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加工中心实习指导教材 机械教研组 1 目录 模块一基本知识模块二加工中心基本操作模块三加工中心程序编程模块四加工中心仿真软件 2 模块一基本知识 项目1 1数控加工基本知识项目1 2安全操作规程项目1 3机床维护常识 3 模块二加工中心基本操作 项目2 1操作面板介绍项目2 2虎钳找正项目2 3常用刀具 量具项目2 4对刀项目2 5程序格式及常用指令项目2 6坐标系 4 模块三加工中心程序编程 项目3 1铣削平面练习项目3 2刀具补偿功能项目3 3铣削外方练习项目3 4铣削内方练习项目3 5铣削外圆练习项目3 6铣削内圆练习项目3 8钻孔 5 模块四加工中心仿真软件 项目4 1软件介绍 6 项目1 1数控加工基本知识 一 数控加工基本知识数控机床是一种按照输入的数字程序信息进行自动加工的机床 数控加工泛指在数控机床上进行零件加工的工艺过程 7 8 二 加工中心定义 定义 能自动更换刀具 对一次装夹的工件进行多工序加工的数控机床 9 三 加工中心的发展史 数控铣床加工中心 刀库 自动换刀装置 10 普通铣床 数控铣床 加工中心 11 第一台加工中心 时间 1958年创始方 美国卡尼 特雷克公司原由 螺旋桨 12 四 加工中心的工作原理 工件在加工中心上经一次装夹后 数字控制系统能控制机床按不同加工工序 自动选择及更换刀具 自动改变机床主轴转速 进给速度和刀具相对工件的运动轨迹及其它辅助功能 依次完成工件多个面上多工序的加工 13 五 加工中心的分类 1 按加工工序分类 1 镗铣 2 车铣 14 2 按控制轴数分类 1 三轴加工中心 2 四轴加工中心 3 五轴加工中心 15 3 按主轴与工作台相对位置分类 1 卧式加工中心 2 立式加工中心 3 万能加工中心 16 4 按可加工工件类型分类 1 镗铣加工中心 2 车削中心 3 五面加工中心 4 车铣复合加工装备 17 六 加工中心的优点 工件在加工中心上经一次装夹后 数字控制系统能控制机床按不同工序 自动选择和更换刀具 自动改变机床主轴转速 进给量和刀具相对工件的运动轨迹及其他辅助机能 依次完成工件几个面上多工序的加工 18 项目1 2安全操作规程 一 文明生产和安全操作技术1 文明生产 1 严格遵守数控机床的安全操作规程 熟悉数控机床的操作顺序 2 保持数控机床周围的环境整洁 3 操作人员应穿戴好工作服 工作鞋 不得穿 戴有危险性的服饰品 19 2 安全操作技术 1 数控机床起动前的注意事项1 起动前 要熟悉数控机床的性能 结构 传动原理 操作顺序及紧急停机方法 2 检查润滑油和齿轮箱内的油量情况 3 检查紧固螺钉 不得松动 4 经常清扫机床周围场地 机床和控制部分保持清洁 不得取下罩盖开动机床 5 校正刀具 并达到使用要求 20 2 调整程序时的注意事项1 使用正确的刀具 严格检查机床原点 刀具参数是否正常 2 确认运转程序和加工顺序是否一致 3 不得进行超出机床加工能力的作业 4 在机床停机时进行刀具调整 确认刀具在换刀过程中不会和其他部位发生碰撞 5 确认工件的夹具是否有足够的强度 6 程序调整好后 要再次检查 确认无误后 方可开始加工 21 3 机床运转中的注意事项1 机床起动后 在机床自动连续运转前 必须监视其运转状态 2 确认切削液输出通畅 流量充足 3 机床运转时 应关闭防护罩 不得调整刀具和测量工件尺寸 手不得靠近旋转的刀具和工件 4 停机时除去工件或刀具上的切屑 22 4 加工完毕时的注意事项1 清扫机床2 涂防锈油润滑机床3 