技术

　　第一部分：工件夹具　　
　　首先应注意：在将任何类型的工件夹具放置在机床工作台上之前，应确保工作台清洁，没有任何切屑或者其他碎屑。夹具与机床之间的切屑以及其他碎屑对二者都会造成损坏。
    卡在夹具与工作台之间的金属屑可能导致夹具摇晃，所加工的部件也会产生较大误差。同时应确保工作台上安装的所有装置保持清洁。 　　
　　必须使用镗磨油石打磨定位表面。由此可确保定位表面不会存在任何可能损坏工作台的毛刺、勾缝。如果预备将工件夹具保留在工作台上，应涂抹少量防锈油或者WD-40?， 避免工作台和工件夹具生锈、腐蚀。　　
　　在设置哈斯CNC铣床时首先需要确定如何在机床上固定工件。铣削加工操作中有三种基本类型的工件夹具：台钳、夹钳以及卡盘。在机床上固定工件的最常用方法为铣床台钳。为了精确加工，在设置台钳时必须使夹紧表面平行于X或Y轴。该操作可通过指示器实现。按照下面的简单程序可快速、轻松测量铣床台钳。　　
　　1.在工作台上安装铣床台钳，将T形螺母以及螺栓放置到位。　　
　　2.紧固台钳右侧的螺栓，只需稍稍拧紧左侧的螺栓。　　
　　3.将磁性底座放在Z轴头部底端的任意位置。为了确保显示读数精确，磁性底座应安装在头部的坚固部位。缓进机床轴，使指示器头部到达台钳右侧，位于希望测量的夹紧表面上。查看指示器的头部，使其表盘显示读数，并设置零位。
　　4.在整个夹紧表面上缓缓移动指示器，在台钳左侧停止。确定台钳需要移动的方向，轻敲台钳直至指示器返回零点。注：右侧螺栓紧固，台钳将围绕该点旋转。使指示器慢慢返回台钳右侧，复位零点。慢慢返回左侧，轻敲台钳，直至指示器显示零点。现在应已非常接近平行位置。重复上述步骤，直至指示器在整个表面保持零点。
　　5.在整个台钳卡爪上显示均匀读数后，首先紧固左侧螺栓，然后紧固右侧螺栓。
最后在整个表面移动指示器，确保仍然平行于机床行程。 　　
　　提示：使用软锤或香槟锤将夹具或台钳轻敲到位。使用球形斧锤或其他硬质物体可能损坏夹具。 　　
　　确保在铣床台钳中定位工件时，将工件放在台钳中央。不应将工件的大部份悬挂在台钳侧面。这会导致移动卡爪扭曲工件，从而大大降低夹紧力。如果您试图在悬挂工件中钻孔，Z轴推力可能导致工件的钻孔点下压，而工件的另一侧上抬。如果需要在台钳中的工件上钻通孔，请使用阶梯形卡爪。阶梯形卡爪可悬空固定工件，并离开台钳底部。由此可在工件下方留出间隙，以免在钻通孔时钻入台钳。如果只有硬质钢卡爪，没有阶梯形卡爪，可在台钳中使用一组平行杆，固定工件，使其离开台钳底部。必须检验平行杆是否为相同尺寸，以确保工件设置平稳。　　
　　提示：大多数高精度铣床台钳都在定位表面上配有键槽及键。由于所有哈斯铣床都配有高精度T形槽，与X轴对正，因此可使用台钳上的键在T形槽内定位台钳。由此可确保台钳垂直于工作台。如果您的台钳没有配置键，则可使用台钳底板（在底部配有键或合销），以便定位T形槽。在顶部，可加工一系列孔，以便将底板连接在机床工作台上，螺纹孔可用于将台钳连接在底板上。在T形槽内定位底板，并用螺栓固定在工作台上。在底板上安装台钳，按照上述方法检查平行度。现在，每次使用台钳时，只需在T形槽内定位底板，使用螺栓固定即可。在高精度加工中，仍然必须检查平行度，并进行少量调整。　　
