《-数控铣削技术训练》一体化教材150203LXY

河源理工学校一体化教材课程名称：《数控铣削技术训练》适用专业：学时数：学分：32014年12月目录TOC\o"1-3"\h\u30247项目一机床安全操作和维护 310027项目二数控铣床、加工中心操作面板和基本操作 727880项目三数控铣床常用刀具的选择 2531366项目四中级数控铣工操作训练 3314746项目五中级数控铣工操作训练 48项目一机床安全操作和维护知识要点知识要点☆按照数控铣床和加工中心机床操作规程、管理制度做好本职工作。操作要点☆熟悉数控铣床、加工中心结构；熟悉数控铣床、加工中心基本操作要求和维护。培养和训练数控机床操作人员和维护人员，对数控机床的正常操作和维护要在车间配置了数控铣床和加工中心机床。一、操作规程数控铣床安全操作规程1、机床工作开始工作前要有预热，认真检查润滑系统工作是否正常，如机床长时间未开动，可先采用手动方式向各部分供油润滑；2、使用的刀具应与机床允许的规格相符，有严重破损的刀具要及时更换；３、机床运转中，绝对禁止变速。变速或换刀时，必须保证机床完全停止，开关处于“OFF”位置，以防机床事故发生。４、芯轴插入主轴前，芯轴表面及主轴孔内，必须擦干净，不得有油污或杂物。5、调整刀具所用工具不要遗忘在机床内；6、刀具安装好后应进行试运行：检查正、反转方向是否正确。7、检查夹紧装置的工作状态；保证工件牢牢固定在平口钳上。8、必有保证零件安装方位与编程中所选定的工件坐标系及机床坐标系方向一致性。9、所有操作步骤须在实习教师指导下进行，未经教师同意，不许开动机床。10、必须取得相关的证书方可独立操作该机床。加工中心安全操作规程机床工作开始工作前要有预热，认真检查润滑系统工作是否正常，如机床长时间未开动，可先采用手动方式向各部分供油润滑；必须要先消除报警处理：三轴回零或１＃刀库置位。3、使用的刀具应与机床允许的规格相符，有严重破损的刀具要及时更换；4、调整刀具所用工具不要遗忘在机床内；5、刀具夹头插入主轴前，刀具夹头表面及主轴孔内，必须擦干净，不得有油污或杂物。6、刀具安装好后应进行试运行：检查正、反转方向是否正确。7、检查夹紧装置的工作状态；保证工件牢牢固定在平口钳上。8、必须保证零件安装方位与编程中所选定的工件坐标系及机床坐标系方向一致性。9、必须保证刀库中的刀具与程序中的刀具编号一致。10、所有操作步骤须在教师指导下进行，未经教师同意，不许开动机床。11、必须取得相关的证书方可独立操作该机床二、运行程序前要求：1、检查程序是否正确、切削用量选择是否合理。2、检查工件坐标系与程序坐标系是否正确。3、检查刀库刀具和程序中是否一致；4、确定机床状态，DNC方式、进给倍率为0，建议先用单段，确定无误之后取消单段；5、检查工件是否夹紧以及伸出是否符合切削要求。三、加工中心操作要求：1、开机须先机械回零2、开机后，在CRT上检查机床有无各种报警信息，检查报警信息及时排除报警，检查机床外围设备是否正常，检查机床换刀机械手及刀库位置是否正确。3、各项坐标回参考点，一般情况下Z向坐标优先回零，使机床主轴上刀具远离加工工件，同时观察各坐标运行是否正常。四、数控机床的维护1、严格遵守操作规程和日常维护制度数控设备操作人员要严格遵守操作规程和日常维护制度，操作人员的技术业务素质的优劣是影响故障发生频率的重要因素。当机床发生故障时，操作者要注意保留现场，并向维修人员如实说明出现故障前后的情况，以利于分析、诊断出故障的原因，及时排除。2、防止灰尘污物进入数控装置内部在机加工车间的空气中一般都会有油雾、灰尘甚至金属粉末，一旦它们落在数控系统内的电路板或电子器件上，容易引起元器件间绝缘电阻下降，甚至导致元器件及电路板损坏。有的用户在夏天为了使数控系统能超负荷长期工作，采取打开数控柜的门来散热，这是一种极不可取的方法，其最终将导致数控系统的加速损坏，应该尽量减少打开数控柜和强电柜门。3、防止系统过热应该检查数控柜上的各个冷却风扇工作是否正常。每半年或每季度检查一次风道过滤器是否有堵塞现象，若过滤网上灰尘积聚过多，不及时清理，会引起数控柜内温度过高。4、直流电动机电刷的定期检查和更换直流电动机电刷的过度磨损，会影响电动机的性能，甚至造成电动机损坏。为此，应对电动机电刷进行定期检查和更换。数控铣床、加工中心，应每年检查一次。5、定期检查和更换存储用电池一般数控系统内对CMOSRAM存储器件设有可充电电池维护电路，以保证系统不通电期间能保持其存储器的内容。在一般情况下，即使尚未失效，也应每年更换一次，以确保系统正常工作。电池的更换应在数控系统供电状态下进行，以防更换时RAM内信息丢失。6、机械部件的维护（1）主传动链的维护定期调整主轴驱动带的松紧程度，防止因带打滑造成的丢转现象；检查主轴润滑的恒温油箱、调节温度范围，及时补充油量，并清洗过滤器；主轴中刀具夹紧装置长时间使用后，会产生间隙，影响刀具的夹紧，需及时调整液压缸活塞的位移量。（2）滚珠丝杠螺纹副的维护定期检查、调整丝杠螺纹副的轴向间隙，保证反向传动精度和轴向刚度；定期检查丝杠与床身的连接是否有松动；丝杠防护装置有损坏要及时更换，以防灰尘或切屑进入。（3）刀库及换刀机械手的维护严禁把超重、超长的刀具装入刀库，以避免机械手换刀时掉刀或刀具与工件、夹具发生碰撞；经常检查刀库的回零位置是否正确，检查机床主轴回换刀点位置是否到位，并及时调整；开机时，应使刀库和机械手空运行，检查各部分工作是否正常，特别是各行程开关和电磁阀能否正常动作；检查刀具在机械手上锁紧是否可靠，发现不正常应及时处理。7、液压、气压系统维护定期对各润滑、液压、气压系统的过滤器或分滤网进行清洗或更换；定期对液压系统进行油质化验检查、添加和更换液压油；定期对气压系统分水滤气器放水。8、机床精度的维护定期进行机床水平和机械精度检查并校正。机械精度的校正方法有软硬两种。其软方法主要是通过系统参数补偿，如丝杠反向间隙补偿、各坐标定位精度定点补偿、机床回参考点位置校正等；硬方法一般要在机床大修时进行，如进行导轨修刮、滚珠丝杠螺母副预紧调整反向间隙等。五、小结数控机床维护和保养要有科学的管理，有计划、有目的的制定相应的规章制度，并严格遵守。对在维护时发现的故障隐患应及时消除，避免停机待修，从而延长平均误故障时间，增加机床开动率。※思考与练习说出数控铣床和加工中心的基本结构。严格按照各项要求操作机床。熟悉数控铣床、加工中心维护知识。项目二数控铣床、加工中心操作面板和基本操作知识要点知识要点☆熟悉数控铣床、加工中心面板；掌握数控铣床、加工中心设定坐标系（对刀）的方法。操作要点☆数控铣床以广州数控983M系统为例，加工中心以Fanuc-OiMC系统为例，掌握数控铣床及加工中心操作方法。模块一数控铣床操作面板和基本操作一、fanucoimc系统操作面板一般数控机床的操作面板都是由显示、MDI、机械操作面板三个部分组成。如下图所示图2-1fanucoimc系统操作面板1、fanucoimc系统操作面板面板各键说明（如下表2-1）表2-1fanucoimc系统操作面板各键说明键名称功能详细说明RESET复位键按下此键可以使CNC复位或者取消报警、主轴故障复位、中途退出自动运行操作等。HELP帮助键当对MDI键的操作不明白时，按下此键可以获得帮助功能。Op地址和数字键按下这些键，可以输入字母，数字或者其它字符。SHIFT换档键按下此键可以在地址和数字键上进行字符切换。同时在屏幕上显示一个特殊的字符“∧”，此时就可输入键右下角的字符。INPUT输入键要将输入缓存里的数据（参数）拷入到编置寄存器中，按下此才能输入到CNC内。CAN取消键按下此键，删除最后一个进入输入缓存里的字符可符号。ALTER替换键在编程时用于替换已在程序中的字符。INSERT插入键按下此键将输入在缓存里的字符输入在CNC程序中。DELETE删除键按下此键，删除已输入的字符及删除在CNC中的程序。POS位置显示键按下此键，屏幕显示铣床的工作坐标位置。PROG程序显示键按下此键，显示内存中的信息和程序。在MDI方式，输入和显示MDI数据。OFFSET偏置/设置键按下此键显示刀具偏置量数值、工作坐标系设定和主程序变量等SETTING参数的设定与显示。SYSTEM系统显示键按下此键显示和设定参数表及自诊断表的内容。MESSAGE报警显示键按下此键显示报警信息。CUSTOM图形显示键按下此键显示图形加工的刀具轨迹和参数。GRAPH光标移动键用于在CRT屏幕页面上，按这些光标移动键，使光标向上、下、左、右等方向移动。PAGE换页键按下此键用于CRT屏幕选择不同的面面。（前后翻页）EOB程序段号键按下此键为输入程序段结束符号（;）接着自动显示新的顺序号。软键根据不同的画面，软键有不同的功能。软件功能显示在屏幕的底端。左端的软件，为返回最初状态的软件为未显示的功能。2、机械操作面板（如表2-2）表2-2机械操作面板各键说明开关名称功用说明ONOFF

