数控铣床操作与常见故障排除第三章课件.pptx

1、 5)运行程序运行程序。机床锁住，运行程序，并对程序进行检查，若有错误，则需重新编辑。6)装夹工件并找正装夹工件并找正。清理工作台面，装夹工件，并找正工件平面。7)对刀对刀。建立工件坐标系，更换刀具，采用手动增量、连续或手摇轮移动机床，将起刀点对到程序的起始处，并对好刀具的基准。8)起动工作液泵起动工作液泵。起动工作液泵，调节喷嘴流量。9)启动坐标进给启动坐标进给。进给速度可用进给率开关调节。加工中可以按【进给保持】按钮暂停进给运动，观察加工情况或进行手工测量。再按下【循环启动】按钮，即可恢复加工。为确保程序正确无误，加工前应复查一遍。在铣削加工时，对于平面曲线工件，可用铅笔代替刀具在纸上画出

2、轮廓，这样比较直观。若系统具有轨迹模拟功能，则可用其检查程序的正确性。10)运行监控运行监控。利用显示器的各个画面显示工作台或刀具的位置、程序和机床的状态，以使操作人员监视加工情况，防止出现非正常切削造成的工件质量问题及其他事故。11)程序输出程序输出。加工结束后，若程序有保存的必要，则可以留在CNC的内存中。若程序太长，则可以把内存中的程序输出给外部设备(如计算机穿孔机)，在磁盘(或穿孔纸带)上加以保存。12)关机关机。一般应先关系统再关机床。第一节装第一节装 夹夹 刀刀 具具 使用刀具时，首先应确定数控铣床要求配备的刀柄及拉钉的标准和尺寸(这一点很重要，规格不同将无法安装)。应根据加工工艺

3、选择刀柄、拉钉和刀具，并将它们装配好，然后装在数控铣床的主轴上。一、手动换刀过程一、手动换刀过程 1.装卸刀柄的方法装卸刀柄的方法 1)确认刀具和刀柄的重量不超过机床规定的最大许用量。2)清洁刀柄锥面和主轴锥孔。3)左手握住刀柄，将刀柄的键槽对准主轴端面键垂直伸入到主轴内，不可倾斜。4)右手按下【换刀】按钮，压缩空气从主轴内吹出，以清洁主轴和刀柄。5)刀柄装上后，用手转动主轴，检查刀柄是否正确装夹。6)卸刀柄时，先用左手握住刀柄，再用右手按换刀按钮(否则刀具从主轴内掉下，可能会损坏刀具、工件和夹具等)，取下刀柄。2.注意事项注意事项 1)应选择有足够刚度的刀具及刀柄，同时，在装配刀具时保持合理

4、的悬伸长度，以避免刀具在加工过程中产生变形。2)卸刀柄时，必须要有足够的动作空间，刀柄不能与工作台上的工件、夹具发生干涉。3)换刀过程中严禁主轴运转。二、硬质合金可转位铣刀刀片装夹在刀体上二、硬质合金可转位铣刀刀片装夹在刀体上 1.1.刀片的安装方式刀片的安装方式常用径向安装方式将刀片装到刀体上，如图3-1a所示，铣刀采用把刀片贴在刀体的圆周面上的安装方式，这种安装方式称为立装方式，立装刀片的铣刀能承受较大的冲击力。也有些铣刀刀片沿着刀体的径向插入，这种安装方式也称为平装方式，如图3-1b所示。图3-12.刀片的定位刀片的定位1)三向定位点接触式，如图3-2a所示。2)三向定位点面接触式，如图

