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数控系统运行与维修学习情境四数控铣削基础知识模块数控系统运行与维修学习目标识读复杂零件图和读懂零件图的技术要求。合理制定镗铣类数控机床的加工工艺。定位、装夹的原理和方法、零件找正的方法。数控系统运行与维修学习任务（1）掌握识读中等复杂零件图纸的能力，能读懂图中相关的技术要求和相关标注。（2）掌握合理安排镗铣类数控机床的加工工艺的能力。（3）掌握能够选择定位基准，并找正零件、装夹零件的能力。（4）掌握常用测量器具使用的能力。（5）熟悉镗铣类数控机床的保养和调试的能力。数控系统运行与维修基本理论4.3.1读图与绘图知识零件图的绘制（1）零件图概述（2）零件图的内容（3）零件图视图选择与表达（4）零件分析（5）主视图、工作位置与加工位置（6）零件图的尺寸标注看零件图的方法和步骤数控系统运行与维修4.3.2零件图的技术要求技术要求主要包含以下内容：零件的材料及毛坯要求、零件的表面粗糙度要求、公差配合的要求、形状和位置公差要求、零件的热处理、涂镀、修饰、喷漆等要求、零件的检测、验收、包装等要求。1．公差与配合2．表面粗糙度的概念3．形状和位置公差简介数控系统运行与维修4.3.3常用金属材料知识1．常用机械加工材料（1）金属材料的分类（2）金属材料的力学性能（3）常用碳素钢、合金钢、铸铁、有色金属的性能2．热处理（1）热处理的意义（2）钢的热处理分类（3）钢的表面热处理数控系统运行与维修3．切削加工性能的概念及常用材料的切削加工性能（1）金属材料切削加工性能的概念（2）改善金属材料切削加工性能的途径（3）难加工材料的切削加工性数控系统运行与维修4.3.4数控铣床及加工中心工艺基础1．数控铣床及加工中心工艺知识数控加工工艺是编写数控加工程序的主要依据，主要包括如下内容：①选择适合在数控机床上加工的零件，确定工序内容；②分析被加工零件的图样，明确加工内容及技术要求；③确定零件的加工方案，制定数控加工工艺路线，如划分工序、安排加工顺序，处理与非数控加工工序的衔接等；④加工工序的设计，如选取零件的定位基准，夹具方案的确定、划分工步、选取刀辅具、确定切削用量等；⑤数控加工程序的调整，选取对刀点和换刀点，确定刀具补偿，确定加工路线；⑥处理数控机床上的部分工艺指令。数控系统运行与维修1.平面类零件平面类零件是指加工面平行或垂直于水平面，以及加工面与水平面的夹角为一定值的零件，这类加工面可展开为平面。(a)轮廓面A(b)轮廓面B(c)轮廓面C数控铣削的主要加工对象数控系统运行与维修加工图中B所示的正圆台和斜肋表面，一般可用专用的角度成型铣刀来加工，此时若采用五坐标铣床摆角加工反而不经济。加工图中C所示的斜面时，当工件尺寸不大时，可用斜板垫平后加工；如机床主轴可以摆角，则可以摆成适当的定角来加工；当工件尺寸很大，斜面坡度又较小时，也常用行切法加工，但会在加工面上留下迭刀时的刀锋残留痕迹，要用钳修方法加以清除；当然，加工斜面的最佳方法是用五坐标铣床主轴摆角后加工，可以不留残痕。(a)轮廓面A(b)轮廓面B(c)轮廓面C数控系统运行与维修2.变斜角零件变斜角梁缘条概念：加工面与水平面的夹角呈连续变化的零件。零件也可在三坐标数控铣床上采用行切加工法实现近似加工，也可以四坐标或五坐标数控铣床加工。1234数控系统运行与维修3.立体曲面类零件概念加工面为空间曲面的零件称为立体曲面类零件加工立体曲面类零件一般使用三坐标数控铣床加工方法：行切加工法三坐标联动加工数控系统运行与维修行切加工法三坐标联动加工数控系统运行与维修数控系统运行与维修数控系统运行与维修数控系统运行与维修数控系统运行与维修数控系统运行与维修数控铣削的工艺性分析数控铣削加工工艺性分析是编程前的重要工艺准备工作之一，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在选择数控铣削加工内容时，应充分发挥数控铣床的优势和关键作用。