《数控铣床部分》课件

数控铣床部分本课件将带您深入了解数控铣床的基础知识和操作技术从数控铣床的定义和发展历史开始，我们将逐步介绍数控铣床的结构、类型、组成部分、坐标系统、编程基础、加工工艺、刀具选择与使用、切削参数设置、工件装夹、对刀操作、加工精度保证、故障诊断与排除、维护保养、安全操作以及实际加工案例分析我们将深入讲解相关理论，并结合实际操作案例，帮助您掌握数控铣床的操作技能数控铣床的定义与发展历史定义发展历史数控铣床是一种以数字控制方式驱动机床执行加工任务的设备数控铣床起源于世纪年代，最初应用于航空航天和军事工2050它通过数控系统接收并处理加工指令，控制机床运动和刀具的运业随着技术的不断进步，数控铣床的应用范围不断扩大，从传作，实现自动化的加工过程统的机械制造业到现代的精密加工行业，数控铣床在各个领域都发挥着重要的作用数控铣床的基本结构机床本体数控系统伺服驱动系统123机床本体是数控铣床的核心部分，数控系统是数控铣床的控制中心，伺服驱动系统是数控系统与机床机它包含床身、工作台、立柱、主轴它接收加工程序指令，并通过伺服械传动系统之间的桥梁，它接收数箱、进给机构等主要结构，为数控系统和机械传动系统控制机床的运控系统发送的指令，将指令转换为铣床提供加工的机械基础动和刀具的操作，实现自动化的加电机转动，驱动机床执行加工任务工过程机械传动系统冷却润滑系统45机械传动系统将伺服系统的运动传递到机床本体，完成对机冷却润滑系统为机床提供冷却和润滑，降低切削温度，减少床的运动控制，例如工作台的进给运动、主轴的转动等摩擦，提高加工精度和延长刀具使用寿命数控铣床的类型与特点类型特点数控铣床主要分为卧式数控铣床、立式数控铣床、龙门式数控铣数控铣床具有高精度、高效率、自动化程度高、加工范围广等特床等多种类型，根据不同的加工需求和工件尺寸，选择合适的机点，能够实现复杂形状、高精度零件的自动化加工，极大地提高床类型进行加工了生产效率和加工精度数控铣床的主要组成部分机床本体数控系统伺服驱动系统包含床身、工作台、立柱、主轴箱、进接收加工程序指令，控制机床运动和刀将数控系统指令转换为电机转动，驱动给机构等，为数控铣床提供加工的机械具的操作，实现自动化加工机床执行加工任务基础机械传动系统冷却润滑系统将伺服系统的运动传递到机床本体，完成机床运动控制为机床提供冷却和润滑，提高加工精度和延长刀具使用寿命机床本体结构介绍床身工作台床身是机床本体的基础，它支撑着工作台、立柱、主轴箱等主要工作台是放置工件的平台，它可以根据加工需要进行移动，以方部件，并承受加工过程中的切削力床身通常采用铸铁或钢结构便操作工作台通常采用铸铁或钢结构，表面经过精密加工，确，具有良好的刚性和稳定性保加工精度数控系统概述控制中心指令处理显示控制数控系统是数控铣床的数控系统会将程序指令数控系统通常配备液晶控制中心，接收加工程进行解析，并生成控制显示屏，用于显示加工序指令，并控制机床执信号，控制机床的运动信息，并进行系统设置行加工任务和刀具的操作和操作伺服驱动系统原理接收指令1伺服驱动系统接收数控系统发送的运动指令，例如工作台的进给速度、主轴的转速等控制电机2根据接收到的指令，伺服驱动系统控制伺服电机，使电机以相应的转速和方向旋转传递运动3伺服电机的旋转运动通过机械传动系统传递到机床本体，控制机床的运动反馈检