數(shù)控銑削教案課件

數(shù)控銑削教案第講:數(shù)控銑床的簡(jiǎn)介

周次

第

份數(shù)控銑削教案第講:數(shù)控銑床的簡(jiǎn)介1教學(xué)目的:

了解數(shù)控銑床的組成。了解數(shù)控銑床所用的刀具掌握數(shù)控銑床與數(shù)控車床的區(qū)別教學(xué)目的:了解數(shù)控銑床的組成。2教學(xué)重難點(diǎn)：數(shù)控銑床控制系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)方式坐標(biāo)軸與坐標(biāo)系。教學(xué)重難點(diǎn)：數(shù)控銑床控制系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)方式3教學(xué)準(zhǔn)備：點(diǎn)名考勤教學(xué)準(zhǔn)備：點(diǎn)名考勤4教學(xué)復(fù)習(xí)：機(jī)床的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)高剛性高靈敏性高抗震性熱變形小高精度保持性高可靠性刀具先進(jìn)教學(xué)復(fù)習(xí)：機(jī)床的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)5新課導(dǎo)入：上一節(jié)課我們共同學(xué)習(xí)了數(shù)控機(jī)床的結(jié)構(gòu)，了解了數(shù)控機(jī)床的傳動(dòng)特點(diǎn)和機(jī)床進(jìn)給的傳動(dòng)特點(diǎn)，我們今天共同的了解一下數(shù)控銑床特點(diǎn)以及與其他機(jī)床的異同點(diǎn)新課導(dǎo)入：上一節(jié)課我們共同學(xué)習(xí)了數(shù)控機(jī)床的結(jié)構(gòu)，了解了數(shù)控機(jī)6教學(xué)內(nèi)容：數(shù)控銑床是用計(jì)算機(jī)數(shù)字化信號(hào)控制的銑床。在數(shù)控銑床上，把被加工的零件的工藝過(guò)程（如加工順序、加工類別）、工藝參數(shù)（如主軸轉(zhuǎn)速、進(jìn)給速度、刀具尺寸）以及刀具與工件相對(duì)位移，用數(shù)控語(yǔ)言編寫成加工程序單，然后將程序輸入到數(shù)控裝置，數(shù)控裝置便會(huì)根據(jù)數(shù)控指令控制數(shù)控機(jī)床的各種操作和刀具與工件相對(duì)位移，當(dāng)零件加工結(jié)束后，機(jī)床會(huì)自動(dòng)停止，加工出合格的零件。其工作原理如圖所示：數(shù)控銑床的含義：教學(xué)內(nèi)容：數(shù)控銑床是用計(jì)算機(jī)數(shù)字化信號(hào)控制的銑床。數(shù)控7