关闭系统 关闭电源 23 二 加工中心操作规程 1 机床通电后 检查各开关 按钮和键是否正常 灵活 机床有无异常现象 2 检查电压 气压 油压是否正常 灵活 机床有无异常现象 3 各坐标轴手动回零 机床参考点 若某轴在回零前已在零位 必须先将该轴移动离零点有效距离后 再手动回零点 4 在进行零件加工时 工作台上不能有工具或任何异物 24 5 开机后让机床空运转达15min以上 使机床达到热平衡状态 6 程序输入后 应认真核对 保证无误 其中包括对代码 指令 地址 数值 正负号 小数点及语法的核对 7 按工艺规程安装 找正夹具 8 正确测量和计算工件坐标系 并对所得结果进行验证和验算 9 将工件坐标系输入到偏置页面 对坐标 坐标值 正负号 小数点进行认真核对 10 安装工件以前 空运行一次程序 看程序能否顺利执行 刀具长度选取和夹具安装是否合理 有无超程现象 25 11 刀具补偿值 刀长 半径 输入偏置页面后 要对刀补号 补偿值 正负号 小数点进行认真核对 12 装夹工件 注意机用虎钳是否妨碍刀具运动 检查零件毛坯和尺寸超常现象 13 检查各刀头的安装方向及各刀具旋转方向是否符合程序要求 14 在程序运行中 要重点观察数控系统的几种显示15 工件加工后 一定要进行机床清扫 16 关机前 要将各坐标轴停在中间位置 26 项目1 3机床维护常识 一 维护保养的相关知识只有操作者正确使用设备 才能保持设备良好的工作性能 充分发挥设备效率 延长设备的使用寿命 也只有操作者正确使用设备 才能减少和避免突发性故障 27 二 设备的日常维护 1 每天做好各导轨面的清洁润滑 有自动润滑系统的机床要定期检查 清洗自动润滑系统 检查油量 及时添加润滑油 检查油泵是否定时起动打油及停止 2 每天检查主轴的自动润滑系统工作是否正常 定期更换主轴箱润滑油 3 注意检查电器柜中冷却风扇是否工作正常 风道过滤网有无堵塞 清洗粘附的尘土 28 4 注意检查冷却系统 检查液面高度 及时添加油或水 油 水脏时要更换清洗 5 注意检查主轴驱动带 调节松紧程度 6 注意检查导轨 机床防护罩是否齐全有效 7 每天做好机床清扫卫生 清扫切屑 擦净导轨部位的切削液 防止导轨生锈 29 三 加工中心定期检查项目 1 主轴在额定最高转速下运转轴承状态 测振仪2 设备水平检测 水平仪3 X Y X轴相互垂直度检测方箱 角尺4 X Y Z轴重复定位精度检测激光干涉仪5 X Y Z轴累计误差检测激光干涉仪 30 四 加工中心定期保养项目 1 机械部分 1 检查润滑系统 压力表状态 清洗润滑系统过滤网 更换润滑油 疏通油路 2 检查气路系统 清洁空气过滤网 消除压力气体的泄漏 3 检查液路系统 清洁过滤器 清洗油箱 更换或过滤油液 可能的情况下 更换密封件 31 2 电气部分1 清洁控制柜内电气元件 检查 紧固接线端子的紧固状态 2 清洗 清洁数控系统控制模块 电路板 清洁风扇 空气过滤网 清洁散热装置 3 清洁伺服电机风扇叶片 4 清洁操作面板内部元件 电路板 风扇 检查插接件的紧固状态 32 项目2 1操作面板介绍 一 数控系统操作面板介绍1 概述数控系统面板即CRT MDI操作面板 面板采用FANUC0I Mate系统 33 可以将面板的键分为以下几个部分 1 软键键 2 系统操作键 3 数据输入键 4 光标移动键和翻页键 5 编辑键 6 NC功能键 7 电源开关按钮 34 35 36 2 MDI面板CRT为显示屏幕 用于相关数据的显示 用户可以从屏幕中看到操作数控系统的反馈信息 MDI面板是用户输入数控指令的地方 