数控加工中心全册配套最完整精品课件1.ppt

1、数控加工中心全册配套最完整数控加工中心全册配套最完整 精品课件精品课件1 第1章 绪 论 n1-1 数控加工概述 n1-2 数控加工的特点与适应性 n1-3 数控机床的分类 n1-4 数控加工技术的发展 1-1 数控加工概述 一、数控加工操作内容一、数控加工操作内容 二、数控机床的坐标系二、数控机床的坐标系 三、对刀三、对刀 一、数控加工操作内容一、数控加工操作内容 数控加工操作的内容主要有： 1、坐标系设定 2、程序输入 3、零件定位安装 4、对刀 5、零件加工质量检测等。 二、数控机床的坐标系二、数控机床的坐标系 数控机床的坐标系包括机床坐标系和工 件坐标系。 n机床坐标系是机床上固有的坐

2、标系，是机 床制造和调整的基准，也是工件坐标系设 定的基准。 n工件坐标系是编程时使用的坐标系，因此 又称编程坐标系。工件坐标系坐标轴的意 义必须与机床坐标轴相同。 机床参考点 n机床参考点是数控机床上的一个固定点，大多数 机床将刀具沿其坐标轴正向运动的极限点作为参 考点，其位置用机械行程档块来确定。参考点位 置在机床出厂时已调整好，一般不作变动。必要 时可通过设定参数或改变机床上各档铁的位置来 调整。数控铣床的机床坐标系的原点一般都设在 机床参考点上。而数控车床的机床坐标系的原点 则一般位于卡盘端面或机床参考点处。 机床坐标系的设定 n机床坐标系在以下几种情况下必须进行设 定： n机床首次开

3、机，或关机后重新接通电源时； n解除机床急停状态后； n解除机床超程报警信号后。 工件坐标系原点 n工件坐标系的原点，也称工件零点或编程零点， 其位置由编程者确定。确定工件原点的原则是便 于编程计算，故应尽量将工件原点设在零件图的 尺寸基准或工艺基准处。一般来说，数控铣床的 工件原点可设在工件外轮廓的某一角上，或设在 对称的工件的对称中心上，Z轴方向的零点，一 般设在工件表面上。数控车床的工件原点一般选 在主轴中心线与工件右端面或左端面的交点处。 三、对刀 n对刀是数控机床操作者在开始对工件进行数控切 削加工前所作的首要工作。所谓对刀，是指将刀 具移向对刀点，并使刀具的刀位点和对刀点重合 的操

4、作。 n车刀、镗刀的刀位点是指刀尖或刀尖圆弧中心； 立铣刀的刀位点是指刀具轴线与刀具底面的交点； 球头铣刀的刀位点是球心；钻头的刀位点是钻尖。 n对刀精度的高低直接影响工件的加工精度。目前， 数控机床的大多采用人工对刀，这对操作者的技 术要求较高。为保证对刀精度，常采用高精度的 专用对刀仪进行对刀。 1-2 数控加工的特点与适应性 n一、数控加工的特点一、数控加工的特点 一、数控加工的特点一、数控加工的特点 1加工精度高，质量稳定加工精度高，质量稳定 2生产效率高生产效率高 3对加工对象的适应性强对加工对象的适应性强 4自动化程度高，劳动强度低自动化程度高，劳动强度低 5便于实现现代化管理便于

5、实现现代化管理 二、数控加工的适应性二、数控加工的适应性 从经济角度考虑，数控机床最适用于加 工以下零件： 1多品种、小批量零件； 2形状复杂、精度要求较高，在普通机床 上无法加工或难以加工的零件； 3需要多次更改设计后才能定型的零件； 4价格昂贵，不允许报废的零件； 5需要最小生产周期的零件。 1-3 数控机床的分类 一、按工艺用途分 1金属切削类 2金属成型类 3特种加工类 4其它类 一、按工艺用途分 1金属切削类 2金属成型类 3特种加工类 1金属切削类 n这类数控机床包括数控车床、数控铣床、 数控镗床、数控磨床、数控钻床、数控拉 床、数控刨床、数控切断机床、数控齿轮 加工机床以及各类加

6、工中心。 加工中心 n加工中心是带有刀库和自动换刀装置的数 控机床。它将铣削、镗削、钻削、攻螺纹 等功能集中在一台设备上，使其有多种工 艺手段。加工中心的刀库可容纳10100 多把各种刀具或检具，在加工过程中由程 序自动选用和更换。这是它与普通数控机 床的主要区别。 2金属成型类 n这类数控机床包括数控板料折弯机、数控 直角剪板机、数控冲床、数控弯管机、数 控压力机等。这类机床起步较晚，但目前 发展较快。 3特种加工类 n这类数控机床包括数控线（电极）切割机 床、数控电火花切割机床、数控电火花成 型机床、带有自动换电极的电加工中心、 数控激光切割机床、数控激光热处理机床、 数控激光板材成型机床

