模塊一數(shù)控銑削基礎(chǔ)知識任務(wù)三

數(shù)控銑床基礎(chǔ)操作知識任務(wù)三數(shù)控銑床基礎(chǔ)操作知識1任務(wù)目標3任務(wù)要求4任務(wù)準備5任務(wù)實施相關(guān)知識21任務(wù)目標3知識目標1.了解數(shù)控銑床坐標系。2.掌握工件坐標系建立的原理和方法。3.了解數(shù)控銑加工程序的格式及組成。技能目標1.能夠完成對刀操作。2.能夠完成程序的錄入和模擬素養(yǎng)目標1.具有安全操作意識，養(yǎng)成良好的職業(yè)素養(yǎng)。2.具有人際溝通能力和團隊協(xié)作能力。3.具有吃苦耐勞的精神。2任務(wù)要求同學(xué)們車間數(shù)控銑床為FANUC系統(tǒng)，請認真學(xué)習(xí)坐標系相關(guān)知識及操作，了解程序的格式及組成，完成以下任務(wù)：任務(wù)一安裝工件并設(shè)置工件坐標系原點(圖1-3-1)。任務(wù)二錄入加工程序并模擬刀具軌跡(圖1-3-2)。

圖1-3-1任務(wù)一圖1-3-2任務(wù)二3任務(wù)準備完成該任務(wù)需要準備的實訓(xùn)物品如下表所示。序號種類名稱規(guī)格數(shù)量備注1機床數(shù)控銑床VMC850或其他8臺

2學(xué)習(xí)資料《數(shù)控銑床編程手冊》《數(shù)控銑床操作手冊》FANUC系統(tǒng)8本

3刀具立銑刀Φ108把

4量具游標卡尺0-150mm8把

杠桿百分表0-0.8mm8個

尋邊器光電式8個

Z軸設(shè)定器高度50mm8個

5附具磁力表座

8個

平口鉗6寸或8寸8臺

組合平行墊鐵12組8套

橡膠錘

8把

6材料鋁塊90*90*258塊

7工具車

8輛

4相關(guān)知識一、數(shù)控機床的坐標系在數(shù)控機床上加工零件，機床的動作是由數(shù)控系統(tǒng)發(fā)出的指令來控制的。為了確定刀具（工件）的運動方向和移動距離，就要在機床上建立一個坐標系。數(shù)控機床的坐標系采用符合右手定則規(guī)定的笛卡爾坐標系（圖1-3-3）。對于機床坐標系的方向，永遠假定刀具相對于靜止的工件而運動，統(tǒng)一規(guī)定增大工件與刀具間距離的方向為正方向。圖1-3-3右手笛卡爾坐標系統(tǒng)4相關(guān)知識