测4伺服驱动系统会实时检测机床的实际运动情况，并将其反馈给数控系统，以确保加工精度机械传动系统组成齿轮传动齿轮传动是数控铣床中最常见的传动方式，它可以实现速度和扭矩的改变，并精确控制机床的运动丝杆传动丝杆传动主要用于工作台的直线运动，它将旋转运动转换为直线运动，并提供精确的进给量滚珠丝杆传动滚珠丝杆传动是一种高精度、低摩擦的传动方式，它能提供更精确的进给量，并降低磨损联轴器联轴器连接伺服电机和机械传动系统，传递动力，并缓冲震动，确保传动平稳冷却润滑系统介绍冷却润滑冷却系统的作用是降低切削温度，防止润滑系统的作用是降低摩擦，减少磨损1工件和刀具过热变形，延长刀具的使用，提高加工精度，提高机床的使用寿命2寿命润滑油冷却液润滑油的主要功能是降低摩擦，它可以4冷却液的主要功能是冷却和润滑，它可通过润滑泵将润滑油输送到机床的各个3以通过喷淋、浸泡等方式，将热量带走摩擦部位，减少磨损，提高机床的性能，降低切削温度数控铣床坐标系统机床坐标系机床坐标系是固定在机床本体上的参考坐标系，它以机床本体的固定点为原点，定义1了机床的运动方向工件坐标系2工件坐标系是固定在工件上的参考坐标系，它以工件的某一点为原点，定义了工件的空间位置刀具坐标系3刀具坐标系是固定在刀具上的参考坐标系，它以刀具的刀尖为原点，定义了刀具的空间位置和方向机床坐标系轴X1轴一般为工作台的水平移动方向，通常平行于床身X轴Y2轴一般为工作台的垂直移动方向，通常垂直于床身Y轴Z3轴一般为主轴的移动方向，通常垂直于工作台Z工件坐标系刀具坐标系刀尖刀具方向刀具坐标系的原点通常位于刀具的刀尖位置刀具坐标系的轴通常指向刀具的刀尖方向，轴和轴则定义刀具Z XY的旋转方向绝对坐标与相对坐标绝对坐标相对坐标绝对坐标是相对于机床坐标系的坐标，它表示工件或刀具相对于相对坐标是相对于上一次运动的坐标，它表示工件或刀具相对于机床本体的位置上一次运动的位置变化量数控铣床编程基础代码指令系统代码功能介绍G M代码指令系统是一套用于控制数控铣床的标准指令集，它定义了代码指令系统用于控制数控铣床的辅助功能，例如主轴的启动和G M各种运动和加工指令，用于控制机床的运动和刀具的操作停止、冷却液的开关、程序的暂停和结束等刀具补偿与补偿值设定程序结构与格式要求刀具补偿是一种用于补偿刀具磨损或更换刀具后尺寸变化的编程方数控铣床加工程序通常采用特定的格式，包括程序头、程序主体和法，它可以提高加工精度和效率程序尾，并遵循一定的语法规则，确保程序的正确执行代码指令系统G快速定位G00直线插补G01圆弧插补（顺时针）G02圆弧插补（逆时针）G03绝对坐标编程G90相对坐标编程G91刀具补偿取消G40刀具左补偿G41刀具右补偿G42代码功能介绍M程序暂停M00主轴正转M03主轴停止M05刀具更换M06程序结束M30刀具补偿与补偿值设定刀具磨损1刀具在使用过程中会因磨损而导致尺寸减小，影响加工精度补偿设定2刀具补偿是指在加工程序中设定刀具磨损或更换后的尺寸变化量，以补偿刀具的尺寸变化补偿应用3刀具补偿可以提高加工精度，并提高加工效率，因为不需要每次更换刀具后重新进行对刀操作程序结构与格式要求程序头程序主体程序尾程序头包含程序名称、加工日期、程序员程序主体包含加工指令，例如运动指令、程序尾通常包含程序结束指令，用于结束等信息，用于标识程序，方便管理