MDI面板的操作是数控系统最主要的输入方式 3 功能键和软键 37 二 机床操作面板介绍1 工作方式选择键自动方式 编辑方式 手动方式 MDI方式 手摇方式 回零方式 录入方式等 2 主轴控制键3 机床控制键 38 项目2 2虎钳找正 一 百分表的使用方法1 百分表结构 39 2 百分表使用方法 使用前 要认真进行检查 要检查外观 表蒙玻璃是否破裂或脱落 是否有灰尘和湿气侵入表内 检查量杆的灵敏性 是否移动平稳 灵活 无卡住等现象 使用时 必须把它可靠地固定在表座或其他支架上 否则可能摔坏百分表 百分表既可用作绝对测量 也可用作相对测量 相对测量时 用量快作为标准件具有较高的测量精度 40 侧头与被测表面接触时 量杆应有0 3 1mm的压缩量 可提高示值的稳定性 所以要先使主指针转过半圈到一圈左右 为读数的方便 测量前一般把百分表的主指针指到表盘的零位然后再提拉测量杆 重新检查主指针所指零位是否有变化 反复几次直到校准为止 测量工件时应注意量杆的位置 测量平面时 量杆要与被测表面垂直 否则会产生较大的测量误差 测量圆柱形工件时 量杆的轴线应与工件直径方向一直 测量时 量杆的行程不要超过它的测量范围 以免损坏表内零件 避免振动 冲击和碰撞 百分表要保持清洁 41 二 平口虎钳的安装与找正 1 把装有百分表的磁力表座吸在主轴底面 2 将百分表移动至平口虎钳 固定在钳口上方 3 移动X轴看百分表柱的位置 4 将百分表压在钳口上 5 调整平口虎钳位置 使大表针跳动约0 2mm 6 锁住其中一个紧固螺栓 7 再找正到0 05mm内 8 交替锁紧两个紧固螺栓 42 项目2 3常用刀具 量具 一 刀具的选择选择刀具应根据机床的加工能力 工件材料的性能 加工工序 切削用量以及其他相关因素正确选用刀具及刀柄 刀具选择总的原则是 适用 安全 经济 43 加工中心上用到的刀具有 钻削刀具 小孔 短孔 深孔 攻螺纹 铰孔等 镗削刀具 粗镗 精镗等 铣削刀具 面铣 立铣 三面刃铣等 44 1 钻削刀具 45 2 铣削加工的刀具 1 面铣刀 46 2 立铣刀 47 二 加工中心辅具 1 刀柄 48 2 常用工具 1 对刀器 测定刀具与工件的相对位置 2 找正器 确定工件在机床上的位置 49 3 常用量具 a 标准量具 b 专用量具 c 万能量具 50 2 游标卡尺的使用方法 51 3 游标卡尺的注意事项与保养 1 游标卡尺是比较精密的测量工具 要轻拿轻放 不得碰撞或跌落地下 2 应定期校验游标卡尺的精准度和灵敏度 3 游标卡尺使用完毕 用棉纱擦拭干净 长期不用时应将它擦上黄油或机油 两量爪合拢并拧紧紧固螺钉 放入卡尺盒内盖好 52 4 千分尺的使用方法 读数时 先读出微分筒左边固定套筒中露出刻线整数与半毫米数值 微分筒的圆周上刻有50个等分线 当微分筒转一周时 测微螺杆就推进或后退0 5mm 接着读出微分筒上与固定套筒二基线对齐刻线的小数值 然后将所读整数和小数相加 即为被测零件的尺寸 53 54 项目2 4对刀 一 数控机床坐标系1 建立坐标系的基本原则a采用右手笛卡尔直角坐标系b采用假设工件固定不动 刀具相对工件移动的原则 c采用使刀具与工件间距离增大的方向为该坐标轴的正向 反之则为负向 55 2 坐标系的建立 56 2020 2 6 57 3 机床坐标系与工件坐标系 机床坐标系建立在机床原点之上 是机床上固有的坐标系 机床坐标系的原点位置在各坐标轴的正向最大极限处 58 编程时一般选择工件上的某一点作为程序原点 并以这个原点作为坐标系的原点 建立一个新的坐标系 称为工件坐标系 编程坐标系 59 二 对刀 1 塞尺检查法2 