主要选择的加工内容有：数控系统运行与维修（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曲线轮廓，如图所示的正弦曲线。数控系统运行与维修（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、测量和控制进给的内外凹槽；（5）以尺寸协调的高精度孔和面；（6）能在一次安装中顺带铣出来的简单表面或形状；（7）用数控铣削方式加工后，能成倍提高生产率，大大减轻劳动强度的一般加工内容。数控系统运行与维修2、零件图样的工艺性分析（1）零件图样尺寸的正确标注数控系统运行与维修（2）统一内壁圆弧的尺寸加工轮廓上内壁圆弧的尺寸往往限制刀具的尺寸。1）内壁转接圆弧半径R图R较大时图R较小时数控系统运行与维修2）内壁与底面转接圆弧半径r图r较小图r较大数控系统运行与维修3、保证基准统一的原则有些工件需要在铣削完一面后，再重新安装铣削另一面，由于数控铣削时，不能使用通用铣床加工时常用的试切方法来接刀，因此，最好采用统一基准定位。零件上最好有合适的孔作为定位基准孔，若没有，也可专门设置工艺孔作为定位基准，如实在无法制备基准孔，起码也要用经过精加工的面作为统一基准。数控系统运行与维修4、分析零件的变形情况铣削工件在加工时的变形，将影响加工质量。这时，可采用常规方法如粗、精加工分开及对称去余量法等，也可采用热处理的方法，如对钢件进行调质处理，对铸铝件进行退火处理等。加工薄板时，切削力及薄板的弹性退让极易产生切削面的振动，使薄板厚度尺寸公差和表面粗糙度难以保证，这时，应考虑合适的工件装夹方式。数控系统运行与维修改进零件结构提高工艺性的一些实例：数控系统运行与维修数控系统运行与维修数控系统运行与维修数控系统运行与维修5、零件的加工路线（1）铣削轮廓表面在铣削轮廓表面时一般采用立铣刀侧面刃口进行切削。对于二维轮廓加工，通常采用的加工路线为：1)从起刀点下刀到下刀点2)沿切向切入工件；3)轮廓切削；4)刀具向上抬刀，退离工件；5)返回起刀点。数控系统运行与维修（2）顺铣和逆铣对加工影响在铣削加工中，若铣刀的走向与切削点的切削分力方向相反，称为逆铣；反之则称顺铣。由于采用顺铣方式时，零件的表面精度和加工精度较高，并且可以减少机床的“颤振”，所以在铣削加工零件轮廓时应尽量采用顺铣加工方式。逆铣时，刀齿是从已加工表面切入，不会崩刃，机床进给机构的间隙不会引起振动和爬行。所以当工件表面有硬皮，机床的进给机构有间隙时，应选用逆铣。当表面无硬皮，机床进给无间隙时，选用顺铣。因为顺铣加工后，零件的表面质量好，刀齿磨损小。因此，粗铣时尽量采用顺铣；精铣时，尤其是零件材料为铝镁合金、钛合金或耐热合金时，尽量采用顺铣。数控系统运行与维修如图a所示为采用顺铣切削方式精铣外轮廓,图b所示为采用逆铣切削方式精铣型腔轮廓,图c所示为顺、逆铣时的切削区域。铣削方式的选择应视零件图样的加工要求，工件材料的性质、特点以及机床、刀具等条件综合考虑。通常，由于数控机床传动采用滚珠丝杠结构，其进给传动间隙很小，顺铣的工艺性就优于逆铣。数控系统运行与维修（1）数控加工对象的选择在选择数控铣削加工内容时，应充分发挥数控铣床的优势和关键作用。主要选择的加工内容有：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曲线轮廓，如图4-1-10所示的正弦曲线。②已给出数学模型的空间曲面,如图4-1-11所示的球面。图4-1-11球面图4-1-10Y=SIN(X)曲线数控系统运行与维修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、测量和控制进给的内外凹槽；⑤以尺寸协调的高精度孔和面；⑥能在一次安装中顺带铣出来的简单表面或形状；⑦用数控铣削方式加工后，能成倍提高生产率，大大减轻劳动强度的一般加工内容。数控系统运行与维修（4）机床的选择不同类型的零件应在不同的数控机床上加工，要根据零件的设计要求选择机床。