刀具补偿指令、辅助功能指令等，用于控程序执行，并返回系统制机床执行加工任务铣削加工工艺平面铣削轮廓铣削槽铣加工123平面铣削是一种用于加工平面工件轮廓铣削是一种用于加工曲面或直槽铣加工是一种用于加工槽或凹槽的铣削方法，通常使用立铣刀进行线轮廓的铣削方法，通常使用立铣的铣削方法，通常使用槽铣刀进行加工刀、球头铣刀或平底铣刀进行加工加工台阶铣削曲面铣削45台阶铣削是一种用于加工不同高度的台阶的铣削方法，通常曲面铣削是一种用于加工复杂曲面的铣削方法，通常使用球使用立铣刀或平底铣刀进行加工头铣刀或仿形铣刀进行加工平面铣削技术刀具选择切削参数设置加工路线规划平面铣削通常使用立铣切削速度、进给速度、平面铣削通常采用直线刀进行加工，选择合适切削深度等切削参数需或螺旋线加工路线，需的立铣刀尺寸和切削参要根据工件材料、刀具要根据工件的形状和尺数，确保加工精度和效类型、加工精度等因素寸进行规划率进行合理设置轮廓铣削方法刀具选择1轮廓铣削通常使用立铣刀、球头铣刀或平底铣刀进行加工，根据轮廓的形状选择合适的刀具轨迹编程2轮廓铣削需要根据轮廓的形状进行轨迹编程，确保刀具沿着轮廓进行加工切削参数3切削速度、进给速度、切削深度等切削参数需要根据工件材料、刀具类型、轮廓的形状等因素进行合理设置槽铣加工工艺加工顺序槽铣加工通常采用先铣宽槽、后铣窄槽2的加工顺序，以避免刀具干涉和保证槽槽铣刀选择的精度1槽铣加工通常使用槽铣刀进行加工，选择合适的槽铣刀尺寸和形状，确保槽的切削参数设置尺寸和精度切削速度、进给速度、切削深度等切削参数需要根据槽的尺寸、工件材料、刀3具类型等因素进行合理设置台阶铣削技术刀具选择台阶铣削通常使用立铣刀或平底铣刀进行加工，根据台阶的高度选择合适的刀具加工顺序台阶铣削通常采用先铣低台阶、后铣高台阶的加工顺序，以避免刀具干涉和保证台阶的精度切削参数设置切削速度、进给速度、切削深度等切削参数需要根据台阶的高度、工件材料、刀具类型等因素进行合理设置曲面铣削加工球头铣刀仿形铣刀球头铣刀可以加工各种曲面，例仿形铣刀可以根据预设的形状进如圆弧、圆锥、球面等，适用于行加工，可以加工各种复杂曲面各种曲面的加工，例如非球面、自由曲面等切削参数切削速度、进给速度、切削深度等切削参数需要根据曲面的形状、工件材料、刀具类型等因素进行合理设置常用刀具介绍立铣刀球头铣刀平底铣刀立铣刀是铣削加工中最常用的刀具之球头铣刀的刀头为球形，可以加工各平底铣刀的刀头为平面，可以加工平一，它可以用于加工平面、轮廓、槽种曲面，例如圆弧、圆锥、球面等，面、台阶、槽等，适用于需要精确尺等，具有广泛的应用范围适用于各种曲面的加工寸的加工槽铣刀仿形铣刀槽铣刀用于加工槽或凹槽，它的刀头形状根据槽的形状和尺仿形铣刀可以根据预设的形状进行加工，可以加工各种复杂寸而不同，适用于各种槽的加工曲面，例如非球面、自由曲面等，适用于需要高精度曲面加工的场合立铣刀的选择与使用刀具尺寸刀具材质刀具涂层根据工件的尺寸和加工根据工件材料的硬度和选择合适的刀具涂层，范围选择合适的立铣刀加工要求选择合适的刀可以提高刀具的耐磨性尺寸，确保刀具能够覆具材质，例如高速钢、、耐热性、抗粘性等性盖整个加工区域硬质合金等能，延长刀具的使用寿命球头铣刀应用曲面加工1球头铣刀可以加工各种曲面，例如圆弧、圆锥、球面等，适用于各种曲面的加工精加工2球头