毕业设计（论文）我国数控装备技术发展和产业化的现状.doc

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1、摘 要加工中心由于备有刀库并能自动更换刀具，使得工件在一次装夹中可以完成多工序的加工。加工中心一般不需要人为干预，当机床开始执行程序后，它将一直运行到程序结束。本文综合论述了加工中心的型号，组成，类型以及特点和实际操作等。本文通过研究分析不同加工中心主轴组件的性能，综合地比较了其特点，并对板类零件进行了实际的操作加工设计，从而更有力的证明了加工中心的实用性，优越性。得到xx结论总之，本文对加工中心进行的一番论述，大大体现了加工中心在世界科技大潮中不可估量的地位，以及它自身所拥有的先进科技技术。关键词：主轴组件，加工中心，加工工艺目录第一章 概述31.1加工中心的发展趋势41.2加工中心的型号4

2、1.3中心的分类4第二章 加工中心的组成，特点及刀具和夹具62.1工中心的组成62.2加工中心的工艺特点62.3加工中心的刀具的选用72.4 加工中心夹具的确定92.5 加工中心的特点10第三章加工中心的基本操作123.1电源操作（POWER OPERATION）123.2紧急停止123.3手动操作123.4自动操作14第四章 加工中心的实际工作164.1 加工中心的实例第五章 总结参考文献第一章 概述1.1加工中心的发展趋势1.1.1什么是加工中心 加工中心是指以数字控制(简称NC)装置为前提的带自动换刀装置(简称ATC)的复合加工机床.它的优点是:(1)适用于形状比较复杂工件的中、小批量并

3、能连续多面自动化加工1.1.2加工中心的发展方向 1）立式加工中心立式加工中心主要的用户层面为,以看好的汽车零部件行业为首，还有模具、飞机、医疗设备、IT、光学设备等行业。在飞机制造业因绝大多数加工件为多品种、小批量的产品，因此五轴加工机为主的立式加工中心有潜在的需求。今后电子零部件、精密机枝零部件、半导体模具等行业也具有需求潜力。 各生产厂家面对预期需求扩大的飞机、模具、半导体等行业，正在抓紧开发五轴加工机。和几年前的以生产一般零部件为主的立式加工中心形成鲜明对比的，突出以加工模具为主的设备方案不断从厂家出现，由此可明显地看出对高速、高效、高品位加工的需求正在增加。 针对高精度加工，一些厂家

4、比较注重研制对不易切削材质搞重切削加工的机型。同时，以减少工件更换时间和集中工序为目的的复合化加工技术也在不断创新。为进一步提高效率，有些厂家正在尝试在立式加工中心的控制轴方面再加上l2个轴，形成五轴控制，这样对于形状复杂的工件和自由曲面等工件都可完成一次装卡加工。 在产品开发方面，由于用户的要求更加严格，不得不在保持低价位的同时不断追求高性能的技术。由于正在加快适应环保要求的新技术开发，因此，更加需要可以调整品种、数量的可形成柔性线结构的设备。 现在干式切削也在研制之中，如已经出现的使用高纯度氮气的干式加工系统，以氧化来控制精度变化。同时为改善作业环境、提高经济效率，对于切屑的处理也采用了易

5、于回收的方式。2）卧式加工中心 卧式加工中心因其加工面是垂直的，切屑易脱落，比较适应时间无操作。又因是模块结构，可以短时间内导入最适当规模的系统。因其无人操作时间较长，在成本费用方面与单机相比效果更好。 从用户需求来看，对卧式加工中心的要求更加趋向于适应多品种小批量的生产，要求加工设备能够灵活地适应工序集中导致的生产型加工件的变化。现在由于汽车厂家的设备投资呈上升趋势，需求可望进一步扩大。此外，因对于产品制造的认识和对生产体系的看法正在发生根本的转变，由此而派生的新的生产体系可能对能形成柔性线的小型机种产生需求。着手生产以上机型的厂家在追求高速、高精度的同时，还在如何使机体小型化及成本控制方面

6、下功夫。也就是说此类产品的开发重点在于机体的小型化、适应形成柔性线体系方面。 从技术开发动向来看，是谋求提高主轴转速、进给速度、提高精密度、并将对应热变位、模块化等集中体现出来。其中，作为机床基本课题的高速化研究也不断取得成果。 由于提高进给速度直接关系到产品的加工时间，以利提高生产效率，因此在高速进给技术方面，驱动装置采用直线电机的机型正在增多。同时也有厂家在开发不使用直线电机，采用进给轴以大导程滚珠丝杠为驱动，进给加速度1.5G2G、快速进给速度120mmmin的高速卧式加工中心。并在主轴上采用双面约束刀具、主轴转速为2万r/min、快速进给速度为60m/min、以尽量缩短重复定位、刀至刀