　　在使用夹钳通过向下压力固定部件时，必须确保夹钳降低以接触部件，返回时升高。大多数下压夹钳使用螺旋千斤顶或者与夹钳上的锯齿啮合的锯齿块，来支撑夹钳末端，即与接触部件相对的一端。夹钳的锯齿端必须高于夹钳接触端。否则，夹钳将接触部件的边缘，而非顶部。这会大大降低用于固定部件的夹紧力，并可能在部件顶部表面与侧面结合处造成凹陷。如果使用螺旋千斤顶式的夹钳，应确保螺旋千斤顶没有直接靠在铣床工作台上。必须使用较厚的垫片或者其他材料保护铣床工作台。　　
　　提示：在生产中使用夹钳时，应定期检查螺旋千斤顶调整情况，以确保夹钳螺旋千斤顶一端高于接触端。在任何情况下，固定螺栓应尽可能靠近被夹紧的工件，以便传递最大夹紧压力。　　
　　在需要夹紧圆柱表面时，使用安装在机床工作台上的3爪卡盘可能最为适合。
　　提示：如果已经完成圆柱表面的加工，应在卡盘上安装一套软卡爪。使用端铣刀加工卡爪，直至达到希望夹紧的表面的准确直径。应记住在加工卡爪时，必须夹紧卡盘。最好使用一块棒料或六角螺母－只要保证卡爪紧固，并给刀具留有空间，以便切削至所需深度。
    如果您正在加工铣床台钳上的软卡爪也可如此操作。台钳必须在执行任何加工操作之前夹紧。 　　
　　第二部分：设置偏置 　　
　　在许多场合下，CNC程序员都在程序中将Z轴零点设置在原料的顶部。但通常原料表面并不平坦，而且并不完全平行于任何轴。
　　提示：如果你需要从原料顶部设置刀具长度偏移，而且需要获得精确的刀具长度值，应在原料上轻轻过刀。这样就可从平坦、清洁的表面测量刀具。您也可从用于固定部件的夹具开始设置刀具长度偏移，然后逐渐增加Z轴工件坐标偏移值，直至正值，并等于部件厚度为止。　　
　　在设置刀具长度偏移时，朝Z轴零点向下缓进刀具。在接近时，在刀具和工件之间插入一张纸。小心向下移动刀具直至部件顶部－尽可能靠近，但纸张仍可移动。在手轮缓进模式中切换至最小增量。在逐渐向下缓慢移动的过程中来回抽纸。您将开始感受到纸张上的拉力。按下OFSET按键，然后按下PAGE UP，直至到达对应设置刀具的CLNT （LENGTH） （RADIUS）页面。　　
　　将光标置于GEOMETRY栏，然后向下移至正在设置的刀具编号。按下TOOL OFSET MESUR。控制设备将读取屏幕底部记录的Z轴绝对机床位置，并将其作为对应刀具编号的刀具长度输入。　　
　　提示：在设置TLO （刀具长度偏移）时，如果按下TOOL OFSET MESUR按钮是按下状态，应记录Z轴的绝对机床位置。否则，控制设备中的设置64应关闭。　　
　　在设置工件坐标偏移时，您必须准确的定位X轴与Y轴零点。记住，您正在测量的是主轴中心线与工件上或者夹具上的某个位置。如果测量的是工件或者夹具的边缘，那么最常用的工具是边缘探测器。
　　边缘探测器由两个同心圆筒构成，用弹簧连接在一起。在使用时，将边缘探测器放置在套爪卡盘内，稍稍偏移两半，以便在旋转时产生摆动。然后将部件缓缓推入边缘探测器的摆动端。边缘探测器将向上对中，然后突然失去同心度。
此时，沿着Z轴正向缓缓移动边缘探测器，升高至工件上方。现在，缓进正在定位的轴，移动距离等于边缘探测器的半径。确保您正处于标有"WORK ZERO OFFSET"的页面中，且光标位于G CODE （G54, 等等）栏的正确行上。使光标跨过正确的轴，按下PART ZERO SET按钮，并确认输入正确的栏。
　　提示：如果您正在从工件设置TLO，只需要设置X和Y轴的工件坐标偏移。Z轴工件坐标偏移可通过刀具长度偏移补偿。　　
　　提示：在使用边缘探测器时，1000-1500 rpm的主轴转速比较适合。　　