铣刀的切削刃锋利，可以进行精加工，获得光滑的表面质量复杂形状3球头铣刀可以加工各种复杂的形状，例如圆角、倒角、圆弧过渡等，适用于需要高精度曲面加工的场合平底铣刀特点尺寸精度平底铣刀的刀头为平面，可以加工出尺2寸精确的平面，适用于需要高精度平面加工的场合平面加工1平底铣刀可以加工平面、台阶、槽等，适用于需要精确尺寸的加工切削效率平底铣刀的切削效率较高，可以快速完成平面加工，适用于需要高效率平面加3工的场合刀具材料与涂层刀具材料刀具涂层刀具材料主要分为高速钢、硬质合金、陶瓷等几种类型，不同的刀具涂层可以提高刀具的性能，例如耐磨性、耐热性、抗粘性等材料具有不同的性能，需要根据加工需求选择合适的材料，延长刀具的使用寿命，常用的涂层材料包括、、TiN TiCN等TiAlN刀具安装与检测刀具安装刀具安装需要使用刀柄将刀具固定在机床的主轴上，并确保刀具的安装牢固，避免松动或脱落刀具检测刀具安装完成后，需要进行刀具检测，确保刀具安装准确，刀具长度和半径符合要求，避免影响加工精度切削参数设置进给速度主轴转速进给速度是指刀具沿加工路径移主轴转速是指刀具旋转的速度，动的速度，需要根据工件材料、需要根据工件材料、刀具类型、刀具类型、加工精度等因素进行切削深度等因素进行合理设置，合理设置，以确保加工效率和加以确保切削效率和加工精度工精度切削深度切削深度是指刀具每次切削的深度，需要根据工件材料、刀具类型、加工精度等因素进行合理设置，以确保切削效率和加工精度进给速度选择工件材料1工件材料的硬度会影响进给速度，材料越硬，进给速度越低刀具类型2刀具类型会影响进给速度，例如立铣刀的进给速度通常比球头铣刀的进给速度高加工精度3加工精度会影响进给速度，加工精度要求越高，进给速度越低主轴转速计算计算公式参数选择主轴转速的计算公式为主轴转速切削速度刀具直径切削速度和刀具直径需要根据工件材料、刀具类型、切削深度等=/因素进行选择，确保主轴转速的合理性切削深度确定工件材料刀具类型加工精度工件材料的硬度会影响切削深度，材料越刀具类型会影响切削深度，例如立铣刀的加工精度会影响切削深度，加工精度要求硬，切削深度越小切削深度通常比球头铣刀的切削深度大越高，切削深度越小工件装夹方式机械虎钳分度头机械虎钳是常用的工件装夹方分度头用于加工多边形或圆形式，它可以将工件夹紧在工作工件，它可以将工件旋转到指台上，并提供一定的夹紧力，定的角度，并进行加工确保工件在加工过程中的稳定性工作台夹具工作台夹具可以根据工件的形状和尺寸设计，用于将工件固定在工作台上，确保工件在加工过程中的稳定性和定位精度机械虎钳应用夹紧工件1机械虎钳可以将工件夹紧在工作台上，并提供一定的夹紧力，确保工件在加工过程中的稳定性调整位置2机械虎钳可以调节夹紧位置，方便操作，并确保工件的定位精度释放工件3加工完成后，需要松开机械虎钳，释放工件，方便取下工件分度头使用方法设置角度2根据加工需求，设置分度头的角度，确保工件旋转到指定的角度进行加工安装工件1将工件安装在分度头上，并使用夹具固定工件进行加工分度头会根据设置的角度旋转工件，并3进行加工，确保加工的精度工作台夹具选择工件形状根据工件的形状选择合适的夹具，确保工件能够被夹具固定，并能进行精确的定位加工精度根据加工精度的要求选择合适的夹具，确保夹具能够提供足够的稳定性和定位精度加工方式根据