机电一体化技术专业毕业综合实践报告-数控铣床加工操作实践.doc

机电一体化技术专业毕业综合实践报告 第一章 企业介绍1.1、太原富士康科技集团(1)企业全称：太原富士康科技集团(2)企业地址：太原市经济开发区龙飞街一号(3)经营范围：富士康科技集团是专业从事电脑、通讯、消费电子、数位内容、汽车零组件、通路等6c产业的高新科技企业。生产经营五金塑胶制品、精密模具、仪器仪表、电脑外壳及各种机箱。微型计算机、便携式计算机、笔记本计算机，多媒体计算机和服务器、数据通信多媒体系统、新型显示器及上述产品的零配件；计算机辅助设计、辅助制造、辅助测试、新型电力电子元器件、电线及电缆组件、电源供应器、电脑主机板、电脑外围设备、电脑游戏机；光电子专用材料、光电器材、有源及无源元器件、传感器、单模光纤及支撑通信网的新技术设备等。(4)企业管理:5s管理“5s管理”是现代工厂行之有效的现场管理理念和方法，其作用是：提高效率，保证质量，使工作环境整洁有序，预防为主，保证安全。 1整理（seiri）将工作场所的任何物品区分为有必要和没有必要的，除了有必要的留下来，其他的都消除掉。 目的：腾出空间，空间活用，防止误用，塑造清爽的工作场所。 2整顿（seiton）把留下来的必要用的物品依规定位置摆放，并放置整齐加以标示。 目的：工作场所一目了然，消除寻找物品的时间，整整齐齐的工作环境，消除过多的积压物品。3清扫（seiso）将工作场所内看得见与看不见的地方清扫干净，保持工作场所干净、亮丽的环境。 目的：稳定品质，减少工业伤害。 4清洁（seiketsu）维持上面3s成果。 5素养（shitsuke）每位成员养成良好的习惯，并遵守规则做事，培养积极主动的精神（也称习惯性）。 目的：培养有好习惯，遵守规则的员工，营造团员精神。 6安全（security）重视全员安全教育，每时每刻都有安全第一观念，防范于未然。 目的：建立起安全生产的环境，所有的工作应建立在安全的前提下。 (5)企业概况：富士康科技集团是台湾鸿海精密工业股份有限公司在大陆投资兴办的专业研发生产精密电气连接器、精密线缆及组配、电脑机壳及准系统、电脑系统组装、无线通讯关键零组件及组装、光通讯元件、消费性电子、液晶显示设备、半导体设备、合金材料等产品的高新科技企业。自1988年在深圳地区投资建厂以来,经由集团总裁郭台铭先生对科技产业发展动态的 富士康科技集团前瞻性把握和果断决策,以及富士康全体同仁的辛勤耕耘,集团规模迅速壮大,在中国大陆、中国台湾、日本、东南亚及美洲、欧洲等地拥有数十家子公司,现有员工80余万人。产品从当初单一的电气连接器发展到今天广泛涉足电脑、通讯、消费电子、数位内容、汽车零组件、通路等6c产业的多个领域。自1991年至今集团年均营业收入保持超过60%的复合成长率, 已发展成为全球最大的电脑连接器、电脑准系统生产厂商,并连续七年入选美国商业周刊发布的全球信息技术公司100大排行榜,蝉联2002年和2003年中国大陆出口200强第一名,自2001年起一直稳居台湾最大民营制造商,2003年度跻身为中国工业企业三强。经营项目：集团自1996年起投资兴建、2000年初纳入统一联网保税运作的深圳龙华科技工业园,已发展成为全球最大 富士康科技集团的电脑准系统制造和系统组装生产基地,也是国内最大的电脑游戏机、伺服器、主机板、网路配件、光通讯元件、液晶显示器、精密模具的综合生产基地,以及国内通路建设的整合规划与布建中心。经营理念：以恢弘的气度立下透过提供全球最具竞争力的“全方位成本优势”使全人类皆能享有 郭台铭电脑、通讯、消费性电子(3c)产品成为便利生活一部份企业愿景；以前瞻性的眼光自创具备机光电垂直整合、一次购足整体解决方案优势的3c代工服务“ecmms”商业模式；以坚定及无私的理念贯彻谋求员工、客户、策略伙伴、社会大众及经营层的共同利益之高标准公司治理。企业愿景:在对3c电子产品有着有朝一日将会成为全人类工作及家居生活不可区分的一部分之信念引导下，郭台铭总裁在1974年以等值约美金三千元资金、对机电技术整合的执着及前瞻性的“全方位成本优势”概念创办了 富士康。 因此富士康自始的企业愿景就是透过提供全球最具竞争力的“全方位成本优势”使全人类皆能享有3c产品所带来的便利生活。商业模式:五大产品策略：速度、品质、工程服务、弹性、成本。 多年来致力于提供全球最具竞争力的“全方位成本优势”给全球3c产业的领导品牌厂商。如今，在全体同仁的努力下，集团的策略伙伴客户皆享有全球最优化的速度、质量、工程服务、弹性及成本等“全方位成本优势”。 自创的垂直整合商业模式：电子化-零元件、模组机光电垂直整合服务。 全球3c代工产业向来分为两大壁垒；一是以cem、ems及odm等为主的电子工程背景模式，一是以模具/零元件为主的机械工程背景模式。富士康郭总裁在多年致力于提供“全方位成本优势”下，自创出全球独门的电子化-零元件、模组机光电垂直整合服务商业模式，简称ecmms。 