7、、数控等离子切割 机床、数控火焰切割机等。 二、按功能档次分 n按控制系统的功能，可把数控机床分为低 档（经济型）、中档、高档三类。 n三个档次的数控机床主要区别于以下几个 方面： 1低档数控机床 2中档数控机床 3高档数控机床 1低档数控机床 低档数控机床的技术指标一般为： n脉冲当量0.01mm0.005mm，进给速 度410m/min，开环步进电机驱动，数 码管或简单CRT显示，主CPU一般为8位 或16位。一般无通信功能。 2中档数控机床 中档数控机床的技术指标一般为： n脉冲当量0.0050.001mm，进给速度 1524m/min，半闭环直流或交流伺服 系统，有较齐全的CRT显示：

8、可显示字符 和图形、人机对话、自诊断等。主CPU一 般为16位或32位。可有RS232C、 RS485等通信接口。 3高档数控机床 高档数控机床的技术指标一般为： n脉冲当量0.0010.0001mm，进给速度 15100m/min，闭环直流或交流伺服系 统，CRT显示具备中档的功能外，还具有 三维图形显示等，主CPU一般为32位或64 位。有制造自动化协议MAP通信接口，具 有联网功能。 1-4 数控加工技术的发展 一、数控机床的发展概况 二、数控技术的发展方向 三、机械制造系统的发展 一、数控机床的发展概况 n数控机床的研制始于美国。1952年美国麻 省理工学院研制成功第一台三坐标数控铣

9、床。随着电子技术、计算机技术、自动控 制技术和精密测量技术的发展，数控机床 也在迅速地发展和不断更新换代。 NC系统与CNC系统 n七十年代以前的数控系统，都是采用专用电子电 路实现的硬接线数控系统，因此称为硬件式数控 系统，也称为NC系统。七十年代中期开始发展 起来的采用微处理器及大规模或超大规模集成电 路实现的数控系统，它具有很强的控制功能和程 序存储功能，这些功能是由控制程序实现的，因 此称为软件式数控系统。软件式数控系统也称为 计算机数控系统或CNC系统。目前，CNC系统几 乎完全取代了以往的NC系统。 二、数控技术的发展方向 n现代数控机床及其数控系统，目前大致向 高精度、高速度、高

10、可靠性、高智能化以 及高通信功能等方向发展。 三、机械制造系统的发展 n为满足现代化生产日益提高的要求，具有 多功能和一定柔性的现代化生产系统相继 出现，使数控加工技术向更高层次发展。 n现代化生产系统主要有柔性制造单元FMC （Flexible Manufacturing Cell），柔性 制造系统FMS（Flexible Manufacturing System）,计算机集成制造系统CIMS （Computer Integral Manufactuing System）。 柔性制造单元FMC n柔性制造单元FMC可由一台或多台数控设 备组成，既具有独立的自动加工的功能， 又部分具有自动传送

11、和监控管理功能。所 谓柔性，就是通过编程或稍加调整就可同 时加工几种不同的工件。 nFMC有两大类，一类是数控机床配上机器 人，另一类是加工中心配上托盘交换系统。 若干个FMC可组成一个FMS。 柔性制造系统FMS n柔性制造系统FMS是一个由中央计算机控 制的自动化制造系统。它是由一个传输系 统联系起来的一些数控机床和加工中心。 传输装置将工件放在托盘或其它连接设备 上，送到加工设备，使工件加工准确、迅 速和自动。 计算机集中制造系统CIMS n计算机集中制造系统CIMS就是利用计算机 进行信息集成，从而实现现代化的生产制 造，以求得企业的总体效益。CIMS是建立 在多项先进技术基础上的高技

12、术制造系统， 是面向21世纪的生产制造技术。它综合利 用了CAD/CAM、FMS、FMC及工厂自动 化系统，实现了无人管理。 习题一习题一 n1-1 数控加工一般过程如何？ n1-2 数控加工的特点有哪些？适合于何种类型零 件的加工？ n1-3 机床坐标系和工件坐标系的设定方法是什么？ n1-4 何谓数控机床的对刀？如何定义常用刀具的 刀位点？ n1-5 说明英文缩写NC、CNC、FMC、FMS、 CIMS的含义。 第2章数控加工工艺基础 2-1 数控加工工艺设计内容 2-2 数控车削加工工艺基础 2-3 数控铣削加工工艺基础 2-1 数控加工工艺设计内容 数控加工工艺设计的主要内容有： n数

13、控加工的工艺性分析; n数控加工工艺路线设计; n数控工艺工序设计; n数控加工专用技术文件的编写。 一、数控加工的工艺性分析 1、选择数控加工内容 2、零件图工艺性分析 （一）选择数控加工内容 n当选择并决定某个零件进行数控加工时， 并不等于要把它所有的加工内容都包下来， 而可能只是其中某一部分进行数控加工。 必须在对零件图进行仔细的工艺分析的基 础上，合理选择需要进行数控加工的内容。 零件图的分析 n零件图的分析主要分析零件的材料、形状、 尺寸、精度及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，或适合在哪种类型的数控机床上加工。 只有那些属于批量小、形状复杂、精度要