7、等的非切削时间。为解决速度提高带来的热变位影响，防止精度下降，一般都采用独自的补正装置或主轴冷却结构、冷却装置等。1.2加工中心的型号目前我国机床型号的编制方法是按JB18381976标准，加工中心的型号编制方法，根据通用或专用机床型号的编制方法套用。加工中心型号示例： 1.3加工中心的分类1.3.1按换刀形式分类（1）带刀库机械手的加工中心加工中心换刀装置由刀库、机械手级组成，换刀动作由机械手完成。 （2）机械手的加工中心这种加工中心的换刀通过刀库和主轴箱配合动作来完成换刀过程。(3)转塔刀库式加工中心一般应用于小型加工中心，主要以加工孔为主。1.3.2按机床形态分类 (1)卧式加工中心指主

8、轴轴线为水平状态设置的加工中心。卧式加工中心一般具有3-5个运动坐标。常见的有三个直线运动坐标(沿X、Y、Z轴方向)加一个回转坐标(工作台)，它能够使工件一次装夹完成除安装面和顶面以外的其余四个面的加工。卧式加工中心较立式加工中心应用范围广，适宜复杂的箱体类零件、泵体、阀体等零件的加工。但卧式加工中心占地面积大，重量大；结构复杂，价格较高。 (2)立式加工中心指主轴轴心线为垂直状态设置的加工中心。立式加工中心一般具有三个直线运动坐标，工作台具有分度和旋转功能，可在工作台上安装个水平轴的数控转台用以加工螺旋线零件。立式加工中心多用于加工筒单箱体、箱盖、板类零件和平面凸轮的加工。立式加工中心具有结

9、构简单、占地面积小、价格低的优点。 (3)龙门加工中心，与龙门铣床类似，适应于大型或形状复杂的工件加工。 （4）加工中心万能加工中心也称五面加工中心小工件装夹能完成除安装面外的所有面的加工；具有立式和卧式加工中心的功能。常见的万健躺工中心有两种形式：一种是主轴可以旋转900既可象立式加工中心一样，也可象卧式加工中心一样；另一种是主轴不改变方向，而工作台带着工件旋转900完成对工件五个面的加工。在万能加工中心安装工件避免了由于二次装夹带来的安装误差，所以效率和精度高，但结构复杂、造价也高第二章 加工中心的组成，特点及刀具和夹具2.1加工中心的组成从主体上看，加工中心主要由以下几大部分组成：2.1

10、.1基础部件 基础部件是加工中心的基础结构，它主要由床身、工作台、立柱三大部分组成。这三部分不仅要承受加工中心的静载荷，还要承受切削加工时产生的动载荷。所以要求加工中心的基础部件，必须有足够的刚度，通常这三大部件都是铸造而成。2.1.2主轴部件 主轴部件由主轴箱、主轴电动机、主轴和主轴轴承等零部件组成。主轴是加工中心切削加工的功率输出部件，它的起动、停止、变速；变向等动作均由数控系统控制；主轴的旋转精度和定位准确性，是影响加工中心加工精度的重要因素。2.1.3数控系统 加工中心的数控系统由CNC装置、可编程序控制器、伺服驱动系统以及面板操作系统组成，它是执行顺序控制动作和加工过程的控制中心。C

11、NC装置是一种位置控制系统，其控制过程是根据输入的信息进行数据处理、插补运算，获得理想的运动轨迹信息，然后输出到执行部件，加工出所需要的工件。2.1.4自动换刀系统换刀系统主要由刀库、机械手等部件组成。妆需要更换刀具时，数控系统发出指令后，由机械手从刀库中取出相应的刀具装入主轴孔内，然后再把主轴上的刀具送回刀库完成整个换刀动作。2.1.5辅助装置包括润滑、冷却、排屑、防护、渡压、气动和检测系统等部分。这些装置虽然不直接参与切削运动，但是加工中心不可缺少的部分。对加工中心的加工效率、加工精度和可靠性起着保障作用。2.2加工中心的工艺特点 加工中心可以归纳出如下一些工艺特点2.2.1适合于加工周期