加工方式选择合适的夹具，例如平面铣削需要使用平面夹具，轮廓铣削需要使用轮廓夹具对刀操作技术工件零点设定刀具长度测量刀具半径补偿工件零点设定是指确定工件坐标系原点刀具长度测量是指测量刀具的长度，它刀具半径补偿是指补偿刀具半径的影响的位置，它是加工程序的参考点，需要是刀具补偿的必要参数，需要精确测量，以确保加工精度，需要根据刀具类型精确设置和半径进行设置工件零点设定选择参考点1选择工件上一个容易找到的位置作为参考点，例如工件的边角或中心点设置坐标2使用机床的操作面板或编程软件设置参考点的坐标，将参考点设置为工件坐标系的原点验证精度3进行对刀操作，验证工件零点设置的精度，确保工件的定位准确刀具长度测量测量过程将刀具安装在机床主轴上，并将对刀仪2放置在工作台上，然后使用对刀仪测量刀具的长度，并将测量结果输入到数控测量方法系统中1刀具长度测量通常使用对刀仪进行测量，对刀仪可以精确测量刀具的长度，并将其数据输入到数控系统中精度要求刀具长度测量需要保证一定的精度，一3般要求测量误差小于，以确保

0.01mm加工精度刀具半径补偿补偿原理补偿设置刀具半径补偿是指补偿刀具半径对加工路径的影响，以确保加工在数控系统中设置刀具半径补偿值，并根据刀具类型和半径进行精度当刀具半径大于零时，加工路径需要向刀具中心方向偏移选择，以确保加工精度，以补偿刀具半径的影响加工精度保证措施机床精度刀具精度工件装夹确保机床精度，例如导轨的直线度、使用精度高的刀具，例如新磨的刀具采用合理的工件装夹方式，确保工件工作台的平面度、主轴的回转精度等，并定期检测刀具的磨损情况，更换在加工过程中的稳定性和定位精度，，以保证加工精度磨损的刀具，以保证加工精度以保证加工精度编程精度对刀操作编写精密的加工程序，确保加工路径的准确性，并合理设置进行精确的对刀操作，确保工件零点设置的精度，并测量刀切削参数，以保证加工精度具的长度和半径，以保证加工精度常见故障诊断机械故障机械故障是指机床本体的机械部件发生的故障，例如导轨磨损、丝杆卡死、轴承损坏等电气故障电气故障是指机床的电气系统发生的故障，例如电路板损坏、电机烧毁、传感器失效等系统报警系统报警是指数控系统发生的故障，例如程序错误、操作错误、系统参数错误等机械故障排除检查原因更换部件根据故障现象，检查机械部件的如果机械部件出现损坏，需要更磨损、卡死、损坏等情况，找到换新的部件，并确保新部件的质故障原因量和安装精度调整参数对于一些机械故障，可以通过调整参数进行修复，例如调整导轨的间隙、调整丝杆的预紧力等电气故障处理检查电路更换元件维修电路板使用万用表或其他电气工具检查电路的通如果电气元件出现损坏，需要更换新的元如果电路板出现故障，需要进行维修，例断情况，并查找断路、短路、漏电等故障件，并确保新元件的质量和安装精度如更换损坏的芯片、修复焊接点等系统报警解决查看报警信息1查看数控系统的报警信息，了解报警原因，例如程序错误、操作错误、系统参数错误等解决报警问题2根据报警信息，解决报警问题，例如修改程序错误、纠正操作错误、更改系统参数等恢复正常运行3解决报警问题后，重新启动数控系统，并进行测试，确保机床正常运行维护保养制度日常检查定期维护每天开机前，检查机床的润滑情况、冷却液液位、刀具状态、工定期进行机床的维护保养，例如清洁机床、更换润滑油、检查机作台清洁度等，确