零件圖程序編制手工輸入通信系統(tǒng)CNC裝置信號(hào)反饋測(cè)量系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)裝置加工工藝零件圖程序編制手工輸入通信系統(tǒng)CNC裝置信號(hào)反饋測(cè)量系統(tǒng)驅(qū)8數(shù)控銑床的特點(diǎn)及應(yīng)用數(shù)控銑床應(yīng)用十分廣泛，可以加工各種平面輪廓和立體輪廓的零件，如凸輪、模具和葉片等；還可以進(jìn)行鉆、擴(kuò)、銑、鉸、攻螺紋和鏜孔等多種工序的加工。主要適用于板類、盤類、殼體類等復(fù)雜零件的加工，數(shù)控銑床較普通銑床有以下特點(diǎn)：具有高度柔性；加工精度高，質(zhì)量穩(wěn)定；生產(chǎn)率高；可大大減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。數(shù)控銑床的特點(diǎn)及應(yīng)用數(shù)控銑床應(yīng)用十分廣泛，可以加工各種平面9數(shù)控銑床的組成：數(shù)控銑床一般由銑床主機(jī)、控制部分、驅(qū)動(dòng)部分及輔助部分等組成。下面以N-092數(shù)控銑床為例進(jìn)行介紹。銑床主機(jī)它是數(shù)控銑床的機(jī)床主體，包括床身、主軸箱、工作臺(tái)和進(jìn)給機(jī)構(gòu)等。控制部分（數(shù)控裝置）它是數(shù)控銑床的控制核心，本書講述的CNC系統(tǒng)為德國(guó)SINUME802系統(tǒng)。驅(qū)動(dòng)部分（伺服系統(tǒng)）它是數(shù)控銑床執(zhí)行機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)部件。包括主軸電動(dòng)機(jī)和進(jìn)給伺服電動(dòng)機(jī)等。輔助部分（輸入裝置）它是數(shù)控銑床的一些配套部件，包括刀庫(kù)、液壓裝置、啟動(dòng)裝置、冷卻系統(tǒng)、潤(rùn)滑系統(tǒng)和排屑裝置等。數(shù)控銑床的組成：數(shù)控銑床一般由銑床主機(jī)、控制部分10數(shù)控機(jī)床的控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)數(shù)控機(jī)床的控制系統(tǒng)一般由控制系統(tǒng)軟件和計(jì)算機(jī)組成。早期的控制系統(tǒng)采用專用芯片，現(xiàn)在大多采用計(jì)算機(jī)芯片，如Intel386/486/586等?？刂葡到y(tǒng)的組成包括固定的控制軟件、計(jì)算機(jī)主機(jī)、顯示器、NC面板、通信接口等?，F(xiàn)代的數(shù)控系統(tǒng)都具備一定的編程功能和加工圖形的仿真功能?？刂葡到y(tǒng)在接收零件的加工程序，經(jīng)過(guò)一系列的運(yùn)算、處理后控制機(jī)床動(dòng)作?？刂苿?dòng)作包括主軸的開停、轉(zhuǎn)向、轉(zhuǎn)速的選擇、進(jìn)給坐標(biāo)運(yùn)動(dòng)、切削方式（直線、圓弧等）、進(jìn)給速度、刀具和刀具補(bǔ)償、輔助操作等。數(shù)控機(jī)床的控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)11控制系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)方式

根據(jù)數(shù)控機(jī)床的功能和結(jié)構(gòu)，一般按控制系統(tǒng)的功能特點(diǎn)分為下列幾類：

①點(diǎn)位運(yùn)動(dòng)控制

點(diǎn)位運(yùn)動(dòng)控制的特點(diǎn)是只要求控制機(jī)床運(yùn)動(dòng)部件，實(shí)現(xiàn)點(diǎn)到點(diǎn)的準(zhǔn)確定位運(yùn)動(dòng)，

而對(duì)移動(dòng)軌跡沒(méi)有嚴(yán)格要求，并且在移動(dòng)和定位過(guò)程中不進(jìn)行任何加工，數(shù)控鉆床、數(shù)控鏜床和數(shù)控沖床等的運(yùn)動(dòng)控制方式就屬點(diǎn)位運(yùn)動(dòng)控制。

②直線運(yùn)動(dòng)控制

直線運(yùn)動(dòng)控制也稱平行控制，其特點(diǎn)是除了控制點(diǎn)與點(diǎn)之間的準(zhǔn)確定位外，還要控制兩相關(guān)點(diǎn)之間的移動(dòng)速度和路線（即軌跡）在移動(dòng)的過(guò)程中大多是刀具沿與坐標(biāo)軸平行的方向按給定的進(jìn)給速度做切削運(yùn)動(dòng)，一般只能加工矩形、臺(tái)階狀零件、這類運(yùn)動(dòng)控制方式主要用于數(shù)控車床、銑床和數(shù)控磨床等。

③輪廓控制

輪廓控制也稱連續(xù)運(yùn)動(dòng)控制，這類機(jī)床能同時(shí)對(duì)兩個(gè)或兩個(gè)以上坐標(biāo)運(yùn)動(dòng)的瞬間位置和速度進(jìn)行連續(xù)控制，用于加工空間的曲線和曲面。數(shù)控車床、數(shù)控銑床及加工中心等的控制系統(tǒng)都具有輪廓控制功能。能進(jìn)行輪廓控制的機(jī)床一般也能進(jìn)行點(diǎn)位運(yùn)動(dòng)控制和直線運(yùn)動(dòng)控制?？刂葡到y(tǒng)的運(yùn)動(dòng)方式

