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项目1数控铣床操作任务1.1数控铣床及其仿真软件操作任务说明运行数控加工仿真软件，了解软件界面操作，选择合适的数控铣床系统，完成工件设置与工件装夹等基本操作。手动操作，完成如图1-1-1所示工件在数控铣床上的装夹，综合地体验工件在数控铣床上进行装夹的基本手动操作，包括定位基准选择，夹具选择、装夹方式确定等。进阶目标熟悉一款仿真软件的界面操作；熟悉虚拟数控铣床的操作准备。任务1.1数控铣床及其仿真软件操作1.1.1数控铣床/加工中心1.1.2数控加工仿真软件1.1.3工件的装夹方式1.1.4工件的实际装夹操作数控铣床是数字程序控制铣床的简称，它具有通用性好、加工精度高、加工效率高的特点，广泛应用于一般机械加工和模具制造中。数控铣床和加工中心的主要区别是：数控铣床没有刀库和自动换刀装置，而加工中心是带有刀库并具有自动换刀功能的数控铣床。数控铣床一般按主轴位置可以分为：卧式数控铣床、立式数控铣床和卧立两用数控铣床，如图1-1-2所示。1.1.1数控铣床/加工中心1.1.1数控铣床/加工中心卧式数控铣床主轴轴线平行于水平面，为了扩大加工范围，卧式数控铣床通常通过增加数控回转工作台来实现四坐标轴或五坐标轴加工。立式数控铣床其主轴轴线垂直于水平面，立式数控铣床通常采用三轴坐标联动或三轴坐标两轴联动加工。020103立卧两用数控铣床的主轴轴线方向可以变换，既具备立式数控铣床的功能又具备卧式数控铣床的功能。1．数控铣床的加工工艺类型铣削加工是机械加工中最常见的加工方法之一，主要以平面铣削和轮廓铣削为主。数控铣床的加工工艺类型主要包括：铣平面、铣槽、铣台阶、铣曲面等，还包括对零件的钻、扩、铰、镗、锪以及铣螺纹等加工功能，如图1-1-3所示。1.1.1数控铣床/加工中心按采用的数控系统功能，数控铣床可以分为经济型数控铣床、全功能数控铣床和高速铣削数控铣床；本书主要介绍立式数控铣床及其铣削加工。2．数控铣床结构（1）数控铣床整体结构数控铣床的典型结构包括：床身、工作台、电气柜、立柱、主轴箱、主轴、数控系统、主轴伺服电动机、控制面板等，还包括检测装置等。（2）数控铣床的常用附件如图1-1-4所示，数控回转工作台适用于数控铣床和加工中心，是数控铣床加工复杂零件的重要部件。它能使数控铣床增加一个或两个回转坐标。数控回转工作台的运动可以由独立的控制装置控制，也可以由数控装置通过相应的接口连接进行控制。利用数控回转工作台可与铣床其他三轴配合实现四轴联动。华中数控生产的数控回转工作台如图1-1-5所示，卧式安装时为数控回转工作台，立式安装时为数控分度头。如图1-1-6所示，数控分度头有等分式和万能式两类。等分式只能完成指定的等分分度，万能式可实现连续分度。1.1.1数控铣床/加工中心3．数控铣床的维护保养为了使数控铣床保持良好的工作状态，保持稳定的加工质量，防止和减少故障发生，坚持定期检查和按要求维护保养十分重要。不同型号的数控铣床日常保养内容和要求不完全一样，对于具体的机床，应按其说明书的规定执行。1.1.1数控铣床/加工中心数控机床的维护保养要有科学的管理，有计划、有目的制定相应的规章制度，对此应该严格遵守。对于维护过程中发现的故障隐患应及时加以清除，避免停机待修，从而延长平均无故障时间，增加机床的开动率。机床操作、程序仿真校验、工艺验证等问题是初级学员学习数控加工会遇到的主要难题，而缺乏机床操作机会是最主要的原因。随着数控仿真技术的发展，国内外均涌现出许多优秀的数控加工仿真软件，为数控加工学习和数控加工工作带来极大地便利。该技术面向实际生产过程的机床仿真操作，加工过程三维动态的逼真再现，能使每一个学生，对数控加工建立感性认识，可以反复动手进行数控加工操作，有效地解决了因数控设备昂贵造成的实训训练成本高的问题，同时降低了初级学员实际操作的危险性，在培养全面熟练掌握数控加工技术的实用型技能人才方面发挥了显著作用。