保机床处于良好的运行状态械部件、检查电气系统等，确保机床的精度和性能日常检查要点润滑情况1检查机床各个摩擦部位的润滑情况，确保润滑油充足，润滑良好，减少磨损冷却液液位2检查冷却液的液位，确保冷却液充足，并保持清洁，避免冷却液不足或污染影响加工精度刀具状态3检查刀具的磨损情况，及时更换磨损的刀具，确保刀具锋利，提高加工精度和效率工作台清洁度4保持工作台清洁，及时清理工作台上的切屑和杂物，避免影响工件的装夹和加工精度定期维护项目清洁机床更换润滑油检查机械部件检查电气系统定期清洁机床的各个部件，例根据润滑油的更换周期，更换定期检查机床的机械部件，例定期检查机床的电气系统，例如床身、工作台、立柱、主轴机床的润滑油，确保润滑油的如导轨、丝杆、轴承、齿轮等如电路板、电机、传感器等，箱、进给机构等，清除灰尘、质量和清洁度，减少磨损，提，是否存在磨损、卡死、损坏是否存在故障，及时进行维修切屑和污垢，保持机床的清洁高机床的性能等问题，及时进行维修或更换或更换卫生润滑油更换周期导轨个月3丝杆个月6轴承年1精度检测方法测量仪器检测项目记录结果使用精度高的测量仪器检测机床的精度指标，将检测结果记录下来，，例如千分尺、百分表例如导轨的直线度、工并进行分析，判断机床、水平仪等，对机床的作台的平面度、主轴的的精度是否符合要求，精度进行检测回转精度等并及时进行调整或维修安全操作规程操作人员要求安全防护装置12操作人员必须经过安全培训，机床必须配备齐全的安全防护并持有操作资格证，了解安全装置，例如急停按钮、安全门操作规程，并严格执行操作规、护罩等，确保操作人员的安程，确保安全生产全紧急情况处理3操作人员必须熟悉紧急情况的处理方法，例如发生事故时，应立即按下急停按钮，并采取相应的措施，避免人员伤亡操作人员要求安全意识操作技能操作人员必须具有强烈的安全意识，严格执行安全操作规程，避操作人员必须具备良好的操作技能，熟练掌握数控铣床的操作方免违章操作，确保安全生产法，并能够进行简单的故障诊断和排除安全防护装置急停按钮1急停按钮是机床上的紧急停止装置，当发生事故或紧急情况时，操作人员可以按下急停按钮，立即停止机床的运行安全门2安全门是机床上的安全防护装置，当安全门打开时，机床会自动停止运行，以防止操作人员在机床运行时进入危险区域护罩3护罩是机床上的安全防护装置，用于保护操作人员免受旋转的刀具、运动的部件、高温的切削液等危险因素的伤害紧急情况处理立即停止发生紧急情况时，立即按下急停按钮，停止机床的运行安全撤离立即撤离危险区域，确保自身安全检查原因检查事故原因，并采取相应的措施，避免再次发生类似事故实际加工案例分析案例一案例二案例一加工一个复杂形状的铝合金零件，需要使用立铣刀、案例二加工一个大型的钢结构件，需要使用大型数控铣床进球头铣刀、槽铣刀等多种刀具，需要进行平面铣削、轮廓铣削行加工，需要进行对刀操作、工件装夹、切削参数设置等操作、槽铣加工等多种加工工艺，并需要进行刀具补偿和切削参数，并需要进行安全操作和故障诊断设置质量控制要点工件尺寸表面质量加工效率123控制工件的尺寸精度，确保工件的控制工件的表面质量，例如表面粗控制加工效率，例如单位时间内的尺寸符合设计要求，并符合公差要糙度、表面光洁度、表面硬度等，加工量、加工周期等，确保加工效求确保工件的表面质量符合设计要求率符合生产要求。