根據(jù)數(shù)控機(jī)床的功能和結(jié)構(gòu)，一般按控制系統(tǒng)12坐標(biāo)系與坐標(biāo)軸一坐標(biāo)軸的確定方法：Z軸：一般取產(chǎn)生切削力的主軸軸線為Z軸，刀具遠(yuǎn)離工件的方向?yàn)檎较?。?dāng)機(jī)床有幾個(gè)主軸時(shí)，選一個(gè)與工件裝夾面垂直的主軸為Z軸，當(dāng)機(jī)床無(wú)主軸時(shí)，選與工件裝夾面垂直的方向?yàn)閆軸。坐標(biāo)系與坐標(biāo)軸一坐標(biāo)軸的確定方法：13X軸：一般位于平行工件裝夾面的水平面內(nèi)，對(duì)于工件作回轉(zhuǎn)切削運(yùn)動(dòng)的機(jī)床（如車床，磨床等）在水平面內(nèi)取垂直工件回轉(zhuǎn)軸線（Z軸）的方向?yàn)閄軸，刀具遠(yuǎn)離工件的方向?yàn)檎较?。X軸：14Y軸：根據(jù)已確定的XZ軸，按右手笛卡兒坐標(biāo)系確定。A.B.C軸此三軸為回轉(zhuǎn)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)坐標(biāo).根據(jù)已確定的X.Y.Z軸。用右手螺旋定則確定。右手的拇指.食指.中指互相垂直。并分別代表+X.+Y.+Z軸，圍繞+X.+Y.+Z軸回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)分別用+A.+B.+C.表示。其正方向用右手螺旋定則。（如圖所示）Y軸：右手的拇指.食指.中指互相垂直。并分別代表+X.+Y.15(a)立式數(shù)控銑床；(b)臥式數(shù)控銑床(a)立式數(shù)控銑床；(b)臥式數(shù)控銑床16機(jī)床坐標(biāo)系：機(jī)床坐標(biāo)系（M）：以機(jī)床原點(diǎn)為零點(diǎn)建立起來(lái)的X,Y,Z軸直角坐標(biāo)系。機(jī)床原點(diǎn)：前面建立的數(shù)控機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)系為確立數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系打下了基礎(chǔ)，其關(guān)鍵是確定數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系的零點(diǎn)(原點(diǎn))。數(shù)控機(jī)床設(shè)計(jì)有機(jī)床零點(diǎn)M，機(jī)床零點(diǎn)M是確定數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系的零點(diǎn)以及其它坐標(biāo)系和機(jī)床參考點(diǎn)(或基準(zhǔn)點(diǎn))的出發(fā)點(diǎn)。也就是說(shuō)數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系是由生產(chǎn)廠家事先確定的，一般情況下不準(zhǔn)許用戶更改，可由機(jī)床用戶使用說(shuō)明書(手冊(cè))中查到。機(jī)床坐標(biāo)系：機(jī)床坐標(biāo)系（M）：以機(jī)床原點(diǎn)為零點(diǎn)建立17機(jī)床坐標(biāo)系（M）：機(jī)床參考點(diǎn)：數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系是機(jī)床固有的坐標(biāo)系統(tǒng)，它是通過(guò)操作刀具或工件返回機(jī)床零點(diǎn)M的方法建立的。但是，在大多數(shù)情況下，當(dāng)已裝好刀具和工件時(shí)，機(jī)床的零點(diǎn)已不可能返回，因而需設(shè)參考點(diǎn)R。