14、 求高及生产周期要求短的零件，才最适合 数控加工。 （二）零件图工艺性分析 n在选择和确定数控加工内容的过程中，程 编人员应该根据所掌握的数控加工的基本 特点以及所用数控机床的功能和实际工作 经验，对零件图作数控加工工艺性分析。 零件图工艺性分析内容 结构工艺性分析 轮廓几何要素分析 尺寸标注方法分析 定位基准的可靠性分析 精度及技术要求分析 二、数控加工工艺路线设计 n零件的数控加工工艺过程是对几道数控加 工工序的内容和顺序的概括，而不是指毛 坯到成品的整个工艺过程。而数控加工工 序一般均穿插在零件加工的整个工艺过程 中，因此，在数控工艺路线设计中，要考 虑与整个工艺过程的协调吻合。 数控工

15、艺路线设计主要内容 n数控工艺路线是下一步工序设计的基础， 其设计的质量会直接影响零件的加工质量 与生产效率。 n工艺路线设计的主要内容为： 1、工序划分 2、工序顺序的安排 1、工序划分 n根据数控加工的特点，数控加工工序的主 要划分方法如下： （1）以一次安装、加工作为一道工序 （2）同一把刀具加工的内容作为一道工序 （3）以加工部位划分工序 （4）粗、精加工划分工序 2、工序顺序的安排 n工序顺序的安排应根据零件的结构和毛坯 状况、定位和夹紧的需要来考虑，重点是 保证定位夹紧工件的刚性和有利于保证精 度。 工序顺序的一般原则： （1）要注意工序间的衔接，上道工序的加工不能 影响下道工序的

16、定位与夹紧，中间穿插普通机床 加工工序的也要综合考虑。 （2）先进行内形、内腔的加工工序，后进行外 形加工工序； （3）以相同定位、夹紧方式，或用同一把刀具加 工的工序，最好连接进行，以减少重复定位次数、 换刀次数与挪动压紧元件次数； （4）在同一次安装中进行的多道工序，应先安 排对刚性破坏较小的工序。 三、数控加工工序设计 n当数控加工工艺路线设计完成后，各道数 控加工工序的内容已经基本确定，接下来 便可以着手数控加工工序设计。 数控加工工序设计的主要任务是进一步把 本工序的加工内容、加工用量、工艺装备、 定位夹紧方式以及刀具的运动轨迹都具体 确定下来，为编制加工程序作好准备。 数控加工工序

17、设计内容 1、走刀路线的确定 2、零件装夹及夹具选择 3、对刀点和换刀点的确定 4、刀具选择 5、切削用量选择 1、走刀路线的确定 n走刀路线是刀具在整个加工工序中的运动 轨迹，即刀具从对刀点（或机床原点）开 始运动，直至返回该点并结束程序所经过 的路径，它不但反映了工步的内容，也反 映出工步的顺序。工步的划分与安排一般 随走刀路线来进行。 走刀路线确定要点： （1） 在保证加工质量的前提下，应寻求最短走 刀路线，以减少整个加工过程中的空行程时间， 提高加工效率。 （2）保证零件轮廓表面粗糙度要求，当零件的 加工余量较大时，可采用多次进给逐渐切削的方 法，最后留少量的精加工余量（一般 0.20

18、.5mm），安排在最后一次走刀连续加工 出来。 （3）刀具的进退刀应沿切线方向切入和切出， 并且在轮廓切削过程中要避免停顿，以免因切削 力突然变化而造成弹性变形，致使在零件轮廓上 留下刀具的刻痕。 2、零件装夹及夹具选择 n在数控加工中，既要保证加工质量，又要 减少辅助时间，提高加工效率。因此，应 选用能准确和迅速定位并夹紧零件的装夹 方案和夹具。 零件安装原则 在安装工件前，一般要考虑以下两个原则： n尽量减少装夹次数，力争做到在一次装夹后能 加工出全部待加工表面，以充分发挥数控机床 的效能。 n定位基准要预先加工完毕。当有些零件需要二 次装夹时，要尽可能利用同一基准面来加工另 一些待加工表

19、面，以减少加工误差。 数控加工对夹具的要求 n数控加工对夹具的要求主要有两点： n一是要保证夹具本身在机床上安装准确； 二是要协调零件和机床坐标系的尺寸关系。 夹具选择要点 （1）夹具结构力求简单。 （2）装卸零件要快速方便，以减少数控机床 停机时间。 （3）要使加工部位开敞，夹具机构上的各 部件不得妨碍加工中的走刀。 （4）夹具在机床上安装要准确可靠，以保 证工件在正确的位置上加工。 （5）夹具要有足够的刚度和强度，以保证 零件的加工精度。 数控车床夹具类型 轴类零件夹具 主要有三爪拨动卡盘、自动夹紧拨动卡盘、复 合卡盘和快速可调万能卡盘等。 盘类零件夹具 主要有带可调卡爪的卡盘、液压驱动卡