ecmms为机光电垂直整合的一次购足整体解决方案，举凡模具、治具、机构件、零元件、整机至设计、生产、组装、维修、物流等等服务均涵盖在内。融合创新国际的理念:富士康人向来在“少林寺的和尚武功千变万化，飞檐走壁，是过去挑了多少桶水上山？”理念下，多年来致力于全球平台之建立，以“扎马步、打根基”自勉；在成功融合全球资源及人才、持续埋首科技创新下，不仅在深圳国际高交会上以机器人、热传导技术与能源、纳米技术及知识产权等多项成果惊艳各界，并是多年于美国麻省理工学院的全球年度专利排行榜(mittechnologyreview)全球前二十名中惟一上榜的华人企业。也因如此，才能被美国财富杂志评鉴入选为全球最佳声望标竿电子企业15强，并成为全球惟一能在过去五年持续名列美国商业周刊(businessweek)科技百强(it100)前十名的公司！富士康人将持续以打造全球华人皆能引以为傲的国际平台而努力。1.2 富士康科技集团简介 1974年成立鸿海塑胶企业有限公司 1985年成立美国分公司，创立foxconn自有品牌 1988年开始投资祖国大陆 2005年成为全球第一大ems（专业电子制造服务） 厂商 2010年财富全球500强企业第112位富士康科技集团是集产品开发、设计与精密制造于一体，整合机器人、精密机械及模具、网络平台、纳米技术与热传导技术等高新领域的创新型国际化集团专业生产电脑通讯消费性电子通路汽车零组件数位内容等6c 产品及半导体设备。富士康以中国大陆为全球产业布局核心，先后在华南、华东、华中、华北、东北等地创建近三十个科技园区，秉持“两地研发三区设计制造全球组装交货”的国际化经营策略在亚洲、美洲、欧洲等地形成了完善的全球布局。1.3 富士康（太原）科技工业园简介 2003年10 月，富士康太原园区奠基建设。 2004年05 月，国家级镁及镁合金产业基地在富士康太原园区揭牌。 2004年12 月，富士康太原园区正式投产运营。 目前，太原园区已发展成为全球最主要的3c镁铝合金机构件开发量产基地。太原园区总规划面积 1.62平方公里，投资总额15亿美元，2008 年全部建设完成，主要致力于3c 镁铝合金机构件精密模具 散热模组电子产品（手机）组装、led 节能照明产品及镁合金汽车零组件等产品的研发与生产。目前，员工人数60000余人，所有员工均签订了劳动合同并实现全员参保，2009 年太原园区实缴社保金额达rmb 1.22 亿rmb，2009 年园区实现营收rmb51.95 亿rmb，上缴税收3.67 亿rmb。未来，太原园区将努力发展成为全球最大的镁铝合金机构件研发与生产制造基地。1.4 善尽责任造福社会富士康集团在营收与业绩屡创新高的同时，善尽责任，造福社会的各项举措也赢得了广泛赞誉，树立了良好的企业形象。打造“镁都” 助推山西经济发展太原园区通过引进国内外先进的制造设备与技朮，不断延伸镁铝合金产业供应链，改变以往以生产镁初级产品为主的产业结构，不断提高镁合金产业的生产集中度和专业化程度，进而实现将本土资源的附加价值留在当地。同时，富士康的发展带动了周边地区餐饮业商业房地产业以及园区配套企业的全面发展，为山西经济结构调整太原市经济发展发挥重要的示范引导和辐射带动作用。绿色管理持续推进环境保护富士康作为一家科技制造大厂，一直秉承“节能减排绿化循环”的经营政策，不断提升企业之绿色竞争力。太原园区于2005 年顺利通过iso14001ohsas18001等国际体系认证，忠实执行社会与环境责任(ser)等国际标准和法律法规。为加强园区废料的循环利用，每年回收废镁合金8000 余吨，消除工业垃圾3000余吨。园区建成废水处理站5座，废气处理设施46 套，固废存储场2座，完全符合国家环保标准，并连续获得了“太原市环保示范工程”，“山西省示范园区”等殊荣，在省级环境行为等级评定中，获得最高“绿色”等级。关爱员工全力建设幸福企业本着人才“本土化”“科技化”“国际化”以及“晋才晋用”的人才政策，园区为员工提供了健全的福利制度、完善的文康设施多元化的培训机制和广阔的发展砺练空间，努力为员工创造优良的工作学习和生活场所，立志打造成为以“安康稳定发展”为核心价值的“幸福企业”。企业公民积极投身公益事业富士康爱心工程是公司爱心文化的重要体现。近年来，集团在大陆捐款近10 亿元，为家乡公益事业捐款累计近3亿元。爱心足迹遍布教育医疗交通环保、卫生等领域。集团总裁郭台铭先生还受聘担任了“山西省残疾人福利基金会名誉理事长” “山西省残疾人联合会名誉会长”“太原慈善总会名誉会长”，2007 年当选为“全国十大社会公益之星”。富士康集团也多次被授予“中华慈善奖”“最具爱心外商投资企业”等荣誉称号。1.5 企业文化价值观我们的经营理念：爱心、信心、决心。 我们的从业精神：融合、责任、进步。 我们的成长定位：长期、稳定、发展、科技、国际。 我们的文化特征：辛勤工作的文化； 负责任的文化； 团结合作且资源共享的文化； 有贡献就有所得的文化。 我们的核心竞争力：速度、品质、技术、弹性、成本。文体活动文体活动百花齐放是集团人文环境的一个亮点。