1.數(shù)控銑床的機床坐標系

機床坐標系又稱機械坐標系，用以確定工件、刀具等在機床中的位置，是機床運動部件的進給運動坐標系，其坐標軸及運動方向按標準規(guī)定，是機床上的固有坐標系。數(shù)控銑床坐標系如圖1-3-4所示。圖1-3-4機床坐標系（1）Z軸與主軸軸線重合，刀具遠離工件的方向為正方向(+Z)（2）X軸垂直于Z軸，并平行于工件的裝夾面，如果為單立柱銑床，面對刀具主軸向立柱方向看，其右運動的方向為X軸的正方向(+X)（3）Y軸與X軸和Z軸一起構(gòu)成遵循右手定則的坐標系統(tǒng)。（4）機床坐標系原點又叫機床零點，它是其他所有坐標系，如工件坐標系以及機床參考點的基準點。機床坐標系的原點在機床制造出來時就已經(jīng)確定，不能隨意改變。4相關(guān)知識2.機床參考點為了正確地在機床工作時建立機床坐標系，通常在每個坐標軸的移動范圍內(nèi)設(shè)置一個機床參考點（測量起點），機床起動時，通常要進行機動或手動回參考點，以建立機床坐標系。機床參考點可以與機床零點重合，也可以不重合，通過機床參數(shù)指定參考點到機床零點的距離。3.工件坐標系工件坐標系也叫編程坐標系，是編程人員根據(jù)零件圖樣及加工工藝等在工件上建立起來的坐標系，是編程時的坐標依據(jù)。為保證編程與機床加工的一致性，工件坐標系也應(yīng)符合右手直角笛卡兒坐標系。工件原點的設(shè)置一般應(yīng)遵循下列原則:(1)工件原點應(yīng)盡可能選擇在工件的設(shè)計基準和工藝基準上，以方便編程。(2)工件原點應(yīng)盡量選在尺寸精度高、表面粗糙度值小的工件表面上。(3)工件原點最好選在工件的對稱中心上。(4)要便于測量和檢驗。在數(shù)控銑床中，Z軸的原點一般設(shè)定在工件的上表面。對于對稱工件，X、Y軸的原點一般設(shè)定在工件的對稱中心。對于非對稱工件，X、Y軸的原點一般設(shè)定在件的某個棱角上。4相關(guān)知識4.工件坐標系選擇指令G54～G59G54～G59是系統(tǒng)預(yù)定的6個工件坐標系，可根據(jù)需要任意選用。這6個預(yù)定工件坐標系的原點在機床坐標系中的值(工件零點偏置值)可用MDI模式輸入，系統(tǒng)自動記憶。工件坐標系一旦選定，后續(xù)程序段中絕對值編程時的指令值均為相對此工件坐標系原點的值。采用G54～G59選擇工件坐標系方式如圖1-3-5所示。圖1-3-5工件坐標系的使用4相關(guān)知識二、數(shù)控銑床程序的格式及組成數(shù)控加工零件程序是一組被傳送到數(shù)控系統(tǒng)中去的指令和數(shù)據(jù)。一個零件程序是由遵循一定結(jié)構(gòu)、句法和格式規(guī)則的若干個程序段組成的，而每個程序段是由若干個指令字組成的。如圖1-3-6所示。（1）程序名FANUC數(shù)控系統(tǒng)的程序名由英文大寫字母“0”和四位數(shù)字組成。（2）程序內(nèi)容程序內(nèi)容是整個程序的核心，由多個程序段組成，用于表述數(shù)控機床加工動作和運行狀態(tài)。程序段與程序段之間用“EOB”(;)分隔。（3）程序結(jié)束用指令M02或M03結(jié)束程序。（4）程序段格式程序段是由一個或多個程序字組成，程序字又由字母(又稱地址符)、符號和數(shù)字組成。程序段格式是指程序段中的程序字的安排形式,如圖1-3-7所示。圖1-3-7程序段格式1-3-6程序的組成4相關(guān)知識三、數(shù)控銑常用功能指令數(shù)控系統(tǒng)常用的功能有準備功能、輔助功能、其他功能三種，這些功能是編制加工程序的基礎(chǔ)。1．準備功能準備功能又稱G功能或G指令，是數(shù)控機床完成某些準備動作的指令。它由地址符G和后面的兩位數(shù)字組成。2．輔助功能輔助功能又稱M功能或M指令。它由地址符M和后面的兩位數(shù)字組成。輔助功能主要控制機床或系統(tǒng)的各種輔助動作，如機床/系統(tǒng)的電源開、閉，冷卻液的開、關(guān)，主軸的正、反、停及程序的結(jié)束等。常用M代碼見表1-3-3。M指令功能M指令功能M00程序停止M06刀具交換M01程序選擇性停止M08切削液開啟M02程序結(jié)束M09切削液關(guān)閉M03主軸正轉(zhuǎn)M30程序結(jié)束，返回開頭M04主軸反轉(zhuǎn)M98調(diào)用子程序M05主軸停止M99子程序結(jié)束表1-3-3M代碼功能表4相關(guān)知識3．其他功能(1)坐標功能坐標功能字（又稱尺寸功能字）用來設(shè)定機床各坐標的位移量。數(shù)控銑床一般使用X、Y、Z以及I、J、K等地址符為首，在地址符后緊跟“+”或“-”號和一串數(shù)字。(2)進給功能用來指定刀具相對于工件運動速度的功能稱為進給功能，由地址符F和其后面的數(shù)字組成。根據(jù)加工的需要，進給功能分為每分鐘進給和每轉(zhuǎn)進給兩種，并以其對應(yīng)的功能字進行轉(zhuǎn)換。(3)主軸功能用以控制主軸轉(zhuǎn)速的功能稱為主軸功能，亦稱為S功能，由地址符S及其后面的一組數(shù)字組成。轉(zhuǎn)速S的單位是轉(zhuǎn)/分鐘（r/min）。在程序中，主軸的正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、停轉(zhuǎn)由輔助功能M03、M04、M05進行控制。其中，M03表示主軸正轉(zhuǎn)，M04表示主軸反轉(zhuǎn)，M05表示主軸停轉(zhuǎn)。4相關(guān)知識四、數(shù)控銑床常用夾具數(shù)控銑床的夾具是數(shù)控銑床上用于裝夾工件的一種裝置。其作用是將工件定位，以使工件獲得相對機床和刀具的正確位置，并把工件可靠地夾緊。1.機用平口鉗機用平口鉗裝夾也叫機用虎鉗，方便靈活、適應(yīng)性廣。常用于裝夾形狀比較規(guī)則的零件，對于加工一般精度要求和夾緊力要求的零件時常用機用平口鉗（圖1-3-8），靠絲杠螺母相對運動來夾緊工件。2.自定心卡盤在數(shù)控銑床上加工圓柱類、盤類回轉(zhuǎn)體零件時，可采用自定心卡盤裝夾（圖1-3-9）。在數(shù)控銑床上自定心卡盤的使用方法與數(shù)控銑床的相類似，使用T形槽螺栓將自定心卡盤固定在機床工作臺上即可。3.壓板對于大型無法使用機用虎鉗或其他夾具裝夾時，可采用壓板進行裝夾，如圖1-3-10所示。利用T形槽螺栓和壓板將工件固定在機床工作臺上，利用百分表等找正工件即可。裝夾工件時，應(yīng)使墊鐵的高度略高于工件，壓板螺栓應(yīng)盡量靠近工件，需根據(jù)工件裝夾精度要求，壓緊力要適中。圖1-3-8機用平口鉗圖1-3-9自定心卡盤圖1-3-10螺釘壓板4相關(guān)知識五、數(shù)控銑床的對刀1.對刀的原理由于數(shù)控銑床按機床坐標系控制機床的運動，而編程人員按工件坐標系編制程序，所以要建立起兩種坐標系之間的關(guān)系，程序才能正常運行。對刀的目的是為了建立工件坐標系，實際上就是確定工件原點在機床坐標系中的坐標。并將該坐標輸入到數(shù)控系統(tǒng)相應(yīng)的存儲位置。它是數(shù)控加工中最重要操作內(nèi)容，其準確性將直接影響零件的加工精度。圖1-3-11對刀原理示意圖如圖1-3-11所示，設(shè)工件尺寸:長為a，寬為b，高為c，單位為mm，刀具半徑為R，將工件原點定在工件上表面的對稱中心。雙邊對刀也稱為分中對刀，X、Y軸對刀時，采用碰雙邊法，接觸工件兩邊得到機械坐標值，通過計算可得出對稱中心的坐標值。Z軸對刀時，讓刀具底部接觸工件上。計算方法：X=(X1+X2)/2Y=(Y1+Y2)/2單邊對刀，碰單邊得到機械坐標值，通過計算可得到中心坐標，也可得到某一條邊的坐標值。計算方法：X=X1+R+a/2Y=Y1+R+a/2或者X=X2-R-a/2Y=Y2-R-a/2如果想得到一條邊的坐標可用接觸時的機械坐標值加上或減掉半徑值R。