機(jī)床參考點(diǎn)R是由機(jī)床制造廠家定義的一個(gè)點(diǎn)，R和M的坐標(biāo)位置關(guān)系是固定的，其位置參數(shù)存放在數(shù)控系統(tǒng)中。當(dāng)數(shù)控系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)，都要執(zhí)行返回參考點(diǎn)R，由此建立各種坐標(biāo)系。注:機(jī)床原點(diǎn)于機(jī)床參考點(diǎn)的距離是由系統(tǒng)參數(shù)設(shè)定的，其值可以為零也可以不為零，如為零則表示重合；不為零，機(jī)床回零后顯示的機(jī)床坐標(biāo)系的值即為系統(tǒng)參數(shù)設(shè)定的距離值。機(jī)床坐標(biāo)系（M）：機(jī)床參考點(diǎn)：數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系是機(jī)床固有的18工作坐標(biāo)系（W）：（找正，抓中心）工作坐標(biāo)系機(jī)床坐標(biāo)系的建立保證刀具在機(jī)床上的正確運(yùn)動(dòng)，但是，由于加工程序的編制通常是針對(duì)某一工件，根據(jù)零件圖紙進(jìn)行的，為了便于尺寸的計(jì)算、檢查，加工程序的坐標(biāo)系原點(diǎn)一般都于零件圖紙的尺寸基準(zhǔn)相一致。這種針對(duì)某一工件，根據(jù)零件圖紙建立的坐標(biāo)系稱為工件坐標(biāo)系（亦稱編程坐標(biāo)系）工件原點(diǎn)亦稱編程原點(diǎn)，該點(diǎn)是指工件裝夾完成后，選擇工件上的某一點(diǎn)作為編程或加工的原點(diǎn)。工作坐標(biāo)系（W）：（找正，抓中心）19現(xiàn)以立式數(shù)控銑床為例來(lái)說(shuō)明工件原點(diǎn)的選擇方法：Z方向的原點(diǎn)一般取在工件的上表面。XY平面原點(diǎn)的選擇，有兩種情況：當(dāng)工件對(duì)稱時(shí)，一般以對(duì)稱中心作為XY平面的原點(diǎn)，當(dāng)工件不對(duì)稱時(shí)，一般取工件期中的一角作為工件原點(diǎn)。工件坐標(biāo)系原點(diǎn)設(shè)定工件坐標(biāo)系原點(diǎn)通常通過(guò)零點(diǎn)偏置的方法來(lái)進(jìn)行設(shè)定，其設(shè)定的過(guò)程為：選定裝夾后工件的編程坐標(biāo)系原點(diǎn)，找出該點(diǎn)在機(jī)床坐標(biāo)系中的絕對(duì)坐標(biāo)值，將這些值通過(guò)機(jī)床面板操作輸入機(jī)床偏置存儲(chǔ)器參數(shù)G54~G59中，從而將機(jī)床坐標(biāo)系原點(diǎn)偏置移至工件坐標(biāo)系原點(diǎn)。找出工件坐標(biāo)系在機(jī)床坐標(biāo)系中位置的過(guò)程稱為對(duì)刀。零點(diǎn)偏置設(shè)定的工件坐標(biāo)系實(shí)際上就是在編程與加工之前讓數(shù)控系統(tǒng)知道工件坐標(biāo)系在機(jī)床坐標(biāo)系中的具體位置。通過(guò)這種方法設(shè)定的工件坐標(biāo)系，只要不對(duì)其修改、刪除操作，該工件坐標(biāo)系將永久保存，即使即機(jī)床關(guān)機(jī)，其坐標(biāo)系也將保留?，F(xiàn)以立式數(shù)控銑床為例來(lái)說(shuō)明工件原點(diǎn)的選擇方法：Z方向的原點(diǎn)20工件坐標(biāo)原點(diǎn)的選擇工件坐標(biāo)原點(diǎn)選擇原則：（1）工件坐標(biāo)原點(diǎn)應(yīng)選在零件圖的尺寸基準(zhǔn)上，便于坐標(biāo)值的計(jì)算。（2）對(duì)稱的零件，工件坐標(biāo)原點(diǎn)應(yīng)設(shè)在對(duì)稱中心上，便于對(duì)刀。（3）Z