集团每年都会举办各类文体 活动或赛事，激励拥有体育、文艺专长的人才施展才艺。同时，集团还建立了各类文艺、体育社团及专业培训中心，为文体爱好者提供一个广阔的学习和展示舞台。多年来，在高阶主管的大力支持下，拥有文艺专长的同仁在专业化、规模化的道路上不断前行，能够出色完成大型活动策划、专业演出、灯光舞美设计等工作，并结合富士康特有的企业文化，创作了一大批极富艺术感染力的节目丰富全体同仁的精神文化生活，也为集团赢得了无数荣誉，受到社会各界的高度评价。同时，富士康还非常重视与社会各界的交流，多次派专业团队参与相关的文体赛事、活动或展会，淋漓尽致展示了集团的活力和风采。教育培训 集团还特别关怀员工的职涯成长。集团建立了一套完整、系统、科学的教育训练体系，鼓励全体员工“工作中学习、学习后工作”，通过教育训练提升个人素养、增长工作技能、增进团队绩效，努力创造人才成长的机会与施展才华的舞台。守法经营 集团以优于劳动合同法的条款与全员签订劳动合同，为员工设立了“五条保障线”：一、为员工购买国家法定社会保险；二、设立自保基金，为员工提供国家社保以外的补充保险；三、设立特困员工救济金，对患病或特困员工进行项目救济；四、设立员工互助基金，发扬“一方有难，八方支援”的精神；五、设立员工家属慰问金，将爱心延伸到员工的直系亲属。在富士康，“五条保障线”真正为数十万员工建立起了“老有所养，病有所医，有难必救”的全方位、多层次的保障体系。第二章 岗位认识2.1 所在岗位在富士康车间工种主要有作业员、物流员、技术人员与管理人员。作业员是对工件进行加工的操作人员；物流员主要负责对工件的数量、库房领取加工工件与加工完成后入库进行管理；技术人员对加工工件的指标要求是否达标，加工中出现的问题进行解决。作为机加操作员的我，要肩负的一些基本操作过程：1、按照正确生产节拍，生产工序有效进行；时刻掌握生产进度，做好生产工序平衡。避免人力资源浪费。2、负责日常生产加工任务，按工段落实生产计划。3、实施步骤3.1 凡从事各种机械的操作人员，必须经过安全技术培训，考试合格后，方可上岗作业。 3.2 操作前 (1) 工作前按规定严格使用防护用品，扎好袖口，不准围围巾、戴手套，女工发辩应挽在帽子内。操作人员必须站在脚踏板上。 (2) 应对各部位螺栓、行程限位，信号，安全防护（保险）装置及机械传动部分、电器部分，各润滑点进行严格检查，确定可靠后，方可启动。 (3) 各类机床照明应用安全电压、电压不得大于36伏。 3.3 操作中 (1) 工、夹、刀具及工件必须装夹牢固。各类机床，开车后应先进行低速空转，一切正常后，方可正式作业。 (2) 机床道轨面上、工作台上禁止放工具和其他东西。不准用手清除铁屑，应使用专门工具清扫。 (3) 机床开动前要观察周围动态，机床开动后，要站在安全位置上，以避开机床运动部位和铁屑飞溅。 (4) 各类机床运转中，不准调节变速机构或行程，不得用手触摸传动部分、运动中的工件、刀具等在加工中的工作表面，不准在运转中测量任何尺寸，禁止隔着机床传动部分传递或拿取工具等物品。 (5) 发现有异常响动时，应立即停车检修，不得强行或带病运转，机床不准超负荷使用。 (6) 各机件在加工过程中，严格执行工艺纪律，看清图纸，看清各部分控制点、粗糙度和有关部位的技术要求，并确定好制作件加工工序。 (7) 调整机床速度、行程、装夹工件和刀具，以及擦拭机床时都要停车进行。不准在机床运转时离开工作岗位，因故要离开时必须停车，并切断电源。 3.4 操作后 (1) 将待加工的原料及加工完的成品、半成品及废料，必须堆放在指定地点，各种工具及刀具必须保持完整、良好。 (2) 作业后，必须切断电源，卸下刀具，将各部手柄放在空档位置，锁好电闸箱。 (3) 清扫设备卫生，打扫好铁屑，导轨注好润滑油，以防锈蚀。2.2 机加工艺规程机加工工艺规程是规定零件机加工工艺过程和操作方法等的工艺文件之一，它是在具体的生产条件下，把较为合理的工艺过程和操作方法，按照规定的形式书写成工艺文件，经审批后用来指导生产。机械加工工艺规程一般包括以下内容：工件加工的工艺路线、各工序的具体内容及所用的设备和工艺装备、工件的检验项目及检验方法、切削用量、时间定额等。 制订工艺规程的步骤 1) 计算年生产纲领，确定生产类型。 2) 分析零件图及产品装配图，对零件进行工艺分析。 3) 选择毛坯。 4) 拟订工艺路线。 5) 确定各工序的加工余量，计算工序尺寸及公差。 6) 确定各工序所用的设备及刀具、夹具、量具和辅助工具。 7) 确定切削用量及工时定额。8) 确定各主要工序的技术要求及检验方法。9) 填写工艺文件。 在制订工艺规程的过程中，往往要对前面已初步确定的内容进行调整，以提高经济效益。在执行工艺规程过程中，可能会出现前所未料的情况，如生产条件的变化，新技术、新工艺的引进，新材料、先进设备的应用等，都要求及时对工艺规程进行修订和完善2.3岗位责任制操作规程是保证机械正常运转，确保安全生产必不可少的制度。为了管理好机械设备，实行定机定人定岗的“三定”制度。 