1、教案序号01第一章 数控铣床基础（11）教教 师：李远炤，黎祥悦师：李远炤，黎祥悦班班 级：级：1425,1426,1427,1433 班班 课 时：4节节授课形式授课形式:理论理论时时 间：第间：第4周，星期二，第周，星期二，第1/2节节教学目的：了解数控铣床基本概念教学目的：了解数控铣床基本概念教学重点：数控机床生产厂家简介教学重点：数控机床生产厂家简介教学难点：数控铣床进给联动教学难点：数控铣床进给联动广西经贸高级技工学校11 数控铣床概述广西经贸高级技工学校机电教研室一、课题引入 二、数控铣床功能三、数控铣床进给联动四、数控机床生产厂家简介五、总结与分析11 数控铣床概述 11 数控铣
2、床概述课题引入 就业时与数控加工有关的工作岗位：就业时与数控加工有关的工作岗位：数控机床操作 数控加工工艺设计及程序编写数控机床管理与维修 数控加工生产组织管理 销售及技术服务 社会所需的数控加工技术人才类型：社会所需的数控加工技术人才类型：数控机床操作数控工艺设计、编程与维修 数控机床操作、工艺设计与编程、维修及数控改造、管理 11 数控铣床概述 本课程学本课程学习内容习内容数控加工工艺、手工编程和数控机床操作技能。本课程与其他本课程与其他课程的关系课程的关系 学习本课学习本课程的目的程的目的 学习本课学习本课程的要求程的要求 本课程的本课程的学习进程学习进程 掌握数控技术的基本概念和基本理
3、论，了解数控机床的结构和原理，理解典型零件的数控加工工艺，以理论指导实践操作，进而熟悉手工编程的方法和技巧，掌握KND、FANUC、SIEMENS系统机床的具体操作。11 数控铣床概述 数控加工是指在数控机床上进行自动加工零件的一种工艺方法。多种数控加工11 数控铣床概述 11 数控铣床概述点位控制功能高精度定位孔系刀具补偿功能半径与长度补偿连续轮廓控制功能直线、圆弧、曲线加工 11 数控铣床概述特殊功能极坐标功能、比例缩放功能、镜像功能、旋转功能宏程序功能变量条件加工子程序功能重复多次加工 数控加工就是根据零件图样及工艺要求等原始条件，编制零件数控加工程序，并输入到数控机床的数控系统，控制刀
4、具与工件的相对运动，从而自动完成零件的加工。11 数控铣床概述 数控加工步骤详细框图11 数控铣床概述R35R50R528120401304052551262555126401302840120R5R50R35 11 数控铣床概述 平面类零件平面类零件精密、复杂零件精密、复杂零件 变斜角类零件变斜角类零件 模具模具 结构复杂的零件结构复杂的零件 叶片的精加工件叶片的精加工件 11 数控铣床概述 数控加工的对象平面类零件 11 数控铣床概述 数控加工的对象变斜角类零件 11 数控铣床概述 数控加工的对象精密、复杂零件 11 数控铣床概述 数控加工的对象模具 11 数控铣床概述 数控加工的对象结构
5、复杂的零件 异形零件 11 数控铣床概述 数控加工的对象叶片的精加工 被加工的水轮机叶片被加工的水轮机叶片被加工的水轮机叶片被加工的水轮机叶片11 数控铣床概述 多品种、小批量生产的零件 数控机床最适合加工具有以下特点的零件数控机床最适合加工具有以下特点的零件形状结构比较复杂的零件 需要频繁改型的零件(试制件)价值昂贵不允许报废的零件 需要最短周期的急需零件 批量大、精度要求高的零件 11 数控铣床概述 数控机床主要由控制介质、数控装置、伺服系统和机床本体(测量装置)四个部分组成。反馈装置反馈装置伺服系统伺服系统辅助装置辅助装置控制介质控制介质机机 床床数控装置数控装置位置检测位置检测速度检测