4相關(guān)知識2.對刀方法數(shù)控銑床的對刀方法有很多，根據(jù)使用的對刀工具不同，常用的對刀方法有幾下幾種：1）試切對刀法。2）塞尺、標準芯棒、塊規(guī)對刀法。3）采用尋邊器、偏心棒和軸設(shè)定器等工具。4）轉(zhuǎn)移（間接）對刀法。6）百分表（或千分表）對刀法。7）專用對刀儀對刀法。

光電尋邊器

Z軸設(shè)定器5任務(wù)實施

任務(wù)一安裝工件并設(shè)置工件坐標系原點1.安裝平口鉗并裝夾工件（1）將平口鉗和機床工作臺用棉紗擦拭干凈，去除油污和切屑，將平口鉗放置于工作臺合適位置。安裝固定螺栓并預(yù)擰緊，施加壓力不要過大。（2）安裝百分表至Z軸，用手輪移動機床，將百分表壓至平口鉗固定鉗口的位置，如圖1-3-14所示。手輪來回移動X軸，觀察百分表指針變化，用橡膠錘敲擊平口鉗，調(diào)整平口鉗位置，反復(fù)調(diào)整直至指針擺動不超過0.01mm。壓緊螺栓，再次移動百分表，校準位置，保證平口鉗固定鉗口與X軸平行。(3)測量鉗口高度，選擇合適高度的平行墊鐵放置于平口鉗導(dǎo)軌上，將工件墊起，伸出鉗口高度要保證對刀所需要的高度。夾緊平口鉗，并用橡膠錘敲平工件，保證工件水平，如圖1-3-15所示。

圖1-3-15裝夾工件圖1-3-14百分表校準平口鉗5任務(wù)實施安裝尋邊器移動至工件左側(cè)慢慢移動尋邊器靠近工件，指示燈亮?xí)r停止抬起尋邊器至工件上表面，相對坐標X軸歸零尋邊器移動至工件右側(cè)慢慢移動尋邊器靠近工件，指示燈亮?xí)r停止抬起尋邊器移動至相對坐標的中心處切換至坐標系設(shè)置界面，輸入坐標相同的方式設(shè)置Y軸工件坐標系零點2.設(shè)定工件坐標系原點（1）設(shè)定工件坐標系X、Y軸原點。5任務(wù)實施

（2）設(shè)定工件坐標系Z軸原點。1)安裝Φ10立銑刀至主軸，校準Z軸設(shè)定器，放置在工件上方，將刀具壓在Z軸設(shè)定器上，慢慢壓至零位如圖1-3-24所示。2)按鍵，切換到坐標系設(shè)置界面，將光標調(diào)整到G54工件坐標系位置，輸入Z50.，如圖1-3-25所示，點擊測量按鍵，自動輸入坐標值，完成Z軸對刀。圖1-3-24Z軸對刀