1.1.2数控加工仿真软件采用数控仿真软件作为学习平台，能大大减少材料的损耗，降低训练场地与设备的管理难度。1.1.2数控加工仿真软件01020304编程实践无须在特定的场地和设备上练习，学员可以不受地点时间的限制，做到全方位全天候的学习和练习。减低初级学员操作的风险，在电脑上练习，无须担心误操作导致撞机、断刀等事故，尤其是关乎人身安全的事故。数控加工中进行验证与优化。可以进行干涉检查，协助预判刀具与工件、夹具、机床部件等相互间的碰撞，这在多轴加工和使用复杂夹具的场合尤其重要；可以进行切削检查，协助预判工件在某些部位的过切或少切现象；可以进行智能工艺验证与切削参数优化等。图1-1-7所示为某数控铣削仿真软件的主界面。1.1.2数控加工仿真软件1．机用虎钳装夹在数控铣床加工中，最常采用的工件装夹方法是利用机用虎钳进行工件的装夹。机用虎钳的结构如图1-1-8所示，用机用虎钳装夹矩形工件如图1-1-9所示。1.1.3工件的装夹方式2．直接在铣床工作台上装夹在单件或少量生产和不便于使用夹具夹持的情况下，常常采用直接在铣床工作台上装夹。矩形工件装夹如图1-1-10所示，圆形工件装夹如图1-1-11所示。1.1.3工件的装夹方式3．利用V形铁和双虎钳装夹轴类工件通常用V形铁进行装夹，利用压板将工件夹紧。V形铁的类型和装夹如图1-1-12所示。铣削长形工件时，可使用双虎钳把工件夹紧，如图1-1-13所示。1.1.3工件的装夹方式4．三爪自定心卡盘和圆盘工作台装夹对于结构尺寸不大的圆形表面工件，可以利用三爪自定心卡盘进行装夹，并使用压板、螺栓将三爪自定心卡盘固定在铣床的工作台面上，如图1-1-14a所示。圆盘工作台用来进行比较规则的内外弧形面工件的装夹。其外观图如图1-1-14b、c所示。转动手轮，通过圆盘工作台内部的蜗轮蜗杆实现圆盘工作台的旋转。圆盘工作台的中心为圆锥孔，以使工件的待加工圆弧与圆盘工作台同心。1.1.3工件的装夹方式图1-1-1所示工件为矩形零件，最简单可行的方法是，选择在机用虎钳进行工件的装夹。为了保证工件的装夹精度和加工效率，装夹的次数越少越好。图1-1-15a所示为机用虎钳装夹工件。在机用虎钳钳口与工件的夹紧面间增加两块垫铁，如图1-1-15b所示。左端垫铁贴紧机用虎钳死钳口面，右端垫铁贴紧机用虎钳活钳口面。两块垫铁的长度应小于被加工工件的长度，两块垫铁的宽度应大于铣削加工中使用的铣刀直径，两垫铁的高度应低于工件的上平面。如此增加垫铁进行装夹工件，就可在工件的一次装夹定位中使用圆柱立铣刀完成工件两侧面的铣削加工，同时完成工件上平面的铣削加工（也可更换面铣刀进行）。两次装夹就可完成工件六面体的铣削加工。1.1.4工件的实际装夹操作任务1.2数控铣床控制面板操作任务说明熟练操作数控铣床的控制面板，进行手动控制操作数控铣床，综合地体验数控铣床的基本手动操作，包括主轴动作、进给动作、手轮操作、刀具安装、试切工件、工件测量等。进阶目标综合熟悉仿真软件的界面操作；理解开机回零的作用；了解铣刀结构与铣削加工；熟练操作手轮或进给按钮，能够进行手动控制加工；熟练操作仿真软件进行工件测量，能控制手动铣削的尺寸精度。任务1.2数控铣床控制面板操作1.2.1华中数控HNC-22M系统面板操作1.2.2FANUC0iM系统面板操作用于显示各种信息，如程序编辑、参数设置、系统报警等。1.2.1华中数控HNC-22M系统面板操作用于选择数控系统中的功能操作，如程序操作、运行控制、MDI（手工数据输入的简称）、刀具补偿、设置、故障诊断、DNC（分布式数控的简称）通信、显示方式等各种功能的选择。用于输入数据，如程序录入、参数输入等。对机床进行各种控制，如模式选择、倍率修调、进给轴手动运动、主轴动作、换刀操作、切削液控制等。