数控铣加工中心教案

1、授课题目安全文明实训授课形式讲授授课时间8:008:30授课学时0.5学时教学目标与要求1、熟悉安全文明实训与环境保护知识2、掌握数控铣、加工中心机床安全操作规程基本内容1、安全文明实训与环境保护知识；2、数控铣、加工中心机床安全操作规程重点难点遵守安全操作规程，养好良好的操作习惯，防止安全事故的发生主要教学媒体有关内容的新进展主要参考资料课后体会与反思数控铣、加工中心机床安全操作规程实训中，同学们容易犯的问题主要有以下几方面，要着重强调：1、严格遵守劳动纪律，不迟到、不早退、工作中不打闹，坚守岗位；2、进岗前必须按规定穿戴好劳保用品，不允许戴手套；衣服的扣子要扣好，不准卷袖子或把拉链拉开，女

2、生得戴帽子并头发必须卷在里面。可以举一个由于穿戴问题出现的安全事故。3、严禁机床在切削或主轴在高速旋转时打开防护门，有同学在练习中想要启动主轴前请你一定记住把防护门关上。4、机床要求单人单机，不允许那个组的一台机床由几个人共同操作，如有人在操作，请组的其他人等着操作者操作完了以后再由下个同学练习操作，依次练习；5、不准离岗，更不准串岗，机床在加工过程中必须是两人或两人以上在岗；6、禁止加工过程中量活、变速，更不能用棉布擦拭工件，也不能清扫机床。7、工作台台面上、导轨上、防护罩上不得有异物。授课题目数控铣、加工中心机床操作实训授课形式讲授与操作演示授课时间8:3010:30授课学时2学时教学目标

3、与要求1、掌握数控铣、加工中心机床基本结构2、掌握机床控制面板的使用3、掌握机床基本操作（如：回零、手轮、手动、mdi）基本内容1、数控铣、加工中心机床基本结构2、数控铣、加工中心机床控制面板3、机床开、关机、回零、手轮、手动、mdi的操作步骤与注意事项4、分组练习重点难点机床控制面板的应用与基本操作及注意事项主要教学媒体有关内容的新进展主要参考资料课后体会与反思 数控铣、加工中心机床操作实训一、数控铣、加工中心机床结构1）数控铣、加工中心外形如图2.1.1和图2.1.2所示图2.1.1数控铣床 图2.1.2加工中心2）数控铣、加工中心基本结构：xk713：x铣床、k数控、71立式工作台不升降

4、、3最大加工宽度为300mm。1手轮 2急停旋钮 3控制面板 4底座 5防护门 6伺服电机 7主轴 8床身 9平口虎钳a刀具库 b警报器（a和b为加工中心特有结构）二、数控铣、加工中心控制面板介绍如图2.1.3和图2.1.4所示三、fanuco系统数控铣、加工中心机床基本操作开关机。一般数控铣、加工中心机床要求有配气装置，所以首先供气。然后按如下程序开机：机床后面的电源总开关on（顺时针从垂直位置旋转到水平位置） 操作面板poweron（白色按钮） 急停按钮向右旋转跳起，当crt显示坐标画面时，开机成功。关机时，先将各种坐标轴移到中间位置，按下急停按钮后，再按下操作面板poweroff（黑色按

5、钮），最后关掉电源总开关。机床回参考点。按“pos”坐标键，在“综合坐标”页面中检查各轴是否有足够的回零距离（回零距离大于50mm），否则，可用“手动移动”或“手轮移动”两种方式移动相应的轴至足够的距离，再按“回参考点键”，一般先回z轴，再回x轴和y轴。如z轴回零：选择“z”,再按“+”键，当z轴的机械坐标轴变为0，z轴回零完成，再回“y” 轴，“x”轴直到三个坐标轴的机械坐标显示为0则回零成功，否则回零无效，重新回零。在以下几种情况下，机床必须回参考点：a、开机后；b、按下紧急停止按钮后；c、机械锁定解除后。授课题目加工准备实训授课形式讲述与示范授课时间10:3011:30授课学时1学时教学

6、目标与要求1、了解数控铣、加工中心加工工艺以及顺铣与逆铣2、熟悉机床附件及零件的定位与装夹3、熟悉刀具知识。掌握常用刀柄及刀具的种类、刀具材料、刀具的选择与安装。基本内容1、数控铣、加工中心加工工艺及顺、逆铣的判断与选择2、机床附件及零件的定位与装夹3、刀具知识。a、刀具的选择与本次实训所用的刀具材料b、数控铣、加工中心常用刀柄及代号的含义c、立铣刀的安装重点难点顺、逆铣的判断与选择零件的定位与安装刀具的选择与安装主要教学媒体有关内容的新进展主要参考资料课后体会与反思一、关于顺铣与逆铣在铣刀与工件的接触处，工件运动方向与刀具旋转方向相同时为顺铣，工件运动方向与刀具旋转方向相反时为逆铣。如图3.

