數(shù)控銑床編程與操作項(xiàng)目教程 第4版 電子教案 項(xiàng)目二　平面油槽加工 任務(wù)一　直線型油槽加工

PAGEPAGE2《數(shù)控銑床編程與操作項(xiàng)目教程》教案授課班級(jí)班級(jí)人數(shù)授課教師課題序號(hào)6授課課型授課課時(shí)6課時(shí)授課章節(jié)名稱項(xiàng)目二平面油槽加工任務(wù)一直線型油槽加工教學(xué)目標(biāo)知識(shí)目標(biāo)1.掌握N、F、S、T、M、G等七大類程序字功能；2.掌握G00、G01、M指令及應(yīng)用；3.會(huì)編制完整數(shù)控加工程序；4.了解發(fā)那科系統(tǒng)與西門(mén)子系統(tǒng)常用G指令。能力目標(biāo)1.會(huì)制定加工方案；2.會(huì)進(jìn)行空運(yùn)行及單段加工；3.能按要求加工出直線型油槽。情感目標(biāo)1.養(yǎng)成文明生產(chǎn)、安全生產(chǎn)習(xí)慣；2.養(yǎng)成優(yōu)良的勞動(dòng)態(tài)度和職業(yè)素養(yǎng)；3.培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)合作精神。教學(xué)重點(diǎn)1.掌握N、F、S、T、M、G等七大類程序字功能；2.掌握G00、G01、M指令及應(yīng)用；教學(xué)難點(diǎn)編制完整數(shù)控加工程序教學(xué)方法講授法、討論法、演示法、自主學(xué)習(xí)法、探究法、訓(xùn)練法教學(xué)資源網(wǎng)絡(luò)資源，教學(xué)視頻，相關(guān)PPT，配套練習(xí)題、數(shù)控銑床及其工藝裝備板書(shū)設(shè)計(jì)任務(wù)一直線型油槽加工一、程序指令1.七大類數(shù)控機(jī)床程序字（功能字）1）順序號(hào)字（或程序段號(hào)）地址：N從N1—N99999999，（2）尺寸字地址：XYZ（3）進(jìn)給功能字地址：F（4）主軸轉(zhuǎn)速功能字地址：S（5）刀具功能字地址：T（6）輔助功能字地址：M從M00—M99（或M999）（7）準(zhǔn)備功能字（G代碼或G功能字）地址：G從G00到G99（或G999）2.快速點(diǎn)定位G00（或G0）指令（1）指令功能（2）指令格式G00XYZ（3）指令使用說(shuō)明2.直線插補(bǔ)G01（或G1）指令（1）指令功能（2）指令格式G01XYZ（3）指令使用說(shuō)明二、加工工藝分析1.工、量、刃具選擇2.加工工藝方案3.參考程序編制[任務(wù)實(shí)施]教學(xué)過(guò)程主要教學(xué)內(nèi)容及步驟教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)教學(xué)目標(biāo)【一】導(dǎo)入新課題數(shù)控銑床能夠通過(guò)用戶給定的指令來(lái)進(jìn)行坐標(biāo)軸以此切削工件，工件輪廓主要是由一些直線和圓弧和其他一些曲線組成，其中加工直線輪廓是最簡(jiǎn)單的加工方式。【二】新授任務(wù)一直線型油槽加工[學(xué)習(xí)目標(biāo)]1.知識(shí)目標(biāo)=1\*GB3①掌握N、F、S、T、M、G等七大類程序字功能；=2\*GB3②掌握G00、G01、M指令及應(yīng)用；=3\*GB3③會(huì)編制完整數(shù)控加工程序；=4\*GB3④了解發(fā)那科系統(tǒng)與西門(mén)子系統(tǒng)常用G指令。