功能键区1.2.1华中数控HNC-22M系统面板操作•如从存储器中选择程序、编辑程序、新建程序、保存程序、图形化程序校验、停止程序、重新运行程序等；程序操作•包含程序运行过程中的控制操作，如从指定行运行程序、程序中断时保存断点、从断点处开始继续运行程序等；运行控制•可以手工输入一行程序指令，并运行；MDI•包含刀偏表和刀补表，进入刀偏表可以输入试切直径和试切长度的对刀数据、刀具磨损补偿，进入刀补表可输入刀尖半径和刀尖方位号；刀具补偿1.2.1华中数控HNC-22M系统面板操作•包含G54～G59的坐标系设定、校验仿真的毛坯尺寸、显示设置和网络参数、串口通信参数设置等；设置•进入故障信息显示界面；故障诊断•可以进行数控系统和计算机的通信，将程序从计算机传输到数控系统，或将程序从数控系统传输到计算机备份；DNC通信•设置坐标系等显示模式；显示方式•进入下一菜单（子菜单）界面，包含PLC（可编程逻辑控制器的简称）程序编辑、系统参数设置、串口通信、帮助信息等。扩展功能用户可以根据子菜单的内容选择所需的操作，如图1-2-2所示。1.2.1华中数控HNC-22M系统面板操作华中数控HNC-22T系统的数控车床操作功能键如表1-2-2所示。1.2.1华中数控HNC-22M系统面板操作1.2.1华中数控HNC-22M系统面板操作1.2.1华中数控HNC-22M系统面板操作FANUC0iM系统控制面板如图1-2-3所示，包括屏幕显示区、软功能键区、编辑键盘区、菜单控制区、机床面板区。1.2.2FANUC0iM系统面板操作显示菜单用于切换不同的显示界面，进入相应的功能操作，按键包括功能键、编辑键、帮助键及取消键等。功能键是用来选择将要显示的面面（功能）的。当一个软功能键（选择软键）在功能键之后立即被按下后，就可以选择与所选功能相关的屏幕显示。①“POS”：用于进入位置显示界面；②“PROG”：用于进入程序操作界面，进行程序浏览、新建、编辑、保存、调用等操作；③“OFFSET/SETTING”：用于进入刀偏/设定（SETTING）画面，可以进入对刀参数的刀偏设置、设置（SETTING）、显示宏变量、G54～G59工件坐标系设置、刀具寿命管理、格式数据输入、软操作面板等7个不同界面；④“MESSAGE”：用于进入报警界面，可以查阅报警信息、报警日志；⑤“SYSTEM”：用于显示系统界面，可以设定机床参数、诊断、系统配置、螺距误差补偿、伺服参数、主轴参数等。编辑键是在编辑程序的时候使用的按钮：“ALTER”：替换；“INSERT”：插入；“DELETE”：删除。1.2.2FANUC0iM系统面板操作FANUC0iM系统的数控车床操作功能键如表1-2-3所示。1.2.2FANUC0iM系统面板操作1.2.2FANUC0iM系统面板操作1.2.2FANUC0iM系统面板操作1.2.2FANUC0iM系统面板操作任务1.3数控铣床系统面板对刀操作任务说明运行数控加工仿真软件，了解软件界面操作，选择合适的数控铣床系统，完成铣刀设置与装卸等基本操作。手动操作数控铣床系统面板，完成圆柱立铣刀、面铣刀的对刀操作。手动控制数控铣床，完成图1-1-1所示工件周边外形加工的铣刀设置与装刀操作，综合体验在数控铣床上实际进行装刀的基本手动操作。完成图1-1-1所示工件在数控系统面板的对刀操作。进阶目标能够正确安装圆柱立铣刀、面铣刀，确保刀具悬伸长度等要素合理；熟悉数控系统面板操作，正确录入对刀参数，如试切长度、宽度、厚度等；熟悉和掌握圆柱立铣刀、面铣刀的对刀方法和操作要领；熟悉机床坐标系、工件坐标系，掌握相应的实现方式。任务1.3数控铣床系统面板对刀操作1.3.1铣刀刀位点1.3.2铣刀的安装操作1.3.3华中数控HNC-22M系统对刀操作1.3.4FANUC0iM系统对刀操作数控铣床刀具包括：圆柱立铣刀（圆柱表面和端面上都有切削刃。圆柱表面的切削刃为主切削刃，端面上的切削刃为副切削刃）；面铣刀（圆周表面和端面都有切削刃，端部切削刃为副切削刃）；键槽铣刀（圆柱面和端面都有切削刃，端面刃延至中心）；球头铣刀（切削刃分布在半径为R的圆弧面上）。成形铣刀（指为特定的工件或加工内容专门设计制造的铣刀）。刀位点是指编制程序和进行加工时，用于表示刀具特征的点，也是对刀和加工的基准