CNCPOWERCNC电源

按钮按下“ON”接通CNC电源

按下“OFF”接通CNC电源CYCLESTART循环启动

按钮（带灯）在AUTO方式下，选择要执行的程序后，按下此按钮，自动操作开始执行。在自动循环操作期间，按钮内的灯亮

在MDI方式下，数据输入完毕后，按下此按钮，执行MDI指令。FEEDHOLD暂停进给保持按钮机床在自动循环期间按下此按钮，机床进给立即减速、停止，但主轴仍然在转动。MODESELECT方式选择旋钮开关EDIT:编辑方式AUTO:自动方式MDI:手动数据输入方式HANDLE:手摇脉冲发生器操作方式（与AXISSE-LECT、HANDLEMULTIER、手摇脉冲发生器联合使用）JOG:手动快速进给方式（与JOGAXISAXISSILECT、FEEDRATEOVERRIDE联合使用）RAPID:手动快速进给方式（与JOG、AXISSELECT联合使用）ZRM:手动返回机床参考点方式（与JOGAXISSELECT联合使用，传送程序）MANUAL

PULSE

GENERATOR手摇脉冲发生器当工作方式为手摇脉冲发生器操作方(HANDLE)时，转动手摇脉冲发生器可以正方向或负方向进给各轴AXISSELSCT手摇脉冲进给轴选择开关（旋钮）用于选择手摇脉冲进给的轴XYZHANDLE

MULTINLIER手摇脉冲倍率开关（旋钮）用于选择手摇脉冲进给时的最小脉冲当量（手摇脉冲发生器转一格，轴的移动量分别为：1um10um100um1000um)JOGAXIS

SELECT点动操作按钮JOG方式时，可以正方向或负方向移动或进给各轴，移动或进给速度由进给速度修调开关（旋钮）控制MACHINE

POWER

READYPOWER电源指示灯主电源开关合上后，灯亮READY准备好指示灯当机床复位按钮按下后，机床无故障时灯亮SPINDLESPEED

OVERRIDE主轴转速修调

开关（旋钮）在AUTO或JOG时，在50％～～150％范围内修调主轴转速STOPCW

CCW

SPINDLEMANUAL

OPERATE主轴手动操作按钮在机床处于JOG方式（HANDLE、JOG、RAPID)时，

可启、停主轴

STOP:手动主轴停止（带灯）

CW:手动主轴正转（带灯）

CCW:手动主轴反转（带灯）OFFON

COOLMANUAL

OPERATE手动冷却操作按钮在任何工作方式下都可操作

OFF：手动冷却停止（带灯）

ON：手动冷却启动（带灯）HOME

XYZ回零结束指示灯分别指示各轴回零结束BDT程序段跳步功能按钮在AUTO方式按下此按钮灯亮时，程序中有“/”符号的程序段将不执行SBK单段执行程序按钮按下此按钮灯亮时CNC处于单段动行状态，在自动方式，每按一下循环启动按钮，只执行一个程序段DRN试运行按钮在AUTO方式可MDI方式下，按上此按钮灯亮时，机床执行空运行方式（按内部设定运行）。此时坐标位置跳动但铣床不动（一般厂家关闭此功能，可用MLK功能代替）MLK机床锁定按钮在AUTO方式，MDI方式JOG方式下按下此按钮灯亮时，伺服系统将不进给（如原来已进给，则伺服系统将立即减速、停止），位置显示仍将更新（脉冲分配仍继续），M、S、T功能仍有效OPS选择停止按钮在AUTO方式下，按下此按钮灯亮时，执行完程序中有“MDI”指令的程序段后，停止执行程序E-STOP急停按钮当出现紧急情况时按下此按钮，伺服进给及主轴运转立即要停止工作（重新执行程序时，顺时针旋转该按钮，按下机床复位按钮复位）MACHINE

RESET机床复位按钮当机床刚通电（按下"ON"下，机床自检完毕，急停按钮放后（顺时针旋转），需按下尼按钮进行强电复位。另外，当X、Y、Z碰到硬件限位开关时，强行按住此按钮，手动操作机床，直至退出限位开关（此时务必小心先择正确的运行方向，以免损坏机械部件）PROGRAM

