數(shù)控銑床加工中心加工技術(shù)（第二版）課件 1-3 墊鐵零件的手動(dòng)加工

任務(wù)3墊鐵零件的手動(dòng)加工1．掌握數(shù)控銑床/加工中心坐標(biāo)系的確定方法。

2．掌握數(shù)控銑床/加工中心的手動(dòng)回參考點(diǎn)操作。

3．掌握數(shù)控銑床/加工中心的手搖進(jìn)給操作和手動(dòng)進(jìn)給操作。

4．掌握數(shù)控銑床/加工中心的對(duì)刀操作及設(shè)定工件坐標(biāo)系的方法。

通過(guò)完成任務(wù)，掌握以下知識(shí)和技能。寬槽為12mm，用φ12mm的立銑刀進(jìn)行加工。手動(dòng)操作加工實(shí)例在數(shù)控銑床上采用手動(dòng)切削方式加工零件任務(wù)分析

為了完成本任務(wù)，須全面掌握數(shù)控銑床/加工中心坐標(biāo)系的確定方法和手動(dòng)回參考點(diǎn)操作方法，并能進(jìn)行數(shù)控銑床/加工中心的對(duì)刀和設(shè)定工件坐標(biāo)系操作，根據(jù)操作界面中工件坐標(biāo)系的顯示，熟練進(jìn)行手搖進(jìn)給操作或手動(dòng)進(jìn)給操作完成切削加工。1.機(jī)床坐標(biāo)系(1)定義為了確定機(jī)床的運(yùn)動(dòng)方向和移動(dòng)距離，就要在機(jī)床上建立一個(gè)坐標(biāo)系，這個(gè)坐標(biāo)系就叫機(jī)床坐標(biāo)系，也叫標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)系。(2)機(jī)床坐標(biāo)系中的規(guī)定

1）永遠(yuǎn)假定刀具相對(duì)于靜止的工件而運(yùn)動(dòng)。

2）將增大工件和刀具間距離的方向確定為機(jī)床坐標(biāo)系的正方向。

3）數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)系采用右手定則的笛卡兒坐標(biāo)系。相關(guān)理論

大拇指的方向?yàn)閄軸的正方向，食指指向Y軸的正方向，中指指向Z軸的正方向，轉(zhuǎn)動(dòng)軸A、B、C軸的軸線分別平行于X軸、Y軸和Z軸，轉(zhuǎn)動(dòng)正方向按右螺紋旋進(jìn)的方向。右手笛卡兒坐標(biāo)系

3．機(jī)床坐標(biāo)系的確定（1）Z坐標(biāo)軸

坐標(biāo)軸：Z坐標(biāo)軸的運(yùn)動(dòng)由傳遞切削力的主軸決定，不管哪種機(jī)床,與主軸軸線平行的坐標(biāo)軸即為Z軸。

正方向：根據(jù)坐標(biāo)系正方向的確定原則，在鉆、鏜、銑加工中，鉆入或鏜入工件的方向?yàn)閆軸的負(fù)方向。

（2）X坐標(biāo)軸

X坐標(biāo)軸一般為水平方向，它垂直于Z軸且平行于工件的裝夾面。

立式銑床：站在工作臺(tái)前，從刀具主軸向立柱看，水平向右的方向?yàn)閄軸的正方向。

臥式銑床：從主軸向工件看（即從機(jī)床背面向工件看），向右方向?yàn)閄軸的正方向。立式升降臺(tái)銑床臥式升降臺(tái)銑床

（3）Y坐標(biāo)軸Y坐標(biāo)軸垂直于X、Z坐標(biāo)軸，根據(jù)右手笛卡兒坐標(biāo)系來(lái)進(jìn)行判別。

（4）旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)A、B、C相對(duì)應(yīng)表示其軸線平行于X、Y、Z坐標(biāo)軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。A、B、C正方向?yàn)閄、Y、Z坐標(biāo)軸正方向上按照右旋旋進(jìn)的方向。二、機(jī)床原點(diǎn)和機(jī)床參考點(diǎn)

1．機(jī)床原點(diǎn)機(jī)床原點(diǎn)（也稱為機(jī)床零點(diǎn)）——是機(jī)床上設(shè)置的一個(gè)固定點(diǎn)，一般設(shè)在刀具遠(yuǎn)離工件的極限點(diǎn)處，即坐標(biāo)正方向的極限點(diǎn)處。它在機(jī)床裝配、調(diào)試時(shí)就已設(shè)置好，一般情況下不允許用戶進(jìn)行更改。