20、盘、快 速可调卡盘等进行装夹 数控铣床夹具类型 数控铣床可以加工形状复杂的零件，但是在 数控铣床上工件装夹方法与普通铣床一样， 所使用的夹具往往并不很复杂，只要求有 简单的定位、夹紧机构就可以将工件装夹 在工作台上。 箱体零件在工作台上安装，通常用一个导向 面、两个支承面的三面安装法或采用一个 平面和两个销孔的安装方法，如加工箱体 零件用万能拼合夹具、压板压紧等 对刀 对刀是数控机床操作者在开始对工件进行数 控切削加工前所作的首要工作。所谓对刀， 是指将刀具移向对刀点，并使刀具的刀位 点和对刀点重合的操作。 刀位点 n车刀、镗刀的刀位点是指刀尖或刀尖圆弧 中心；立铣刀的刀位点是指刀具轴线与刀

21、具底面的交点；球头铣刀的刀位点是球心； 钻头的刀位点是钻尖。 对刀点的确定 所谓对刀点，是指在数控加工时刀具相对于 工件运动的起点，也是程序的起点。编制 程序时，应首先确定对刀点的位置。 选择对刀点具体的原则有： （1）应尽量选在零件的设计基准或工艺基准 上 （2）应尽量选择在机床上找正容易、加工过 程中便于检查的位置上。 （3）为便于坐标值的计算，最好选在坐标系 的原点上，或选在已知坐标值的点上。 换刀点的确定 n加工中心、数控车床等多刀加工的机床， 常需要在加工过程中间自动换刀，故编程 时还要设置换刀点。为防止换刀时碰伤工 件或夹具，换刀点常常设置在被加工零件 外面，并要有一定的安全量。

22、4、刀具选择 n数控机床所使用的刀具与普通机床所用的 刀具相比，在刀具的类型、材料、刀刃结 构与参数及切削方式等方面均无多大差别。 但是，为适应数控加工中的高速强力切削 的要求，对刀具的刚性和耐用度要求较普 通加工严格。 5、切削用量选择 n数控加工的切削用量主要包括背吃刀量、 主轴转速或切削速度（用于恒线速度切 削）、进给速度或进给量等。对于不同的 加工方法，需要选择不同的切削用量，并 编入程序中。 切削用量的选择原则和方法 n切削用量的选择原则与普通机床加工相同：粗加 工时，一般以提高生产率为主，但也要考虑经济 性和加工成本。半精加工和精加工时，应在保证 质量的前提下，兼顾切削效率、经济性

23、和加工成 本。 n从刀具耐用度出发，切削用量的选择方法是：先 选择背吃刀量，其次确定进给速度，最后确定切 削速度。具体数据应根据数控机床使用说明书和 机械加工工艺手册、金属切削手册等资料，结合 实际加工经验来确定。 四、数控加工专用技术文件的编写 n编写数控加工专用文件是数控加工工艺设 计的重要内容之一。目前，数控加工专用 技术文件还没有做到标准化和规范化，只 是各部门和企业的局部统一。下面介绍几 种数控加工专用技术文件，供读者参考。 数控加工专用技术文件类型 n数控加工工序卡 n数控加工程序说明卡 n数控加工走刀路线图 2-2 数控车削加工工艺基础 n数控车削是数控加工中用得最多的加工方 法

24、之一。 n数控车床加工工序设计是整个工艺设计的 关键，其主要内容有：确定加工顺序和走 刀路线，选择夹具、刀具及切削用量等。 一、加工顺序的确定 n先粗后精原则 n先远后近原则 二、走刀路线的确定 n最短空行程路线 n大余量毛坯的阶梯切削路线 三、夹具的选择 n用于轴类零件的夹具 n用于盘类零件的夹具 四、刀具的选择 n由于工件的材料、生产批量、加工精度以 及机床类型、工艺方案的不同，车刀的种 类也异常繁多。根据与刀体的联结固定方 式的不同，车刀主要可分为： n焊接式车刀 n机夹可转位车刀 焊接式车刀 n将硬质合金刀片用焊接的方法固定在刀体 上称为焊接式刀具。 n根据工件加工表面以及用途的不同，

25、焊接 式车刀又分为切断刀、外圆车刀、端面车 刀、内孔车刀、螺纹车刀以及成型车刀等 机械夹固式可转位车刀 n简称机夹可转位车刀。如图2-7所示，机 夹可转位车刀由刀杆1、刀片2、刀垫3以 及夹紧元件4组成。刀片每边都有切削刃， 当某切削刃磨损钝化后，只需松开夹紧元 件，将刀片转一个位置便可以继续使用。 五、切削用量的选择 n背吃刀量p的确定 n进给速度f的确定 n主轴转速的确定 背吃刀量p的确定 n在工艺系统刚度和机床功率允许的情况下， 尽可能选取较大的背吃刀量，以减少进给 次数。当零件精度要求较高时，则应考虑 留出精车余量，其所留的精车余量一般比 普通车削时所留的余量少，常取0.1 0.5mm

