典型零件多軸加工任務(wù)一任務(wù)描述在數(shù)控技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域，多軸機床越來越受到重視和普及，很多學校的車間都有了四軸、五軸的加工中心機床。本次任務(wù)的主要內(nèi)容是現(xiàn)場觀摩學校車間的多軸加工中心設(shè)備、查閱相關(guān)資料，在老師的指導下認識多軸數(shù)控機床的特點、功能及優(yōu)勢。01任務(wù)要求1．觀察多軸機床的結(jié)構(gòu)，能夠正確識別多軸數(shù)控機床。2．能夠敘述多軸機床的常見類型。3．能夠判斷一臺多軸機床所具有的坐標軸，并能夠正確說明各軸的正負運動方向。02項目一多軸機床的操作任務(wù)實施（一）相關(guān)知識1．多軸加工和多軸數(shù)控機床多軸加工通常是指四軸或四軸以上聯(lián)動加工，是相對于傳統(tǒng)的三軸加工而言的。所謂多軸數(shù)控機床，如圖1-1-1和圖1-1-2所示，是指一臺機床上除了具有X、Y、Z三個移動坐標軸外，至少還有一個旋轉(zhuǎn)坐標軸，并且計算機數(shù)控系統(tǒng)可以同時控制幾個坐標軸進行聯(lián)動加工。圖1-1-1

五軸聯(lián)動機床1圖1-1-2五軸聯(lián)動機床2項目一多軸機床的操作0203任務(wù)實施（一）相關(guān)知識

2．多軸數(shù)控機床的常見類型（1）四軸聯(lián)動機床目前主要有兩種基本機床結(jié)構(gòu)。第一種是擺頭結(jié)構(gòu)，主軸裝在擺頭上，擺頭可以擺動一定的角度，并且可以和三個直線軸聯(lián)動。第二種是旋轉(zhuǎn)工作臺結(jié)構(gòu)，在XY平面工作臺上再增加一個旋轉(zhuǎn)工作臺，工件安裝在旋轉(zhuǎn)工作臺上并可隨工作臺旋轉(zhuǎn)任意角度，實現(xiàn)聯(lián)動加工。項目一多軸機床的操作任務(wù)實施（一）相關(guān)知識2．多軸數(shù)控機床的常見類型（2）目前常見的五軸聯(lián)動機床有三種機床結(jié)構(gòu)。①雙轉(zhuǎn)臺五軸機床，如圖1-1-3和圖1-1-4所示。圖1-1-3雙轉(zhuǎn)臺五軸機床1圖1-1-4雙轉(zhuǎn)臺五軸機床2項目一多軸機床的操作任務(wù)實施（一）相關(guān)知識2．多軸數(shù)控機床的常見類型（2）目前常見的五軸聯(lián)動機床有三種機床結(jié)構(gòu)。②一擺頭一轉(zhuǎn)臺五軸聯(lián)動機床，如圖1-1-5和圖1-1-6所示。圖1-1-5一擺頭一轉(zhuǎn)臺五軸聯(lián)動機床1圖1-1-6一擺頭一轉(zhuǎn)臺五軸聯(lián)動機床2項目一多軸機床的操作任務(wù)實施（一）相關(guān)知識2．多軸數(shù)控機床的常見類型（2）目前常見的五軸聯(lián)動機床有三種機床結(jié)構(gòu)。③雙擺頭五軸聯(lián)動機床，如圖1-1-7和圖1-1-8所示。圖1-1-7雙擺頭五軸聯(lián)動機床1圖1-1-8雙擺頭五軸聯(lián)動機床2項目一多軸機床的操作任務(wù)實施（一）相關(guān)知識3．多軸加工的特點相對于三軸數(shù)控銑床，多軸數(shù)控機床具有以下特點。（1）減少零件裝夾次數(shù)，減少定位誤差。

多軸銑加工通常需要1～2次裝夾就能完成工件的加工，減少了工裝夾具的投入，也明顯節(jié)省了時間，有效解決了多次裝夾帶來的找正誤差。任務(wù)1認識多軸機床任務(wù)實施（一）相關(guān)知識3．多軸加工的特點相對于三軸數(shù)控銑床，多軸數(shù)控機床具有以下特點。（2）可以加工三軸數(shù)控銑床無法加工的區(qū)域。例如，多軸機床可以完成葉輪的加工，而在三軸機床上，刀具是不可能到達加工位置的。任務(wù)1認識多軸機床任務(wù)實施（一）相關(guān)知識3．多軸加工的特點相對于三軸數(shù)控銑床，多軸數(shù)控機床具有以下特點。（3）可以用更短的刀具實現(xiàn)零件的加工。