PROTECT程序保护开关（带锁）需要进行程序存储、编辑或修改、自诊断页数时，

需用钥匙接通此开关（钥匙右旋）FEEDRATE

OVERRIDE进给速度修调（旋钮）当用F功能指令按一定速度进给时，可在0～200％的范围内修调进给速度当用JOG进给时，选择JOG进给速度（此时进给速度与上面的百分比不成正比，最大进给速度1250mm/min二、数控铣床基本操作1.开机操作机床开机之前应先接通380V三相交流电源。然后按下CNC启动按钮后等待系统正常后即可进行操作。在机床通电后，CNC装置尚未出现位置显示或报警画面之前，不得MDI面板上的任何按键。如按下这其中的任何键，可能使CNC装装置处于非常状态或有可能引起机床误动作。二.手动操作xk714B数控铁床的手动操作包括以下五种：1.手动返回参考点（机械坐标零点）启动机床执行具体运行之前，都必须进行手动返回参考点。这是为了使机床系统能够进行复位，找到机床坐标（即机械坐标）的坐标值全部为零点。（见表）表7-3-1AUTO时坐标显示窗口ACTUALPOS[T]JONO0038N0080(RELATIVE)(ABSOLOTE)X0.000X0.000Y0.000Y0.000Z0.000Z0.000(MACHINE)X0.000Y0.000Z0.000ACT*F80MM/M9:08:28ZRNABSRELALL[][]注意：手动返回参考点之前，一定要将机械坐标（即综合：）画面调出，并使机械坐标上x、y、和z的各轴坐标值都必须是负值（即-30.000mm以上）。只有在这种情况下才可进行返回参考点的操作。具体操作步骤：1）将方式选择旋转到手动回零;2）按点动按钮＋方向之前旋转选择返回的坐标轴;（一般先选择z轴）。3）持续按下＋方向按钮，直到该选择返回轴的回零结束灯亮。其他各轴按上述同样步骤操作即可。2.手动连续进给和快速进给在JOG方式中，持续按下操作面板上的进给轴及其方向选择按键，会使刀具沿着该轴的所选方向边续移动，旋转快速进给旋钮会使刀具沿着所选轴，以快速移动速度移动。具体操作步骤：1）将方式选择旋钮旋转到手动进给（或快速移动）位置上;2）通过进给轴和方向选择按键，选择移动的轴和方向。3）点动方向按键，并注意运动方向。4）其他各轴的移动的轴移动按上述步骤操作即可。3.手轮进给（手摇脉冲发生器）在手轮进给方式中，刀具可以通过旋转机床操作面板上的手摇发生器与电子倍率修调进行微量移动，在设定工件坐标系时，可使用手轮进给轴选择开关，选择要移动的轴进行精确定位。具体操作步骤：1）将方式选择按钮放宽转到手轮进给位置上;2）旋转轴向选择开关选择所要移动的轴;3）将手轮进给倍率放宽到所需移动的倍率位置;4）放宽转手轮以对应刀具移动方向;5）其他各轴按上述步骤操作即可达到要求。4.主轴手动操作在利用机床手动铣削时，需对机床主轴进行手动操作。在此之前应在MDI操作画面上，将机床主轴转速值存入在机床系统外的存储器中方可以在机械操作面板主轴正、反转按键上操作。5.冷却泵启停操作在进行手动铣削时，需要手动启动机床冷却泵开关，在JOG状态下开启或关闭冷却液。三.自动运行操作用编程程序运行CNC机床称为自动运行。内存运行程序事先存储到存储器中。当选择了这些程序中的一个并按下机床操作面板上的循环启动按钮后，启动自动运行。在自动运行中，机床操作面板上的进给暂停按钮按下后，自动运行被临时中止。当再次按下循环启动按钮后，自动运行又重新进行。当MDI面板上的复位键被按下后，自动运行被中止，并进入复位状态。2.MDI运行在MDI方式中，通过MDI面板，可以编制最多四行的程序并被执行。程序格式与通常程序一样。MDI程度适用于简单的测试操作，所编制的程序将不保留在存储器内。操作步骤：1）将方式选择按钮旋转在“MDI”的位置;2）按下“PRDG”程序显示键，使屏幕显示“MDI”程序画面;3)输入简单测试程序;4)按下循环启动按键，即进入MDI运行。四.程序的输入编辑在编制零件加工程序之后，将加工程序输入到机床系统内存储器中进行编辑，编辑操作包括插入、修改、删除和字的替换和程序号的检索、字检索、地址检索等，这是在程序编辑之前的必要操作。操作步骤：1)将方式选择开关旋转到编辑位置。2)按下程序键，使屏幕显示程序画面;3)按下DIR章节软键，显示程序目录上;4)输入地址O，并接着输入程序号（4位数字），按下插入键，此时程序号码被输入到程序目录上，屏幕显示則转换成程序画面;5)按下EOB（程序段号），插入后即可将编制好的程序输入到系统的内存储器中进行编辑。注意：该步骤仅在EDIT方式中进行。五.刀具补偿1.刀具长度补偿刀具长度补偿的Z轴的零点设在主轴端面上，而不设在刀尖上才用长度补偿。零点设在主轴端面上的长度补偿补的是刀长，了就是指从主轴端面到刀尖之间的距离。刀具补偿是为了使刀具顶端（通常是刀尖）到达编程位置而进行的刀具位置而进行的刀具位置补偿。补偿功能代码H--,就是长度补偿代码号。当有刀具长度补偿编程时可考虑刀具顺序的变化值或更换新刀具时都不必重新编程，只需改变数控机床中存储上的刀具补偿号值就可以了。在xk714B数控铣床可以利用相对基准刀具设置长度补偿。就是用T01号刀具作为其他所有刀具的基准刀具，现利用机床相对坐标测量出T02、T03等其他刀具相对与T01号刀具的相对长度值，现把相对长度值，把相对长度补偿值输入到参数设置中。操作步骤：1)在JOG状态下启动主轴正转;2)选择工作上上表面光滑部位为基准面;3)用T01号刀具并用手摇盘将刀具下端与工件表面临界接触;4)用机床相对座标系记录位置并清为0;5)手动换上T02号刀具并用手摇盘将刀具下端与工件表面临界接触;6)将相对座标系中Z轴值输入到OFFSET界面中的补偿参数（W02的形状（H）中）;7)利用上述方法设置其他需用刀具的长度补偿值。2.刀具半径补偿在xk714B数控铣床进行零件加工时，编程是以主轴的中心线，而实际刀具是有半径的，所以在铣削零件时必须使用半径补偿。补偿功能代码是D--，就是刀具半径补偿代码号。见刀具补偿设定（见表7-3-2）。刀具补偿操作步骤：1)方式选择开关在任何位置均可;2)按下键OFFSET或软键，使屏幕显示刀具补偿画面;3)将光标移到要设定或改变补偿的位置上;4)输入设定的值可要修改的补偿值;5)按下输入键,刀具的补偿值或修改值即显示在光标停留的位置上。表7-3-2刀具补偿显示画面OFFSETO0001N00000NOGEOM(H)WEAR(H)GEOM(D)WEAR(D)0010.0000.0000.000002-1.0000.0000.0000.0000030.0000.0000.0000.0000040.0000.0000.0000.0000050.0000.0000.0000.0000060.0000.0000.0000.0000070.0000.0000.0000.0000080.0000.0000.0000.000ACTUALPOS[T]ON(RELATIVE)X0.000Y0.000Z0.000六.对刀对刀是在工件装夹完成以后进行的操作，目的是主要是为寻找工作原点在机械座标系中的位置而进行的一项非常重要的操作，其本质就是建立工件坐标系与机床坐标系的关系，为零件加工，程序的自动运行作准备。注意：对刀前一定要将主轴上的刀具旋转起来，否则，易碰坏刀具的切削。操作步骤：1）将方式选择旋转到手动输入位置，按下PROG(程序)功能键，使屏幕显示MDI程序画面，输入正转与速度指令，使主轴转动起来;2）将方式选择旋转在手轮进给位置，手摇轮移动三轴，使刀具切削中心点精确地定位到工件的所设定的位置，这样就达到了对刀的要求。=7\*CHINESENUM3七.工件坐标系的设定（见表7-3-3）表7-3-3工件坐标系的设定画面WORKCOORDINATESO0001N00000G54NODATANODATA00X0.0000X0.00(EXT)Y0.00(G55)Y0.00Z0.00Z0.00NODATANODATA00X0.0000X0.00(G54)Y0.00(G56)Y0.00Z0.00Z0.00>-……..S0T00000MDI16:05:59[OFFSET][SETING][WORK][][(OPRT0]在xk714B数控铣床的系统中设置有G54到G59六个可供操作者选择的工件坐标系的工件原点偏值。操作者可根据需要选用其中一个或同时选用几个来确定一个或几个工件坐标系，这样就可以对应加工一个或同时加工几个工件。图中N0.00(EXT)为外部工件原点偏移量，一般情况下不写入任何数值（即设为零点），通常在N0.01(G54)到N0.06(G59)中选择设定。同时在设定工件坐标系原点时，应先通过手动操作将各轴在工件移到某点上。设定的坐标系与机床零点的距离等于工件零点偏移量。具体步骤：（先设定好工件坐标原点后）1）方式选择开关在任何位置均可;2）按功能键OFFSETING;3）选择软键坐标系（WORK）,使屏幕显示工件坐标系设定画面;4）将光标移到所选择或要改变的工件原点值上;5）通过地址数字键写入x0.按下测量软件键，所测数值就自动被指定为工件x轴的偏移量（或者直接写入偏移量值输入到光标所在位置上）;6）yo和zo的设定重复4）、5）的操作，即可实现设定和要改变的偏移量。八.