6、速度检测数控机床的组成11 数控铣床概述 控制介质是记录零件加工程序的媒介。输入/输出设备：纸带阅读机、软盘驱动器及按键盘方式等，还有RS232串行通讯接口；输出设备主要有CRT显示器、LCD或液晶显示器。11 数控铣床概述 数控装置是数控机床的核心。完成运算，管理，指挥等任务。数控系统面板数控系统面板FANUC系统SIEMENS系统华中HNC系统11 数控铣床概述 主要由伺服装置、伺服电动机、驱动控制系统和位置检测与反馈装置等组成。伺服电机伺服电机电主轴电主轴位置检测装置位置检测装置11 数控铣床概述 数控机床的本体与普通机床基本类似，不同之处是数控机床结构简单、刚性好，传动系统采用滚珠丝杠
7、代替普通机床的丝杠和齿条传动。主轴变速系统简化了齿轮箱，普遍采用变频调速和伺服控制。主运动部件：主轴、进给机构等完成切削加工；进给运动部件：工作台、刀架；支撑部件：床身、立柱；辅助装置：冷却、润滑、转位、夹紧、换刀机械手等。11 数控铣床概述数控机床的结构特点：数控机床的结构特点：11 数控铣床概述 数控车床数控车床普通数控普通数控机床机床用刀具对零件用刀具对零件进行切削加工进行切削加工特种加工特种加工数控机床数控机床 成形加工成形加工数控机床数控机床 采用电火花原采用电火花原理进行加工理进行加工 通过物理方法通过物理方法改变工作形状改变工作形状 数控铣床数控铣床 车削中心车削中心 加工中心加
8、工中心 电火花线切割机电火花线切割机 电火花成型机电火花成型机数控折弯机数控折弯机 数控冲床数控冲床 数控弯管机数控弯管机 11 数控铣床概述点位控制点位控制 从一点准确地快速从一点准确地快速移动下一个点移动下一个点 直线控制直线控制 轮廓控制轮廓控制 以给定的速度按以给定的速度按直线进行切削直线进行切削按工件的轮廓轨迹按工件的轮廓轨迹进行切削进行切削 11 数控铣床概述 开环数控开环数控系统系统 闭环数控闭环数控系统系统 半闭环数半闭环数控系统控系统 采用步进电机，无位置检测元件，对执行机构不检测，无反馈控制信号。设备成本低，调试方便。采用伺服电机，有位置检测元件和位置比较电路。位置测量装置
9、安装 在工作台。系统的控制精度高，设备的成本高。位置检测元件不是测量工作台的实际位置，而是测量伺服电机或丝杠端的转角，推算出位移。11 数控铣床概述 如图可知，坐标系如图可知，坐标系中有三个移动轴：中有三个移动轴：X、Y、Z和三个旋和三个旋转轴：转轴：A、B、C常见的联动机床有：常见的联动机床有：二轴联动、三轴联二轴联动、三轴联动、四轴联动、五动、四轴联动、五轴联动等轴联动等11 数控铣床概述11 数控铣床概述进给联动概念：机床各坐标轴能够同时进行进给进给联动概念：机床各坐标轴能够同时进行进给切削的运动切削的运动五轴机床常见的三大类型五轴机床常见的三大类型1、五轴工作台、五轴工作台2、五轴主轴
10、头、五轴主轴头3、五轴主轴头与工作台联动、五轴主轴头与工作台联动11 数控铣床概述11 数控铣床概述1.两个转动轴都作用于工件上2.定、动轴结构，只是其动轴紧靠工件。3.其旋转/摆动工作台刚性容易保证、工艺范围较广，实现容易。11 数控铣床概述 11 数控铣床概述较轻的工件刀轴永远平行于线性轴有利于刀轴的来回运动加工（如钻孔）工件装夹注意线性轴的行程运动中的碰撞 11 数控铣床概述1.两个转动轴都作用于刀具上2.定轴，动轴3.摆动机构结构较复杂，一般刚性较差，但运动灵活 11 数控铣床概述11 数控铣床概述1.刀具与工件各具有一个转动运动2.两个回转轴在空间的方向都是固定的3.特点介于上述两类
11、机床之间。11 数控铣床概述 11 数控铣床概述 11 数控铣床概述 11 数控铣床概述(a)(b)(c)(d)(e)(f)五坐标加工的特点 11 数控铣床概述 可有效避免刀具干涉 对于直纹面类零件，可采用侧铣方式一刀成型 对一般立体型面特别是较为平坦的大型表面，可用大直径端铣刀端面贴近表面进行加工 可一次装卡对工件上的多个空间表面进行多面、多工序加工 五轴加工时，刀具相对于工件表面可处于最有效的切削状态。零件表面上的误差分布均匀 在某些加工场合，可采用较大尺寸的刀具避开干涉进行加工 11 数控铣床概述工件装夹方式的确定：1.尽量采用组合夹具 2.零件定位、夹紧的部位应考虑到不妨碍各部位的加工