12、性复合投产的零件有些产品的市场需求具有周期性和季节性，如果采用专门生产线则得不偿失，用普通设备加工效率又太低，质量不稳定，数量也难以保证。而采用加工中心首件试切完后，程序和相关生产信息可保留下来，下次产品再生产时只要很的准备时间就可开始生产。2.2.2适合加工高效、高精度工件有些零件需求甚少，但属关键部件，要求精度高且工期短。用传统工艺需用多台机床协调工作，周期长、效率低，在长工序流程中，受人为影响易出废品，从而造成重大经济损失。，而采用加工中心进行加工，生产完全由程序自动控制，避免了长工艺的优点。2.2.3适合具有合适批量的工件加工中心生产的柔性不仅体现在对特殊要求的快速反应土，而且可以快速

13、实现批量生产，拥有并提高市场竞争能力。加工中心适合于中小批量生产，特别是小批量生产，在应用加工中心时，尽量使批量大于经济批量，以达到良好的经济效果。随着加工中心及辅具的不断发展，经济批量越来越小，对一些复杂零件，5-10件就可生产，甚至单件生产时也可考虑用加工中心。2.2.4适合于加工形状复杂的零件四轴联动、五轴联动加工中心的应用以及CADCAM技术的成熟发展，使2.2.5其它特点加工中心还适合于加工多工位和工序集中的工件、；难测量工件。另外，装夹困难或完全由找正定位来保证加工精度的工件不适合在加工中心上生产。流程，减少了硬件投资和人为干扰，具有生产效益高及质量稳定2.3加工中心的刀具选用加工

14、中心所用的刀具是由通用刀具（又称工作头或刀头）和与加工中心主轴前端锥孔配套的刀柄等组成。在应用中，要根据加工中心机床的要求、夹具的要求、工件材料的性能、加工工序、切削用量以及其它相关因素正确选用刀具。刀具选择总的原则是：刀具的安装和调整方便，刚性好，耐用度和精度高。在保证安全和满足加工要求的前提下，刀具长度应尽可能短，以提高刀具的刚性。在加工中心机床上，各种刀具分别装在刀库中，按程序的规定进行自动换刀。因此必须采用标准刀柄，以便使钻、镗、扩、铣削等工序用的刀具能迅速、准确地装到机床主轴上。编程人员应充分了解机床上所用刀柄的结构尺寸、调整方法以及调整范围，以便在编程时确定刀具的径向和轴向尺寸。加

15、工中心机床所用的刀具必须适应加工中心高速、高效和自动化程度高的特点，其刀柄部分要联接通用刀具并装在机床主轴上，由于加工中心类型不同，其刀柄柄部的型式及尺寸不尽相同。JT（ISO7388）表示加工中心机床用的锥柄柄部（带有机械手夹持槽），其后面的数字为相应的ISO锥度号，如50、45、和40分别代表大端直径为69.85、57.15和44.45毫米的7：24锥度。ST（ISO297）表示一般数控机床用的锥柄柄部（没有机械手夹持槽），数字意义与JT类相同。BT（MAS403）表示用于日本标准MAS403的带有机械手夹持槽联接。加工中心刀具的刀柄分为整体式工具系统和模块式工具系统两大类。模块式工具系统

16、由于其定位精度高，装卸方便，连接刚性好，具有良好的抗振性，是目前用得较多的一种型式，它由刀柄、中间接杆以及工作头组成。它具有单圆柱定心，径向销钉锁紧的联接特点，它的一部分为孔，而另一部分为轴，两者之间进行插入连接，构成一个刚性刀柄，一端和机床主轴连接，另一端安装上各种可转位刀具便构成一个工具系统。根据加工中心类型，可以选择莫氏及公制锥柄。中间接杆有等径和变径两类，根据不同的内外径及长度将刀柄和工作头模块相联接。工作头有可转位钻头、粗镗刀、精镗刀、扩孔钻、立铣刀、面铣刀、弹簧夹头、丝锥夹头、莫氏锥孔接杆、圆柱柄刀具接杆等多种类型。可以根椐不同的加工工件尺寸和工艺方法，按需要组合成铣、钻、镗、铰、

17、攻丝等各类工具进行切削加工。通用刀具根据制造所用的材料可分为以下几种：（1）高速钢刀具；（2）硬质合金刀具；（3）金刚石刀具；（4）其他材料刀具，如陶瓷刀具等。刀具的切削过程是非常复杂的，影响因素很多。在铣削加工时，刀具材料的性能、刀具类型、刀具几何参数、切削速度、切削深度和进给量等都影响切削力，从而影响整个工艺系统，最终影响加工精度和质量。在加工中心机床上进行加工，其主轴转速比普通机床的主轴转速一般至少要高1到2倍，因此，在加工中心上进行铣加工，选取刀具时，要使刀具的尺寸与被加工工件的表面尺寸相适应。平面铣削应选用不重磨硬质合金端铣刀或立铣刀。一般采用二次走刀，第一次走刀最好用端铣刀粗铣，沿