程序模拟检测或试运行操作在零件程序编辑完成后，并运行人为目测检查认定无编辑错误后，利用机床的模拟刀具轨迹图形检测程序或利用试运行单段功能做最后的检测。1.模拟检测的操作：1）调出程序编辑窗口和所需加工零件的程序，将光标停留在程序名上;2）将方式选择开关旋转在自动位置上;3）按下CUSTOM/GRAPH功能键，并按下此键，使屏幕显示模拟画面;4）将机床锁定开关锁定;5）按下循环按钮，即可通过观察屏幕上的刀具轨迹，检查程序的加工全过程。2.程序试运行的操作：①调出程序，将光标停留在程序名上，并按下检索键;②将方式选择开关旋转在自动位置上;③放开机床锁定开关，并将程序单段运行开关扒上;④按下循环启动按键，开始进入自动运行。当程序执行完一段后，自动运行停止，再次按下循环启动键，自动运行功能再次启动运行。如此循环，程序一段一段执行，直到程序执行结束。=9\*CHINESENUM3九.自动加工操作当工件程序经编辑存入CNC中，并经模拟或试运行检测无编辑语法错误时，将机床锁定放开和单段运行开关断开，并进行机床回零操作后，按下循环启动按钮，开始进行工件程序的自动运行。需要注意的是，当零件程序进入自动运行前，应进行回零操作，以消除机械位置与系统内的数值的误差。在进入自动运行加工过程中，不得进行其他操作，以免出现机床与系统故障或机床加工事故。面板是各操作者最基本的要求之一，既要熟悉各个键功能，也要知道它们的具体应用，对于操作就需要多练习，熟能生巧。另外有疑问要懂得去查阅机床操作说明书。三、坐标系的设定1.认识机床坐标系数控机床的坐标轴和方向都有统一的标准，直线进给轴用XYZ表示（基本坐标轴），其旋转轴则分别用ABC表示，所用的是笛卡尔坐标系。为了准确地描述机床运动，简化程序的编制，并使编程具有互换性。大拇指指的方向为X轴正方向，食指为Y轴正方向，中指为Z轴正方向（图2-8）。图2-8笛卡尔坐标系（1）机床坐标系机床坐标系是机床生产厂家在机床上设定的坐标系，其原点是机床上一个固定点，一般禁止操作者变动。机床坐标系的原点成为机床原点或机床零点。图2-9机床坐标系（2）机床参考点:机床参考点是机床坐标系中一个固定不变的点，它对机床原点的坐标是一个已知定值，也就是说，可以通过机床参考点在机床坐标系中的坐标值间接确定机床原点的位置。因此，机床启动时，通常要首先进行自动或手动返回参考点的操作，以建立机床坐标系。机床参考点可以与机床原点重合，也可以不重合。2-10机床坐标系与工件坐标系（3）工件坐标系：设置工件坐标系的目的是为了编程方便，是编程者在编程时自己设置的坐标系，又称编程坐标系。工件坐标系的原点称为工件原点或工件零点。由于工件坐标系是编程者自己确定的，故可以任意设置。但是，为了编程时坐标计算简单等方面的原因，工件坐标系一般采用与机床运动坐标系一致的坐标方向。工件坐标系的原点要选择在便于测量或对刀的基准位置。如图2-3坐标系可用G92指令建立，也可以用G54~G59建立，一般用后者。工件坐标系一旦建立便一直有效，直到被新的工件坐标系取代。提示：1）零点应选在尺寸标注的基准点，以便计算和减少错误。2）尽量选在精度要求高的加工表面，以提高加工零件的精度。3）对称零件或以圆心为主的零件，原点应选在对称中心或圆心上4）一般零点设置在工件外轮廓的某一脚5）Z轴的零点，一般设置在工件表面。设定工件坐标系（对刀）（1）对刀的目的和方法对刀的目的是通过刀具或对刀工具确定工件坐标系与机床坐标系之间的空间位置关系，并将对刀数据输入到相应的存储位置。它是数控加工中最重要的操作内容，其准确性将直接影响零件的加工精度。对刀操作分为X、Y向对刀和Z向对刀。对刀的的准确程度将直接映影响加工精度。对刀方法一定要同零件加工精度要求相适应。根据使用的对刀工具的不同，常用的对刀方法分为以下几种：(1)试切对刀法;(2)塞尺、标准芯棒和块规对刀法;(3)采用寻边器、偏心棒和Z轴设定仪等工具对刀法;(4)顶尖对刀法;(5)百分表(或千分表)对刀法;(6)专用对刀器对刀法。在此只对寻边器和Z轴设定仪对刀作说明。（2）寻边器（图2-11、2-12）寻边器对刀精度较高,操作简便﹑直观，故此法对刀应用广泛。采用寻边器对刀要求定位基准面应有较好的表面粗糙度和直线度,确保对刀精度。常用的寻边器有标准棒(结构简单、成本低、校正精度不高)﹑机械寻边器(要求主轴转速设定在500左右)(精度高、无需维护、成本适中)和光电寻边器(主轴要求不转)(精度高,需维护,成本较高)等。在实际加工过程中考虑到成本和加工精度问题一般选用机械寻边器来进行对刀找正。2-11偏心式寻边器2-12光电式寻边器注意：使用离心式机械寻边器，转速为200~400RPM（3）Z轴设定仪Z轴设定仪包括圆形Z轴设定仪、方形Z轴设定仪、外附表型Z轴设定仪、光电式Z轴设定仪、磁力Z轴设定仪等。设定高度为50.00±0.01mm（图2-13、2-14）。2-13Z外附表型轴设定仪2-14光电式Z轴设定仪3.使用寻边器对刀如图所示为使用寻边器在1~4这四个位置确定X轴、Y轴方向的机床坐标值（图2-15、2-16），找出X轴、Y轴中心点。2-15长方体工件2-16圆柱体工件对刀步骤：(1)装夹工件,将偏心式寻边器装上主轴;(2)在MDI模式下输入S500M03并启动,使主轴转速为S500;(3)用“”方式,界面，翻页到相对坐标界面，通过不断改变倍率使寻边器靠近工件X负向表面(图2-16位置1),X轴相对坐标清零（键入X——）2-17X轴相对坐标清零（4）先沿Z轴提刀，然后将寻边器至工件X正向表面(图2-15位置2)，记录当前X坐标值，并以当前坐标值除以2，将寻边器移至X/2坐标点；如图2-10，可算出109.984/2为54.992;2-18X轴相对坐标(5)移至X/2,并清零X轴相对坐标（X--上档）2-19移至X/22-20X轴坐标清零(6)采用同样的方法分别在Y正向(远离操作者)负向(正对操作者)表面找正,移至Y/2,清零（Y上档）;2-21移至Y正向2-22Y轴坐标清零2-23移至Y轴负向2-24移至Y/22-25Y轴坐标清零4、Z轴方向对刀通常Z轴方向对刀都是将工件的上表面作为工件坐标系Z轴方向的原点，但在实际加工工件时往往需要用到多把刀。而第二把刀的长度与第一把刀的装刀长度不同，需要重新对零，但有时零点已被加工掉，或不容许破坏已加工好的表面，无法直接找回零点。考虑到这些问题，我们对刀时以平口钳或工作台为基准作为工件坐标系Z轴方向的原点,然后在G54或扩展坐标系中向上补正工件高度填入，便可解决此问题。Z轴方向对刀主要有Z向测量仪对刀、对刀块对刀和试切法对刀等几种方法。2-26Z轴设定仪对刀坐标系偏置计算：①基准面在顶面（如图2-26）顶面正确寻边，读出机床坐标Z0，则工件坐标原点的机床坐标值Z为：Z=－hh为块规或Z向设定仪的高度;②基准面在平口钳或工作台（如图2-27）底面正确寻边，读出机床坐标Z0，则工件坐标原点的机床坐标值Z为：Z=－h＋H注：对刀时将Z轴坐标清零，即为0，方便计算。2-27以平口钳为基准面对刀下面是以对刀步骤：装上刀具和Z轴设定仪，如图2-26所示方法，刀具轻接触Z轴设定仪，设定器指示表表针有转动，微调保持指针原位，清零Z轴坐标。2-28微调2-29清零Z轴坐标上述步骤完成以后，剩下的工作是输入数值，这个步骤其实就是将当前坐标信息写入机床。在[位置]—【总和】，将当前机床坐标值抄下，转到【偏置】界面，对应G54输入坐标值即可。2-23抄数值2-24输入数值2-25输入数值与机床坐标一致2-26输入偏置值总的来说，无论那种方法对刀，X轴和Y轴都是找中，Z轴则是确定其零点，关键是清楚坐标系的偏置，其实就是坐标系整体移动。※思考与练习正常开机并启动机床主轴，设置转速为1500r/min。以手动方式和手轮方式移动机床轴，并找出轴正负方向。3．用试切法如何对刀？4．用Z轴设定仪对刀，以平口钳为基准面如何对刀？（参考图2-20。）项目三数控铣床常用刀具的选择知识要点知识要点☆认识数控铣床常用刀具，对数控铣床加工有进一步的加深。操作要点☆学会选择刀具的技能数控铣床刀具数控铣床上所采用的刀具要根据被加工零件的材料、几何形状、表面质量要求、热处理状态、切削性能及加工余量等，选择刚性好、耐用度高的刀具。常见刀具见图3-1。图3-1常见刀具1、铣刀类型选择被加工零件的几何形状是选择刀具类型的主要依据。（1）加工曲面类零件时，为了保证刀具切削刃与加工轮廓在切削点相切，而避免刀刃与工件轮廓发生干涉，一般采用球头刀，粗加工用两刃铣刀，半精加工和精加工用四刃铣刀,如图3-2所示。图3-2加工曲面类铣刀（2）铣较大平面时，为了提高生产效率和提高加工表面粗糙度，一般采用刀片镶嵌式盘形铣刀，如图3-3所示。图3-3加工大平面铣刀（3）铣小平面或台阶面时一般采用通用铣刀，如图3-4所示。图3-4加工台阶面铣刀（4）铣键槽时，为了保证槽的尺寸精度、一般用两刃键槽铣刀，如图3-5所示。图3-5加工槽类铣刀（5）孔加工时，可采用钻头、镗刀等孔加工类刀具，如图3-6所示。钻头镗刀图3-6孔加工刀具2、铣刀结构选择铣刀一般由刀片、定位元件、夹紧元件和刀体组成。由于刀片在刀体上有多种定位与夹紧方式，刀片定位元件的结构又有不同类型，因此铣刀的结构形式有多种，分类方法也较多。选用时，主要可根据刀片排列方式。刀片排列方式可分为平装结构和立装结构两大类。（1）平装结构(刀片径向排列)