在多軸方式下，可以使刀具以最佳角度去接近工件，從而使刀具最短，有效增加刀具的剛性，使高速、高精加工成為可能。例如，模具清根。任務(wù)1認識多軸機床任務(wù)實施（一）相關(guān)知識3．多軸加工的特點相對于三軸數(shù)控銑床，多軸數(shù)控機床具有以下特點。（4）改善切削條件。

眾所周知，球刀在模具加工中的地位非常重要。但是刀尖點是球刀的軟肋，是導致球刀磨損失效的重要原因。而多軸加工中心可以使刀具沿零件法向傾斜一定的角度，避免刀尖參與零件切削。任務(wù)1認識多軸機床任務(wù)實施（一）相關(guān)知識4．機床的坐標系

機床的結(jié)構(gòu)和運動形式多種多樣，為了描述刀具與零件的相對運動，簡化編程，保證記錄數(shù)據(jù)的互換性，數(shù)控機床的坐標和運動方向均已標準化。（1）坐標系的確定原則。

①刀具相對于靜止工件而運動的原則。不考慮機床的結(jié)構(gòu)，在編程過程中，一律規(guī)定為零件固定，刀具運動。任務(wù)1認識多軸機床任務(wù)實施（一）相關(guān)知識4．機床的坐標系（1）坐標系的確定原則。②右手直角笛卡爾坐標系。

標準的機床坐標系采用右手直角笛卡爾坐標系，如圖1-1-9所示。圖中規(guī)定了X、Y、Z三個直角坐標軸的方向，各個坐標軸與機床的主要導軌相平行。相應(yīng)的A、B、C表示其軸線平行于X、Y、Z的旋轉(zhuǎn)坐標。根據(jù)右手螺旋法，三個旋轉(zhuǎn)軸的正方向分別在X、Y和Z方向上右旋螺紋前進的方向。圖1-1-9右手直角笛卡爾坐標系任務(wù)1認識多軸機床任務(wù)實施（一）相關(guān)知識4．機床的坐標系（2）機床坐標系的確定。①Z坐標軸。

Z坐標軸是與主軸軸線平行的標準坐標軸，或者可以理解為以傳遞切削力的主軸為Z軸。若機床沒有主軸（如牛頭刨床等），則規(guī)定Z坐標軸垂直于工件裝夾面。Z坐標軸的正方向是增加刀具和工件之間距離的方向。任務(wù)1認識多軸機床任務(wù)實施（一）相關(guān)知識4．機床的坐標系（2）機床坐標系的確定。

②X坐標軸。

X坐標軸是水平的，平行于工件裝夾面，是刀具或工件定位平面內(nèi)運動的主要坐標。

在有回轉(zhuǎn)工件的機床上，如車床、外圓磨床等，X軸運動方向是徑向的，而且平行于橫向滑板。X軸的正方向定義為安裝在橫向滑板的主要刀架上的刀具離開工件回轉(zhuǎn)中心的方向。

在有刀具回轉(zhuǎn)的機床上，如銑床等，若Z坐標軸是垂直的（主軸是立式的），當從主要刀具主軸向立柱看時，X軸運動的正方向指向右方。若Z坐標軸是水平的（主軸是臥式的），當從主要刀具主軸向工件看時，X軸運動的正方向指向右方。任務(wù)1認識多軸機床任務(wù)實施（一）相關(guān)知識4．機床的坐標系（2）機床坐標系的確定。

③Y坐標軸。

根據(jù)X和Z坐標軸方向，按照右手直角笛卡爾坐標系確定Y坐標軸。④旋轉(zhuǎn)坐標軸。相應(yīng)的A、B、C表示其軸線平行于X、Y、Z軸的旋轉(zhuǎn)坐標軸。根據(jù)右手螺旋法，A、B、C正向分別在X、Y和Z方向上右旋螺紋前進的方向。任務(wù)1認識多軸機床任務(wù)實施（一）相關(guān)知識4．機床的坐標系（二）操作實踐1．觀察實訓車間的EMCOMILLE600五軸機床，如圖1-1-10所示，辨別機床的結(jié)構(gòu)屬于什么形式？然后敘述該機床包括哪幾個坐標軸的運動，并說明每個軸運動的正方向。圖1-1-10