18、工件表面连续走刀。选好每次走刀的宽度和铣刀的直径，使接痕不影响精铣精度。因此，加工余量大又不均匀时，铣刀直径要选小些。精加工时，铣刀直径要选大些，最好能够包容加工面的整个宽度。在实际工作中，平面的半精加工和精加工，一般用可转位密齿面铣刀，可以达到理想的表面加工质量，甚至可以实现以铣代磨。密布的刀齿使进给速度大大提高，从而提高切削效率。精切平面时，可以设置2到4个刀齿。可转位螺旋立铣刀适用于高效率粗铣大型工件的台阶面、立面及大型槽的加工。如更换不同牌号的刀片，可加工钢、铸铁、铸钢、耐热钢等多种材料。硬质合金螺旋齿立铣刀是一种用于加工铸铁、钢件、有色金属的精加工刀具，刀片一般为焊接式。镶硬质合金刀

19、片的端铣刀和立铣刀主要用于加工凸台、凹槽和箱口面。为了提高槽宽的加工精度，减少铣刀的种类，加工时采用直径比槽宽小的铣刀，先铣槽的中间部分，然后再利用刀具半径补偿（或称直径补偿）功能对槽的两边进行铣加工。铣削盘类零件的周边轮廓一般采用立铣刀。所用的立铣刀的刀具半径一定要小于零件内轮廓的最小曲率半径。一般取最小曲率半径的0.8到0.9倍即可。零件的加工高度（Z方向的吃刀深度）最好不要超过刀具的半径。若是铣毛坯面时，最好选用硬质合金波纹立铣刀，它在机床、刀具、工件系统允许的情况下，可以进行强力切削。1）加工中心上用的立铣刀一般有三种形式加工空间曲面和变斜角轮廓外形时，由于球头刀具的球面端部切削速度为

20、零，而且在走刀时，每两行刀位之间，加工表面不可能重叠，总存在没有被加工去除的部分，每两行刀位之间的距离越大，没有被加工去除的部分就越多，其高度（通常称为“残留高度”） 就越高，加工出来的表面与理论表面的误差就越大，表面质量也就越差。加工精度要求越高，走刀步长和切削行距越小，编程效率越低。因此，应在满足加工精度要求的前提下，尽量加大走刀步长和行距，以提高编程和加工效率。而在两轴及两轴半加工中，为提高效率，应尽量采用端铣刀，由于相同的加工参数，利用球头刀加工会留下较大的残留高度。因此，在保证不发生干涉和工件不被过切的前提下，无论是曲面的粗加工还是精加工，都应优先选择平头刀或R刀（带圆角的立铣刀）。

21、不过，由于平头立铣刀和球头刀的加工效果是明显不同的，当曲面形状复杂时，为了避免干涉，建议使用球头刀，调整好加工参数也可以达到较好的加工效果。在选择刀刃长度和刀杆长度时，应考虑机床的情况及零件的尺寸是否会干涉。在可能的情况下，应尽量选短一些，以提高刀具的刚度。钻孔时，要用中心钻打中心孔，用以引正钻头。先用较小的钻头钻孔至所需深度Z，再用较大的钻头进行钻孔，最后用所需的钻头进行加工，以保证孔的精度。在进行较深的孔加工时，特别要注意钻头的冷却和排屑问题，一般利用深孔钻削循环指令G83进行编程，可以工进一段后，钻头快速退出工件进行排屑和冷却，再工进，再进行冷却和排屑直至孔深钻削完成。若工件为铸件，则不

22、能使用冷却液。在选用刀具进行编程时，应注意区分刀尖和刀心，两者均是刀具的对称轴上的点，其间差一个刀角半径。2）三种形式的立铣刀的刀心和刀尖实际应用时，要规定刀具的结构尺寸，在刀具装到机床上之前，应根据编程时确定的参数，在机外的预调装置中调整到所需的尺寸。下面利用CAXA制造工程师软件中“铣刀参数”对刀具参数进行说明。3）铣刀参数设置对话框（1）当前铣刀名 为当前铣刀的名称，用于刀具标识和列表，刀具名是唯一的。通过下拉列表，可以显示刀具库中的所有刀具，并可在列表中选择当前刀具。（2）刀具号 刀具安装在加工中心机床的刀具库中的刀位号。用于后置处理的自动换刀指令。刀具号唯一。（3）刀具补偿号 刀具补