图3-7平装结构铣刀平装结构铣刀（如图3-7所示）的刀体结构工艺性好，容易加工，并可采用无孔刀片(刀片价格较低，可重磨)。由于需要夹紧元件，刀片的一部分被覆盖，容屑空间较小，且在切削力方向上的硬质合金截面较小，故平装结构的铣刀一般用于轻型和中量型的铣削加工。（2）立装结构(刀片切向排列)

图3-8立装结构铣刀立装结构铣刀（如图3-8所示）的刀片只用一个螺钉固定在刀槽上，结构简单，转位方便。虽然刀具零件较少，但刀体的加工难度较大，一般需用五坐标加工中心进行加工。由于刀片采用切削力夹紧，夹紧力随切削力的增大而增大，因此可省去夹紧元件，增大了容屑空间。由于刀片切向安装，在切削力方向的硬质合金截面较大，因而可进行大切深、大走刀量切削，这种铣刀适用于重型和中量型的铣削加工。铣刀角度的选择铣刀的角度有前角、后角、主偏角、副偏角、刃倾角等。为满足不同的加工需要，有多种角度组合型式。各种角度中最主要的是主偏角和图3-9主偏角a)径向前角b)轴向前角图3-10前角前角(制造厂的产品样本中对刀具的主偏角和前角一般都有明确说明)。1）主偏角Kr主偏角为切削刃与切削平面的夹角，如图3-9所示。铣刀的主偏角有90°、88°、75°、70°、60°、45°等几种。主偏角对径向切削力和切削深度影响很大。径向切削力的大小直接影响切削功率和刀具的抗振性能。铣刀的主偏角越小，其径向切削力越小，抗振性也越好，但切削深度也随之减小。90°主偏角，在铣削带凸肩的平面时选用，一般不用于单纯的平面加工。该类刀具通用性好(即可加工台阶面，又可加工平面)，在单件、小批量加工中选用。由于该类刀具的径向切削力等于切削力，进给抗力大，易振动，因而要求机床具有较大功率和足够的刚性。在加工带凸肩的平面时，也可选用88°主偏角的铣刀，较之90°主偏角铣刀，其切削性能有一定改善。60°～75°主偏角，适用于平面铣削的粗加工。由于径向切削力明显减小(特别是60°时)，其抗振性有较大改善，切削平稳、轻快，在平面加工中应优先选用。75°主偏角铣刀为通用型刀具，适用范围较广；60°主偏角铣刀主要用于镗铣床、加工中心上的粗铣和半精铣加工。45°主偏角，此类铣刀的径向切削力大幅度减小，约等于轴向切削力，切削载荷分布在较长的切削刃上，具有很好的抗振性，适用于镗铣床主轴悬伸较长的加工场合。用该类刀具加工平面时，刀片破损率低，耐用度高；在加工铸铁件时，工件边缘不易产生崩刃。2）前角γ铣刀的前角可分解为径向前角γf(图3-10a)和轴向前角γp(图3-10b)，径向前角γf主要影响切削功率；轴向前角γp则影响切屑的形成和轴向力的方向，当γp为正值时切屑即飞离加工面。径向前角γf和轴向前角γp正负的判别见图7.16。常用的前角组合形式如下：双负前角双负前角的铣刀通常均采用方形(或长方形)无后角的刀片，刀具切削刃多(一般为8个)，且强度高、抗冲击性好，适用于铸钢、铸铁的粗加工。由于切屑收缩比大，需要较大的切削力，因此要求机床具有较大功率和较高刚性。由于轴向前角为负值，切屑不能自动流出，当切削韧性材料时易出现积屑瘤和刀具振动。凡能采用双负前角刀具加工时建议优先选用双负前角铣刀，以便充分利用和节省刀片。当采用双正前角铣刀产生崩刃(即冲击载荷大)时，在机床允许的条件下亦应优先选用双负前角铣刀。双正前角双正前角铣刀采用带有后角的刀片，这种铣刀楔角小，具有锋利的切削刃。由于切屑收缩比小，所耗切削功率较小，切屑成螺旋状排出，不易形成积屑瘤。这种铣刀最宜用于软材料和不锈钢、耐热钢等材料的切削加工。对于刚性差(如主轴悬伸较长的镗铣床)、功率小的机床和加工焊接结构件时，也应优先选用双正前角铣刀。正负前角(轴向正前角、径向负前角)这种铣刀综合了双正前角和双负前角铣刀的优点，轴向正前角有利于切屑的形成和排出；径向负前角可提高刀刃强度，改善抗冲击性能。此种铣刀切削平稳，排屑顺利，金属切除率高，适用于大余量铣削加工。WALTER公司的切向布齿重切削铣刀F2265就是采用轴向正前角、径向负前角结构的铣刀。(4)铣刀的齿数(齿距)选择铣刀齿数多，可提高生产效率，但受容屑空间、刀齿强度、机床功率及刚性等的限制，不同直径的铣刀的齿数均有相应规定。为满足不同用户的需要，同一直径的铣刀一般有粗齿、中齿、密齿三种类型。粗齿铣刀适用于普通机床的大余量粗加工和软材料或切削宽度较大的铣削加工；当机床功率较小时，为使切削稳定，也常选用粗齿铣刀。中齿铣刀系通用系列，使用范围广泛，具有较高的金属切除率和切削稳定性。密齿铣刀主要用于铸铁、铝合金和有色金属的大进给速度切削加工。在专业化生产(如流水线加工)中，为充分利用设备功率和满足生产节奏要求，也常选用密齿铣刀(此时多为专用非标铣刀)。为防止工艺系统出现共振，使切削平稳，还有一种不等分齿距铣刀。如WALTER公司的NOVEX系列铣刀均采用了不等分齿距技术。在铸钢、铸铁件的大余量粗加工中建议优先选用不等分齿距的铣刀。(5)铣刀直径的选择铣刀直径的选用视产品及生产批量的不同差异较大，刀具直径的选用主要取决于设备的规格和工件的加工尺寸。1)平面铣刀选择平面铣刀直径时主要需考虑刀具所需功率应在机床功率范围之内，也可将机床主轴直径作为选取的依据。平面铣刀直径可按D＝1.5d（d为主轴直径）选取。在批量生产时，也可按工件切削宽度的1.6倍选择刀具直径。2）立铣刀立铣刀直径的选择主要应考虑工件加工尺寸的要求，并保证刀具所需功率在机床额定功率范围以内。如系小直径立铣刀，则应主要考虑机床的最高转数能否达到刀具的最低切削速度(60m/min)。3）槽铣刀槽铣刀的直径和宽度应根据加工工件尺寸选择，并保证其切削功率在机床允许的功率范围之内。（6）铣刀的最大切削深度不同系列的可转位面铣刀有不同的最大切削深度。最大切削深度越大的刀具所用刀片的尺寸越大，价格也越高，因此从节约费用、降低成本的角度考虑，选择刀具时一般应按加工的最大余量和刀具的最大切削深度选择合适的规格。当然，还需要考虑机床的额定功率和刚性应能满足刀具使用最大切削深度时的需要。（7）刀片牌号的选择合理选择刀片硬质合金牌号的主要依据是被加工材料的性能和硬质合金的性能。一般选用铣刀时，可按刀具制造厂提供加工的材料及加工条件，来配备相应牌号的硬质合金刀片。由于各厂生产的同类用途硬质合金的成份及性能各不相同，硬质合金牌号的表示方法也不同，为方便用户，国际标准化组织规定，切削加工用硬质合金按其排屑类型和被加工材料分为三大类：P类、M类和K类。根据被加工材料及适用的加工条件，每大类中又分为若干组，用两位阿拉伯数字表示，每类中数字越大，其耐磨性越低、韧性越高。P类合金(包括金属陶瓷)用于加工产生长切屑的金属材料，如钢、铸钢、可锻铸铁、不锈钢、耐热钢等。其中，组号越大，则可选用越大的进给量和切削深度，而切削速度则应越小。M类合金用于加工产生长切屑和短切屑的黑色金属或有色金属，如钢、铸钢、奥氏体不锈钢、耐热钢、可锻铸铁、合金铸铁等。其中，组号越大，则可选用越大的进给量和切削深度，而切削速度则应越小。K类合金用于加工产生短切屑的黑色金属、有色金属及非金属材料，如铸铁、铝合金、铜合金、塑料、硬胶木等。其中，组号越大，则可选用越大的进给量和切削深度，而切削速度则应越小。上述三类牌号的选择原则表3-1所示：表3-1P、M、K类合金切削用量的选择