7、2.1图3.2.1顺铣与逆铣顺铣与逆铣的选择顺铣有利于提高刀具的耐用度和工具装夹的稳定性，但容易引起工作台窜动，甚至造成事故。顺铣的加工范围应是无硬皮的工件表面，精加工时，铣削力较小，不易引起工作台窜动，多用顺铣，同时顺铣时无滑行现象，加工后的表面质量比逆铣好，对难加工材料的铣削，采用顺铣可以减小切削变形，降低切削力和功率。逆铣多用于粗加工，在铣床上加工有硬皮的铸件、锻件毛坯时，一般采用逆铣。二、零件的定位与装夹实训数控机床上要进行各种零件的加工，必须配备机床附件及刀具。数控铣、加工中心常配有的附件有：数控回转工作台、数控分度头、对刀器、工件测量头，附件设备主要有：机外对刀仪。数控机床与附件结

8、合可以大大扩大机床的加工范围。机用平口虎钳。机用平口虎钳主要有普通机用平口虎钳、精密机用平口虎钳、可倾机用平口虎钳及快速夹紧机用平口虎钳。在数控机床中普通机用平口虎钳如图3.2.1所示。 图3.2.1虎钳三、刀具准备实训1）刀具知识刀具的切削过程是非常复杂的，影响因素很多。在铣削加工时，刀具材料的性能、刀具类型、刀具几何参数、切削速度、切削深度和进给量等都影响刀具切削力，从而影响整个工艺系统，最终影响加工质量。在数控铣、加工中心机床上进行加工，其主轴转速比普通机床的主轴转速至少要高12倍。因此在是数控铣、加工中心上进行加工，选取刀具时，要使刀具的尺寸与被加工工件表面的尺寸相适宜。咱们本次实训的

9、刀具材料主要有：高速钢、硬质合金材料。平面铣削应选用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，工件表面连续走刀选好每次走刀的宽度和铣刀的直径，使接痕不影响精铣精度。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，最好能够包容加工面的整个宽度。铣削盘类零件的周边轮廓一般采用立铣刀，所用立铣刀的刀具半径一定要小于零件内轮廓的最小曲率半径，一般取最小曲率半径的0.80.9倍即可。零件的加工高度（z方向的吃刀深度）最好不要超过刀具的半径。钻孔时，要用中心钻打中心孔，用以引正钻头，先用较小的钻头钻孔至所需深度，再用较大的钻头进行钻孔，最后用所需钻头进行加

10、工，以保证孔的精度。数控铣、加工中心机床常用刀柄如图3.3.1所示。刀柄与主轴孔的配合锥面一般采用7:24的锥柄，因为这种锥柄不能自锁、换刀方便与直柄相比有较高的定心精度和刚度。3.3.1数控铣、加工中心机床常用刀柄整体式（tsg）数控刀具系列整体式数控刀具系列种类繁多，基本能满足各种加工要求，其标准为jb/gq5010-1983tsg工具系列型式与尺寸。tsg工具系列中的刀柄。其代号由四部分组成，各部分的含义如下：bt 40er 32100 表示刀柄的工作长度 表示工具的规格 表示工具的用途代号 对圆锥柄表示锥度规格，对圆柱表示直径 表示工具柄部型号，代号见表3.3.2表3.3.2工具柄部型

11、式代号代号工具柄部型式bt自动换刀机床用724圆锥bt型工具柄 jisb 6339jt自动换刀机床用724圆锥工具柄 gb 10944-89st手动换刀机床用724圆锥工具柄 gb 3837.3-83mt带扁尾莫氏圆锥工具柄 gb 1443-85mw无扁尾莫氏圆锥工具柄 gb 1443-85zb直柄工具柄 gb 6131-85 2）立铣刀刀夹头的种类及安装数控机床加工模具等复杂零件的情况较多。模具加工常用的铣刀是由立铣刀演变而成的。下面以立铣刀为例，介绍其安装、调试和选择。 立铣刀夹头的种类。立铣刀一般安装在铣刀夹头上，常用的铣刀夹头有两种：弹簧铣夹头和强力铣夹头。见图3.3.3和图 3.3.