机械操作人员必须经过培训，经考试合格，取得操作证，方可操作。学员必须在师傅带领下才能操作，非本机操作人员，严禁乱动。 操作人员必须听从施工人员或机务人员的指挥，正确操作，保证作业质量，及时完成任务，但对于违反安全操作规程和引起危险事故的不正确指挥，有权拒绝执行。 操作人员必须具备懂机械原理，懂构造，懂性能，懂用途，会操作，会维修，会排除故障的“四懂三会”水平。 严格执行各施工机械的操作规程，保证安全生产，认真做好机械设备的清洁、润滑、紧固、调整和防腐。保证机械设备的附属装置、随机工具经常整洁、完好、齐全。第三章、数控铣削加工技术3.1数控技术简介数控技术，简称数控（numerical control）。它是利用数字化的信息对机床运动及加工过程进行控制的一种方法。用数控技术实施加工控制的机床，或者说装备了数控系统的机床称为数控(nc)机床。数控系统包括：数控装置、可编程控制器、主轴驱动器及进给装置等部分。数控机床是机、电、液、气、光高度一体化的产品。要实现对机床的控制，需要用几何信息描述刀具和工件间的相对运动以及用工艺信息来描述机床加工必须具备的一些工艺参数。例如：进给速度、主轴转速主轴正反转换刀、冷却液的开关等。这些信息按一定的格式形成加工文件(即正常说的数控加工程序)存放在信息载体上(如磁盘、穿孔纸带、磁带等)，然后由机床上的数控系统读入( 或直接通过数控系统的键盘输入，或通过通信方式输入 )，通过对其译码，从而使机床动作和加工零件。现代数控机床是机电一体化的典型产品，是新一代生产技术、计算机集成制造系统等的技术集合。现代数控机床的发展趋向是高速化、高精度化、高可靠性、多功能、复合化、智能化和开放式结构。主要发展动向是研制开发软、硬件都具有开放式结构的智能化全功能通用数控装置。数控技术是机械加工自动化的基础，是数控机床的核心技术，其水平高低关系到国家战略地位和体现国家综合实力的水平。它随着信息技术、微电子技术、自动化技术和检测技术的发展而发展。3.2数控技术优点及发展趋势(1) 高速加工技术发展迅速高速加工技术发展迅速，在高档数控机床中得到广泛应用。应用新的机床运动学理论和先进的驱动技术，优化机床结构，采用高性能功能部件，移动部件轻量化，减少运动惯性。在刀具材料和结构的支持下，从单一的刀具切削高速加工，发展到机床加工全面高速化，如数控机床主轴的转速从每分钟几千转发展到几万转、几十万转；快速移动速度从每分钟十几米发展到几十米和超过百米；换刀时间从十几秒下降到10秒、3秒、1秒以下，换刀速度加快了几倍到十几倍。应用高速加工技术达到缩短切削时间和辅助时间，从而实现加工制造的高质量和高效率。(2) 精密加工技术有所突破 通过机床结构优化、制造和装配的精化，数控系统和伺服控制的精密化，高精度功能部件的采用和温度、振动误差补偿技术的应用等，从而提高机床加工的几何精度、运动精度，减少形位误差、表面粗糙度。加工精度平均每8年提高1倍，从1950年至2000年50年内提升100倍。目前，精密数控机床的重复定位精度可以达到1m，进入亚微米超精加工时代。(3)技术集成和技术复合趋势明显技术集成和技术复合是数控机床技术最活跃的发展趋势之一，如工序复合型车、铣、钻、镗、磨、齿轮加工技术复合，跨加工类别技术复合金切与激光、冲压与激光、金属烧结与镜面切削复合等，目前已由机加工复合发展到非机加工复合，进而发展到零件制造和管理信息及应用软件的兼容，目的在于实现复杂形状零件的全部加工及生产过程集约化管理。技术集成和复合形成了新一类机床复合加工机床，并呈现出复合机床多样性的创新结构。(4) 数字化控制技术进入了智能化的新阶段数字化控制技术发展经历了三个阶段:数字化控制技术对机床单机控制；集合生产管理信息形成生产过程自动控制；生产过程远程控制，实现网络化和无人化工厂的智能化新阶段。智能化指工作过程智能化，利用计算机、信息、网络等智能化技术有机结合，对数控机床加工过程实行智能监控和人工智能自动编程等。加工过程智能监控可以实现工件装卡定位自动找正，刀具直径和长度误差测量，加工过程刀具磨损和破损诊断、零件装卸物流监控，自动进行补偿、调整、自动更换刀具等，智能监控系统对机床的机械、电气、液压系统出现故障自动诊断、报警、故障显示等，直至停机处理。随着网络技术的发展，远程故障诊断专家智能系统开始应用。数控系统具有在线技术后援和在线服务后援。人工智能自动编程系统能按机床加工要求对零件进行自动加工。在线服务可以根据用户要求随时接通internet接受远程服务。采用智能技术来实现与管理信息融合下的重构优化的智能决策、过程适应控制、误差补偿智能控制、故障自诊断和智能维护等功能，大大提高成形和加工精度、提高制造效率。信息化技术在制造系统上的应用，发展成柔性制造单元和智能网络工厂，并进一步向制造系统可重组的方向发展。 极端制造扩张新的技术领域极端制造技术是指极大型、极微型、极精密型等极端条件下的制造技术。极端制造技术是数控机床技术发展的重要方向。