23、偿值的序列号，其值可以与刀具号不一致。（4）刀具半径 刀具的半径值。该参数用于确定刀具半径补偿的量。（5）刀角半径 刀具的刀角半径，应不大于刀具半径。（6）刀刃有效长度 刀具的刀杆可用于切削部分的长度。（7）刀杆长度 刀尖到刀柄之间的距离。刀杆长度应大于刀刃有效长度。并且一般刀杆长度要大于工件总切深。如果不大于总切深，一定要检查刀柄是否会与工件相接触。（8）增加刀具 用于增加刀具到软件系统的刀具库中，并非加工中心机床的刀具库。单击“增加铣刀”按钮弹出“增加铣刀”对话框输入增加的铣刀的名称单击“确定”可以修改刀具的各个参数， （9）删除当前刀具 删除CAXA系统的刀具库中不需要的刀具。而不是删除

24、机床刀具库中的刀具。选择需删除的刀具鼠标单击“删除当前铣刀”按钮按“确认”按钮后，该刀具即被删除。（10）预显刀具参数 修改刀具参数后，按“预显刀具参数”按钮可显示参数修改后刀具的形状。加工中心机床刀具是一个较复杂的系统，如何根据实际情况进行正确选用，是编程人员必须掌握的。只有对加工中心刀具结构和选用有充分的了解和认识，在实际工作中才能灵活运用，提高工作效率和安全生产。2.4加工中心夹具的确定2.4.1对夹具的基本要求（1）夹紧机构不得影响进给，加工部位要敞开；（2）夹具在机床上能实现定向安装；（3）夹具的刚性与稳定性要好。 2.4.2常用夹具种类（1）通用夹具：如虎钳、分度头、卡盘等；（2）

25、组合夹具：组合夹具由一套结构已经标准化、尺寸已经规格化的通用元件组合元件所构成；（3）专用夹具：专为某一项或类似的几项加工设计制造的夹具； （4）可调整夹具：组合夹具与专用夹具的结合，既能保证加工的精度，装夹更具灵活性；（5）多工位夹具：可同时装夹多个工件的夹具；（6）成组夹具：专门用于形状相似、尺寸相近且定位、夹紧、加工方法相同或相似的工件的装夹。 。数控回转工作台是各类数控铣床和加工中心的理想配套附件，有立式工作台、卧式工作台和立卧两用回转工作台等不同类型产品。立卧回转工作台在使用过程中可分别以立式和水平两种方式安装于主机工作台上。工作台工作时，利用主机的控制系统或专门配套的控制系统，完成

26、与主机相协调的各种必须的分度回转运动。为了扩大加工范围，提高生产效率，加工中心除了沿X、Y、Z三个坐标轴的直线进给运动之外；往往还带有A、B、C三个回转坐标轴的圆周进给运动。数控回转工作台作为机床的一个旋转坐标轴由数控装置控制，并且可以与其他坐标联动，使主轴上的刀具能加工到工件除安装面及顶面以外的周边。回转工作台除了用来进行各种圆弧加工或与直线坐标进给联动进行曲面加工以外，还可以实现精确的自动分度。因此回转工作台已成为加工中心一个不可缺少的部件。2.4.3加工中心夹具的选用原则 （1）在保证加工精度和生产效率的前提下，优先选用通用夹具； （2）批量加工可考虑采用简单专用夹具； （3）大批量加工

27、可考虑采用多工位夹具和高效的气压、液压等专用夹具； （4）采用成组工艺时应使用成组夹具；2.4.4工件在机床工作台上的最佳装夹位置工件装夹位置应保证工件在机床各轴的加工行程范围内，并且使得刀具的长度尽可能缩短，提高刀具的加工刚性。 2.5加工中心的特点加工中心（Machining Center）是典型的集高新技术于一体的机械加工设备，它的发展代表了一个国家设计、制造的水平，因此在国内外企业界都受到高度重视。如今，加工中心已成为现代机床发展的主流方向，加工广泛应用于机械制造中。与普通数控机床相比，它具有以下几个突出特点:2.5.1工序集中加工中心备有刀库并能自动更换刀具，对工件进行多工序加工，使

28、得工件在一次装夹后，数控系统能控制机床按不同工序，自动选择和更换刀具，自动改变机床主轴转速、进给量和刀具相对工件的运动轨迹，以及其他辅助功能，现代加工中心更大程度地使工件在一次装夹后实现多表面、多特征、多工位的连续、高效、高精度加工，即工序集中这是加工中心最突出的特点。2.5.2对加工对象的适应性强加工中心生产的柔性不仅体现在对特殊要求的快速反应上而且可以快速实现批量生产，提高市场竞争能力。2.5.3加工精度高加工中心同其他数控机床一样具有加工精度高的特点，而且加工中心由于加工工序集中，避免了长工艺流程，减少了人为千扰，故加工精度更高，加工质量更加稳定。2.5.4加工生产率高零件加工所需要的时

