项目一 任务三 数控铣床（加工中心）手动操作与试切削（课件）-《数控铣床编程与操作项目教程 第4版》同步教学（机工版）

[学习目标] 1.知识目标 ①了解常用数控键槽铣刀（立铣刀）的种类和用途； ②了解数控刀柄、平口钳等工艺装备知识； ③掌握数控铣床（加工中心）机床坐标系知识。 任务三 数控铣床（加工中心）手动操作与试切削 2.技能目标 ①会进行回参考点操作； ②会装夹工件、装拆数控刀具； ③会进行数控铣床（加工中心）手动（JOG）操作； ④会进行数控铣床（加工中心）试切削加工。 [知识学习] 一、键槽铣刀、立铣刀种类、用途 铣刀种类 用途 图示 二齿键槽铣刀 粗铣轮廓、凹槽等表面，可沿垂直铣刀轴线方向进给加工（垂直下刀） 立铣刀（3-5齿） 精铣轮廓、凹槽等表面，一般不能沿垂直铣刀轴线方向进给加工 键槽铣刀及立铣刀材料及性能 键槽（立）铣刀材料 价格 性能 普通高速钢 价格低 切削速度低，刀具耐用度低 特种性能高速钢 （钴高速钢） 价格较高 切削速度较高，刀具耐用度较高 硬质合金铣刀 价格高 切削速度高，刀具耐用度高 涂层铣刀 价格更高 切削速度更高，刀具耐用度更高 键槽铣刀和立铣刀按照结构的不同又分为整体式和可转位式 整体式 可转位式 二、数控刀柄、平口钳、卸刀座等装夹设备 1.数控铣刀刀柄 数控铣床（加工中心）使用的刀具通过刀柄与主轴相连，刀柄通过拉钉紧固在主轴上，由刀柄夹持铣刀传递转速、扭矩。 （1）锥度为7:24的通用刀柄 刀柄与主轴的配合锥面一般采用7:24的锥度。工厂中应用最广的是BT40和BT50系列刀柄和拉钉 1）弹簧夹头刀柄 用于装夹各种直柄立铣刀、键槽铣刀、直柄麻花钻等；卡簧装入数控刀柄前端夹持数控铣刀，拉钉拧紧在数控刀柄尾部的螺纹孔中，用于拉紧在主轴上。 2）莫氏锥度刀柄 可装夹相应的莫氏钻夹头、立铣刀、攻螺纹夹头等。 左图为带扁尾莫氏圆锥孔刀柄，右图为无扁尾莫氏锥孔刀柄。 （2）1:10的HSK真空刀柄 刀柄的1:10锥面与机床主轴孔的1:10锥面接触,用于高速加工 2.卸刀座： 用于铣刀从铣刀柄上装卸的装置 3.平口钳： 用于装夹工件，并用螺钉固定在铣床工作台上。 三、数控铣床（加工中心）机床坐标系 数控机床上，为确定机床运动的方向和距离，必须要有一个坐标系才能实现，我们把这种机床固有的坐标系称为机床坐标系； 1.机床坐标系的确定原则（JB3052-82） （1）假定刀具相对于静止的工件而运动的原则。 （2）采用右手笛卡尔直角坐标系原则。 图1-11右手笛卡尔直角坐标系 （3）机床坐标轴的确定方法。 Z坐标轴的运动由传递切削动力的主轴所规定，对于铣床，Z坐标轴是带动刀具旋转的主轴； X坐标轴一般是水平方向，它垂直于Z轴平行于工件的装夹平面； 最后根据右手笛卡尔直角坐标系原则确定Y轴的方向。 2.数控铣床（加工中心）机床坐标系 （1）立式铣床（加工中心）机床坐标系 Z坐标轴与立式铣床（加工中心）主轴同轴，向上远离工件为正方向。 站在工件台前，面对主轴，主轴向右移动方向为X坐标轴的正方向， Y坐标轴的正方向为主轴远离操作者方向。 图1-12立式铣床坐标系 图1-13 卧式铣床坐标系 Z坐标轴与卧式铣床（加工中心）的水平主轴同轴，远离工件方向为正；站在工作台前，主轴向左（工作台向右）运动方向为X坐标轴的正方向，Y坐标轴的正方向向上。 图1-3-7立式铣床坐标系 图1-3-8卧式铣床坐标系 （2）卧式铣床（加工中心）坐标系 （1）机床原点即数控机床坐标系的原点又称机床零点，是数控机床上设置的一个固定点，它在机床装配、调试时就已设置好，一般情况下不允许用户进行更改。 数控机床原点又是数控机床进行加工运动的基准参考点，一般设置在刀具远离工件的极限位置，即各坐标轴正方向的极限点处。 3.机床原点、机床参考点 （2）机床参考点。该点在机床制造厂出厂时已调好，并将数据输入到数控系统中。对于大多数数控机床，开机时必须首先进行刀架返回机床参考点操作，以确认机床参考点。回参考点的目的就是为了建立数控机床坐标系，并确定机床坐标系的原点。只有机床回参考点以后，机床坐标系才建立起来，刀具移动才有了依据，否则不仅加工无基准，而且还会发生碰撞等事故。机床参考点位置在机床原点处，故回机床参考点操作也可以称为回机床零点操作，简称“回零”。 一、开机、回参考点 1.数控铣床（加工中心）开机操作 操作步骤： 接通数控铣床（加工中心）电源，打开机床电源开关，启动数控系统电源按钮。 [任务实施] 2.回参考点操作 操作步骤： （1）按回参考点REF键，按住方向键，即可回参考点 （2）在“回参考点”窗口中可观察是否已回参考点， 3.操作注意事项 1）严格遵守数控铣床（加工中心）启动前操作要求。 2）开机后应首先执行“回参考点”操作。 3）“回参考点”只有在REF模式下进行。（一般应先回Z轴参考点预防发生撞刀现象） 4）各坐标轴手动回参考点（回零），若某坐标轴在回参考点前已处于零位，则应将该轴沿负方向移动一段距离后，再行回参考点。 5）回参考点后用AUTO（MEM）自动、JOG（手动）或MDA（MDI）手动输入等工作模式结束回参考点操作。 6）当数控机床断电后（或按下紧急停止按钮），应重新回机床参考点。 二、手动（JOG）操作与试切削 1.手动（JOG）操作 （1）坐标轴控制 1）按下JOG键，按住方向键或先按坐标轴X、Y、Z键，再按+、-方向键可以移动单轴、两轴或三轴，移动速度由进给旋钮控制。 2）如果同时按下快速移动键和相应的坐标轴键，则坐标轴以快进速度运行。 3）按下JOG键，再按下手轮模式键，可实现用手持操作器控制各坐标轴增量移动。 4）坐标轴以步进增量方式运行 （2）主轴控制 2.工件装夹、刀具装夹训练 （1）工件装夹训练 1）将0～150mm平口钳放置在铣床（加工中心）工作台上，并用T形螺钉将其固定在工作台上，校正平口钳，操作步骤如下： 松开平口钳旋转部位螺钉，百分表座固定在机床主轴上，百分表测量头接触平口钳钳口，手动沿X方向往复移动工件台，观察百分表指针，校正钳口与X轴方向平行度，百分表指针变化范围不超过3丝，拧紧旋转部位螺钉。（见视频） 2）将工件装夹在平口钳上，下用垫铁支撑，使工件高于钳口10mm左右，工件放置平稳并夹紧。 （2）刀具装夹训练 选Ø10键槽铣刀(或立铣刀)，8～10mm弹簧夹头，把刀柄放置在卸刀座上，通过弹簧夹头把键槽铣刀（或立铣刀）装夹到铣刀刀柄中并夹紧，再把刀柄装夹到机床主轴中。 3.试切削训练 1）按“JOG”键，选择手动工作模式，按 主轴正转键，使主轴正转。 2）按下相应方向键，使铣刀接近工件上表面任意一角，距离2～5mm。 3）调小进给速度，进给倍率一般选2～4%，按下手动键，使刀具试切到工件上表面。 4）移动X或Y坐标，使刀具离开工件。 5）Z坐标向下移动约1～2mm。 6）调节进给速度旋钮，选择30～60mm/min的进给速度，依次按下 、 方向按钮，移动X、Y坐标，完成工件上表面的试切削。 7）切削结束，拆下工件和铣刀并清理机床。 [资料链接] 数控铣床（加工中心）回机床参考点动作一般由系统及生产厂家设置确定，常有以下三种情况： 1.在回机床参考点（REF）模式下一直按住坐标移动键直至回到机床参考点为止； 2.在回机床参考点（REF）模式下，点动一下坐标移动键即可实现机床回参考点； 3.开机后机床自动完成回参考点动作。 本教材以第一种回参考点方式为准。 [操作注意事项] 1.机床回参考点后切换成手动模式（JOG模式）时不能再按 键，否则机床会因超程而报警；沿-X、-Y、-Z移动时也应注意不能超过机床移动行程。 2.刚开始训练时应尽量不用快速移动键，尤其是-Z方向，以避免发生刀具撞到工件表面或机床工作台等。 3.工件的装夹、铣刀的拆卸严格遵守安全操作规程。 4.试切削过程中，应随时注意调节进给速度旋钮，避免进给速度过快而损伤铣刀。 三、数控铣床手动操作与试切削任务检测与评价 序号 检测 项目 检测内容及要求 配分 学生 自检 学生 互检 教师 检测 得分 1 职业素养 文明、礼仪 10         2 安全、纪律 10         3 行为习惯 10         4 工作态度 10         5 团队合作 10         6 机床操作 数控铣刀、刀柄及弹簧夹头选择 5         7 铣刀在铣刀柄上的安装与拆卸 5         8 铣刀柄在铣床上的安装与拆卸 5         9 平口钳安装与拆卸 5         10 工件的安装与拆卸 10         11 开机、回机床参考点 10         12 手动操作与试切削零件 10         综合评价   [练习与思考] 1.常用键槽铣刀和立铣刀有何区别？各用于哪些场合？ 2.机床坐标系建立的原则有哪些？ 3. 数控铣床（加工中心）机床原点一般处于什么位 　4.想一想：数控铣床在什么情况下需回参考点？ $$