P01P05P10P15P20P25P30P40P50

M10M20M30M40

K01K10K20K30K40进给量背吃刀量切削速度各厂生产的硬质合金虽然有各自编制的牌号，但都有对应国际标准的分类号，选用十分方便。大家可以查阅相关资料，在此由于篇幅所限不作过多讲解。数控铣刀※思考与练习简述铣刀的几个基本角度；选用刀具的类型基本要求。项目四中级数控铣工操作训练知识要点知识要点☆掌握数控铣削加工基本编程指令及其应用；能独立完成加工工艺路线制订；能合理选择下刀方式，掌握数控铣孔加工的方法。操作要点☆进一步掌握数控铣床的面板操作和加工坐标系的建立；能正确使用工量具测量，控制工件精度。一、项目要求如图4-1所示为一数控铣工中级训练零件。根据零件图的尺寸，利用mastercam软件完成实体造型，利用matercam软件完成零件的数控铣削加工工艺过程、刀具路径编制和后处理及零件加工。零件材料为45#钢，毛坯尺寸为（100×80×28）。图3-1数控铣床中级练习题课题任务分析：掌握二维加工各指令，制定合理的加工工艺，并能运用各指令分粗、精加工，编写程序。理解各种下刀方式，合理选择下刀方式。进一步掌握数控铣床的面板操作和加工坐标系的建立；能正确使用工量具测量，控制工件精度。二、项目相关知识MasterCAM下刀方式的选取在普通铣床上加工一个封闭的型腔零件时，垂直进刀方式有两种方式可供选择，一是在零件的实体上事先钻一个孔，然后采用多刃立铣刀来加工型腔轮廓，这是因为立铣刀的端面刃不通过中心，所以立铣刀没有较大切深的垂直进刀的能力。第二种方法是采用键槽铣刀直接在零件实体上进刀，因为键槽铣刀是两刃刀具，其端部刀刃通过铣刀中心，有垂直吃刀的能力，但由于键槽铣刀只有两刃切削，加工时的平稳性较差，因此在大面积切削中的效率及被加工零件的表面粗糙度都不太理想，一般都会先采用键槽铣刀（或钻头）垂直进刀后，换多刃立铣刀加工型腔。由此可见，普通铣削垂直进刀一般都会分成两个工序。而对数控铣削来说，Mastercam有三种垂直进刀的方式：一是直接垂直向下进刀；二是斜线轨迹进刀方式；三是螺旋式轨迹进刀方式。直接垂直进刀方式只能用于具有垂直吃刀能力的键槽铣刀或者工件外指定位置下刀，螺旋式下刀和斜线下刀方式，都是靠铣刀的侧刃逐渐向下铣削而实现向下进刀的，所以后两种进刀方式只能用于端部切削能力较弱的立铣刀的向下进给。在MasterCAM系统中怎样来设置上述的三种进刀方式呢？首先用MasterCAM的CAD功能设计型腔轮廓，然后在主功能菜单中选取Toolpaths刀具路径指令，进行刀具路径设置。Toolpaths→Pocket→选择型腔轮廓→Done→保存T.NCI→Done→Pocket。在Pocket对话框中的“刀具参数”选项的空白处点击右键，在刀具库中选择一种合适的铣刀。然后再选取“粗加工/精加工参数”项：Roughing/finishingparameter。在对话框的右边有一个“下刀方式”（RoughEntry...）按钮，按钮前有一个方形复选框。此按钮平常处在暗显示状态，这种状态下，刀具的下刀方式是垂直进刀方式。如要采用螺旋或斜线下刀方式，则点击复选框，下刀方式按钮“RoughEntry...”呈明显示状态，这时点击按钮，出现“下刀方式”设置对话框。对话框中有两个选项：Helix（螺旋方式）与Ramp（斜线方式）。可任选其中一种下刀方式。下面介绍一下对话框中主要参数的设置。1、Helix螺旋下刀方式参数设置要点在图4-2对话框中可见，左边有五项要设置数值的参数项，另外有五项只要选取复选框的参数项。其主要设置要点如下：(1).Mininumradius（最小螺旋半径）：由操作者设定。(2).Maxinumradius（最大螺旋半径）：由操作者根据型腔空间大小及铣削深度确定，一般是螺旋半径愈大，进刀的切削路程就越长。(3).Zclearance（Z向高度）：开始以螺旋方式运行时刀具离工件表面的Z向高度（以工件表面作为Z向零点）。(4).XYclearance（XY向距离）：螺旋槽的边缘距型腔边界X向和Y向的距离。(5).Plungeangle（进刀角度）：即为螺旋线的升角，此值选取得太小，螺旋圈数增多，切削路程加长；升角太大，又会产生不好的端刃切削的情况，一般选5—20度之间；(6).Direction（铣削方向）：CW为顺铣，CCW为逆铣，按加工情况选取一种。(7).Followboundary（沿边界铣削）：此栏内有两项复选框，此含义是当螺旋方式下刀不成功时，自行设定刀具沿边界移动。(8).Ifallentryattemptsfail(假如执行螺旋下刀失败时)：此栏的设定是按螺旋下刀方式的所有尝试都有失败后，程序转为垂直下刀（Plunge）或是中止程序（Skip）。(9).Outputarcmovetolerance（圆弧运动误差值）：选中此复选框，刀具以螺旋圆弧运动，没有选取此项，刀具以直线方式一段一段地运动，框中的数值是直线的长度。(10).Centeronentrypoint（中心临近下刀点）：图4-2图4-32、Ramp斜线下刀方式参数设置要点在图4-2中选取斜线下刀方式，则出现图4-3的参数设置对话框。(1).MininumLongth（最小斜线长度）：由操作者设定。(2).MaxinumLongth（最大斜线长度）：由操作者根据型腔空间大小及铣削深度确定，一般是斜线愈长，进刀的切削路程就越长。(3).Zclearance（Z向高度）：开始以斜线方式运行时刀具离工件表面的Z向高度（以工件表面作为Z向零点）。(4).XYclearance（XY向距离）：斜线槽距型腔边界X向和Y向的距离。(5).Plungezigangle（进刀角度）：即为切入工件时与工件表面的夹角，此值选取得太小，斜线数增多，切削路程加长；角度太大，又会产生不好的端刃切削的情况，一般选5—20度之间。(6).Plungezagangle（退刀角度）：即为向相反方向进刀时的角度。此值选取得太小，斜线数增多，切削路程加长；角度太大，也会产生不好的端刃切削的情况，一般选5—20度之间。进刀角度与退刀角度可以选得相同，也可以不相同。(7).AutoangleXYangle选项是由系统自动决定进刀轨迹槽的中心线与XY轴之间的角度。(8).Rampfromentrypoint选项将使刀具从进刀点垂直进刀，即不能形成斜线进刀的效果，需要Ramp方式进刀时不能选用。2)工艺路线的确定1、加工方法的选择（1）孔加工，主要的加工方法有：钻削、扩削、铰削、铣削和镗削。