12、4 图3.3.3弹簧铣夹头及卡簧 图3.3.4强力铣夹头及卡簧 弹簧夹头的安装。见图3.3.5和图3.3.6在安装弹簧夹头前，将卡簧、螺母、螺纹部分及定位面、夹套锥面清理干净。注意：安装弹簧铣夹头时将刀柄盖拧开，必须先将卡簧卡进刀柄盖里面以定位，再将刀柄盖拧上，然后再将刀具放进，刀刃底部距离卡簧有68mm即可。安装强力铣夹头是切记勿敲击。见图3.3.7和图3.3.8 图3.3.5刀具零件图 图3.3.6刀具安装图图3.3.7弹簧铣夹头的安装顺序图3.3.8强力铣夹头的安装方法授课题目对刀实训授课形式讲授与示范授课时间13:3015:30授课学时2学时教学目标与要求1、掌握以毛坯孔或外形的对称中

13、心为对刀点的对刀方法2、熟悉以毛坯相互垂直的基准边线的交点为对刀点的对刀方法3、掌握z轴坐标原点在工件表面或底面的对刀方法基本内容1、以毛坯孔或外形的对称中心为对刀位置点的对刀2、以毛坯相互垂直的基准边线的交点为对刀位置点的对刀3、z轴坐标原点在工件表面或底面的对刀4、练习对刀 重点难点以毛坯孔或外形的对称中心为对刀位置点的对刀z轴坐标原点在工件表面或底面的对刀对刀的原理及对刀的精度主要教学媒体有关内容的新进展主要参考资料课后体会与反思数控铣、加工中心对刀实训当工件以及刀具都安装好后，用试切法对刀，可按下述步骤进行对刀操作：先进行回零操作（参考上面的回参考点） 1）以毛坯孔或外形的对称中心为对

14、刀位置点如图4.1.1所示，先后定位到工件外（内）边缘正对的两侧表面，记下对应的x1、 x2、y1、 y2坐标值，则对称中心在机械坐标系中应是（x1+ x2）/2,( y1+ y2)/2.此时将得出的机械坐标值输入工件坐标系中，假如程序调用g54坐标系，就将得出的数值输入到坐标系g54 x y里面。x轴对刀操作图如4.1.2所示。图4.1.1工作对称中心处的对刀 图4.1.2 x轴左边对刀 图4.1.2 x轴右边对刀2）以毛坯相互垂直的基准边线的交点为对刀位置点。如图4.1.3所示。图4.1.3对刀操作时的坐标位置关系 按x、y轴移动方向键，令刀具移动到工件左（或右）侧空位上方。（注意：移动到

15、的距离要离工件左（或右）侧远点）再让刀具下降，最后调整移动x轴，使刀具圆周刃口接触工件左(或右)侧面，记下此时刀具在机床坐标系中的x坐标xa或者打开坐标系页面将光标放到程序调用的坐标系下，输入x0,按crt的扩展键上测量键即可。然后直接将z轴拉起，远离工件。 用同样的方法调整移动到刀具圆周刃口接触工件的前（或后）侧面，对刀方法同x轴对刀一样.3）z轴坐标原点在工件表面或底面的对刀方法将刀具移动至工件表面上方，（z轴对刀的位置最好选用在工件待加工表面上）慢慢下降z轴，靠近工件时将手轮倍率调整为“×1”，再降直到有切削出来，这时将手轮上的轴选择开关拧到“0”的位置，主轴不动，打开坐标系页

16、面，将光标移动至。如g54 z，输入z0，按“crt”界面上的软键“测量键”。如果坐标原点在底面。工件厚度为“h”则输入zh，按“测量键”即可。以上两种方法x、y、z轴对刀，都要将主轴旋转。授课题目程序编制实训授课形式讲授授课时间15:3016:208:0010:30授课学时4学时教学目标与要求1、了解数控铣、加工中心指令代码2、掌握常用指令代码的格式与运用。如：g00 g01 g41 g42 g02 g03 g40 g17 g94 g54 g90等3、掌握坐标点的计算方法4、掌握刀具补偿的运用和计算方法5、掌握外轮廓零件的程序编制基本内容1、数控铣、加工中心指令代码2、常用指令代码的格式与含

