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任务二认识刀具、对刀、手动铣平面（牛刀小试）一、任务目标1、工件装夹（平口钳及装夹图片）（1课时）2、认识铣刀刀柄、键槽铣刀和立铣刀，学习如何装刀卸刀（1课时）3、讲试切法对刀及练习（寻边器介绍）（2课时）4、手动铣平面操作练习（3课时）二、相关知识（知识要点）1、工件的装夹平口钳安装于铣床工作台上，用百分表校正（钳口与X轴方向平行）。将坯料装入平口钳中，下用垫铁，工件露出约钳口，放平且夹紧。如图2-1所示图2—1平口钳校正（a）工件装夹（b）2、数控立铣刀的种类和用途种类：1）两刃立铣刀2）三刃立铣刀3）多刃立铣刀用途:1）两刃立铣刀粗铣轮廓、凹槽等表面，可沿铣刀轴线方向进给加工（垂直下刀）；2）三刃和多刃立铣刀精铣轮廓、凹槽等表面，一般不能沿铣刀轴线方向进给加工。键槽铣刀、立铣刀按结构不同有整体式和可转位式。图2—2整体式立铣刀图2—3可转位式立铣刀3、数控铣刀刀柄数控铣床使用的刀具是通过刀柄与主轴相连的，刀柄与主轴的配合锥面一般采用7：24的锥度。目前国际和国家标准规定的BT-40和BT-50系列为常用的刀柄和拉钉，以下是几种常用的刀柄。图2—4弹簧夹头刀柄、卡簧及拉钉1）弹簧夹头刀柄、卡簧及拉钉如图2-4所示，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，用于拉紧主轴上。2）莫氏锥度刀柄如图2-5所示。莫氏锥度刀柄有莫氏2号、3号、4号等，可装夹相应的莫氏钻夹头、铣刀、攻螺纹夹头等。图2-5莫氏锥度刀柄4、卸刀座卸刀座是用于铣刀从铣刀柄上装卸的位置，如图2-6。1、平口钳平口钳用于装夹工件，并用螺钉固定在工作台上，如图2-7。图2—6卸刀座图2—7平口钳2、“试切法”对刀及检验方法1）.刀具装夹把Ф10mm键槽铣（立铣刀）、8～10mm卡簧，装入铣刀刀柄，再把铣刀刀柄连同铣刀装入铣床主轴。2）.对刀操作一般来讲，在机床加工过程中，通常使用的有两个坐标系：一个是机床坐标系；另外一个是工件坐标系。对刀的目的是为了确定工件坐标系与机床坐标系之间的空间位置关系，也即确定对刀点相对工件坐标原点的空间位置关系。将对刀数据输入到相应的工件坐标系设定存储单元,对刀操作分为X、Y向和Z向对刀。根据现有条件和加工精度要求选择对刀方法，目前常用的对刀方法主要有两种：即简易对刀法(如试切对刀法、寻边器对刀、Z向设定器对刀等)和对刀仪自动对刀法。使用G54～G59等零点偏置指令，将机床坐标系原点偏置到工件坐标系零点上。本次对刀，工件坐标系在工件左下角上表面处，通过对刀将偏置距离测出并输入存储到G54中，步骤如下：（1）MDI方式下输入“S500M3；”指令，按键，使主轴转动，或手动方式下按主轴正转按钮，使主轴转动；（2）X轴对刀手动（JOG）方式下移动刀具让刀具刚好接触工件左侧面，Z方向提起刀具，进行面板操作，操作步骤如下：①按键。出现如图2-8所示画面；图2-8OFFSET界面图2-9坐标系界面②按“坐标系”软键，出现如图2-9所示画面；③光标移至G54的X轴数据；④输入刀具在工件坐标系的X轴坐标值，此处为X-5，按“操作”软键，再按“测量”软键，完成X轴对刀。（3）Y轴对刀手动方式下，移动刀具让刀具刚好接触工件前侧面，Z方向提起刀具，进行面板操作，操作步骤如下：①按键。出现如图2-8所示画面；②按“坐标系”软键，出现如图2-9所示画面；③光标移至G54的Y轴数据。④输入刀具在工件坐标系的Y轴坐标值，此处为Y-5，按“操作”软键，再按“测量”软键，完成Y轴对刀。（4)Z轴对刀。手动方式下移动刀具刚好接触工件上表面，进行面板操作。步骤如下：①按键。出现如图2-8所示画面；②按“坐标系”软键，出现如图2-9所示画面；3.“对刀”检验①按键，使机床运行于MDI（手动输入）工作方式②按键；③按“MDI”软键，自动出现加工程序名称“O0000”；④输入测试程序“G90G00G54X0.Y0.Z10.”