5、3-2b所示。3)三向定位面接触式，如图3-2c所示。图3-2 3.3.刀片的夹紧刀片的夹紧可转位铣刀有多种刀片夹紧方式，目前应用最多的是上压式和楔块式两种。立铣刀采用上压式夹紧机构，面铣刀一般采用楔块式夹紧机构。可转位立铣刀的上压式夹紧机构如图3-3所示。图3-3可转位立铣刀的上压式夹紧机构1刀片 2紧固螺钉 3刀体 图3-4为楔块式夹紧机构。图3-4a所示为拉杆楔块式夹紧机构，它通过旋紧拉杆螺母使拉杆楔块移动，由拉杆楔块的斜面产生压紧力把刀片压紧在刀体上。图3-4b所示为弹簧楔块式夹紧机构，它在工作时靠切削力压紧刀片，弹簧夹紧的作用是抵消刀具空转时刀片的离心力。更换刀片或转位时，只需用特制

6、的扳手将拉杆向下压，刀片即可松开。4.注意事项注意事项安装铣刀片的注意事项见表3-1 三、铣刀装夹在铣床主轴上三、铣刀装夹在铣床主轴上 1.刀柄与主轴的连接刀柄与主轴的连接 数控铣床的刀具由刀柄和刀具本体两部分组成。刀柄是机床主轴与刀具之间的连接工具，刀具必须装在统一的标准刀柄上，以便安装在主轴、刀库上。刀柄与主轴孔的配合锥面一般采用724的锥度。图3-5为BT系列刀柄与拉钉，这种锥度的刀柄不自锁，换刀方便，定心精度和刚度比直柄高。刀柄装到主轴上之前，要把拉钉与刀柄装配在一起，刀柄装在主轴上时，主轴内的碟簧给卡头施力，可夹住拉钉，从而使刀柄固定在主轴上。图3-5 2.2.铣刀在主轴上的装夹铣刀

7、在主轴上的装夹铣刀的分类方法很多，按安装方法可分为带孔铣刀和带柄铣刀两大类。带柄铣刀分为直柄铣刀和锥柄铣刀。带孔铣刀多用在卧式铣床上，带柄铣刀一般用在立式铣床上。1)1)带孔铣刀的装夹。带孔铣刀的装夹。根据刀具的宽度和安装位置选择固定环。将铣刀、固定环的内孔及两端面擦拭干净，避免因污物而影响安装精度。用扳手将拉杆螺钉松开，将吊架取下，并将刀杆擦拭干净。根据铣刀的位置，将一定数量的固定环套在刀杆上，然后将铣刀套上，最后套上一定数量的固定环。用螺母紧固后，安装吊架，收紧拉杆，使刀杆锥面和锥孔紧密配合。2)2)带柄铣刀的装夹。带柄铣刀的装夹。铣刀刀柄分为直柄和锥柄两种。锥柄铣刀通过带有莫氏锥孔的刀柄

8、过渡，将铣刀安装在主轴上；直柄铣刀通过带有弹簧夹头的刀柄安装到主轴上，将直柄铣刀装入弹簧夹头并旋紧螺母，如图3-6所示。图3-6弹簧夹头结构如图3-7所示，弹簧夹头外圆上开有三条槽，螺母旋紧时，三条槽合拢，内孔收缩，将直柄铣刀夹紧。可根据铣刀柄的直径和刀柄的内孔锥度，查阅相关标准，选择弹簧夹头的内孔和外锥的尺寸。图3-7 第二节对刀第二节对刀 对于数控铣床来说，在加工开始时，确定刀具与工件的相对位置是很重要的，其准确性将直接影响零件的加工精度。这一相对位置是通过确定对刀点来实现的。确定对刀点是指通过对刀确定刀具与工件相对位置的基准点，并将对刀数据输入到相应的存储位置的过程。对刀点可以设置在被加

9、工零件上，也可以设置在夹具上与零件定位基准有一定尺寸联系的某一位置。对刀点往往选择在零件的加工原点。一、对刀点的选择原则一、对刀点的选择原则 1)所选的对刀点应使程序编制简单。2)对刀点应选在容易找正、便于确定零件加工原点的位置。3)对刀点应选在加工时检验方便、可靠的位置。4)对刀点的选择应有利于提高加工精度。二、数控铣床对刀二、数控铣床对刀 1.1.对刀操作分类对刀操作分类数控铣床对刀操作分为X向对刀、Y向对刀和Z向对刀。2.2.对刀方法对刀方法选择对刀方法时，应根据现有条件和加工精度要求选择。可采用试切法、寻边器对刀、机内对刀仪对刀、自动对刀等。其中试切法对刀精度较低，加工中常用寻边器和Z