2．機(jī)床參考點(diǎn)機(jī)床參考點(diǎn)——是數(shù)控機(jī)床上一個(gè)特殊位置的點(diǎn)，機(jī)床參考點(diǎn)與機(jī)床原點(diǎn)的距離由系統(tǒng)參數(shù)設(shè)定。其值可以是零，表示機(jī)床參考點(diǎn)和機(jī)床原點(diǎn)重合；如果其值不為零，則機(jī)床開(kāi)機(jī)回零后顯示的機(jī)床坐標(biāo)系的值即是系統(tǒng)參數(shù)中設(shè)定的距離值。

開(kāi)機(jī)回參考點(diǎn)的目的就是為了建立機(jī)床坐標(biāo)系，并確定機(jī)床坐標(biāo)系的原點(diǎn)。該坐標(biāo)系一經(jīng)建立，只要機(jī)床不斷電，將永遠(yuǎn)保持不變，并且不能通過(guò)編程對(duì)它進(jìn)行修改。3.工件坐標(biāo)系

針對(duì)某一工件，根據(jù)零件圖樣建立的坐標(biāo)系稱為工件坐標(biāo)系（也稱編程坐標(biāo)系）。(1)定義(2)工件坐標(biāo)系原點(diǎn)指工件裝夾完成后，選擇工件上的某一點(diǎn)作為編程或工件加工的原點(diǎn)。工件坐標(biāo)系原點(diǎn)的選擇原則：

2）工件坐標(biāo)系原點(diǎn)應(yīng)盡量選在精度較高的工件表面，以提高被加工零件的加工精度。

1）工件坐標(biāo)系原點(diǎn)應(yīng)選在零件圖的基準(zhǔn)尺寸上，以便于坐標(biāo)值的計(jì)算，減少錯(cuò)誤。（3）工件坐標(biāo)系原點(diǎn)的選擇

5）當(dāng)工件不對(duì)稱時(shí)，一般取工件其中的一個(gè)垂直交角處作為工件原點(diǎn)。

3）Z軸方向上的工件坐標(biāo)系原點(diǎn)，一般取在工件的上表面。

4）當(dāng)工件對(duì)稱時(shí)，一般以工件的對(duì)稱中心作為XY平面的原點(diǎn)。工件坐標(biāo)系原點(diǎn)的選擇

3．設(shè)定工件坐標(biāo)系原點(diǎn)

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，實(shí)質(zhì)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)其進(jìn)行修改、刪除操作，該工件坐標(biāo)系將永久保存，即使機(jī)床關(guān)機(jī)，其坐標(biāo)系也將保留。

設(shè)定過(guò)程：找出裝夾后工件的編程坐標(biāo)系原點(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)中。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。

（4）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)定過(guò)程為：選擇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)值如圖中的－a、－b和－c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)（這種參數(shù)有G54～G59共計(jì)6個(gè)）中，從而將機(jī)床坐標(biāo)系原點(diǎn)偏移至工件坐標(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。（5）數(shù)控銑削對(duì)刀數(shù)控銑削對(duì)刀操作分為X、Y向?qū)Φ逗蚙向?qū)Φ?，常用的?duì)刀方法有試切法對(duì)刀和工具對(duì)刀兩種。試切法對(duì)刀是利用銑刀與工件相接觸產(chǎn)生切屑或摩擦聲來(lái)找到工件坐標(biāo)系原點(diǎn)的機(jī)床坐標(biāo)值，它適用于工件側(cè)面要求不高的場(chǎng)合；工具對(duì)刀適用于加工精度和加工表面質(zhì)量要求較高零件。零點(diǎn)偏置設(shè)定的工件坐標(biāo)系實(shí)質(zhì)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)其進(jìn)行修改、刪除操作，該工件坐標(biāo)系將永久保存，即使機(jī)床關(guān)機(jī)，其坐標(biāo)系也將保留。對(duì)刀工具通常選用尋邊器和Z軸設(shè)定器。尋邊器如圖所示，有光電式尋邊器和偏心式尋邊器兩種類型，主要用于X、Y軸零點(diǎn)的確定。Z軸設(shè)定器如圖所示，用于Z軸零點(diǎn)的確定，同樣有機(jī)械式Z軸設(shè)定器和光電式Z軸設(shè)定器之分。采用光電式尋邊器和Z軸設(shè)定器對(duì)刀時(shí)，被加工工件必須是良導(dǎo)體，且定位基準(zhǔn)面有較好的表面粗糙度。1.?工藝分析（1）加工準(zhǔn)備選用FANUC0i系統(tǒng)的XK7650型數(shù)控銑床，加工中使用的工具、量具、刃具1．工藝分析（1）加工準(zhǔn)備本任務(wù)選用的機(jī)床為FANUC0i系統(tǒng)的XK7650型數(shù)控銑床，加工中使用的工具、量具、刃具見(jiàn)表1－6，毛坯為100mm×60mm×25mm的硬鋁。表1－6手動(dòng)操作加工實(shí)例的工具、量具、刃具清單（2）加工要求加工完成后要求各加工面尺寸精度和表面質(zhì)量符合圖樣要求，同時(shí)要求加工過(guò)程符合安全文明生產(chǎn)要求。（3）選擇刀具加工本任務(wù)零件時(shí)，既可選用φ12mm的立銑刀（高速鋼材料）進(jìn)行加工，也可選用φ12mm的鍵槽銑刀進(jìn)行加工。（4）選擇銑削用量加工本任務(wù)零件時(shí)，選擇主軸轉(zhuǎn)速為600r/min，手輪進(jìn)給或JOG進(jìn)給速度控制在50～150mm/min，銑削深度為2.8mm。2.?手動(dòng)切削前的準(zhǔn)備工作（1）返回參考點(diǎn)操作機(jī)床手動(dòng)返回參考點(diǎn)操作流程及返回參考點(diǎn)后的顯示畫面如圖所示。1）模式選擇按鈕選“REF”。2）選擇快速進(jìn)給倍率（“F0”“F25”“F50”“F100”）3）分別選擇回參考點(diǎn)的軸（“Z”“X”或“Y”）。4）按下軸的“+”方向選擇按鈕不松開(kāi)，直到相應(yīng)軸的返回參考點(diǎn)指示燈亮。（2）在MDI方式下設(shè)定轉(zhuǎn)速1）模式選擇按鈕選“MDI”，按下功能鍵PROG