数控立式镗铣床和立式加工中心适于加工箱体、箱盖、平面凸轮、样板、形状复杂平面或立体零件以及模具的内外型腔。数控卧式镗铣床和卧式加工中心适于加工各种复杂的箱体类零件、泵体、阀体、壳体等。多坐标联动的卧式加工中心还可用于加工各种复杂的曲线、曲面、叶轮、模具等。数控系统运行与维修（5）加工方法的选择与加工方案的确定①加工方法的选择。加工方法的选择原则是保证加工表面的加工精度和表面粗糙度的要求。②加工方案确定的原则。③加工余量的选择。加工余量泛指毛坯实体尺寸与零件（图样）尺寸之差。数控系统运行与维修（6）工序与工步的划分①工序的划分。a．按零件装卡定位方式划分工序。b．粗、精加工划分工序。c．按所用刀具划分工序。②工步的划分a．同一表面按粗加工、半精加工、精加工依次完成，或全部加工表面按先粗后精加工分开进行。b．对于既有铣面又有镗孔的零件，可先铣面后镗孔，使其有一段时间恢复，可减少由变形引起的对孔的精度的影响。c．按刀具划分工步。某些机床工作台回转时间比换刀时间短，可采用按刀具划分工步，以减少换刀次数，提高加工生产率。数控系统运行与维修（7）零件装夹方案的确定①基准定义以及分类。a．设计基准。b．工艺基准。②定位基准的选择。a．基准重合原则。b．基准统一原则。c．互为基准、反复加工原则。d．自为基准原则。③定位方式的确定。④夹具的选择。⑤夹具选用原则。数控系统运行与维修（8）数控铣床／加工中心零件的找正与装夹①在加工中心上对工件进行加工，工件的装夹方法根据不同的工件和加工批量②找正器种类与使用。③装夹实例。（9）对刀点与换刀点的确定对刀点是数控加工中刀具相对工件运动的起点。数控系统运行与维修（10）加工路线的确定进给路线是指数控加工过程中刀具相对于被加工工件运动的轨迹和方向。①最短的空行程路线。②切削进给路线选择原则③顺铣、逆铣的选择。数控系统运行与维修（11）切削削用量的确定切削用量包括切削深度（背吃刀量）、主轴转速（切削速度）、进给量。对于不同的加工方法，需要选择不同的切削用量，并应编人程序单内。①削深度ap。②主轴转速n（r／min）n=1000vc／πD＠进给量（mm／r）或进给速度（mm／min）。它是数控加工切削用量中的重要参数，主要根据零件的加工精度和表面粗糙度要求以及刀具、工件的材料性质选取。数控系统运行与维修（12）数控加工工艺文件①数控编程任务书②数控加工工件安装和原点设定卡片（简称装夹图和零件设定卡）③工序卡④数控加工走刀路线图⑤数控刀具卡片⑥数控加工程序单。不同的机床或不同的加工目的可能会需要不同形式的数控加工专用技术文件。在工作中，可根据具体情况设计文件格式。数控系统运行与维修项目五宏编程及其技术应用宏指令编程：是指可以使用变量进行算术运算、逻辑运算和函数混合运算的程序编写形式。可编制各种复杂的零件加工程序，增强机床的加工能力，同时可精简程序量。各种数控系统的宏程序格式和用法均有所不同以下以华中数控HNC-21M系统为例介绍宏指令编程数控系统运行与维修变量及其运算一、宏变量在宏程序中使用的变量称为宏变量。宏变量值可在程序中修改或利用MDI面板操作进行修改。二、宏变量表示#0～#49当前局部变量#50～#100全局变量数控系统运行与维修二、宏变量运算1、算术运算:主要是指加、减、乘、除、乘方、函数等＋（加）―（减）*（乘）∕(除）SIN（正弦）ASIN（反正弦）COS（余弦）ACOS（反余弦）TAN（正切）ATAN（反正切）SQRT（平方根）ABS（绝对值）ROUND（舍入）EXP（指数）LN（对数）FIX（上取整）FUP（下取整）MOD（取余）数控系统运行与维修2、数学和逻辑运算:通常是指两个数值的比较或者关系。常用的运算有：EQ（等于）NE（不等于）GT（大于）GE（大于且等于）LT（小于）LE（小于且等于）AND（与）OR（或）NOT（非）数控系统运行与维修函数格式赋值Definition#i=#j求和Sum求差difference乘积Product求商Quotient#i=#j+#k#i=#j-#k#i=#j*