2.技能目標(biāo)=1\*GB3①會(huì)制定油槽加工工藝方案；=2\*GB3②會(huì)進(jìn)行空運(yùn)行及單段加工方法；=3\*GB3③能按要求加工出直線型油槽。[知識(shí)學(xué)習(xí)]一、程序指令1.七大類數(shù)控機(jī)床程序字（功能字）數(shù)控機(jī)床每個(gè)程序字表示一種功能，由程序字組成一個(gè)個(gè)程序段，完成數(shù)控機(jī)床某一預(yù)定動(dòng)作。（1）順序號(hào)字（或程序段號(hào)）地址：N從N1—N99999999，一般放在程序段首功能：表示該程序段的號(hào)碼。如：N10…N20…N30…指令使用說(shuō)明：順序號(hào)字不代表數(shù)控機(jī)床執(zhí)行順序，可以不連續(xù)，一般由小到大排列，僅用于程序的校對(duì)和檢索。（2）尺寸字地址：XYZ（此外還有A、B、C，I、J、K等）功能：表示機(jī)床上刀具運(yùn)動(dòng)到達(dá)的坐標(biāo)位置或轉(zhuǎn)角。（3）進(jìn)給功能字地址：F功能：表示刀具切削加工時(shí)進(jìn)給速度的大小，數(shù)控車(chē)床進(jìn)給速度的單位一般為毫米/轉(zhuǎn)（mm/r）；數(shù)控銑床進(jìn)給速度的單位一般為毫米/分鐘（mm/min）。如：N10G1X20Y10F70表示刀具進(jìn)給時(shí)速度為70mm/min。（4）主軸轉(zhuǎn)速功能字地址：S功能：表示主軸的轉(zhuǎn)速，單位：轉(zhuǎn)/分鐘（r/min）。如：S1500表示主軸轉(zhuǎn)速為1500轉(zhuǎn)/分鐘。（5）刀具功能字地址：T功能：表示指定加工時(shí)所選用的刀具號(hào)。如：T6表示選6號(hào)刀（6）輔助功能字地址：M從M00—M99（或M999），前置的“0”可省略不寫(xiě)，如M02與M2、M03與M3可以互用。功能：表示數(shù)控機(jī)床輔助裝置的接通和斷開(kāi)，一般由PLC（可編程序控制器）控制，指令含義指令含義M00程序停止M05主軸停止M01計(jì)劃停止M06換刀M02程序結(jié)束M08切削液開(kāi)M03主軸正轉(zhuǎn)M09切削液關(guān)M04主軸反轉(zhuǎn)M30程序結(jié)束（7）準(zhǔn)備功能字（G代碼或G功能字）地址：G從G00到G99（或G999），前置的“0”可以省略。如G00與G0，G01與G1等可以互用。功能：是建立機(jī)床或控制系統(tǒng)工作方式的一種命令。指令使用說(shuō)明：1）不同數(shù)控系統(tǒng)G代碼各不相同，同一數(shù)控系統(tǒng)中不同型號(hào)G代碼也有變化，使用中應(yīng)以數(shù)控機(jī)床使用說(shuō)明書(shū)為準(zhǔn)。2）G代碼有模態(tài)代碼和非模態(tài)代碼兩種，模態(tài)代碼一經(jīng)使用持續(xù)有效，直至同組的G代碼出現(xiàn)為止。非模態(tài)代碼僅在本程序段中有效，又稱程序段有效代碼。2.快速點(diǎn)定位G00（或G0）指令（1）指令功能指刀具以機(jī)床規(guī)定的速度（快速）運(yùn)動(dòng)到目標(biāo)點(diǎn)。（2）指令格式G00XYZ其中X、Y、Z為目標(biāo)點(diǎn)的坐標(biāo)。（3）使用說(shuō)明1）用G00指令快速移動(dòng)時(shí)地址F下編程的進(jìn)給速度無(wú)效。