26、。 进给速度f的确定 n进给速度f的选取应该与背吃刀量与主轴转速相 适应。在保证工件加工质量的前提下，可以选择 较高的进给速度（2000mm/min以下）。在切 断、车削深孔或精车时，应选择较低的进给速度。 当刀具空行程特别是远距离“回零”时，可以设 定尽量高的进给速度。 n有些数控机床规定可以选用进给量f（单位为 mm/r）表示进给速度。但是，一般情况下，应 该把进给量换算成进给速度，公式是f=nf，式 中n为主轴转速，单位为r/min。 光车时主轴转速 n光车时主轴转速应根据零件上被加工部位的直径， 并按零件和刀具材料以及加工性质等条件所允许 的切削速度来确定。 n切削速度除了计算和查表选

27、取外，还可以根据实 践经验确定。需要注意的是，交流变频调速的数 控车床低速输出力矩小，因而切削速度不能太低。 n切削速度确定之后，用公式n = 1000c/d计 算主轴转速。式中，d切削刃选定处所对应的 工件或刀具的回转直径，单位为mm；n-主轴 转速，单位为r/min。 n表2-3为硬质合金外圆车刀切削速度的参考值。 车螺纹时主轴转速 n在车削螺纹时，车床的主轴转速将受到螺 纹的螺距（或导程）大小、驱动电机的升 降频特性以及螺纹插补运算速度等多种因 素影响，故对于不同的数控系统，推荐不 同的主轴转速选择范围。大多数经济型数 控车床推荐车螺纹时的主轴转速为： n1200/P-k （式中k为保险

28、系数，一般 取为80）。 2-3 数控铣削加工工艺基础 n数控铣削加工是最常用和最主要的数控加 工方法，它除了能铣削普通铣床所能铣削 的各种零件外，还能铣削普通铣床不能加 工的各种平面轮廓和曲体轮廓，如凸轮、 模具、叶片等。 一、走刀路线的确定 数控铣削加工中走刀路线对零件加工精度和 表面质量有直接的影响。因此，确定好走 刀路线是保证铣削加工精度和表面质量的 工艺措施之一。进给路线的确定与工件表 面状态，要求的零件表面质量、机床进给 机构间隙、刀具耐用度以及零件轮廓形状 等有关。 顺铣和逆铣 n铣削有顺铣和逆铣两种方式。因为顺铣加工后零 件表面质量好，刀齿磨损小，所以当工件表面无 硬皮以及机床

29、进给机构无间隙时，应选用顺铣。 尤其是零件材料为铝镁合金、钛合金或耐热合金 时，应尽量选用顺铣。当工件表面有硬顺铣和逆 铣皮以及机床进给机构有间隙时，应采用逆铣。 因为逆铣时，刀齿是从已加工表面切入，不会崩 刀，机床进给机构的间隙不会引起振动和爬行。 铣削外轮廓的走刀路线 n当铣削平面零件的外轮廓时，一般采用立 铣刀侧刃切削。 n刀具切入或切出零件时，应沿外轮廓曲线 延长线的切向逐渐切入或切出工件，而不 是沿零件外轮廓的法向切入和切出，从而 避免在切入和切出处产生刀具的切痕，保 证零件曲线的平滑过渡。 铣削内轮廓的走刀路线 n铣削内圆轮廓表面时，为避免刀具沿内圆 轮廓的法向切入和切出，通常使用

30、一个切 入和切出的过渡圆弧。 n在铣削封闭内轮廓时，因轮廓曲线无法外 延，刀具只能沿轮廓曲线的法向切入和切 出。这时，铣刀应自零件轮廓上的同一点， 沿法向切入和切出。此时，刀具切入切出 点应尽量选择在零件轮廓曲线上两几何元 素的交点处。 铣削内槽的走刀路线 n所谓内槽是指以封闭曲线为边界的平底凹槽， 需要用平底的立铣刀加工。具体方法有： n（1）行切法，可使走刀路线较短，但每两次进 给之间会有残留，影响表面粗糙度。 n（2）环切法，可获得较好的表面粗糙度，但是 走刀路线较长，刀位点计算也稍复杂。 n（3）行切法和环切法的综合应用，即先用行切 法切掉中间部分，最后用环切法沿内槽轮廓切 一周，既使

31、总的走刀路线较短，又能获得较好 的表面粗糙度。 二、铣削刀具的选择 n在数控机床上常用的铣刀有： 面铣刀、立铣刀、模具铣刀 、键槽铣刀 、 鼓形铣刀 、成形铣刀 三、切削用量的选择 n铣削加工的切削用量包括：切削速度、进 给速度、背吃刀量和侧吃刀量。 n从刀具耐用度出发，切削用量的选择方法 是：先选取背吃刀量或侧吃刀量，其次选 择进给速度，最后确定切削速度。 背吃刀量p或侧吃刀量e n背吃刀量p为平行于铣刀轴线测量的切削 层尺寸，单位为mm。端铣时，p为切削层 深度；而圆周铣削时，为被加工表面的宽 度。 n侧吃刀量e为垂直于铣刀轴线测量的切削 层尺寸，单位为mm。端铣时，e为被加工 表面宽度；