。2）在MDI面板上輸入S600M03（含義后敘），按下功能鍵EOB

，再按下功能鍵INSERT

。3）按下循環(huán)啟動(dòng)按鈕“CYCLESTART”。要使主軸停轉(zhuǎn)，可按下功能鍵RESET

。完成以上操作后，在手輪“HANDLE”和手動(dòng)“JOG”模式下，即可按下按鈕“CW”使主軸正轉(zhuǎn)。（3）手輪進(jìn)給操作手輪進(jìn)給操作流程及手輪進(jìn)給操作后的坐標(biāo)顯示畫面如圖所示，該畫面中有三個(gè)坐標(biāo)系，分別是機(jī)械坐標(biāo)系（即機(jī)床坐標(biāo)系）、絕對(duì)坐標(biāo)系（顯示刀具在工件坐標(biāo)系中的絕對(duì)坐標(biāo)）和相對(duì)坐標(biāo)系。1）模式選擇按鈕選“HANDLE”，按下功能鍵POS

。2）選擇增量步長(zhǎng)3）選擇刀具要移動(dòng)的軸。4）旋轉(zhuǎn)手搖脈沖發(fā)生器向相應(yīng)的方向移動(dòng)刀具。（4）手動(dòng)連續(xù)進(jìn)給與手動(dòng)快速進(jìn)給手動(dòng)連續(xù)進(jìn)給主要用于手動(dòng)切削加工，而手動(dòng)快速進(jìn)給主要用于刀具快速定位，手動(dòng)連續(xù)進(jìn)給操作流程如圖所示。1）模式選擇按鈕選“JOG”，按下功能鍵POS