10、向设定器对刀，其效率高且能保证对刀精度。3.对刀装置及对刀方法对刀装置及对刀方法 1)用杠杆式百分表(或千分表)对刀，如图3-8所示。图3-8 用磁性表座将杠杆式百分表吸在机床主轴端面上，并手动输入M03低速正转。手动操作，使旋转的表头按X、Y、Z的顺序逐渐靠近孔壁(或圆柱面)。移动Z轴，使表头压住被测表面，指针转动约0.1mm。逐步降低手动脉冲发生器的X、Y移动量，使表头旋转一周时，其指针的跳动量在允许的对刀误差内，如0.02mm，此时可认为主轴的旋转中心与被测孔中心重合。记下此时机床坐标系中的X、Y坐标值。此X、Y坐标值即为G54指令建立工件坐标系时的偏置值。若用G92建立工件坐标系，保持

11、X、Y坐标不变，刀具沿Z轴移动到某一位置，则指令形式为G92X0Y0；这种操作方法比较麻烦，效率较低，但对刀精度较高，对被测孔的精度要求也较高，最好是经过铰削或镗削加工的孔，仅粗加工后的孔不宜采用。2)用寻边器对刀。寻边器主要用于确定工件坐标系原点在机床坐标系中的X、Y值，也可以测量工件的简单尺寸。寻边器有偏心式和光电式等类型，其中以光电式较为常用，如图3-9a所示。光电式寻边器的测头一般为直径10mm的钢球，用弹簧拉紧在光电式寻边器的测杆上，碰到工件时可以退让，并将电路导通，发出光信号，通过光电式寻边器的指示和机床坐标位置，即可得到被测表面的坐标位置。图3-9寻边器 a)光电式b)回转式c)

12、偏心式 寻边器的操作步骤与用刀具对刀相似，只是将刀具换成了寻边器，移动距离是寻边器角头的半径。方法简便，对刀精度较高。3)用碰刀(或试切)方式对刀。如果对刀精度要求不高，为方便操作，可以用加工时所使用的刀具直接进行碰刀对刀，如图3-10所示 将所用铣刀装到主轴上，并使主轴中速旋转。手动移动铣刀，沿X(或Y)轴靠近被测边，直到铣刀周刃轻微接触到工件表面，可听到刀刃与工件的摩擦声(但没有切屑)。图3-10 保持X、Y坐标不变，将铣刀沿+Z向退离工件。将机床相对坐标X置0，并沿X轴向工件方向移动刀具半径的距离。将此时机床坐标系下的X值输入系统偏置寄存器中，该值就是被测边的X坐标。改变方向，重复以上操

13、作，可得被测边的Y坐标，把刀尖投影到光屏上进行测量。测量机构提供切削刃的切削点处的Z轴和X轴(半径)尺寸值，即刀具的轴向尺寸和径向尺寸。测量的读数有机械式(如游标刻线尺)的，也有数显或光学的。对刀时，将刀具的端刃与工件表面或Z轴设定器的测头接触，利用机床坐标的显示来确定对刀值。当使片Z轴设定器对刀时，要将Z轴设定器的高度考虑进去。Z向对刀一般有下述两种方法向对刀一般有下述两种方法 机上对刀。机上对刀。这种方法是用Z轴设定器依次确定每把刀具与工件在机床坐标系中的相互位置关系。其操作步骤为：依次将刀具装在主轴上，利用Z轴设定器确定每把刀具到工件坐标系Z向零点的距离，并记录下来；找出其中最长(或最短