32、而圆周铣削时，e为切削层深 度。 进给速度f n进给速度f是单位时间内工件与铣刀沿进 给方向的相对位移，单位是mm/min。它与 铣刀转速n、铣刀齿数z以及每齿进给量fz （单位为mm/z）的关系是：f=fzzn 。 铣削的切削速度c n铣削的切削速度c与刀具的耐用度、每齿进给量、 背吃刀量、侧吃刀量以及铣刀齿数成反比，而与 铣刀直径成正比。其原因是当fz、p、e和Z增大 时，刀刃负荷增加，而且同时工作的齿数也增多， 使切削热增加，刀具磨损加快，从而限制了切削 速度的提高。刀具耐用度的提高使允许使用的切 削速度降低。但是加大铣刀直径则可改善散热条 件，因而可以提高切削速度。 第3章 数控车床的

33、操作与加工 n3-1 FANUC-O-TD系统数控车床 n3-2 SINUMERIK-802S系统数控车床 n3-3 SuperMen-200L系统数控车床 n3-4 KT400系统数控车床 n3-5数控车床的对刀操作 n3-6数控车床加工实例 3-1 FANUC-O-TD系统数控车床 一、车床结构简介 二、主要技术参数 三、操作面板 数控系统操作面板 nCJK6140D型数控车床的（FANUC-O-TD）系 统操作面板由CRT显示器和MDI键盘两部分 组成。 CRT显示器 nCRT显示器可以显示车床的各种参数和状态。 如显示车床参考点坐标，刀具起始点坐标， 输入数控系统的指令数据，刀具补偿量

34、的 数值，报警信号，自诊断结果等。 n在CRT显示器的下方有软键操作区，共有7 个软键，用于各种CRT画面的选择。 MDI键盘 MDI键盘分下列键区： 功能键区 、输入键（INPUT）、启动输出 键（OUTPT/START）、地址/数字键区 、程 序编辑键区 、）结束键（EOB）、取消键 （CAN）、光标移动键（CURSOR）、翻页键 （PAGE）、复位键（RESET） 机床操作面板 nCJK6140D型数控车床操作面板各旋钮及按键有： 方式选择波段旋钮、进给倍率波段旋钮、手轮移动 量与快速移动倍率波段旋钮、程序保护开关、电源开 关键区、手动操作键区、操作功能选择键区、手 摇脉冲发生器区、自动

35、运行操作键区、急停报警 区、通讯接口 1.方式选择波段旋钮（MODE） n根据车床不同的操作类型，可选择相应的 八种操作方式，它们分别是： n编辑方式（EDIT）、自动方式（AUTO）、） 手动数据输入方式（MDI）、手轮X轴进给 方式（HX）、手轮Z轴进给方式（HZ）、点 动进给方式（JOG）、快速移动方式 （RAPID）、回零方式（ZRN） 2.进给倍率波段旋钮（FEED RATE OVERRIDE） 手动或自动运行期间进给速度选择旋钮。 在自动运行中，程序中由F代码指定的进给 速度可以用此旋钮调整，调整范围0% 150%，每格增量为10% 。但是在车削螺纹 时，不允许调进给倍率。 3.手

36、轮移动量与快速移动倍率波段 旋钮（RAPID OVERRIDE/HANDIE） n当 波 段 旋 钮 旋 到 快 速 移 动 （ R A P I D OVERRIDE）位置时，作为G00速度的倍率选 择，共有四种：FO、25%、50%、100% 。当 用方式选择波段旋钮上的快速方式移动车 床溜板时，其速率也是由该旋钮指定。 n当波段旋钮旋到手轮（HANDIE）位置时， 作为手轮进给期间，手轮旋转一格，相应 轴的移动量共有1m、10m、100m三种 选择。 4.程序保护开关(PROGRAM PROTECT) n程序保护开关接通，用户可以在编辑方式 下进行加工程序的编辑、存储。此开关断 开,存储器

37、内的程序不能改变，可以保护已 有存储的加工程序。 5.电源开关键区 （1）NC电源启动键（ON） 在车床电柜通电时，按NC电源启动键后，接 通了NC系统电源。 （2）NC电源关断键（OFF） 在车床停止工作时，按NC电源关断键后， 断开了NC系统电源。 6.手动操作键区 n（1）X轴回零指示灯 n（2）Z轴回零指示灯 n（3）X轴正向点动键（+X） n（4）X轴负向点动键（-X） n（5）Z轴正向点动键（+Z） n（6）Z轴负向点动键（-Z） 7.操作功能选择键区 n（1）车床锁定键(MLK) n（2）试运行键(DRN) n（3）跳过任选程序段键(BDT) n（4）单程序段键(SBK) n（5