试切法 60 项目2 5程序格式及常用指令 一 数控编制的方法1 手工编程2 自动编程3 CAD CAM 61 二 程序结构 加工程序是由若干程序段组成 而程序段是由一个或若干个指令字组成 指令字代表某一信息单元 每个指令字有地址符和数字组成 它代表机床的一个位置或一个动作 每个程序段结束处应有 EOB 表示该程序段结束转入下一个程序段 62 三 程序格式 63 四 常用指令 1 准备性工艺指令1 G00快速定位2 G01直线插补3 G02顺时针圆弧插补 螺旋线插补4 G03逆时针圆弧插补 螺旋线插补5 G04暂停 确实停止 64 6 G15极坐标指令取消7 G16极坐标指令8 G17选择XY平面9 G18选择ZX平面10 G19选择YZ平面11 G20英制输入12 G21公制输入13 G28原点返回14 G40刀具半径补正取消15 G41刀具半径左补正 65 16 G42刀具半径右补正17 G43刀具长度正向补正18 G44刀具长度负向补正19 G49刀具长度补正取消20 G50比例取消21 G51比例22 G53机械坐标系23 G54工件坐标系1 66 24 G55工件坐标系225 G56工件坐标系326 G57工件坐标系427 G58工件坐标系528 G59工件坐标系629 G68坐标系旋转30 G69坐标系旋转取消31 G73啄进钻孔循环32 G81钻孔循环33 G83啄进钻孔循环 67 34 G90绝对坐标指令35 G91相对坐标指令36 G92设定工件坐标系 或钳住主轴最高转速37 G94每分钟进给38 G95每转进给39 G96恒定线速度控制40 G97恒定线速度控制取消41 G98固定循环初始点返回42 G99固定循环R点返回 68 2 辅助功能M指令 1 M00程序停机中断程序运行 同时主轴进给 切削液停 按下 循环启动 则程序继续执行 2 M01选择停机事先按下 选择停机 开关 则与M00同效 不按下开关 则此指令不起作用 69 3 M02 光标停在程序结束处 程序结束M30 光标自动返回程序开头4 M03主轴正转M04主轴反转M05主轴停M06换刀5 M07冷却1打开M08冷却2打开M09冷却停止6 M98调用子程序M99子程序结束 70 五 程序编制的基本内容 1 分析零件图2 确定工艺过程3 计算刀具轨迹的坐标值4 编写加工程序5 程序输入系统6 程序校验与首件试切 71 项目2 6坐标系 一 数控机床编程坐标系1 建立坐标系的基本原则a采用右手笛卡尔直角坐标系b采用假设工件固定不动 刀具相对工件移动的原则c采用使刀具与工件间距离增大的方向为该坐标轴的正向 反之则为负向 72 2 机械坐标系 Z轴 即传递切削力的主轴 X轴 在工件的径向 垂直于导轨 Y轴 右手笛卡尔坐标系 73 3 工件坐标系 工件坐标系是编程人员在编程时用来确定刀具和程序的起点的 原点可根据情况而定 但坐标轴方向应与机床坐标系一致 且与之有确定的尺寸关系 74 二 数控机床编程参考点 1 机床原点 机械零点 2 工件原点 程序零点 3 对刀点 程序起点 4 换刀点 75 项目3 1铣削平面练习 一 铣削指令1 快速进给指令G00指令格式 G00X Y Z 指令含义 在工件坐标系中以快速移动速度移动刀具到达由绝对或增量指令指定的位置 76 2 直线插补指令G01指令格式 G01X Y Z F 指令含义 刀具以程序中设定的进给速度 从某一点出发 直线移动目标点 F表示进给量 进给量单位为mm min 取值范围为50 200mm min 77 注意 1 G00只用于刀具快速接近和远离工件使用 不用于铣削工件 