EMCOMILL

E600五軸機床任務(wù)1認識多軸機床任務(wù)實施（一）相關(guān)知識4．機床的坐標系2．觀察實訓車間的德瑪吉DMU50五軸機床，如圖1-1-11所示，辨別機床的結(jié)構(gòu)屬于什么形式？該機床包括哪幾個坐標軸的運動？每個軸運動的正方向是哪個方向？與EMCOMILLE600機床比較有哪些異同點？圖1-1-11

DMU50五軸機床任務(wù)1認識多軸機床任務(wù)實施（一）相關(guān)知識4．機床的坐標系3．觀察圖1-1-12～圖1-1-17所示零件，分析并討論選擇三軸還是五軸機床加工合適？圖1-1-12零件一圖1-1-13零件二任務(wù)1認識多軸機床任務(wù)實施（一）相關(guān)知識4．機床的坐標系圖1-1-14零件三圖1-1-15零件四圖1-1-16零件五圖1-1-17零件六任務(wù)1認識多軸機床任務(wù)二任務(wù)描述在數(shù)控加工領(lǐng)域，五軸加工中心機床以其加工精度高、加工范圍廣、加工效率高的特點，逐漸被越來越多的企業(yè)認可。這樣一種精密的加工設(shè)備，怎樣才能把它操動起來呢？這就是我們本次要完成的任務(wù)。01任務(wù)要求1．熟悉五軸機床，能夠按正確的操作步驟開、關(guān)機。2．能夠正確應(yīng)用手動、編輯、加工等各種機床模式。3．熟悉機床操作面板，能夠根據(jù)具體要求進行程序的編輯、輸入等操作。4．能夠在手動模式、MDA模式（手動輸入（數(shù)據(jù)）自動執(zhí)行模式）下安全操作機床各個坐標軸運動。02項目一多軸機床的操作任務(wù)2五軸機床的基本操作任務(wù)實施（一）相關(guān)知識1．數(shù)控系統(tǒng)面板

數(shù)控系統(tǒng)面板如圖1-2-1所示，圖中為SIEMENS840D數(shù)控系統(tǒng)的操作界面及按鍵，其各按鍵功能見表1-2-1。圖1-2-1

數(shù)控系統(tǒng)面板任務(wù)2五軸機床的基本操作任務(wù)實施（一）相關(guān)知識1．數(shù)控系統(tǒng)面板任務(wù)2五軸機床的基本操作任務(wù)實施（一）相關(guān)知識1．數(shù)控系統(tǒng)面板任務(wù)2五軸機床的基本操作任務(wù)實施（一）相關(guān)知識2．機床控制面板（EMCO公司LM-600HD機床）如圖1-2-2所示圖1-2-2機床控制面板任務(wù)2五軸機床的基本操作任務(wù)實施（一）相關(guān)知識2．機床控制面板（1）必要的說明。①對于不同的機床，控制面板的布局設(shè)計也會不同。②機床特別設(shè)計的控制面板按鍵都帶有指示燈。指示燈顯示對應(yīng)的按鍵功能的執(zhí)行狀態(tài)。任務(wù)2五軸機床的基本操作任務(wù)實施（一）相關(guān)知識2．機床控制面板（2）按鍵功能詳解，見表1-2-2。任務(wù)實施續(xù)表任務(wù)2五軸機床的基本操作任務(wù)實施任務(wù)2五軸機床的基本操作任務(wù)實施（二）操作實踐1．EMCO公司LINEARMILL-600HD五軸加工中心機床的開機。開機操作步驟參見表1-2-3。任務(wù)2五軸機床的基本操作任務(wù)實施（二）操作實踐2．EMCO公司LINEARMILL-600HD五軸加工中心主軸的預(yù)熱循環(huán)。當主軸停止狀態(tài)超過8個小時時，就必須進行機床預(yù)熱，預(yù)熱步驟參見表1-2-4。圖1-2-3“T，S，M”顯示界面任務(wù)2五軸機床的基本操作任務(wù)實施（二）操作實踐3．徳瑪吉DMU50五軸機床的開機。徳瑪吉DMU50五軸機床的開機操作步驟參見表