重点研究微纳机电系统的制造技术，超精密制造、巨型系统制造等相关的数控制造技术、检测技术及相关的数控机床研制，如微型、高精度、远程控制手术机器人的制造技术和应用；应用于制造大型电站设备、大型舰船和航空航天设备的重型、超重型数控机床的研制；it产业等高新技术的发展需要超精细加工和微纳米级加工技术，研制适应微小尺寸的微纳米级加工新一代微型数控机床和特种加工机床；极端制造领域的复合机床的研制等。3.3 数控铣削加工的过程a.数控铣床加工的基本步骤(1)根据零件加工图样进行工艺分析,确定加工方案、工艺参数和位移数据。(2) 用规定的程序代码和格式编写零件加工程序单：或用自动编程软件进行cad/cam工作，直接生成零件的加工程序文件。(3) 程序的输入或输出，由手工编写的程序，可以通过数控机床的操作面板输入程序：有编程软件生成的程序，通过计算机的串行通信接口直接传输到数控机床的数控单元（nuc）(4) 将输入/输出到数控单元的加工程序，进行试运行、刀具路径模拟等。(5) 通过对基础的正确操作、运行分析，完成零件加工。b.数控铣床加工的内部实现当接通电源后，计算机数控装置和可编程控制器都将对数控机床各组成部分的工作状态进行检查和诊断，并设置初始状态。对第一次使用的数控装置，还需要进行机床参数设置。如指定系统控制的坐标轴；定坐标计量单位和分辨率；指定系统中配置可编程序控制器的状态；指定系统中检测元件的配置；工作台各轴正负行程序极限的设置等。通过机床参数的设置，使数控装置适应具体数控机床的硬件构成环境。当数控机床具备了正常工作条件时，开始输入数控加工程序。一般情况下，编程工作可以在专门的程序场所进行，也可在机床前完成。对前一种情况，数控加工程序在加工准备阶段利用专门的编程系统产生，保存到控制介质上，再输入数控装置，或者采用通信方式直接传输时数控装置，操作员可按需求，通过数控面板堆读入的数控加工程序进行修改；对后一种情况，操作员直接利用数控装置本身的编辑环境进行数控加工程序的编写和修改。3.4、数控铣床的组成和分类(1) 数控铣床的组成数控铣床是机械和电子技术相结合的产物，它的机械结构随着电子控制技术在铣床上的普及应用，以及对铣床性能提出的技术要求，而逐步发展变化。从数控铣床发展史看早期的数控铣床时对普通铣床的进给系统进行革新、改造，而后逐步发展成一种全新的加工设备。1952年，美国研制的世界第一台三坐标数控铣床，其特点是用三个数控伺服系统代替了传统的机械进给系统。早期的数控铣床同普通铣床相比，除进给系统是数控伺服系统外，外形和结构基本相同。我国现生产的经济型数控铣床，就属于这类型，因为这些产品在普通铣床的总体结构基础上经局部改进而发展出来的。数控铣床的机械结构，除铣床基础部件外，由下列各部分组成：主传动系统；进给传动系统；实现工作回转、定位的装置和附件；实现某些部件动作和辅助功能的系统和装置，如液压、气动、润滑、冷却等系统和排泄、防护等装置；刀架或自动换刀装置(atc)自动托盘交换装置(apc)特殊功能装置，如刀具破损监控、精度检测和监控装置；为完成自动控制功能的各种反馈信号装置及元件。铣床基础件称铣床大件，通常是指床身、底座、立柱、横梁、滑座和工作台等。它是整台铣床的基础和框架。铣床的其他零、部件或者工作时在它的导轨上运动，其他机械结构的组成则按铣床的功能需要选用，如一般的数控铣床除基础件外，还有主传动系统、进给系统以及液压、润滑、冷却等其他辅助装置，这是数控铣床机械结构的基本构成。加工中心则至少应有atc，有的还有双工位apc等。柔性制造单元(fmc)除atc外还带有工位数较多的apc，有的配有用于上、下料的工业机器人。(2) 数控铣床的分类直线数控系统这类数控系统不仅要控制机床运动部件从一点准确的移动到另一点，还要控制两相关点之间的移动速度和轨迹。其轨迹一般为与某坐标轴平行的直线，也可以为与坐标轴成45度夹角的斜线。但不能为任意斜率的直线。由于这类数控系统可一边移动一边切削加工，因此其辅助功能也比点位数控系统多一些。轮廓数控系统这类数控系统能够同时对两个或两个以上运动坐标的位移及速度进行连续相关的控制，使其合成的平面或空间的运动轨迹符合被加工工件图样的要求，这类数控系统的辅助功能比前两类都多，这是大量数控铣床采用的控制方式。开环数控系统开环数控系统的进给伺服驱动是开环的，即没有检测反馈装置，一般它的驱动电动机为步进电动机。步进电动机的主要的特征是控制电路每变换一次指令脉冲信号，电动机就转动一个步距角，并且电动机本身就有自锁能力。数控系统输出的进给指令型号通过脉冲分配器来驱动电路，它以变换脉冲的个数来控制坐标位移量，以变换脉冲的频率来控制位移速度，以变换脉冲的分配脉冲的分配顺序来控制位移的方向。闭环控制系统闭环控制系统的进给伺服驱动是按闭环反馈控制方式工作的。其驱动电动机可采用直流或交流两种伺服电动机，其需要配置反馈和速度反馈，在加工中随时监测移动部件的实际位移量，并及时反馈给数控系统中的比较器，它与差补运算所得到的指令进行比较吗，其差值又作为伺服驱动的控制信号，进而带动位移部件以消除位移误差。