2 G01用于工件的铣削 也可用于接近和远离工件 只是速度较慢 一般不采用 78 O0001 G90G54G00X0Y0M03S600 Z100 0 X50 0Y50 0 Z10 0 G01Z0F100 Y 40 0 X 40 0 Y40 0 X30 0 Y 30 0 X 30 0 Y30 0 X20 0 程序名 主轴正转 Z方向走刀 移动到起始点 Z方向走刀 定义吃刀量 坐标轴移动 79 Y 20 0 X 20 0 Y20 0 X10 0 Y 10 0 X 10 0 Y10 0 X0 Y0 Z10 0 G00Z100 0 M05 M30 抬刀 快速移动 主轴停 程序结束 80 项目3 2刀具补偿功能 一 刀具补偿的提出立铣刀的中心称为刀具的刀位点 刀位点的运动轨计即代表刀具的运动轨迹 81 二 加工中心刀具补偿 1 刀具半径补偿 G41 G42 G40 刀具半径左补偿 G41 指刀具偏向编程加工轨迹运动方向的左方 刀具半径右补偿 G42 指刀具偏向编程加工轨迹运动方向的右方 取消刀具半径补偿用G40 取消刀具半径补偿也可用D00 82 83 注意 使用G41 G42 G40指令的程序段必须使用G00或G01指令 不得使用G02或G03 当刀具半径补偿取负值时 G41和G42的功能互换 格式 G41 G42G00 G01X Y D 84 2 刀具长度偏置 G43 G44 G49 G43表示存储器中补偿量与程序指令的终点坐标值相加 G44表示相减 取消刀具长度偏置可用G49指令或H00指令 程序段N80G43Z56H05 假如05存储器中值为16 则表示终点坐标值为72mm 格式 G43Z H 85 项目3 3铣削外方练习 例题 毛坯尺寸80 80 86 O0001 G91G28Z0 T1M06 G90G54G00X0Y0M03S600 G43Z100 H01 Z10 G41X35 Y50 D01 G01Z 6 0F100 Y 35 X 35 Y35 X50 G00Z100 G40G49 M05 M30 87 练习 毛坯80 80 88 项目3 4铣削内方练习 例题 毛坯80 80 89 O0001 G90G54G00X0Y0M03S600 G43Z100 0H01 Z10 0 G41X20 0Y 20 0D01 G01Z 6 0F100 G03X35 0Y0R15 0 G01Y35 0 X 35 0 Y 35 0 X35 0 Y0 G03X20 0Y20 0R15 0 G00Z100 0 G40G49 M05 M30 90 练习 毛坯80 80 91 项目3 5铣削外圆练习 例题 毛坯80 80 92 O0001 G91G28Z0 T1M06 G90G54G00X0Y0M03S600 G43Z100 0H01 Z10 0 G41X35 0Y35 0D01 G01Z 6 0F100 G01Y0 G02I 35 0J0 G01Y 35 0 G00Z100 0 G40G49 M05 M30 93 练习 毛坯80 80 94 项目3 6铣削内圆练习 例题 毛坯80 80 95 O0001 G91G28Z0 T1M06 G90G54G00X0Y0M03S600 G43Z100 0H01 Z10 0 G41X20 0Y 20 0D01 G01Z 6 0F100 G03X35 0Y0R15 0 G03I 35 0J0 G03X20 0Y20 0R15 0 G00Z100 0 G40G49 M05 M30 96 练习 毛坯80 80 97 项目3 8钻孔循环 一 固定循环数控加工中 某些加工动作循环