　　如果你需要找到某个孔或圆形部件的中心线，Indicol是一种很有用的工具。这是一种千分表的固定装置。配有C形夹，可将Indicol连接至机床主轴中的刀架。Indicol还有两个或三个可调节臂，以及末端的一个夹钳，用于固定千分表。可调节臂可用于定位指示器，使旋转直径与孔径相同。　　
　　为了找到孔的中心线，将指示器头部定位在孔上方，然后手动旋转刀架。可检查指示器头部的旋转直径是否与孔径大致相同，确定当前位置的偏心度。调节X 和Y 轴，在将指示器向下移入孔中之前，尽可能靠近。一旦靠近，缓缓下降Z轴，使指示器头部进入孔中，调节臂，使指示器显示读数。旋转指示器，使其接触四个象限中某个象限的表面（X+, X-, Y+,或者Y-）。现在，设置指示器零点，并旋转180度。指示器的移动距离是轴的调整距离的二倍。如果您的指示器在负向上移动0.016，则轴在正向上的缓进距离为0.008。 　　
　　现在，指示器旋转90度，然后复位零点。指示器旋转180度，找到其他轴需要调整的距离以及方向。记住，为了找到孔的中心线，指示器移动的距离是轴缓进距离的二倍。对于较小的孔径，这个操作程序比较困难，但非常精确。在每一个轴中，您可找到孔的精确的中心线，误差不超过0.0001英寸。
　　提示：在查找孔以及圆形部件的中心线时，同轴指示器可节省大量时间。该指示器安装在套爪卡盘内，在主轴旋转过程中使用。制造商声称这些指示器可用于高达800 rpm的转速，但是50到100 rpm范围比较理想；如果主轴转速过高，很难分辨哪一根轴需要调节。固定臂可在主轴旋转过程中使指示器表面保持静止。每一次旋转主轴，指示器表盘都将显示其偏心度。您只需在观察指示器的运动时缓进机床轴即可。即使指示器的偏心度高达0.250英寸也可启动旋转，而且在几秒内即可完成调节，因此节省了时间。
　　第三部分：刀架　　
　　选择适当的刀架与选择适当的刀具同等重要。对于所有加工场合，应尽可能选择最短的刀架。此外，刀具在刀架中的设置应尽可能增加距离。
    这样可增加刀架对刀具的夹持力，并减少振动。主轴头部与刀尖的距离越短，整个装置的刚性就越好。在切削时，增加刚性意味着振动更少。哈斯自动化机械公司建议转速高达10,000 rpm或者更高的刀架的平衡应符合G2.5或者更高要求（在最高转速下）。您可使用预平衡的刀架，但在刀架中安装刀具时应再次平衡。
    刀架中的刀具应被提供充分的支撑，只有少部分没有支撑
　　提示：平衡刀架只会改善加工状况。可延长主轴以及刀具的使用寿命，还可改善部件表面质量以及尺寸精度。如果安装刀具的刀架平衡不符合G2.5规范要求，可能产生较差的工件表面质量，并损坏主轴。　　
　　提示：如果要求主轴转速超过10,000 rpm，而且必须平衡刀架，那么不应使用配有固定螺丝的端铣刀架。由于固定螺丝产生单向夹紧力，因此端铣刀架无法使刀具正常运转（与主轴同心）。最适合高速应用的刀架为收缩配合刀架，套爪卡盘（配有平衡螺母），以及夹头或者液压夹头。这些刀架可在刀具上产生均匀的夹紧力，因此TIR 几乎为零。　　
　　提示：对于高速加工，圆柄刀具不应带有Weldon平面。Weldon平面会由于重量分布不均匀导致失去平衡。从刀架中延伸出的刀具长度应尽可能短。 　　
　　第四部分：切削刀具 　　
　　在选择切削刀具时，首先应考虑需要执行的操作。这里简单介绍了铣削操作中最常用的基本刀具。
　　钻头 　　