17、义3、识图及坐标点的计算方法4、刀具补偿的运用和计算方法5、外轮廓零件的程序编制6、练习外轮廓零件的程序编制重点难点常用指令代码的格式与运用左、右刀补的判断及建立刀具补偿的运用和计算方法主要教学媒体有关内容的新进展课后体会与反思数控铣、加工中心机床程序编制如图5.1.1所示，毛坯尺寸为100×100×40的铝合金材料，要求加工出图纸中平面外轮廓，工件六个面已铣削，尺寸已为90×90×30，其尺寸和表面粗糙度等要求均已符合图纸要求。图5.1.1平面轮廓铣削加工 1）工艺分析零件材料为铝合金，要求加工外轮廓，从图中可以看到轮廓的周边曲线和粗糙度要求较高，零件

18、的装夹采用平口虎钳装夹。加工方案为用立铣刀铣外形。将工件坐标系g54 “z0”建立在工件表面、“x0、y0”建立在工件的对称中心处。利用前面讲的试切法对刀，设定x、y、z的零点。2）刀具的选择所选刀具为10mm立铣刀（可以是两刃立铣刀或三刃立铣刀）3）切削参数的选择表1为各刀具的切削速度和进给速度表1 各工序刀具的切削参数加工工序刀具号刀具类型主轴转速（r/min）进给速度（mm/min）去余量铣削正方形t110mm立铣刀60080铣削轮廓周边t110mm立铣刀6001004）程序编制（fanuc系统程序）%o0001； 程序名g00 g90 g94 g40 g80 g17； 程序初始化m03

19、 s600； 主轴正转，转速600r/ming54 g00 x-80 y-80； 建立工件坐标系 快速定位g00 z50； 快速将z轴走到安全高度m08； 切削液开g00 z-4.5； 下刀，深度留余量0.5mmg41 g01 x-35 y-60 d01 f80；建立左刀补 d01=5.5，轮廓留余量0.5mmg01 y35； 去余量加工正方形（尺寸71×71×4.5）x35；y-35；x-50； 切出g40 x-80 y-80； 取消刀具半径补偿g00 z100； z轴快速退刀m09； 切削液关m05； 主轴停转m00； 程序暂停（利用深度尺和卡尺测量精加工余量调整d值）

20、g41 g01 x-35 y-60 d02 f100； 建立左刀补d02=d（根据前面的测量尺寸调整d值）m03 s600； 主轴正转，转速600r/min y20； 铣削轮廓周边g02 x-20 y35 r15； 顺时针圆弧g01 x20； 轮廓加工 x35 y20； 轮廓加工 y-20； 轮廓加工g03 x20 y-35 r15； 逆时针圆弧g01 x-50； 轮廓加工g00 z50； 抬刀m09； 切削液关g40 g00 x-80 y-80； 取消刀具半径补偿，快速离开工件m30； 程序结束并返回程序头%g00 快速定位g90绝对编程g91相对编程g94分进给（单位：mm、min）g95

21、转进给（单位：mm/r）g41建立刀具左补偿g42建立刀具右补偿g40取消刀具半径补偿g49取消刀具长度补偿g80取消固定循环g17 xy平面g18 xz平面g19 yz平面m03 主轴正转m04主轴反转m05主轴停g54g59 工件坐标系授课题目程序的输入、编辑、模拟、调试运行与加工实训授课形式讲授与示范授课时间10:3011:3013:3016:20授课学时4学时教学目标与要求1、掌握程序的输入与编辑2、掌握程序的模拟与调试运行3、掌握零件的加工基本内容1、程序的输入与编辑。如：调程序、新建程序与删除程序2、程序的模拟与调试运行3、零件的加工重点难点程序的输入与编辑程序的模拟及调试运行零件

22、加工过程中的突发情况的处理主要教学媒体有关内容的新进展主要参考资料课后体会与反思程序的输入、编辑、模拟、调试运行与加工实训一、程序的输入与编辑1）通过edit面板的程序编辑 调程序。模式转到编辑 按“prgrm” cre显示程序画面 输入程序号（如o0001） 按光标的下移键即可，如记不住程序号，可连续两次按“prgrm”或按扩展功能键“dir”进入程序列表，再进行操作。 新建程序。模式转到编辑 按“prgrm” cre显示程序画面 输入程序号 按“eob” 按“insrt” 程序输入完毕，即新建好一个程序，然后输入程序内容。若输入程序号后按“insrt”时出现报警，可能是内存中已经有了相同的程序名，需改变新建的程序号或删除原来的程序后才能输入或内存已满，需删除部分程序后才能输入。 删除程序。模式转到编辑 按“prgrm” 输入程序号 按“delet”即可，若删除全部程序，可输入“09999”后按“delet”键即可。 输入和编辑程序。模式转到编辑 按“prgrm” crt显示程序画面 输入程序号和按“eob”