（或“G90G01G54X0.Y0.Z10.F5000”）⑤按键，运行测试程序；⑥程序运行结束后，观察刀具是否处于工件左下角工件原点上方10㎜处，如“是”则对刀正确；如“不是”则对刀操作不正确，需查找原因，重新对刀。4、其他寻边器对刀图2-10机械寻变器图2-11光电寻边器三、手轮方式铣上表面（操作练习）任务三直线零件加工练习（一）（王者归来）一、任务目标1、理解G01、G00指令的含义2、了解数控程序的格式3、了解数控编程规则4、学习槽类零件铣削编程和加工操作二、任务导入1、零件图纸“王”字零件如图3—1所示。该零件为槽类零件由4条直线槽组成。制图校核材料比例图号数控铣加工任务实训1:1AL说明：1.毛坯80×80。2.未注公差尺寸按IT12。手工编程零件1—王者归来SKX-1图3—1直线槽铣削加工零件图12、零件工艺分析零件主体为Φ80×80的长方体，材料为铝，故采用平口钳装夹，加工部位位于零件上方。3、工量具及其切削用量刀具量具背吃刀量mm进给速度mm/min主轴转速r/minΦ6mm键槽铣刀游标卡尺深度尺22001000三、相关知识（知识要点）1、G00指令——快速定位格式：G00X__Y__Z__；功能：指令刀具从当前点，以数控系统预先调定的移动速度，快速移动到程序段所指令的下一个定位点。注意：（1）该指令只是快速定位到目标点，无运动轨迹的要求。其运动轨迹因控制系统不同而不同。（2）快速移动的速度由系统内部参数确定，与进给速度F无关。（3）G00的运动轨迹不一定是直线，若不注意则容易干涉。2、G01指令——直线插补格式：G01X_Y__Z__F__；功能：该指令使刀具相对于工件按直线方式，由当前位置移动到程序段中规定的位置。当前位置是直线的起点，为已知点，而程序段中指定的坐标值即为终点坐标。运行速度由F指定。例如F100表示工件每分钟移动100mm。四、扩展知识：1、程序结构及程序段格式零件加工程序的主体由若干个程序段组成。程序段是可作为一个单位来处理的连续的字组，它实际是数控加工程序中的一段程序。多数程序段是用来指令机床完成或执行某一动作。程序段是由尺寸字、非尺寸字和程序段结束指令构成。在书写和打印时，每个程序段一般占一行，在屏幕显示程序时也是如此。程序结构程序段格式/NO3G02X55Y55I0J55F100S800T04M03；上例详细格式分类说明如下：N03为程序段序号；G02表示加工的轨迹为顺时针圆弧；X55、Y55表示所加工圆弧的终点坐标；I0、J55表示所加工圆弧的圆心坐标；F100为加工进给速度；S800为主轴转速；T04为所使用刀具的刀号；M03为辅助功能指令；/为跳步选择指令。跳步选择指令的作用是:在程序不变的前提下，操作者可以对程序中的有跳步选择指令的程序段作出执行或不执行的选择。选择的方法，通常是通过操作面板上的跳步选择开关扳向ON或OFF，来实现不执行或执行有“/”的程序段。特点：1）程序段中各信息字的排列不分顺序；2）数据符的位数可少不可多；3）模态指令只能被同组的其他指令取代或取消，否则继续有效，并可以省略。2、程序编制的基本步骤图4-3程序编制的基本步骤①、分析零件图首先要分析零件的材料、形状、尺寸、精度、批量、毛坯形状和热处理要求等，以便确定该零件是否适合在数控机床上加工，或适合在哪种数控机床上加工，同时要明确浇灌能够的内容和要求。②、工艺处理在分析零件图的基础上进行工艺分析，确定零件的加工方法（如采用的工夹具、装夹定位方法等）、加工线路（如对刀点、进给路线）及切削用量（如主轴转速、进给速度和背吃刀量等）等工艺参数。③、数值计算耕根据零件图的几何尺寸、确定的工艺路线及设定的坐标系，计算零件粗、精加工运动的轨迹，得到刀位数据。对于形状比较简单的零件（如由直线和圆弧组成的零件）的轮廓加工，要计算几何元素的起点、终点、圆弧的圆心、两几何元素的交点或切点的坐标值，如果数控装置无刀具补偿功能，还要计算刀具中心的运动轨迹坐标。