29、间包括机动时间与辅助时间两部分。加工中心带有刀库和自动换刀装置，在一台机床上能集中完成多种工序，因而可减少工件装夹、测量和机床的调整时间，减少工件半成品的周转、搬运和存放时间，使机床的切削利用率（切削时间和开动时间之比）高于普通机床34倍，达80以上。2.5.5操作者的劳动强度减轻加工中心对零件的加工是按事先编好的程序自动完成的，操作者除了操作键盘、装卸零件、进行关键工序的中间测量以及观察机床的运行之外，不需要进行繁重的重复性手工操作，劳动强度和紧张程度均可大为减轻，劳动条件也得到很大的改善。2.5.6经济效益高使用加工中心加工零件时，分摊在每个零件上的设备费用是较昂贵的，但在单件、小批生产的

30、情况下，可以节省许多其他方面的费用，因此能获得良好的经济效益。例如，在加工之前节省了划线工时，在零件安装到机床上之后可以减少调整、加工和检验时间，减少了直接生产费用。另外，由于加工中心加工零件不需手工制作模型、凸轮、钻模板及其他工夹具，省去了许多工艺装备，减少了硬件投资还由于加工中心的加工稳定，减少了废品率，使生产成本进一步下降。2.5.7有利于生产管理的现代化用加工中心加工零件，能够准确地计算零件的加工工时，并有效地简化了检验和工夹具、半成品的管理工作。这些特点有利于使生产管理现代化。当前有许多大型CAD/CAM集成软件已经开发了生产管理模块，实现了计算机辅助生产管理。加工中心的工序集巾加工

31、方式固然有其独特的优点，但也带来不少问题，列举如下。 粗加工后直接进人精加工阶段，工件的温升来不及回复，冷却后尺寸变动，影响零件精度。 工件由毛坯直接加工为成品，一次装夹中金属切除量大、几何形状变化大，没有释放应力的过程，加工完了一段时间后内应力释放，使工件变形。 切削不断屑，切屑的堆积、缠绕等会影响加工的顺利进行及零件表面质量，甚至使刀具损坏、工件报废。 装夹零件的夹具必须满足既能承受粗加工中大的切削力，又能在精加工中准确定位的要求，而且零件夹紧变形要小。 由于 ATC 的应用，使工件尺寸受到一定的限制，钻孔深度、刀具长度、刀具直径及刀具质量也要加以考虑。第三章加工中心的基本操作3.1电源操

32、作（POWER OPERATION）3.1.1电源开关（POWER ON）1).将机床总电源闭合之后将钥匙旋至ON位置后将电气箱总电源开关切至“|”（ON）(可以听见电气箱内散热风扇启动的声音)。2).按操作面板上的“|”电源开关（POWER ON）启动CNC电源及屏幕。3).将紧急开关打开。4).首先选择（原点回归）模式，执行手动回原点。3.1.2电源关（POWER OFF）1）将工作台移至安全位置。2）将主轴停止转动。3）按下紧急停止开关，停止油压系统及所有驱动元件。4）按操作面板上的“O”电源开关，关闭所有屏幕及CNC电源。5）将电气箱的总电源开关切至“O”（OFF）并将钥匙旋至OFF，

33、切断机床总电源。3.2紧急停止当有紧急情况时，按下紧急停止钮，可使机械动作停止，确保操作人员及机械的安全。当紧急停止时：1主轴停止。2轴向停止。3油压系统停止。4刀库停止。5切削液停止。6排屑器停止。7门互锁装置在主轴及切削液停止后打开。8屏幕显示“NOT READY”。3.3手动操作3.3.1原点回归1）按下机床回零方式选择键2）a)按“+Z”可自动回Z轴机械原点。b)按“+X”可自动回X轴机械原点。c)按“+Y”可自动回Y轴机械原点。d)按“+A”可自动回A轴机械原点。3）如果工作台太靠近原点时，应反向移动各轴（一般应使机械坐标值大于150mm）,否则可能造成回归原点失败。4）执行原点回归