。2）調(diào)節(jié)進(jìn)給速度倍率旋鈕，選擇合適的進(jìn)給速度倍率。3）選擇需要手動(dòng)進(jìn)給的軸。4）按下方向選擇按鈕不松開(kāi)即可使刀具沿所選軸方向連續(xù)進(jìn)給。如果要進(jìn)行手動(dòng)快速進(jìn)給，只需在上述第4）步同時(shí)按下方向選擇按鈕和方向選擇按鈕中間的快速移動(dòng)按鈕。（5）超程解除在進(jìn)給過(guò)程中，由于進(jìn)給方向錯(cuò)誤，常會(huì)發(fā)生超行程報(bào)警現(xiàn)象，解除過(guò)程如下：1）模式選擇按鈕選“HANDLE”。2）按下“超程解除”按鈕不要松開(kāi)，同時(shí)按下功能鍵RESET，消除報(bào)警畫面。3）仍不松開(kāi)“超程解除”按鈕，向超程的反方向移動(dòng)刀具，退出超行程位置，機(jī)床即可恢復(fù)正常（6）試切削對(duì)刀與設(shè)定工件坐標(biāo)系1）XY平面的對(duì)刀操作①模式選擇按鈕選“HANDLE”，在主軸上安裝好找正器。②按下主軸正轉(zhuǎn)按鈕“CW”，主軸將以前面設(shè)定的轉(zhuǎn)速正轉(zhuǎn)。③按下功能鍵POS，再按下軟鍵［綜合］，此時(shí)，機(jī)床顯示器出現(xiàn)如圖所示的畫面。④選擇相應(yīng)的軸選擇按鈕，搖動(dòng)手搖脈沖發(fā)生器，使找正器接近X軸方向的一條側(cè)邊，降低進(jìn)給倍率，使找正器慢慢接近工件側(cè)邊，找正側(cè)邊A點(diǎn)處。記錄顯示器顯示畫面中機(jī)械坐標(biāo)系的X值，設(shè)為X1（假設(shè)X1=-234.567）。⑤用同樣的方法找正側(cè)邊B點(diǎn)處，記錄下X2值（假設(shè)X2=-154.789）。⑥計(jì)算出工件坐標(biāo)系原點(diǎn)的X值，X=（X1+X2）/2。⑦重復(fù)步驟④、⑤、⑥，用同樣的方法測(cè)量并計(jì)算出工件坐標(biāo)系原點(diǎn)的Y值。2）Z軸方向的對(duì)刀①將主軸停轉(zhuǎn)，手動(dòng)換上切削用刀具。②在工件上方放置一個(gè)φ10mm的測(cè)量心棒（或量塊），在“HANDLE”模式下選擇相應(yīng)的軸選擇按鈕，搖動(dòng)手搖脈沖發(fā)生器，使刀具在Z軸方向接近測(cè)量心棒（見(jiàn)圖），降低進(jìn)給倍率，使刀具與測(cè)量心棒微微接觸。記錄下顯示器顯示畫面中機(jī)床坐標(biāo)系的Z值，設(shè)為Z1（假設(shè)Z1=-61.123）。③計(jì)算出工件坐標(biāo)系原點(diǎn)的Z值，Z=Z1-10.0（測(cè)量心棒直徑值）。④如果是加工中心同時(shí)使用多把刀具進(jìn)行加工，則可重復(fù)以上步驟，分別測(cè)出各自不同的Z值。3）工件坐標(biāo)系的設(shè)定①按下功能鍵OFFSETSETTING。②按下顯示器下的軟鍵［WORK］，出現(xiàn)如圖所示③向下移動(dòng)光標(biāo)，到G54坐標(biāo)系X處，輸入前面計(jì)算出的X值，注意不要輸入地址X，按下功能鍵INPUT

。④將光標(biāo)移到G54坐標(biāo)系Y處，輸入前面計(jì)算出的Y值，按下功能鍵INPUT

。⑤用同樣的方法，將計(jì)算出的Z值輸入G54參數(shù)中。根據(jù)該工件的工件坐標(biāo)系位置，計(jì)算出點(diǎn)A～H在XY平面內(nèi)的坐標(biāo)值為：A（-35.0，-50.0）、B（-35.0，50.0）、C（-15.0，50.0）、D（-15.0，-50.0）、E（15.0，-50.0）、F（15.0，50.0）、

G（35.0，50.0）、H（35.0，-50.0）3.?手動(dòng)切削操作（1）確定手動(dòng)切削軌跡的坐標(biāo)點(diǎn)操作前必須首先確定點(diǎn)A～H在工件坐標(biāo)系中的坐標(biāo)值為了避免刀具在快速落刀與抬刀過(guò)程中與工件發(fā)生碰撞，在XY平面內(nèi)刀具切削進(jìn)給的開(kāi)始點(diǎn)（圖中的A點(diǎn)）與結(jié)束點(diǎn)，（如圖中的H點(diǎn)）要離開(kāi)工件側(cè)面大于一個(gè)刀具半徑的距離。（2）工件切削加工1）模式選擇按鈕選“MDI”，按下功能鍵PROG

。2）在MDI面板上輸入“S600M03G54”，依次按下功能鍵EOB

，INSERT

。3）按下循環(huán)啟動(dòng)按鈕“CYCLESTART”。4）模式選擇按鈕選“HANDLE”，按功能鍵POS

，并按顯示器下方的軟鍵［綜合］，顯示器顯示三種坐標(biāo)系。5）選擇增量步長(zhǎng)選擇按鈕“×100”，根據(jù)刀具當(dāng)前位置和顯示器上顯示的絕對(duì)坐標(biāo)值，搖動(dòng)手搖脈沖發(fā)生器在XY平面移動(dòng)刀具到A點(diǎn)處（當(dāng)靠近該點(diǎn)時(shí)，應(yīng)選擇較小的增量步長(zhǎng)），使顯示器中顯示的絕對(duì)坐標(biāo)值為：X-35.0，Y-50.0。6）選擇手搖