混合控制数控系统将伤处控制方式的特点有选择的集中，可以组成混合控制方案，如前所述，由于开环控制方式稳定性好，成本低，精度差，而全闭环稳定性差，所以为了弥补，以满足某些机床的控制要求，宜采用混合控制方式，采用较多的开环补偿和半闭环补偿型两种方式。3.5 数控铣床的加工对象(1) 平面类零件加工面平行或垂直于水平面，或加工面的夹角为定角的零件为平面类零件。目前，在数控铣床上加工的大多数零件属于平面类零件，其特点是各个加工面是平面，或可以展开成平面。平面类零件是数控铣床加工中最简单的一类零件，一般只需要用三个坐标数控铣床的两坐标联动就可以把它们加工出来。(2) 变斜角类零件加工面与水平面的夹角呈现连续变化的零件称为变斜角零件，例如飞机变斜角梁缘条。变斜角类零件的变斜角加工面不能展开为平面，但在加工中，加工面与铣刀圆周的瞬时接触为一条线。最好采用四坐标、五坐标数控铣床摆角，若没有上述机床，也可采用三坐标数控铣床进行两轴半近似加工。(3)曲面类零件加工面为空间曲面的零件称为曲面类零件，如模具、叶片、螺旋桨等。曲面类零件不能展开为平面，加工时，铣刀与加工面始终为接触点，一般采用球头刀在三轴数控铣床上加工，当曲面较复杂、通道较狭窄、会伤及相邻表及需要刀具摆动时，要采用四坐标或五坐标铣床加工。3.6 数控铣削加工的工艺特点(1) 基本特点工艺规程是在加工时的指导性文件，由于普通铣床受控于操作工人，因此，在普通铣床上用的工艺规程实际上只是一个工艺工程卡，铣床的切削用量、走刀路线、工序的工步等往往都是由操作工人自行选定。数控铣床加工的程序是数控铣床的指令性文件。数控铣床受控于程序指令，加工的全过程都是按程序指令自动进行的，因此，数控铣床加工程序与普通铣床工艺规程有较大的差别，涉及的内容也较广。数控铣床加工程序不仅要包括零件的工艺过程，而且还要包括切削用量、走刀路线、刀具系数、切削规范以及工件的夹装方法都要非常熟悉，工艺方案的好坏不仅会影响铣床效率的发挥，而且将直接影响到零件的加工质量。(2)数控铣床加工工艺的主要内容数控铣床加工工艺的主要包括如下内容：选择适合在数控铣床加工的零件，确定工序内容；分析被加工零件的图纸，明确加工内容及技术要求；确定零件加工方案，制定数控加工工艺路线，如划分工序、刀具选择和确定切削用量等；数控加工程序的调整，如选对刀点、确定刀具补偿及确定加工路线等。3.7、数控铣床的加工刀具(1) 前角和车刀一样，铣刀的前角主要根据工作材料选择，工件材料越软、塑性越高时，切屑塑性变形较大，前角取值也应较大；工件材料硬度较高、塑性较低时，前角宜取小些。铣削脆性材料时，切屑沿前面滑走距离短，切削力和热集中在刃区，铣刀前角宜取较小的正直，硬质合金刀具强度低，脆性大，从刀具强度考虑，前角应比高速钢刀具小些。无论是铣削塑性材料还是脆性材料，当其硬度高时，硬质合金刀具的前角宜取负值，当采用负倒棱改善刃口强度时，前角也可以适当大些。铣削时继续切削，刀齿切入时均受到冲击，因此硬质合金铣刀的前角比车刀要小一些。(2) 后角后角的功用是减轻后面与工件上切削表面的摩擦。铣刀的后角规定在主剖面内度量，对与圆柱铣刀通常在端面内度量，其原因是由于摩擦是发成在相对运动方向上，主剖面包含了切削速度方向，所以主剖面内后角的大小能够反映摩擦情况。而法剖面不包含切削速度方向，铣刀的后角主要根据切削厚度选择，切削厚度越小，后角值应越大。由于切削时切削厚度比车削时小，所以铣刀的后角比车刀大。由于切削厚度小，铣刀的磨损主要发生在后面，因此铣刀重磨后面比较合理。3.8、数控铣床加工实例数控编程是数控加工准备阶段的主要内容，通常包括分析零件图样，确定加工工艺过程；计算走刀轨迹，得出刀位数据；编写数控加工程序；制作控制介质；校对程序及首件试切。有手工编程和自动编程两种方法。手工编程是指编程的各个阶段均由人工完成。对于几何形状复杂的零件需借助计算机使用规定的数控语言编写零件源程序，经过处理后生成加工程序，称为自动编程。随着数控技术的发展，先进的数控系统不仅向用户编程提供了一般的准备功能和辅助功能，而且为编程提供了扩展数控功能的手段。fanuc6m数控系统的参数编程，应用灵活，形式自由，具备计算机高级语言的表达式、逻辑运算及类似的程序流程，使加工程序简练易懂，实现普通编程难以实现的功能。宏程序是加工编程的重要补充。fanuc6m数控系统变量表示形式为#后跟14位数字，变量种类有三种：(1)局部变量：#1#33是在宏程序中局部使用的变量，它用于自变量转移。(2)公用变量：用户可以自由使用，它对于由主程序调用的各子程序及各宏程序来说是可以公用的。#100#149在关掉电源后，变量值全部被清除，而#500#509在关掉电源后，变量值则可以保存。(3)系统变量：由#后跟4位数字来定义，它能获取包含在机床处理器或nc内存中的只读或读/写信息，包括与机床处理器有关的交换参数、机床状态获取参数、加工参数等系统信息。编程中变量的用途有四个，运算；递增量或递减量；与一个表达式比较之后，决定是否实现跳转功能的条件分支；将变量值传送到零件程序中去。