34、当中，指示灯会持续闪烁。5）直到原点回归完成时，指示灯才停止闪烁并一直亮着。注意：当开电源或按紧急开关或机械过行程之后必须再执行手动回归原点一次，因为各轴可能有下滑的情况！3.3.2手轮进给1）按下手轮操作方式选择键2）分离式手轮上的指示灯会随之亮起，表示手轮操作有效。3）使用手轮时，先选择要控制的轴（X、Y、Z、A）。4）手轮的进给速率由选择开关（1, 10, 100）决定。5）旋转手动脉冲发生器，依所旋转的方向、刻度及比例移动各轴至适当的位置。注意：使用手轮过程中要明确各轴的移动方向，避免发生误操作！3.3.3手动进给1）按下手动方式选择键2）各轴会依所按进给方向移动，放开按钮随即停止。3

35、）进给速率由“ FEEDERATE OVERRIDE”控制（04000mm/min）。3.3.4快速进给（RAPID）1）按下手动方式选择键在JOG方式下同时按下快速运动功能键与方向键2）快速进给的速率为500mm/min。3.3.5主轴正反转a)在JOG方式下b)主轴正转：按下主轴正转按键c)主轴停止：按下主轴停止按键d)主轴反转：按下主轴反转按键e)手动模式，主轴运转速率由“S”指令控制。f)主轴运转中更换旋转方向时，应先将主轴停止，再更换旋转方向。3.3.6切削液1）手动切削液开关：按一下，切削液开（按键灯亮）。再按一下，切削液关（按键灯熄）。2) 自动切削液开关：按下此按钮进入自动模式

36、，M08、M10有效（按键灯亮）。再按一次离开自动模式，M08、M10无效（按键灯熄）。3）当切削液喷出来时，指示灯会亮。注意：所有以上切削液按键动作，必须在前门关闭时才可以操作，避免喷到操作人员。3.3.7主轴喷雾吹气1）按一次，主轴喷雾吹气开启，按键灯亮。再按一次，主轴喷雾吹气关闭，按键灯熄。2）主轴吹气功能也可由M07控制开启，M12或M09控制关闭。3.3.8自动门控制门互锁装置开启或关闭，在程序停止及主轴和切削液停止的状态下可正常启闭。3.4自动操作3.4.1编辑1）将工作方式切至编辑状态。2）将程序保护钥匙切至开。3）开始进行编辑。4）编辑完毕后，为保护程序可将钥匙切至关。3.4.

37、2自动1）将工作方式切至自动加工状态。2）选择想要执行的程序号码及程序位置。3）按“循环开始”，程序将自动执行，程序执行中，“循环开始”的指示灯将亮起。4）程序执行当中按“循环停止”按钮，程序将暂停，轴向进给停止，循环停止的指示灯将亮起，再次启动循环开始，循环停止灯熄。5）车牙期间，“循环停止”将被忽略，待车牙动作完成后，才会执行“循环停止”的动作。6）循环停止时，主轴及切削液暂停运转，待循环开始执行后，会自动恢复运转。3.4.3程序传输1）按下DNC方式选择键2）将程序保护钥匙切至开。3）将外部传输界面及设备准备妥当，按“循环开始”按钮，将执行外部程序指令。3.4.4手动资料输入1）将工作方

38、式切至“手动资料输入”（MDI）。2）使用MDI操作键将程序资料输入。3）按“循环开始”，便可执行MDI的程序。3.4.5自动执行相关功能键1）单节a)按“单节”，单节按键灯亮。b)按“循环开始”，程序将执行一个单节之后停止，再按一次则执行下一个单节。2）试运行a)按“试运行”，按键灯亮，此时程序进给速率均由手动进给倍率控制。b)再按“试运行”，按键灯熄。3）单节忽略a)按“单节忽略”，按键灯亮，程序单节的前面加“/”符号的单节，均被忽略不执行，直接执行下面的单节。b)再按“单节忽略”，取消单节忽略模式，按键灯熄。4）选择停止a)按“选择停止”设定选择停止模式，按键灯亮。b)程序执行至M01时

39、，程序会暂停，循环开始灯会闪烁，等待按“循环开始”之后继续执行。c)再按“选择停止”，取消选择停止模式，按键灯熄，程序执行到M01时，程序不会暂停，将直接执行下一个单节。5）机械锁定a)按“机械锁定”，设定机械锁定模式，按键灯亮。b)轴向（X,Y,Z）将被锁定而无法移动，但荧屏坐标会依程序的命令移动变化，可用来作程序模拟。6）Z轴功能锁定a)按“Z轴锁定”，设定Z轴功能锁定模式，按键灯亮。b)Z轴锁定后，Z轴无法移动，但荧屏的位置坐标会随程序或移动命令改变。可利用此项功能模拟程序，避免发生危险。c)再按“Z轴锁定”，取消 Z轴功能锁定模式，按键灯熄。注意：使用完Z轴锁定功能模拟程序后，必须再执