孔加工的常用方法选择：对于直径大于φ30mm的已铸出或锻出的毛坯孔的孔加工，一般采用粗镗——半精镗——孔口倒角——精镗的加工方案；孔径较大的可采用立铣刀粗铣——精铣加工方案；对于直径小于φ30mm无底孔的孔加工，通常采用锪平端面——打中心孔——钻——扩——孔口倒角——铰加工方案，对有同轴度要求的小孔，需采用锪平端面——打中心孔——钻——半精镗——孔口倒角——精镗(或铰)加工方案（特别是加工台阶孔）。（2）平面加工:主要采用铣削方式，使用立铣刀和端铣刀。（3）曲面轮廓加工:主要采用多轴联动，使用球头刀。2、加工阶段的划分工件的加工，总是按照先粗加工，后精加工的顺序进行。粗加工：要求时间短，除去大部分余量，生产效率要求高。精加工：在粗加工基础上，通过加工，满足零件的精度要求。划分意义：有利于保证加工质量；有利于及早发现毛坯的缺陷；有利于设备的合理使用。3、工序的划分工序的划分原则：在一次装夹应尽可能完成大部分工序；尽可能在一台机床上完成整个零件的加工。工序的划分的几种方式：（1）刀具集中分序法即按所用刀具划分工序，用同一把刀加工完零件上所有可以完成的部位，在用第二把刀、第三把刀完成它们可以完成的其它部位。这种分序法可以减少换刀次数，压缩空行程时间，减少不必要的定位误差。（2）粗精加工分序法这种分序法是根据零件的形状、尺寸精度等因素，按照粗、精加工分开的原则进行分序。对单个零件或一批零件先进行粗加工、半精加工，而后精加工。粗精加工之间，最好隔一段时间，以使粗加工后零件的变形得到充分恢复，再进行精加工，以提高零件的加工精度。（3）按加工部位分序法即先加工平面、定位面，再加工孔；先加工简单的几何形状，再加工复杂的几何形状；先加工精度比较低的部位，再加工精度要求较高的部位。切削加工工序的安排：A、基面先行原则；（原因：基准的表面越精确，装夹误差越小。）B、先粗后精原则；C、先主后次原则；D、先面后孔原则；4、装夹方式的选择在确定定位和夹紧方案时应注意以下几个问题：（1）尽可能做到设计基准、工艺基准与编程计算基准的统一；（2）尽量将工序集中，减少装夹次数，尽可能在一次装夹后能加工出全部待加工表面；（3）避免采用占机人工调整时间长的装夹方案；（4）夹紧力的作用点应落在工件刚性较好的部位。加工中心夹具的选用原则：在保证加工精度和生产效率的前提下，优先选用通用夹具；批量加工可考虑采用简单专用夹具；大批量加工可考虑采用多工位夹具和高效的气压、液压等专用夹具；采用成组工艺时应使用成组夹具。5、铣刀的选择与切削用量立铣刀的有关尺寸参数，推荐按下述经验数据选取。刀具半径R应小于零件内轮廓面的最小曲率半径ρ，一般取R=(0.8～0.9)ρ；零件的加工高度H≤（1/4-1/6）R，以保证刀具有足够的刚度；对不通孔(深槽)，选取l=H+(5～10)mm(l为刀具切削部分长度，H为零件高度)；加工外型及通槽时，选取l=H+r+（5～10）mm（r为端刃圆角半径）；加工筋时，刀具直径为D=(5～10)b(b为筋的厚度)；选择切削用量时，应根据加工类型方式和加工工序（表面加工、孔加工、粗、精加工等）；坯料种类、硬度；刀具类型、转速、直径大小、刀刃材质等因素综合确定。参照理论切削用量，根据实际切削的具体情况，确定合适的切削用量。数控铣削加工中的切削用量包括背吃刀量ap、切削速度vc和进给量f，根据切削速度和被加工零件的直径可以计算出主轴的转速n。选择切削用量时，应该在切削系统强度、刚性允许的条件下充分利用机床功率，最大地发挥刀具的切削性能。所选取的数值要在机床给定的切削参数允许范围内，同时要使主轴转速、背吃刀量和进给量三者都能相互适应，形成最佳的切削效果。具体的原则是：粗加工时，在考虑加工经济性的前提下以提高生产率为主；半精加工和精加工时，在保证工件加工精度和表面粗糙度的前提下兼顾提高加工效率。1.铣削速度：指铣刀旋转的圆周线速度,单位为m/min。（1）计算公式：（2）式中d——铣刀直径，mm;n——主轴（铣刀）转速，r/min;从上公式可得到主轴（铣刀）转速2.进给量：在铣削过程中,工件相对于铣刀的移动速度称为进给量。有三种表示方法：每齿进给量铣刀每转过一个刀齿，工件沿进给方向移动的距离，单位为mm/z。每转进给量f铣刀每转过一转，工件沿进给方向移动的距离，单位为mm/r。每分钟进给量铣刀每旋转1min，工件沿进给方向移动的距离，单位为mm/min。三种进给量的关系为：=fn=zn式中——每齿进给量，mm/z；n——铣刀（主轴）转速，r/min；z——铣刀齿数。表二铣削刀的每齿进给量（mm/z）推荐值铣削层用量铣削宽度铣刀在一次进给中所切掉的工件表层的宽度，单位为mm。一般立铣刀和端铣刀的铣削宽度约为铣刀的直径的50%～75%左右。背吃刀量铣刀在一次进给中所切掉的工件表层的厚度，即工件已加工表面和待加工表面间的垂直距离，单位为mm。一般立铣刀粗铣时的背吃刀量以不超过铣刀半径为原则，一般不超过3mm,以防止背吃刀量过大而造成刀具损坏，精铣时约为0.05～0.3mm;端铣刀粗铣时约为1～2mm,精铣时约为0.05～0.30mm。三、实体造型及编制刀路1）绘制线架1、用鼠标选绘图矩形一点命令，在弹出的对话框中输入宽度高度，按确定，弹出矩形的放置位置选择原点O或者点击原点命令。2、.调整图形在工作区的大小，选择适度化和缩小0.8倍按钮。3、用同样方法再画另一矩形，宽度85，高度70，放在原点。4、.用鼠标选绘图圆弧.切弧与一个物体相切命令，然后选小矩形上边的水平边界线作为相切线，选中该线的中点作为切点，结果如图4-4所示，使用鼠标选取要保留的圆弧，左边或右边都可以，使用同样的操作作出矩形下边的边界线的切弧，结果如图4-5所示。图4-4图4-5图4-65、在主菜单选取修整修剪延伸三个物体修剪命令，然后选取矩形左右两条垂直线作为修剪的两条边界，选取要保留的圆弧作为第三个物体，两个圆弧要做两次操作完成外形的造型删除两条水平线即可。6、用鼠标选绘图倒圆角输入圆角半径10设置对话框如图4-6串联点选矩形里的图形，完成倒圆角。7、用鼠标选绘图直线极坐标输入角度-31，输入长度31;同样方法画角度为31，长度为31的另一条极坐标线。8、用鼠标选绘图圆弧圆心半径输入半径7捕捉极坐标线端点，画出两圆。同样方法画出半径分别为15、20、24、38的圆圆心放在原点如图4-7。9、在主菜单选取修整修剪延伸三个物体修剪命令，然后选取24和38的两圆作为修剪的两条边界，选取要保留的圆弧作为第三个物体，两个圆弧要做两次操作完成外形的造型删除两条极坐标线即可如图4-8。