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项目一 数控铣床的基本操作
一、教学目标
了解数控铣床、加工中心的一般结构和基本工作原理。
了解数控铣床、加工中心的适用范围。
了解数控铣床、加工中心常用的数控加工刀具及其加工特点。
了解数控铣床、加工中心常用的数控夹具种类及适用范围。
了解数控铣床、加工中心常用的量具种类及适用范围。
二、课时分配
本章共3个任务，本章安排3课时。
三、教学重点
通过本章的学习，能够对数控铣床、加工中心的基本工作原理、适用范围以及数控刀具和夹具量具都有深入的了解。
四、教学难点
数控加工刀具及其特点。
夹具种类及适用范围。
五、课后作业
完成课后习题。
六、教学过程和组织
任务一
数控铣床简介
数控铣床的结构组成
数控铣床主要由机床机械部件、进给伺服系统、控制系统、位置反馈系统、辅助装置等组成。
机床机械部分
进给伺服系统
控制系统
位置反馈系统
辅助装置
数控铣床的基本工作原理
数控铣床的加工特点
1） 零件加工的适应性强、灵活性好，能加工轮廓形状特别复杂或难以控制尺寸的零件，如模具类零件、叶片类零件等。
2） 生产效率高，可有效减少零件的加工时间和辅助时间，尤其在使用加工中心加工时，工件只需一次装夹定位后就能进行多道工序的连续加工。
3） 加工精度高、质量稳定可靠。在加工过程中操作人员不参与操作，因此工件的加工精度全部由数控铣床的精度保证，消除了操作者的人为误差。又因为数控加工工序集中，减少了工件多次装夹产生的定位位差，所以工件的精度高，尺寸一致性好，质量稳定。
4） 生产自动化程度高，可以减轻操作者的劳动强度，改善劳动条件，有利于生产管理自动化。
5） 从切削原理上讲，无论是端铣或是周铣都属于断续切削方式，而不像车削那样连续切削，因此对刀具的要求较高，具有良好的抗冲击性、韧性和耐磨性。在干式切削状况下，还要求有良好的红硬性。
数控铣床的加工适用范围
铣削是数控铣床机械加工中最常用的加工方法之一，主要包括平面铣削和轮廓铣削，可以对零件进行孔加工与攻丝等。适合采用数控铣削的零件有箱体和曲面类的零件。下面按照铣削加工的角度对加工对象进行分类。
1）平面类零件
2）变斜角类零件
3）曲面类零件
数控铣床的分类
1）按构造上分类　
①工作台升降式数控铣床。
②主轴头升降式数控铣床。
③龙门式数控铣床。
2）按通用铣床的分类方法分类　
①数控立式铣床。
②卧式数控铣床。　
③立卧两用数控铣床。
数控铣床的选用原则　
根据被加工零件的尺寸选用。
根据加工零件的精度要求选用。
根据加工零件的加工特点来选择。
根据零件的批量或其他要求选择。
数控铣床常用刀具
平头铣刀
球头铣刀
面铣刀
钻头
铰刀
镗刀
螺纹铣刀
机用丝锥
寻边器
数控铣床常用夹具
机用平口钳
三爪自定心卡盘
机床压板
专用夹具
数控铣床常用量具
游标卡尺
普通游标卡尺
数显游标卡尺
深度游标卡尺
特殊游标卡尺
千分尺
外径千分尺
两爪内测千分尺
三爪内测千分尺
公法线千分尺
螺纹千分尺
厚壁千分尺
内径百分表
塞规
任务二 数控铣床的基本操作
数控铣床坐标系
数控机床坐标系确定原则
（1）　刀具相对静止、工件运动的原则　
由于机床结构的不同，有的是刀具运动，工件固定；有的是刀具固定，工件运动。采用该原则可使编程人员在不知运动方式的情况下，就可以依据零件图纸，确定加工的过程。
（2）　标准坐标系原则
机床坐标系确定机床上运动的大小与方向，以完成一系列的成形运动和辅助运动，该坐标系为右手笛卡尔直角坐标系。　
（3）　运动方向的原则
数控铣床坐标轴的正方向规定为刀具远离工件的运动方向。
机床坐标系（MCS）的确定方法
（1）　Z轴坐标