对于形状比较复杂的零件（如由非圆曲线、曲面组成的零件），需要用直线段或圆弧段逼近，根据加工精度的要求计算出节点坐标值，这种数值计算要用计算机来完成。④、编写加工程序单根据加工路线、切削用量、刀具号码、刀具补偿量、机床辅助动作及刀具运动轨迹，按照数控系统使用的指令代码和程序段的格式编写零件加工的程序单，并校核上述两个步骤的内容，纠正其中的错误。⑤、制作控制介质把编制好的程序单上的内容记录在控制介质上，作为数控装置的输入信息。通过程序的手工输入或通信传输送入数控系统。⑥、程序校验与首件试切编写的程序和制备好的控制介质，必须经过校验和试刀才能正式使用。效验的方法是直接将控制介质上的内容输入到数控系统中让机床空转，一检验机床的运动轨迹是否正确。在有CRT图形显示的数控机床上，用模拟刀具与工件切削过程的方法进行检验更为方便，但这些方法只能检验运动是否正确，不能检验被加工零件的加工精度。因此，还需要进行零件的首件试切。当发现有加工误差时，分析误差产生的原因，找出问题所在，加以修正，直至达到零件图纸的要求。2、注意事项1、华中数控系统程序的第一行应有“%××××”字样的文字，且数字长度不宜过长。2、调试程序时，在自动方式下，一定要按下“程序较验”键，确保机床锁住不动，再按“循环启动”键，开始进行图形模拟加工。3、初学者对刀后应进行校验，以保证安全无误。常用的GM指令代码按不同功能可划分为准备功能G指令代码、辅助功能M指令代码和F、S、T指令3大类。3F、S和T指令F是控制刀具位移速度的进给率指令，为模态指令，如图3-2所示，但快速定位G00的速度不受其控制。在铣削加工中，F的单位一般为mm/min(每分钟进给量)。3-2刀具进给注：模态指令是一组可相互注销的指令，一旦被执行则一直有效，直至被同一组的其他指令注销为止；非模态指令只在所在的程序段中有效，程序段结束时被注销。S功能用以指定主轴转速，单位为r/min，S是模态指令，但S功能只有在主轴速度可调节时才有效。T是刀具功能指令，后跟两位数字指示更换刀具的编号。T指令为非模态指令，在加工中心执行T指令，则刀库转动来选择所需要的刀具，然后等待直到M06代码指令作用时自动完成换刀。T指令同时可调入刀补寄存器中的刀补值(刀具长度和刀具半径)。4、辅助功能M代码辅助功能M指令代码，由地址字M后跟1～2位数字组成，即M00～M99。主要用来设置数控铣床电控装置单纯的开/关动作，以及控制加工程序的执行走向。各M代码的功能如表所示。M指令代码及其功能M指令代码功能M指令代码功能M00程序停止M06换刀M01程序选择性停止M08冷却液开启M02程序结束M09冷却液关闭M03主轴正转M30程序结束，返回开头M04主轴反转M98调用子程序M05主轴停止M99子程序结束（1）暂停代码M00当CNC执行到M00代码时，将暂停执行当前的程序，以方便操作者进行刀具的更换、工件的尺寸测量、工件调装头或手动变速等操作。暂停时机床的主轴进给及冷却液停止，而全部现存的模态信息保持不变。若继续执行后续程序，只需要重新按下操作面板上的【启动】按钮即可。（2）程序结束代码M02M02用于主程序的最后一个程序段中，表示程序结束。当CNC执行到M02代码时，机床的主轴、进给及冷却液全部停止。使用M02的程序结束后，若要重新执行就必须重新调用该程序。（3）程序结束并返回到零件程序头代码M30M30和M02功能基本相同，只是M30代码还具有控制返回零件程序头的功能。使用M30的程序结束后，若要重新执行该程序，只需再次按操作面板上的【启动】按钮即可。（4）子程序调用及返回代码M98、M99M98用来调用子程序；M99用来结束子程序，执行M99使控制返回到主程序。在子程序开头必须用规定的子程序号，以作为调用入口地址。在子程序的结尾用M99，以控制执行完该子程序后返回主程序。（5）主轴控制代码M03、M04和M05M03主轴启动，并以顺时针方向旋转；M04主轴启动，并以逆时针方向旋转；M05主轴停止旋转。（6）换刀代码M06M06用于具