　　钻头用于在工件上加工圆柱形孔。钻孔可以是通孔或者盲孔。盲孔是指没有完全贯穿工件的孔。通常，工程图纸上都会规定某个钻孔需要钻至“外径深度”。这表示孔径必须为规定深度，不考虑钻头的斜角头部。在测量刀具长度偏移时，所测量的是钻头及其头部的长度。那么钻孔的深度应该达到多少才能获得正确的外径深度？您需要知道钻尖的长度。
　　提示：钻尖的长度取决于刀锋角以及钻头直径。钻头直径乘以某个常量即可得到钻尖的长度；常量的值取决于钻尖角度（大多数标准高速钢钻头的钻尖角为118度）。 　　
　　对于钻尖角为： 118度 135度 141度 　　
　　钻头直径乘以： 0.3 0.207 0.177 　　
　　使用这些常量可计算钻尖长度，误差只有千分之几英寸。　　
　　中心钻 　　
　　中心钻是一种小型钻头，配有引导点。用于加工小径孔，孔壁带有锥度。　　
　　如果孔的位置必须保持较小公差，应首先使用中心钻，然后使用麻花钻光整孔。中心钻孔锥形壁面可保持麻花钻在开始钻入工件时对正。 　　
　　提示：许多机床都使用这种经验方法：如果中心钻孔的直径公差不重要，应尽可能增加钻孔深度。在0.375英寸直径以下，使用标准60度中心钻孔加工的孔径将接近钻孔深度。对于较大的中心钻 – 0.375英寸或者更大 – 深度与直径比例更大，因此偏差可能达到0.080至0.100英寸。　　
　　扩孔钻 　　
　　扩孔钻用于去除钻孔中的少量材料。扩孔钻可使孔径公差达到极小范围，并可获得极高的表面质量。首先应钻孔，在孔壁面保留0.005至0.015英寸余量，然后由扩孔钻清除。
　　提示：在扩孔时，孔的尺寸以及位置精度的最佳状态是按照下列步骤操作：首先钻孔，然后镗孔，最后扩孔。　　
　　提示：扩孔的余量取决于孔径。一般情况下： 　　
　　对于孔径小于1/2"的孔 　　
　　对于孔径大于1/2"的孔 　　
　　直径余量低于0.0150" 　　
　　直径余量0.030"
　　工件材料的类型以及孔的加工方法都会影响加工余量。　　
　　提示：在使用G85 （镗入，镗出） 固定循环进出扩孔钻时，可加工出精度最高，最均匀的表面。许多人都试图使用G81 （钻孔）固定循环节省时间，该循环将刀送入后，快速退出。其加工速度超过G85，但通常会在孔的圆柱形表面上产生螺旋痕迹。尽管这种痕迹非常轻微，而且不会影响孔的尺寸，但某些客户会因为孔的外观而拒绝接受。
　　丝锥 　　
　　丝锥用于在钻孔内加工螺纹。 　　
　　注：在使用铣床攻丝时必须特别小心。 　　
　　提示：如果您使用可执行刚性攻丝的机床，进给速度（英寸每分）＝螺距×转/分。
此外，攻丝尺寸不得超过1.5 x丝锥的外径。如果接触长度超过紧固件直径的1.5倍，螺纹连接的强度将不再增加。如果您需要增加螺纹深度，首先使用机床攻丝，然后手动攻丝至最终深度。如果深度超过1.5 x孔径，丝锥断裂的可能性会大大增加。切屑控制较为困难。在盲孔攻丝时，必须尽可能钻至最大深度，以免在丝锥下方挤压切屑。使用螺旋槽丝锥可将切屑带出螺纹孔。为了进一步减少攻丝的困难，应确保所有需要攻丝的孔内没有切屑，并使用专用于所加工材料的攻丝液。 　　
　　提示：螺孔钻尺寸为特定丝锥规定的孔径。对于75%有效螺纹而言，用于确定正确钻孔尺寸的公式为： 　　
　　D – 1/N，其中 　　
　　D = 丝锥外径 　　
　　N = 每英寸的螺纹圈数 　　
　　75%螺纹深度的螺纹孔，强度只比100%螺纹深度的螺纹孔低5％，且切削力只需1/3。　　
　　端铣刀 　　