40、行手动原点回归一次，否则会有故障讯息显示！7）辅助功能锁定（M,S,T锁定）a)按“辅助功能锁定”，设定辅助功能锁定模式，按键灯亮。b)程序中的M码S码T码均将被忽略无效，常与“机械锁定”并用以检查程序。c)在按“辅助功能锁定”，取消辅助功能锁定模式，按键灯熄。注意：M00,M01,M02,M30,M98,M99均无效！8）程序保护钥匙在程序编辑模式时，将钥匙开关切至“关”，则程序将被禁止编辑，无法修改，部分参数及诊断也无法设定。第四章 加工中心的实际工作4.2 加工中心的实例 板材类零件板类零件是机械加工中常见的零件，加工表面有平面和孔，通常需经铣平面，钻孔，扩孔，镗孔等工步才能完成，下面以

41、图4-1所示板介绍其加工中心加工工艺。 板材类零件图图4-11)图样分析及工艺处理1.分析图样，选择加工内容 该板的材料为钢，故毛坯为钢件，由图4-1可知板的四个侧面为不加工表面，全部加工表面集中在上表面，最高精度为IT7级，从工序集中和变于定位两个方面考虑，选择上面及位于上面的孔在加工中心上加工，将侧面作为主要定位基准，并在前道工序中先加工好。2.选择加工中心 由于上面及上面的所有孔，只需单工位加工即可完成，以及最后零件尺寸看出，此零件加工适用于立式加工中心加工。加工表面不多，只有粗铣，精铣，钻，锪，铰等工步，所需刀具不超过20把，选用国产XH714型立式加工中心即可满足上述要求。该工作台尺

42、寸为400mm800mm，x轴行程为600mm。y轴行程为400mm，z轴行程为400mm，主轴端面至工作台台面的距离为125425mm，定位精度和重复定位精度为0.02mm和0.01mm，刀库容量为18把，工件一次装夹后可自动完成铣，钻，镗，锪等工步的加工。3.设计工艺（1）选择加工方法确定加工顺序零件加工工艺过程可分为以下几步：先用中心钻，钻头，锪刀进行加工，再对中间凸台盘部分进行粗，精加工。粗加工余量为0.5mm，其中4段R39mm圆弧可用镜像编程，4个缺口可考虑用子程序调用方式处理。需要进行数值计算的是4段R39mm圆弧的圆心，因是对称的，故仅计算处于第一象限的圆弧的圆心即可。（2）确

43、定装夹方案及选择夹具 该板零件的形状简单，四个侧面比较光整，加工面与不加工面之间的位置精度要求不高，故可选用通用台钳，以板的底面和两个侧面定位，用台钳钳口从侧面夹紧。（3）选择刀具 所需刀具有中心钻，钻头，锪刀，立铣刀，其规格根据加工尺寸选择。具体见表4-1（4）选择切削用量，表4-1数控加工工序卡片（工厂）数控加工工序卡片产品名称或代号零件名称材料零件图号板类零件试 件钢工序号程序编号夹具名称夹具编号使用设备车间20001压 板立式加工中心工步号工 步 内 容刀具号刀具规格mm主轴转速r/mm进给量mm/min背吃刀量mm备注1中心钻420mm和33mm孔的中心孔T013中心钻800501.

44、0214mm的钻头在五个定位孔的基础上钻五个通孔T0214钻头6005016.0320mm的弧刀，弧五个沉头孔T0320弧刀500606.0433mm弧刀弧中心孔T0433弧刀300609.0516mm立铣刀粗，精加工中间凸台部分T0516立铣刀5001002610mm立铣刀加工凸台上的四个豁口及中心方孔T0610立铣刀800100注：T01T06刀具其长度补偿代码分别采用H01H06，经机外刀具预调测量，H01值为30.85mm，H02为60.21mm，H03为40.73mm，H04为50.86mm H05为150.49mmH06为120.18mm T05刀具名以尺寸为16mm，经测量，其实际直径为16.02mm，T05刀具采用三个半径补偿代码D51D53，D51代码补偿值为10.01mm，以使刀具在径向留有2mm半精加工余量，D52代码的补偿值为8.51mm以留出0.5的精加工余量，D53代码的补偿值为8.01mm，为精加工时刀具的实际补偿值。（5）数值计算工件坐标系原点设在工件上表面对称中心，由零件图4-1可知，R39mm圆弧的圆心位于X轴，Y轴夹角的平分线上，距工件坐标系原点为80mm。设圆心坐标为（X1，Y1），X1=Y1R=80cos45mm=56.569mm主轴转速： n=