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加工中心演示实验指导书

一、实验目的

1．熟悉加工中心的安全操作规程。

2．熟悉加工中心的工作原理和结构。

3．掌握加工中心的常规操作方法，重点学习加工中心回零操作、自动换刀操作、手动对刀操作、工件坐标系设定、程序输入与编辑、自动加工等操作。

二、实验仪器和设备

1．XH714D 加工中心1台

2．FANUC 0i-MD 数控系统

3.气泵

三、准备材料和工具

铣刀、圆柱蜡（毛坯）、夹具（台虎钳）、毛刷、扳手、游标卡尺

四、加工中心安全操作规程

1.未经指导老师同意不得私自开机。

2.工作时要穿好工作服、女生操作机床必须戴好帽子，衣服袖口穿戴整齐。不允许戴手套操作机床，一台机床只能一个人操作。

3.请勿更改CNC系统参数或进行任何参数设定。

4.在进行数控加工中心机床操作前，应检查电压、气压、冷却、油量、润滑是否正常，油泵、油管、刀具、工装夹具等是否完好，安全保护装置是否可靠有效。

5.开机时，首先打开总电源，然后按下CNC 电源中的开启按钮，把急停按钮顺时针旋转，按下铣床复位按钮，使处于待命状态。

6.机床启动后，先进行机械回零操作，确认机械、刀具、夹具、工件、数控参数无误，方能开始正常工作。

7.回参考点前，必须检查各轴向位置，并保证全部在参考点负向50mm以上，回零时先Z向，后X、Y向操作。

8.认真查验程序编制、参数设置、动作排序、刀具干涉、工件装夹、开关保护等环节是否完全无误，以免自动加工时造成事故，损坏刀具及相关部件。

9.要保证预设的每把加工刀具类型及编号与刀库中的一一对应。每把刀具都要确保进行了正确的对刀操作及刀径、刀长设置。

10.在手动操作时，必须时刻注意，在进行X、Y方向移动前，必须使Z轴处于抬刀位置。移动过程中，不能只看CRT屏幕中坐标位置的变化，而要观察刀具的移动。

11.在换刀中，若发现刀库即将进入主轴，而其位置不在准停位置，可迅速按“复位”键或“急停”按钮。停止刀库试运行，刀库返回。

12.在换刀中，若发现刀库已进入主轴，绝对不允许按“复位”键或“急停”按钮，不能断电，否则将损坏刀库和机床主轴。可以按“进给保持”键暂停运行，观察刀库运行情况。

13.加工中心出现报警时，要根据报警号查找原因，及时解除报警，不可关机了事，否则开机后仍处于报警状态。

14.加工过程中，关上机床防护门，谨防意外发生。若出现意外，应及时按下急停键或迅速断电，保护现场并及时上报。

15.清理切屑时应用气枪或停下主轴后用毛刷清除，不能用其它方式清理切屑。

16.工作完毕后各轴向要移至中间位置，按开机相反顺序关闭电源；应将机床导轨、工作台擦拭干净，清理切屑并做好机床的润滑工作。打扫加工中心实验室，保持实验室干净整齐。

五、加工中心工作特点及原理

加工中心,简称cnc，是由机械设备与数控系统组成的使用于加工复杂形状工件的高效率自动化机床。加工中心又叫电脑锣。加工中心备有刀库，具有自动换刀功能，是对工件一次装夹后进行多工序加工的数控机床。加工中心是高度机电一体化的产品，工件装夹后，数控系统能控制机床按不同工序自动选择、更换刀具、自动对刀、自动改变主轴转速、进给量等，可连续完成钻、镗、铣、铰、攻丝等多种工序，因而大大减少了工件装夹时间、测量和机床调整等辅助工序时间，对加工形状比较复杂，精度要求较高，品种更换频繁的零件具有良好的经济效果。

图1 加工中心原理图

六、加工中心结构及主要技术参数

XH740D立式加工中心整体结构如图2所示：

图2 XH740D立式加工中心

（1）基础部件

由床身、立柱和工作台等大件组成，它们是加工中心结构中的基础部件。这些大件有铸铁件，也有焊接的钢结构件，它们要承受加工中心的静载荷以及在加工时的切削负载，因此必须具备更高的静动刚度，也是加工中心中质量和体积最大的部件。

（2）主轴部件

由主轴箱、主袖电动机、主轴和主轴轴承等零件组成。主轴的启动、停止等动作和转速均由数控系统控制，并通过装在主轴上的刀具进行切削。机床主轴动力来自装在主轴箱上的交流主轴电机，电机轴上装有带轮，通过同步齿形带传至主轴上的带轮，从而使主轴获得动力。主轴箱升降，工作台纵向移动，滑座横向移动，分别通过各坐标轴的交流伺服电机和联轴节带动滚珠丝杠，获得各自的运动。主轴部件是切削加工的功率输出部件，是加工中心的关键部件，其结构的好坏，对加工中心的性能有很大的影响。

（3）数控系统（FANUC 0i mate M）

由 CNC 装置、可编程序控制器、伺眼驱动装置以及电动机等部分组成．是加工中心执行顺序控制动作和控制加工过程的中心．

（4）自动换刀装置（ATC）

加工中心与一般数控机床的显著区别是具有对零件进行多工序加工的能力，有一套自动换刀装置。刀库的移动由气缸提供，而刀库的转动则由安装在刀库上的电机提供动力，并达到分度的目的。（5） XH714D加工中心主要技术参数

加工中心式样立柱式

工作台尺寸 400 mm×800 mm

工作台T型槽宽×槽数 18mm×3

工作台T型槽距离 125mm

工作台左右行程（X轴） 630mm

工作台左右行程（Y轴） 400mm

工作台左右行程（Z轴） 500mm

主轴锥孔 ISO NO40

主轴转速 60~8000r/min

主轴端面与工作台面距离 125~625mm

快速移动速度 (X、Y) 20000mm/min

快速移动速度 (Z) 15000 mm/min

刀具型式 MAS 403

工作台容许负载 600公斤

定位精度±0.012/300mm

重复定位精度±0.006