14、)，即到工件距离最小(或最大)的刀具，作为工件坐标系的Z值；依据此值，确定其他刀具的长度补偿值，正负号由程序中的G43或G44来确定。这种方法对刀效率和精度较高，投资少，但工艺文件编写不便，对生产组织有一定的影响。机外刀具预调及机上对刀。机外刀具预调及机上对刀。先在机床外利用刀具预调仪精确测量每把刀具的轴向和径向尺寸，确定每把刀具的长度补偿值，然后在机床上用其中最长或最短的一把刀具进行Z向对刀，确定工件坐标系。这种方法比较简单，但会在工件表面留下痕迹且对刀精度不够高。为避免损伤工件表面，可在刀具和工件之间加入塞尺进行对刀，这时应将塞尺的厚度减去。以此类推，还可以用芯轴和块规来对刀，如图3-11

15、所示。图3-11 4)用机外对刀仪对刀。机外对刀仪如图3-12所示。机外对刀仪用来测量刀具的长度、直径和刀具的形状、角度。刀具主要参数都要有准确的值，这些参数值在编制加工程序时都要加以考虑。使用中，因刀具损坏需要更换新刀具时，用机外对刀仪可以测出新刀具的主要参数值，以便掌握与原刀具的偏差，然后通过修改刀补值确保其正常加工。此外，用机外对刀仪还可测量刀具切削刃的角度和形状等参数，有利于提高加工质量。图3-12 机外对刀仪由下列三个部分组成 刀柄定位机构。对刀仪的刀柄定位机构与标准刀柄相对应，它是测量的基准，所以要有高的精度，并与加工中心的定位基准要求一样，以保证测量与使用的一致性。定位机构包括回

16、转精度很高的主轴、使主轴回转的传动机构、使主轴与刀具之间拉紧的预紧机构。测头与测量机构。测头有接触式和非接触式两种。接触式测头直接接触切削刃的主要测点(最高点和最大外径点)；非接触式主要用光学的方法对刀精度和效率都很高，便于工艺文件的编写及生产组织，但投资较大。测量数据处理装置。这部分装置可以把刀具的测量值自动打印出来，或与上一级管理计算机联网，进行柔性加工，实现自动修正和补偿。使用对刀仪应注意以下问题使用对刀仪应注意以下问题 使用时要用标准对刀心轴进行校准。每台对刀仪都随机带有一件标准的对刀心轴，要妥善保护，避免其受锈蚀和受外力变形。每次使用前，要对Z轴和X轴尺寸进行校准和标定。静态测量的刀

17、具尺寸和实际加工出的尺寸之间有一差值。影响这一差值的因素很多，主要有刀具和机床的精度和刚度、加工工件的材料和状况、冷却状况和冷却介质的性质、使用对刀仪的技巧熟练程度等。由于以上原因，静态测量的刀具尺寸应大于加工后孔的实际尺寸，因此，对刀时要考虑一个修正量，这要根据操作者的经验来预选，一般要偏大0.010.05mm。5)Z轴设定器及刀具Z向对刀。刀具Z向对刀数据与刀具在刀柄上的装夹长度及工件坐标系的Z向零点位置有关，它确定工件坐标系的零点在机床坐标系中的位置。可以用刀具直接碰刀对刀，也可利用如图3-13所示的Z轴设定器进行精确对刀。Z轴设定器主要用于确定工件坐标系。Z轴设定器有光电式和指针式等类

18、型，通过光电指示或指针判断刀具与对刀器是否接触，对刀精度一般可达0.005mm。Z轴设定器带有磁性表座，可以牢固地附着在工件或夹具上，其高度一般为50mm或100mm。6)电子感应器。电子感应器如图3-14所示。使用时，将其夹持在主轴上，使其轴线与主轴轴线重合。采用手动进给，缓慢地将标准钢球与工件靠近，在钢球与工件定位基准面接触的瞬间，由机床、工件、电子感应器组成的电路接通，指示灯亮，从而确定其基准的位置。使用电子感应器时，是人为目测定位，随机误差较大，需重复操作几次，以确定其正确位置，其重复定位精度在2m以内。图3-14注意：使用电子感应器时必须小心，让其钢球部位与工件接触，同时被加工工件必