　　端铣刀的形状类似于钻头，但底部平坦。主要用于刀具侧面切削，加工工件的轮廓。　　
　　提示：在使用刀具补偿功能（G41 以及 G42）编程，进行端铣刀轮廓切削或者型腔刀具轨迹时，调节加工部位尺寸非常灵活。使用刀具补偿功能可调节原料的切削量。端铣刀磨损时，少量偏移调节可确保每一个部件都有相同的尺寸。您还可使用不同尺寸的刀头，让机床沿着原来设置的刀具路径切削出相同的部件尺寸。 　　
　　圆鼻端铣刀 　　
　　圆鼻端铣刀与普通的端铣刀相同，但在凹槽与端铣刀底部相交的弯角处有一半径。该半径最大可达到刀具直径的一半。
　　提示：圆鼻端铣刀在加工壁面与底面之间的圆角时非常有效。而且可提高端铣刀的强度。在加工硬质材料时，标准端铣刀的尖角容易碎裂，而且磨损速度比圆鼻端铣刀更快。圆鼻端铣刀的半径在切入工件时更为缓和。
　　球铣刀 　　
　　球铣刀是一种圆角半径正好等于刀具直径一半的圆鼻端铣刀。这使得刀尖的形状正好为球形。还可像端铣刀一样用刀具的侧面切削。 　　
　　提示：球铣刀的主要用途是加工放样曲面。
刀具的球形轮廓能够沿着任何起伏表面移动，并可沿着刀具的“球状末端”切削任何位置。由于球能够在表面上滚动，因此球铣刀可用于切削任何此类表面。 　　
　　嵌齿端铣刀 　　
　　嵌齿端铣刀与标准端铣刀相同，但配有可更换的硬质合金刀片。 　　
　　提示：嵌齿端铣刀用于在更高速度下切削硬质合金之外的金属。这种刀具的直径范围很广，能够实现更大深度的切削。这一点非常有用，但在使用这些刀具时，最好计算切削所需的功率。在哈斯控制设备上，这只是小菜一碟：在前面板上有一个按钮标有“HELP/CALC”。按下该按钮可打开帮助菜单，再次按下可打开计算器功能。使用PAGE UP/PAGE DOWN按键可在下列三个页面之间滚动：三角学帮助，圆形内插帮助，以及铣削帮助。每一个页面在左上角都有一个简单的计算器。在铣削帮助页面上，可求解三个方程： 　　
　　1. SFM = （刀具直径[英寸]） * RPM * 3.14159 /12 　　
　　2. （切屑载荷[英寸]） = （进给速度[英寸/分]） /RPM /槽数 　　
　　3. （进给速度[英寸/分]） = RPM /（螺距） 　　
　　在使用这三个方程时，您可输入已知参数，控制设备将计算并显示剩余的未知数。在计算切削所需功率时，必须输入RPM，进给速度，槽数，切削深度，切削宽度并从菜单中选择某一材料。如果更改上面的任一数值，计算器都会自动更新切削所需功率。　　
　　选择刀具时下一步需要考虑的是切削的材料。在金属加工行业中最常见的切削材料可分为两类：不含铁与含铁材料。不含铁材料包括铝和铝合金、铜和铜合金、镁合金、镍与镍合金、钛与钛合金。普通的含铁材料包括碳钢、合金钢、不锈钢、工具钢，以及含铁铸造材料例如铸铁。不含铁金属比较软，容易切削，但镍与钛除外。含铁金属通常较硬，难于切削。 　　
　　在选择刀具时，刀具材料是最重要的考虑因素。大部分上述刀具都采用三种基本材料：高速钢、硬质合金以及硬质合金嵌齿。几乎所有这些基本刀具材料都可用于切削各种材料。区别只在性能。高速钢刀具的硬度非常高，但耐磨性较差。硬质合金的耐磨性非常好，但容易碎裂。硬质合金适合在较高转速和进给速度下切削材料，但价格更贵。硬质合金嵌齿刀具非常适合大批量生产场合，因为每一个嵌齿上都有多个切削边。某个切削边磨损后，您可分度至另一个切削边，在所有切削边都已用过之后，只需更换嵌齿，而非整个刀具。