21 G17N10 G54 G00 X0 Y0 Z80N20 M03 S500 N30 G00 X-25 Y-8.66 N40 Z5 N50 G01 Z-3 F80 N60 G02 X-25 Y8.66 R10N70 G01 X-10 Y17.32 N80 G02 X-10 Y-17.32 R-20 N90 G01 X-25 Y-8.66 N100 G