19、须是良导体，定位基准面有较好的表面粗糙度。7)偏心轴。偏心轴是采用离心力的原理来确定工件位置的，主要用于确定工件坐标系及测量工件长度、孔径、槽宽等。如图3-15a所示，将偏心轴夹持在机床主轴上，测定端处于下方。将主轴转速设定在400600r/min，测定端保持偏心距0.5mm左右。将测定端与工件端面相接触且逐渐逼近工件端面，测定端由摆动逐步变为相对静止(见图3-15b和图3-15c)，此时采用微动进给，直到测定端重新产生偏心为止(图3-15d)。重复操作几次，可使定位精度在3m以内，这时考虑测定端的直径，就能确定工件的位置。在使用偏心轴时，主轴转速不宜过高。主轴转速超过600r/min时，受自

20、身结构影响，误差较大。定位基准面应有较好的表面粗糙度和直线度，以确保定位精度。三、数控铣床对刀实三、数控铣床对刀实训训 加工图3-16所示的零件，采用寻边器对刀 1)X、Y向对刀。向对刀。将工件通过夹具装在机床工作台上。装夹时，工件的四个侧面都应留出寻边器的测量位置。快速移动工作台和主轴，让寻边器测头靠近工件的左侧。图3-16 改用微调操作，让测头慢慢接触到工件左侧，直到寻边器发光，记下此时机床坐标系中的X坐标值，如-310.300。抬起寻边器至工件上表面之上，快速移动工作台和主轴，让测头靠近工件右侧。改用微调操作，让测头慢慢接触到工件右侧，直到寻边器发光，记下此时机床坐标系中的X坐标值，如2

21、00.300。若测头直径为10mm，则工件长度为200.300(310.300)10=100(单位mm，余同)，据此可得工件坐标系原点W在机床坐标系中的X坐标值为310.300100/2+5=255.300。用同样方法可测得工件坐标系原点W在机械坐标系中的Y坐标值。2)Z向对刀。向对刀。卸下寻边器，将加工所用刀具装上主轴。将Z轴设定器(或固定高度的对刀块，以下同)放置在工件上平面上。快速移动主轴，让刀具端面靠近Z轴设定器上表面。改用微调操作，让刀具端面慢慢接触到Z轴设定器上表面，直到其指针指示到零位。记下此时机床坐标系中的Z值，如250.800。若Z轴设定器的高度为50mm，则工件坐标系原点W

22、在机床坐标系中的坐标值为(3020)=310.800。3)将测得的将测得的X、Y、Z值输入到机床工件坐标系存储地址中，值输入到机床工件坐标系存储地址中，就可以用就可以用G54G59或或G92建立工件坐标系建立工件坐标系。用用G92建立工件坐标系建立工件坐标系。G92指令的功能是设定工件坐标系。执行G92指令时，系统将指令后的X、Y、Z的值设定为刀具当前在工件坐标系中的坐标，即通过设定刀具相对工件坐标系原点的值来确定工件坐标系的原点。用用G54G59设定工件坐标系设定工件坐标系。用G92设定的工件坐标系关机后将丢失，因此，对于批量加工的工件，即使工件依靠夹具能在工作台上准确定位，但用G92指令来对刀和建立工件坐标系也不太方便。这时，使用和机床参考点位置相对固定的工件坐标系，分别通过G54G59这6个指令来选择对应的工件坐标系，并依次称它们为第1工件坐标系、第2工件坐标系、第6工件坐标系。这6个工件坐标系是通过输入每个工件坐标系的原点到机床参考点的偏移值而建立的。4)注意事项。注意事项。根据加工要求，采用正确的对刀工具，控制对刀误差。在对刀过程中，可通过改变微调进给量来提高对刀精度。对刀时需小心谨慎操作，尤其要注意移动方向，避免发生碰撞。对刀数据一定要存入程序对应的存储地址，防止因调用错误而产生严重后果。