规定，机床传递切削力的主轴轴线为Z坐标（如铣床、钻床、车床、磨床等）。如果机床有几个主轴，则选一垂直于装夹平面的主轴作为主要主轴；如机床没有主轴（龙门刨床），则规定垂直于工件装夹平面为Z轴。　轴一般都是与传递主切削动力的主轴轴线平行的，如卧式数控车床、卧式加工中心，主轴轴线是水平的，故Z轴分别是左右和前后；立式数控车床、立式数控加工中心，主轴是竖直的，故Z轴分别是上下。
（2）　X轴坐标　
X坐标一般是水平的，平行于装夹平面。对于工件旋转的机床（如车、磨床等），X坐标的方向在工件的径向上；对于刀具旋转的机床则作以下规定：　　
当Z轴水平时，从刀具主轴向工件看，正X为右方向。　
（3）　Y、A、B、C及U、V、W等坐标　
由右手笛卡儿坐标系来确定Y坐标，A、B、C表示绕X、Y、Z坐标的旋转运动，正方向按照右手螺旋法则，如图124所示。
若有第二直角坐标系，可用U、V、W表示。　
（4）　坐标方向判定　
当某一坐标上刀具移动时，用不加撇号的字母表示该轴运动的正方向；当某一坐标上工件移动时，则用加撇号的字母（例如A′、X′等）表示。加与不加撇号所表示的运动方向正好相反。
（5）　机床原点的设置
机床原点是指在机床上设置的一个固定点，即机床坐标系的原点。它在机床装配、调试时就已确定下来，是数控机床进行加工运动的基准参考点。在数控铣床上，机床原点一般取在X、Y、Z坐标的正方向极限位置上。
（6）　机床参考点
机床参考点是用于对机床运动进行检测和控制的固定位置点。机床参考点的位置是由机床制造厂家在每个进给轴上用限位开关精确调整好的，坐标值已输入数控系统中。因此参考点对机床原点的坐标是一个已知数。通常在数控铣床上机床原点和机床参考点是重合的。
工件坐标系（WCS）的确定方法
编程时，为了编程方便，需要在零件图样上选定一个适当的基准点，并以这个基准点作为坐标系原点，建立一个新的笛卡尔坐标系，此坐标系即为工件坐标系。工件坐标系的原点成为工件原点。
FANUC　0iMC　数控系统控制面板
数控铣床所提供的各种功能可以通过控制面板上的键盘操作得以实现。机床配备的数控系统不同，其CRT/MDI控制面板的形式也不相同。下面以大连XD40A数控铣床配备的FANUC　0iMC数控系统为例介绍其各控制键功能。
数控铣床的开、关机流程
1.　开机前检查
2．　机床开机流程
①　完成开机前检查事项后接通机床总电源。
②　按下“Power　On”按钮，机床通电。
③　释放“急停”按钮（顺时旋转）。
④　检查风扇电机运转是否正常。
⑤　检查面板上的指示灯是否正常。
⑥　机床回参考点。
⑦　机床预热10到15分钟。
3．　机床关机流程
①　按下急停按钮。
②　按下“Power　Off”按钮。
③　关闭机床总电源。
任务三 数控铣床的维护与保养
1．数控铣床日保养
① 操作者在每班加工结束后，应清扫干净散落于工作台、导轨等处的切屑、油垢，保证工作区域干净整洁。
② 将主轴和工作台调整至安全位置。
③ 检查确认各润滑油箱的油量是否符合要求。各手动加油点按规定加油。
④ 注意观察机器导轨与丝杠表面有无润滑油，使之保持润滑良好。
⑤　检查确认液压夹具运转情况、主轴运转情况。
⑥　工作中随时观察积屑情况，切削液系统工作是否正常，有积屑严重时应停机清理。
⑦　如果离开机器时间较长要关闭电源，以防非专业者操作。
⑧　填写做好交接班记录。
2．数控铣床周保养
①　对设备进行全面擦拭保养。
②　去除设备的油污，使设备外表保持本色（如手轮、平口钳、主轴等）。
③　清除各部位积屑，擦拭床身各导轨面及滑动面。
④　检查各润滑油液面，不得低于油标以下，及时加注各部位润滑油。
⑤　定时清理数控装置的散热通风系统。散热通风口过滤网上灰尘积聚过多，会引起数控装置内温度过高，致使数控系统工作不稳定，甚至发生过热报警。
⑥　检查液压装置、管路及接头，确保无松动、无磨损现象。
⑦　检查冷却液软管及液面，清理管内及冷却液槽内的切屑等污物。
⑧　全面整理工具箱，按规定摆放工具。
⑨　彻底清扫场地。
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