其中运算又包括：算术运算（赋值、加、减、乘、除、绝对值、四舍五入整数化、舍去小数点以下部分）；函数运算（正弦、余弦、正切、反正切、平方根）；逻辑操作（与、或）；比较操作（等于、大于、小于、大于或等于、小于或等于、不等于）。其实说起来宏就是用公式来加工零件的，比如说椭圆，如果没有宏的话，我们要逐点算出曲线上的点，然后慢慢来用直线逼近，如果是个光洁度要求很高的工件的话，那么需要计算很多的点，可是应用了宏后，我们把椭圆公式输入到系统中然后我们给出z坐标并且每次加10um那么宏就会自动算出x坐标并且进行切削，实际上宏在程序中主要起到的是运算作用。宏一般分为a类宏和b类宏a类宏是以g65 hxx p#xx q#xx r#xx的格式输入的；b类宏程序则是以直接的公式和语言输入的和c语言很相似在0i系统中应用比较广。由于现在b类宏程序的大量使用，很多书都进行了介绍，这里我就不再重复了，但在一些老系统中，比如fanuc 0 td系统中由于它的mdi键盘上没有公式符号，连最简单的等于号都没有，为此如果应用b类宏程序的话，就只能在计算机上编好再通过rsn-32接口传输的数控系统中。可是，如果我们没有pc机和rsn-32电缆的话怎么办呢，那么只有通过a类宏程序来进行宏程序编制了。a类宏是用g65 hxx p#xx q#xx r#xx或g65 hxx p#xx qxx rxx格式，输入的xx的意思，就是数值。是以um级的量输入的，比如你输入100那就是0.1mm.#xx就是变量号，关于变量号是什么意思再不知道的的话我也就没治了，不过还是教一下吧,变量号就是把数值代入到一个固定的地址中,固定的地址就是变量,一般0 td系统中有#0#100#149#500#531关闭电源时变量#100#149被初始化成“空”，而变量#500#531保持数据.我们如果说#100=30那么现在#100地址内的数据就是30了,就是这么简单.好现在我来说一下h代码,大家可以看到a类宏的标准格式中#xx和xx都是数值,而g65表示使用a类宏,那么这个h就是要表示各个数值和变量号内的数值或者各个变量号内的数值与其他变量号内的数值之间要进行一个什么运算，可以说你了解了h代码a类宏程序你基本就可以应用了。 毛坯为1007020 块料，要求铣出如图所示的椭球面，工件材料为蜡块。程序：1根据图样要求、毛坯及前道工序加工情况，确定工艺方案及加工路线1）以底面为主要定位基准，两侧用压板压紧，固定于铣床工作台上。2）加工路线y方向以行距小于球头铣刀逐步行切形成椭球形成。2选择机床设备根据零件图样要求，选用经济型数控铣床即可达到要求。故选用华中型（zjk7532a型）数控钻铣床。3选择刀具：球头铣刀大小f6mm。4确定切削用量：切削用量的具体数值应根据该机床性能、相关的手册并结合实际经验确定，详见加工程序。5确定工件坐标系和对刀点：在xoy平面内确定以工件中心为工件原点，z方向以工件表面为工件原点，建立工件坐标系，如下图所示。采用手动对刀方法把0点作为对刀点。6编写程序按该机床规定的指令代码和程序段格式，把加工零件的全部工艺过程编写成程序清单。该工件的加工程序如下：%8005（用行切法加工椭园台块，x，y按行距增量进给）#10=100 ；毛坯x方向长度#11=70 ；毛坯y方向长度#12=50 ；椭圆长轴#13=20 ；椭圆短轴#14=10 ；椭园台高度#15=2 ；行距步长g92 x0 y0 z#13+20g90g00 x#10/2 y#11/2 m03g01 z0x-#10/2 y#11/2g17g01 x-#10/2 y-#11/2x#10/2y#11/2#0=#10/2#1=-#0#2=#13-#14#5=#12*sqrt1-#2*#2/#13/#13g01 z#14while #0 ge #1if abs#0 lt #5#3=#13*sqrt1-#0*#0/#12*#12if #3 gt #2#4=sqrt#3*#3-#2*#2g01 y#4 f400g19 g03 y-#4 j-#4 k-#2endifendifg01 y-#11/2 f400#0=#0-#15g01 x#0if abs#0 lt #5#3=#13*sqrt1-#0*#0/#12*#12if #3 gt #2#4=sqrt#3*#3-#2*#2g01 y-#4 f400g19 g02 y#4 j#4 k-#2 endifendifg01 y#11/2 f1500#0=#0-#15g01 x#0endwg00 z#13+20 m05g00 x0 y0m30第四章 零件的加工及工艺分析4.1 零件图图一 要加工的零件图4.2 工艺分析 如零件图所示，工件毛坯为95mm x 95mm x30mm的零件，材料为铸铁，要加工成形为中间的槽。零件加工的工序安排：a.铣削工件四边上的四个角，使其达到指定的要求。b.加工零件中的四方槽，使其达到指定的要求。c.加工零件中直径70的圆槽。d.加工零件中的六方形。