图4-7图4-810、用鼠标选绘图镜像串联选取腰型边界执行选取镜像轴Y轴设置对话框改为复制如图4-9，完成镜像，刷新画面如图4-10。图4-9图4-10图4-1111、用鼠标选绘图直线水平线两点画线点两点输入Y坐标为5，同样方法画Y坐标为-5的另一直线，同样方法画X坐标为10和25的两条垂直线。进行两次三物体修剪结果如图4-11，完成线架。2）编制刀具路径及后处理1、将工作图层切换到第2层给图层命名为TOOL1，设定工作坐标用鼠标点刀具路径工作设定设定如图4-12所示参数。2、回主菜单，选取刀具路径设置路径工作组ToolpathGroup为Aface后选取面铣连接选取如图4-13所示的外形后结束连接然后执行弹出对话框如图4-14设置刀具参数、4-15设置设置面铣加工参数。图4-12图4-13图4-14图4-153、回主菜单，选取刀具路径外形铣连接选取如图4-16所示的外形后结束连接，然后执行弹出对话框进行设置外形铣削参数如图4-174-22。图4-17图4-18图4-19图4-20图4-21图4-224、回主菜单，选取刀具路径外形铣连接选取如图4-23所示的外形后结束连接，然后执行弹出对话框进行设置外形铣削参数如图4-234-24。图4-23图4-245、回主菜单，选取刀具路径挖槽连接选取如图4-25所示的外形后结束连接，然后执行弹出对话框进行设置外形铣削参数如图4-264-28。图4-25图4-26图4-27图4-286、回主菜单，选取刀具路径挖槽连接选取如图4-29所示的外形后结束连接，然后执行弹出对话框进行设置外形铣削参数如图4-30、4-31。图4-29图4-30图4-316、回主菜单，选取刀具路径挖槽连接选取如图4-32所示的外形后结束连接，然后执行弹出对话框进行设置外形铣削参数如图4-334-35。图4-32图4-33图4-34图4-357、回主菜单，选取刀具路径下一页路径转换弹出对话框进行如图4-36、4-37进行设置。完成粗加工刀具路径。图4-36图4-378、对粗加工刀具路径进行实体切削验证，选取刀具路径操作管理弹出对话框4-38群组进行实体切削验证如图4-39。图4-38图4-399、精加工程序可新建一群组取名s，参照粗加工设计刀具路径，适当修改精加工切削用量，去除加工余量，切削区域等，进行实体切削验证结果如图4-40、4-41。图4-40图4-41四、数控加工1．加工前技术准备（1）设定加工坐标原点，X、Y轴以零件中心为原点，Z轴取零件毛坯上表面为0.3；（2）采用G54指令建立工件坐标系。（3）选择刀具、量具及下料等准备工作。（4）选用平口台虎钳进行装夹。2．刀具选择及加工工艺分析如图4-1示，根据图样要求加工部位均为2D加工。可采用平底立铣刀进行加工。加工刀路总体规划：可采用刀具集中分序法，并结合粗精加工分序法。该零件的加工工步见表4-1表4-1为训练项目加工工艺设计和刀具的选择序号工步内容刀具规格主轴转速r/min进给速度mm/min1面铣(粗)φ106001502外形加工(粗)φ108001003挖槽加工(粗)φ10、φ4800、1500150、2004面铣(精)φ1012001505外形加工(精)φ101500806挖槽加工(精)φ10、φ41500、180080、603．后处理刀具路径并生成加工程序选择刀具路径群Aface,执行后处理，操作要领如图4-38所示，执行后生成NC程序，按自己的习惯命名该NC文件。如果加工机床是数控铣床则相同的刀具产生的刀路起后处理，如果加工机床是加工中心则可以一个群组一起处理生成NC文件。图4-42图4-434．加工操作（略）。5．注意事项（1）工件使用百分表校正，加工加工完平面和外形后反面装夹并校正。（2）使用寻边器确定工件坐标系时应采用碰双边法。（3）精铣时采用顺铣法，以提高表面加工质量；（4）垂直进刀时，应避免立铣刀直接切削工件；铣削加工时，铣刀应尽量沿轮廓切向退刀。（5）粗加工后能对工件进行测量，检验工件精度，对程序进行修改再进行精加工。6．工件质量分析（1）工件检测量具：游标卡尺、外径千分尺、R规、粗糙度样板等。（2）评分标准见表4-2表4-2控铣床中级练习题评分表※思考与练习1．简述数控铣削加工工艺确定一般方法。2．论述各种下刀方式的设定要点及用在的场合。项目五中级数控铣工操作训练知识要点知识要点☆掌握数控铣削加工基本编程指令及其应用；能独立完成简单外形轮廓的加工工艺路线制订和mastercam软件进行实体造型和自动编程。操作要点☆进一步掌握数控铣床的面板操作和加工坐标系的建立；能正确使用工量具测量。一、项目要求如图5-1所示为一数控铣工中级训练零件。根据零件图的尺寸，利用mastercam软件完成实体造型，利用matercam软件完成零件的数控铣削加工工艺过程、刀具路径编制和后处理及零件加工。零件材料为45#钢，毛坯尺寸为（100×60×25）。图5-1数控铣床中级练习题课题任务分析：该零件的编程与加工比较简单，主要是外轮廓的加工，只需较简单的二维刀路和线架加工即可。需从最简单的工艺分析、制订精加工程序开始学习，掌握mastercam软件造型和编制刀具路径的基本方法及数控铣床最基本的加工方法和技巧。二、项目相关知识1．数控铣削加工工艺分析数控铣削加工的工艺分析是编程前的重要工艺准备工作之一，关系到机械加工的效果和成败，不容忽视。由于数控机床是按照程序来工作的，因此对零件加工中所有的要求都要体现在加工中，如加工顺序、加工路线、切削用量、加工余量、刀具的尺寸及是否需要切削液等都要预先确定好并编入程序中。根据加工实践，数控铣削加工工艺分析所要解决的主要问题大致可归纳为以下几个方面。（1）选择并确定数控铣削加工部位及工序内容数控铣削加工有着自己的特点和适用对象，若要充分发挥数控铣床的优势和关键作用，就必须正确选择数控铣床类型、数控加工对象与工序内容。数控铣削加工的主要加工内容有以下几方面：①工件上的曲线轮廓，特别是由数学表达式给出的非圆曲线与列表曲线等。②已给出数学模型的空间曲面。③形状复杂、尺寸繁多、划线与检测困难的部位。④用通用铣床加工时难以观察、测量和控制进给量的内外凹槽。⑤高精度孔或面。⑥能在一次装夹中便铣削出来的简单表面或形状。⑦采用数控铣削后能成倍提高生产率，大大减轻体力劳动强度的一般加工内容。此外，立式数控铣床适宜加工箱体、箱盖、平面凸轮、样板、形状复杂的平面或立体零件，以及模具的内、外型