38、）选择停止键(0SP) n（6）辅助功能锁定键（AUX LOCK） n（7）防护门互锁键（DOOR LOCK） n（8）冷却泵启停键（COOLANT） 8.手摇脉冲发生器区 （1）手摇脉冲发生器 （2）手轮X轴指示灯 （3）手轮Z轴指示灯 9.自动运行操作键区 （1）循环启动键(CYCLE START) （2）循环保持键(CYCLE HOLD) （3）限位开关复位键(LIMIT RESET) 10.主轴手动操作键区（SPINDLE MANLVAL ） （1）主轴正转键(FOR) （2）主轴反转键(REV) （3）主轴停止键(STOP) 11.急停报警区 （1）急停按钮(EMERGENCY ST

39、OP) （2）急停指示灯(EMG) （3）报警指示灯(ERR) 12.通讯接口 n通过车床上的输入/输出通讯接口，使用数 控局部网络系统，实现程序的自动输入或 输出。 四、基本操作 nCJK6140D数控车床的各种基本操作有： n（一）车床的开机、关机及检查 n（二）车床的手动操作 n（三）车床的急停操作 n（四）程序的输入、检索、检查及修改 n（五）刀具补偿值的输入和修改 n（六）车床的运行操作 （一）车床的开机、关机及检查 n1.车床的开机和关机 n2.车床电源接通前后的检查 1.车床的开机和关机 车床的开机按下列顺序操作，而关机则按相反顺 序操作。 n（1）打开电器柜侧面的总电源开关，接

40、通车床 主电源，照明灯亮，电器柜散热风扇启动。 n（2）按车床操作面板上的NC电源启动键（ON）， 接通微机系统电源，主轴停止按键灯亮。而关机 时按车床操作面板上的NC电源关断键（OFF）。 2.车床电源接通前后的检查 n（1）主电源接通前，检查车床电柜内的电 器和线路是否正常，关闭电柜门用钥匙锁 好。 n（2）主电源接通后，检查电源电压是否正 常，有无缺相现象。 n （3）微机系统通电后，检查CRT屏幕上是 否出现车床的位置坐标。 （二）车床的手动操作 n当车床按照加工程序对工件进行自动加工 时，车床的操作基本上是自动完成的，而 其它情况下，要靠手动对车床进行操作。 车床的手动操作内容 n1

41、.手动返回参考点操作 n2.手动进给操作 n3.主轴的手动操作 n4.手动刀架操作 1.手动返回参考点操作 n当接通数控系统的电源后，操作者必须首 先进行返回参考点的操作。另外，车床在 操作过程中遇到急停信号或超程报警信号， 待故障排除后，恢复车床工作时，也必须 进行返回车床参考点的操作。 手动返回参考点操作方法 n具体操作方法如下： n（1）设置方式选择波段旋钮到回零（ZRN）位置； n（2）设置快速移动倍率波段旋钮的位置，选择 返回参考点的快速（G00）移动速度； n（3）按正向X轴或正向Z轴点动键，车床溜板在 所选择的轴向自动快速移动回零。当车床溜板停 在参考点位置时，相应轴的回零指示灯

42、亮。 2.手动进给操作 n当手动调整车床时，需要手动操作车床溜 板进给。其操作方法有3种：一种是用点动 方式使车床溜板连续进给运动；一种是用 点动方式使车床溜板快速进给运动；另一 种则是用手摇脉冲发生器使车床溜板进给 运动。 （1）手动连续进给操作 n车床手动操作时，要求刀具能点动或连续移动接 近或离开工件。其操作方法如下： n 设置方式选择波段旋钮到点动（JOG）位置； n 设置进给倍率波段旋钮的位置，选择手动连 续移动速度； n 按住所要移动的轴及方向所对应的点动键， 车床溜板在所选择的轴向，以进给倍率波段旋钮 设定的速度连续移动。当放开点动按键时，车床 溜板在所选择的轴向停止连续移动。

43、（2）手动快速进给操作 n车床换刀或是手动操作时，要求刀具能快速移动 接近或离开工件。其操作方法如下： n 设置方式选择波段旋钮到快速（RAPID）位置； n 设置快速移动倍率波段旋钮的位置，选择手 动快速移动速度； n 按住所要移动的轴及方向所对应的点动键， 车床溜板在所选择的轴向，以快速移动倍率波段 旋钮所选择的速度快速移动。当放开点动按键时， 车床溜板停止快速移动。 （3）手轮进给操作 n在手动调整刀具或试切削时，可用手轮确定刀具 的正确位置，此时，一面转动手轮微调进给，一 面观察刀具的位置或切削情况。操作方法为： n 设置方式选择波段旋钮到手轮X轴进给（HX） 或Z轴进给（HZ）位置，

44、X轴或Z轴指示灯亮； n 设置手轮移动量倍率波段旋钮的位置，选择 手轮进给移动量； n 顺时针或逆时针转动手轮，车床溜板在所选 轴的正向或负向，以手轮移动量倍率波段旋钮选 择的进给移动量移动。 3.主轴的手动操作 n主轴的手动操作主要包括主轴的变速和启 动正转、反转及停止。 （1）主轴的手动变速 n由于CJK6140D型数控车床的主轴为机械式 手动变速，因此在编写加工程序时，必须 注意这一点。当程序中需要主轴变速时， 可在程序中设定M00使主轴停止转动，也可 在程序中设定M01使主轴暂时停止转动（此 时必须按下选择停止键，使程序暂停执 行）。主轴停稳后，手动机械变速后，按 循环启动键，程序继续