12、、更换刀具以及重要部位的测量。3.夹紧力应力求通过靠近主要支承点上或在支承点所组成的三角形内，应力求靠近切削部位，并作用在刚性较好的地方，以减小零件变形。4.零件的装夹、定位要考虑到重复安装的一致性，以减少对刀时间，提高同一批零件加工的一致性。11 数控铣床概述测量工作台旋转中心工件中心的确认旋转主轴头的坐标设置Z轴高度的坐标设置（需加回转中心偏置）11 数控铣床概述 11 数控铣床概述 11 数控铣床概述 11 数控铣床概述11 数控铣床概述车铣复合概念：同一数控机床各坐标轴能够同时车铣复合概念：同一数控机床各坐标轴能够同时实现车削功能和铣削功能实现车削功能和铣削功能 典型的数控机床车削中心
13、11 数控铣床概述 典型的数控机床数控铣床11 数控铣床概述 典型的数控机床龙门铣床 11 数控铣床概述 典型的数控机床立式加工中心 主轴转速：主轴转速：12000/20000/42000 转转/分分工作行程：工作行程：X轴：轴：600 mm Y轴轴:450 mm Z轴轴:450 mm工作台：工作台：850 x 530mm快移速度：快移速度：22 米米/分分工作进给：工作进给：15 米米/分分刀库容量：刀库容量：30/36把把精度（按照精度（按照ISO230-2标准检测）标准检测）定位精度：定位精度：A=0.008mm 重复精度：重复精度：R=0.006mm11 数控铣床概述 典型的数控机床卧
14、式加工中心11 数控铣床概述 典型的数控机床5轴加工中心11 数控铣床概述 典型的数控机床慢走丝线切割机床11 数控铣床概述 典型的数控机床激光加工机床11 数控铣床概述 典型的数控机床数字化仿形加工11 数控铣床概述 典型的数控机床双主轴、五轴联动机床11 数控铣床概述 典型的数控机床小型零件的超精密加工由两台由两台SINUMERIK840D控制。第一个控制控制。第一个控制8个轴个轴,第二个控制第二个控制3个轴个轴工件与一枚大工件与一枚大头针放大头针放大20倍倍时比较时比较11 数控铣床概述 本校拥有在数控机床厂家：本校拥有在数控机床厂家：广州机床厂、大连机床厂、云南机床厂、广州机床厂、大连
15、机床厂、云南机床厂、广东机械研究所广东机械研究所其他国内数控机床厂家：其他国内数控机床厂家：沈阳机床厂、南通机床厂、柳州机床厂、沈阳机床厂、南通机床厂、柳州机床厂、桂林机床厂桂林机床厂11 数控铣床概述 主要有：主要有：德国的德马吉德国的德马吉DMG、哈默哈默HERMLE、通快公司、通快公司 美国的哈斯美国的哈斯CNC机、哈挺机、哈挺Hardinge、桥堡、豪泽、桥堡、豪泽Hauser、格里申、格里申 瑞士的阿奇瑞士的阿奇(米克朗米克朗)GF、保宁、保宁BLOHM、斯图特、斯图特STUDER、阿奇夏米尔、阿奇夏米尔GF 日本牧野、日本牧野、马扎克公司、森精机，三菱，东芝马扎克公司、森精机，三菱
16、，东芝 意大利的西曼斯意大利的西曼斯CMS、西班牙的、西班牙的 尼古拉斯尼古拉斯Nicolas 11 数控铣床概述 瑞士米克朗VCP600/800高性能加工中心X轴的移动由工作台移动实现集成的整体电机主轴坚固、紧凑的箱型立柱由人造大理石整体铸造集成在箱型立柱内的刀库，通过一个滑动门与加工区隔开紧凑的两轴移动单元 对数控铣床各种概念及本次课主要内容总结：对数控铣床各种概念及本次课主要内容总结：1、数控铣床功能、数控铣床功能2、多轴机床性能及功用、多轴机床性能及功用3、机床厂家情况、机床厂家情况11 数控铣床概述对本次课学习情况进行分析：对本次课学习情况进行分析：1、基本概念的理解程度、基本概念的理解程度2、对机床性能的具体分析、对机床性能的具体分析3、对当前数控机床发展的分析、对当前数控机床发展的分析