e.加工零件中的直径20的圆槽。f.换用直径6的铣刀，加工直径为12的孔。g.工直径为6的孔。(1) 刀具的选择和切削参数数控机床，特别是加工中心，其主轴转速较普通机床的主轴转速高12倍，某些特殊用途的数控机床、加工中心主轴转速高达数万转，因此数控刀具的强度与耐用度至关重要。目前硬质合金涂镀刀具已广泛用于加工中心，陶瓷刀具与立方氮化硼等刀具也开始在加工中心上运用。一般说来，数控机床所用刀具应具有较高的耐用度和刚度，刀具材料抗脆性好，有良好的断屑性能和可调、易更换等特点。1、面铣削应选用不重磨硬质合金端铣刀或立铣刀。一般采用二次走刀，第一次走刀最好用端铣刀粗铣，沿工件表面连续走刀。注意选好每次走刀宽度和铣刀直径，使接刀刀痕不影响精切走刀精度。因此加工余量大又不均匀时，铣刀直径要选小些。精加工时铣刀直径要选大些，最好能包容加工面的整个宽度。2、铣刀和镶硬质合金刀片的端铣刀主要用于加工凸台、凹槽和箱口面。为了提高槽宽的加工精度，减少铣刀的种类，加工时可采用直径比槽宽小的铣刀，先铣槽的中间部分，然后用刀具半径补偿功能铣槽的两边。3、削平面零件的周边轮廓一般采用立铣刀。车削用量的选择原则是：车削时，首先考虑选择一个尽可能大的背吃刀量ap，其次选择一个较大的进给量f,最后确定一个合适的切削进度v 。增大背吃刀量ap 可使走刀次数减少，增大进给量f有利于断屑，因此根据以上原则选择粗车切削用量对于提高生产效率，减少刀具消耗，降低加工成本是有利的。根据其形状及数值参数可得，在加工外轮廓时，因其拐角的直径等因素可选择直径为10的铣刀，在加工里边的方槽、圆槽、六边形槽时因其余量较大，因此也要可选用直径为10的铣刀。而在加工阶梯小孔时，因其直径要求，则只能选用直径为6的铣刀。挖槽加工是轮廓加工的扩展，它既要保证轮廓边界，又要将轮廓内的多余材料铣掉。根据图纸的要求不同，选择合适的刀具型号。根据所挖槽的不同形状及要求，对于挖槽的编程和加工要选择合适的刀具直径，刀具直径大小将影响加工效率，刀具直径太大可能使某些转角难以切削，或由于岛屿的存在形成不必要的加工盲区。如第一节零件图所示的图形，在加工外轮廓上的四个角及内轮廓时，由于拐角的直径和内轮廓的加工余量较大，因此选择直径为10的铣刀。而在加工里边的小孔时，则因为其直径的关系，而选用直径为6的铣刀。在铣削外轮廓时，因其要求而要加上刀具补偿命令，而在加工内轮廓时，运用的是自动循环命令，其自带刀补因此在加工内轮廓时又得将刀补取消，以免造成过切现象或留下多余的凸台。刀具选择的结果如下：表二：刀具的切削数加工步骤刀具切削参数序号加工内容刀具规格主轴转速r/min进给速度mm / min刀具补偿类型材料长度半径mm1加工零件的四个角直径10mm铣刀1000500h1/t1d152加工四方槽3加工直径70的圆槽直径10mm铣刀30054六方形5直径为20的圆槽孔6加工直径为12的孔直径6mm铣刀30037加工直径为6的孔(2) 确定对刀点和换刀点对于数控机床来说，在加工开始时，确定刀具与工件的相对位置是很重要的，它是通过对刀点来实现的。“对刀点”是指通过对刀确定刀具与工件相对位置的基准点。在程序编制时，不管实际上是刀具相对工件移动，还是工件相对刀具移动，都把工件看作静止，而刀具在运动。对刀点往往也是零件的加工原点。选择对刀点的原则是：1) 便于数学处理和简化程序编制。2 ) 在机床上容易找正，便于确定零件的加工原点的位置。3 ) 加工过程中便于检查。4 ) 引起的加工误差小。对刀点可以设在零件上、夹具上或机床上，但必须与零件的定位基准有已知的准确关系。当对刀精度要求较高时，对刀点应尽量选在零件的设计基准或工艺基准上。对于以孔定位的零件，可以取孔的中心作为对刀点。在程序开头就要设置工件坐标系，大多的数控系统可用g92指令建立工件坐标系，或用g54g59指令选择工件坐标系。工件坐标系一旦建立便一直有效，直到被新的工件坐标系所取代。 根据以上要求，结合本加工零件图，因其为对称的图形，零件的形状比较规则，所以在选择程序零点的时候，应考虑编程的方便，应选择零件的中心线为程序的编程零点。在对刀的时候当零件装夹好以后，一般对刀在零件的右下角上边点上为对刀原点，在对刀过程中尽量采用点动方式来进行对刀操作，因为采用点动方式进行对刀其移动最小量可以达到10 inc，这样能够精确对刀点的位置，保证零件加工中的精度的要求。然后在设置g54编程时的程序原点时，根据以上分析要以零件的中心为编程原点，因此在设置g54时，应根据对刀原点的坐标通过计算得出刀具在工件中心位置的坐标，然后输入到g54里边。在换铣刀的时候，应使工件与刀具之间有一个适当的距离，使得在换刀的时候不至于会发生刀具和工件的碰撞。而且在刀具装好后，使刀具与工件之间的距离可以使刀具在下步的定位时可以走一个安全距离，使程序中的刀补及其它的参数能够充分的应用。(3) 选择走刀路线走刀路线是数控加工过程中刀具相对于被加工件的的运动轨迹和方向。走刀路线的确定非常重要，因为它与零件的加工精度和表