1-2-5。圖1-2-4開機成功畫面任務(wù)2五軸機床的基本操作任務(wù)實施（一）相關(guān)知識4．在手動模式下，控制機床坐標軸的運動。（1）運行模式選擇JOG模式“

”。（2）確認機床安全門閉鎖，如果安全門解鎖，需要在運行方式“2、3、4”下按確認鍵。（3）分別按機床各軸的運動控制鍵，移動相應(yīng)的坐標軸。

在控制機床運動時，觀察機床坐標軸的移動，注意各個運動軸的正、負方向。思考上一個任務(wù)所提示的坐標系的確定原則：“刀具相對于靜止工件而運動的原則”。5．將加工程序傳輸?shù)綑C床。

對于西門子840D系統(tǒng)來說，由計算機生成的NC程序可以有多種方法傳輸?shù)綌?shù)控系統(tǒng)：第一，可以利用數(shù)控系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)接口，由局域網(wǎng)將已經(jīng)生成的NC程序傳輸?shù)綌?shù)控系統(tǒng)，進行加工；第二，可以利用數(shù)控系統(tǒng)的USB接口，使用U盤將NC程序復(fù)制到數(shù)控系統(tǒng)，進行后續(xù)的工件加工操作。任務(wù)2五軸機床的基本操作任務(wù)實施（一）相關(guān)知識圖1-2-5

USB接口圖1-2-6插入U盤

這里重點介紹使用USB接口將生成的NC程序復(fù)制到數(shù)控系統(tǒng)的方法。USB接口位于數(shù)控系統(tǒng)的側(cè)面，如圖1-2-5所示。DMU50五軸機床在數(shù)控系統(tǒng)的側(cè)面提供4個USB接口，可以任意選擇一個接口插入U盤，如圖1-2-6所示。任務(wù)2五軸機床的基本操作任務(wù)實施（一）相關(guān)知識具體操作步驟如下。（1）將需要傳輸?shù)綌?shù)控系統(tǒng)的NC程序復(fù)制到U盤中，注意文件目錄中不要出現(xiàn)中文字符。（2）將U盤插入數(shù)控系統(tǒng)側(cè)面的USB接口。（3）按機床控制面板上的“

”鍵，數(shù)控系統(tǒng)顯示界面如圖1-2-7所示。圖1-2-7數(shù)控系統(tǒng)顯示界面任務(wù)2五軸機床的基本操作任務(wù)實施（一）相關(guān)知識（4）可以看到圖1-2-7所示界面下方，“

”軟鍵顯示為黑色，表示可用，按下“USB4”下方所對應(yīng)的按鍵。數(shù)控系統(tǒng)會進入顯示U盤內(nèi)容的界面，如圖1-2-8所示。圖1-2-8顯示U盤內(nèi)容的界面任務(wù)2五軸機床的基本操作任務(wù)實施（一）相關(guān)知識（5）移動控制面板上的光標鍵，選擇要復(fù)制到數(shù)控系統(tǒng)的NC程序，然后按屏幕右側(cè)的“

”鍵，再按“

”鍵。（6）選擇屏幕下方的“

”或“

”鍵，然后移動光標鍵確認將NC程序放在系統(tǒng)的文件夾下。接著，選擇屏幕右側(cè)的“

”按鍵，所選擇的NC程序即可復(fù)制到指定的位置，如圖1-2-9所示。圖1-2-9復(fù)制NC程序到指定的位置這樣，就完成了將NC程序復(fù)制到數(shù)控系統(tǒng)的過程。任務(wù)2五軸機床的基本操作任務(wù)三任務(wù)描述一個工件在加工之前，需要先確定刀具長度補償值和建立工件坐標系，使刀尖相對于工件有一個確定的位置，本次任務(wù)就是要正確地完成這個過程。01任務(wù)要求1．能夠正確裝載刀具和卸載刀具。2．能夠正確測量刀具長度，并設(shè)置刀具長度補償。3．能夠按步驟正確設(shè)定工件坐標系。02項目一多軸機床的操作任務(wù)3五軸加工中心的對刀任務(wù)實施（一）相關(guān)知識1．刀具長度任務(wù)3