45、执行。 （2）主轴的手动操作 n在手动进给操作方式下，可对主轴进行以下三种 操作。此操作在自动和MDI方式下无效。 n 按主轴正转键(FOR)，主轴正转, 按键灯亮。 n 按主轴反转键(REV)，主轴反转, 按键灯亮。 n 按主轴停止键(STOP)，主轴停, 按键灯亮。 4.手动刀架操作 n装卸和测量刀具及对刀试切削时，都要靠手动操作实现 刀架的转位，其操作方法如下： n（1）设置方式选择波段旋钮到手动数据输入（MDI）位 置； n（2）按程序键（PRGRM），CRT屏幕左上角显示MDI； n（3）用MDI键盘上的地址/数字键，输入刀号T20（或T10、 T30）后，按输入（INPUT）键；

46、n（4）按启动输出键（OUTPT/START）或循环启动键 (CYCLE START)，循环启动键灯亮，即可实现刀架的转位， 2号刀具转到切削位置。 （三）车床的急停操作 n车床无论是在手动或自动运行状态下，遇有不正 常情况，需要车床紧急停止时，可通过下面的一 种操作方法来实现。 n1.按下紧急停止按钮（SPINDLE STOP） n2.脚踏刹车 n3.按复位键（RESET） n4.按NC电源关断键（OFF） n5.循环进给保持键(CYCLE HOLD) 1.按下紧急停止按钮（SPINDLE STOP） n在车床自动和手动数据输入运行状态下，按下紧 急停止按钮后，急停指示灯亮。车床的动作及各

47、种功能立即停止执行。同时CRT屏幕上闪烁准备 不足的报警信号。 n待故障排除后，顺时针旋转紧急停止按钮，被压 下的紧急停止按钮弹起，则急停状态解除，急停 指示灯熄灭。此时应在编辑状态下按复位键，使 CNC系统复位。同时要恢复车床的工作，必须进 行手动返回车床参考点的操作。 2.脚踏刹车 在车床自动和手动运行状态下，脚踏刹车 也会使车床的动作及各种功能立即停止执 行。 3.按复位键（RESET） 在车床自动和手动数据输入运行状态下， 按复位键，则车床全部运动均停止。 4.按NC电源关断键（OFF） n在车床自动和手动数据输入运行状态下， 按NC装置电源断开键，则车床全部运动均 停止。 5.循环进

48、给保持键(CYCLE HOLD) n在车床自动和手动数据输入运行状态下， 按循环进给保持键，按键灯亮。可暂停正 在执行的程序或程序段，车床溜板停止运 动，但车床的其它功能仍有效。当需要恢 复车床运行时，按循环启动键时，循环启 动按键灯亮。循环进给保持被解除，循环 保持按键灯熄灭，车床从当前位置开始继 续执行下面的程序。 （四）程序的输入、检索、检查及 修改 n1.程序的输入 n2.程序的检索 n3.程序的检查 n4.程序的修改 1.程序的输入 n将编制好的工件加工程序输入到数控系统 中去，以实现数控车床对工件的自动加工。 而程序的输入方法有两种。一种方法是通 过MDI键盘手动输入，另一种方法是

49、自动输 入。 使用MDI键盘输入程序的操作方法为： n（1）用钥匙打开程序保护开关(PROG PROTECTION)； n（2）设置方式选择波段旋钮到编辑（EDIT）位 置，按键灯亮； n（3）按程序键（PRGRM），用MDI键盘上的地址/ 数字键，输入程序号OXXXX，按插入键（INSRT）， 程序名被输入； n（4）按结束键（EOB），再按插入键（INSRT）， 则程序结束符号“；”被输入； n（5）用MDI方法依次输入各程序段后，每输入一 个程序段后，按结束键（EOB），再按插入键 （INSRT），直到完成全部程序段的输入。 2.程序的检索 （1）单个程序的检索 （2）所有程序的检索 （

50、1）单个程序的检索 n 设置方式选择波段旋钮到编辑（EDIT）或自 动（AUTO）位置，相应的按键灯亮； n 按程序键（PRGRM）； n 用MDI键盘上地址/数字键，输入程序号地址 O ； n 用MDI键盘上地址/数字键，输入程序号数字 XXXX ； n 按光标移动键（CURSOR）后，CRT屏幕上显 示存储器中被检索的程序，同时光标在该程序名 下闪烁。 （2）所有程序的检索 n 设置方式选择波段旋钮到编辑（EDIT）或自 动（AUTO）位置，相应的按键灯亮； n 按程序键（PRGRM）； n 用MDI键盘上地址/数字键，输入程序号地址 O ； n 按光标移动键（CURSOR）后，CRT屏幕