2）G00一經(jīng)使用持續(xù)有效，直到同組G代碼（G1、G2、G3…）取代為止。3）G00指令刀具運(yùn)動(dòng)速度快，容易撞刀，只能使用在退刀及空中運(yùn)行的場(chǎng)合，能減少運(yùn)動(dòng)時(shí)間，提高效率。4）向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，不能以G00速度運(yùn)動(dòng)切入到工件上，一般應(yīng)離工件有3～10mm的安全距離，也不能在移動(dòng)過(guò)程中碰到機(jī)床、夾具等，如圖所示，刀具空間快速運(yùn)動(dòng)至P點(diǎn)（40，30，5）,數(shù)控程序?yàn)椤癎00X40Y30Z5”3.直線插補(bǔ)G01（或G1）指令（1）指令功能刀具以給定的進(jìn)給速度運(yùn)動(dòng)到目標(biāo)點(diǎn)。（2）指令格式G01XYZF其中X、Y、Z為目標(biāo)點(diǎn)的坐標(biāo)，F(xiàn)為刀具進(jìn)給速度大小，單位一般為毫米/分鐘（mm/min）。例：如圖，刀具起點(diǎn)在P1點(diǎn)，直線加工至P2點(diǎn)，再直線加工至P3點(diǎn)，數(shù)控程序?yàn)椋篘20G1X80Y90F70；由P1直線插補(bǔ)至P2，進(jìn)給速度為70mm/min。N30X120Y70；由P2直線插補(bǔ)至P3，(G1、F70為續(xù)效指令可不寫(xiě))。指令使用說(shuō)明用于直線切削加工，必須給定刀具進(jìn)給速度。2）G01為續(xù)效代碼，一經(jīng)使用持續(xù)有效，直到同組G代碼（G0、G2、G3…）取代為止。3）刀具空間運(yùn)行或退刀時(shí)用此指令則運(yùn)動(dòng)時(shí)間長(zhǎng)，效率低。三、加工工藝分析1.工、量、刃具選擇（1）工具選擇：工件采用平口鉗裝夾，下用墊鐵支承，其它工具見(jiàn)表2-5。（2）量具選擇：加工尺寸精度要求不高，量具用0～150mm游標(biāo)卡尺，另用百分表校正平口鉗，具體規(guī)格、參數(shù)見(jiàn)表2-5（3）刀具選擇：本課題加工油槽深度為1mm，加工材料為硬鋁，銑刀直徑選取與油槽寬度相同為3mm2.加工工藝方案（1）加工工藝路線不用分粗、精加工，一次垂直下刀至深度尺寸加工出油槽。加工路線考慮路徑最短原則即可，對(duì)于不連續(xù)油槽，刀具應(yīng)注意設(shè)置抬刀工藝，如圖所示，參考路線如下：刀具從P1點(diǎn)下刀→直線加工至P2點(diǎn)→直線加工至P3點(diǎn)→直線加工至P4點(diǎn)→抬刀（加工“Z”字型油槽）。→刀具空間移動(dòng)至P5點(diǎn)上方→下刀→直線加工至P6點(diǎn)→直線加工至P7點(diǎn)→抬刀→刀具空間移動(dòng)至P8點(diǎn)上方→下刀→直線加工至P6點(diǎn)→抬刀（加工“Y”型油槽）。→刀具空間移至P9點(diǎn)上方→下刀→直線加工至P12→抬刀→刀具空間移動(dòng)至P11點(diǎn)上方→下刀→直線加工至P10點(diǎn)→抬刀結(jié)束（加工“X”型油槽）。（2）合理切削用量選擇加工材料為硬鋁，硬度較低，切削力較小，主軸轉(zhuǎn)速可選較高；刀具直徑較小，進(jìn)給速度應(yīng)選擇較??；字深1mm，一次下刀至深度，具體如下：主軸轉(zhuǎn)速：1200r/min進(jìn)給速度：垂直加工50mm/min表面加工70mm3.參考程序編制（1）工件坐標(biāo)系建立（2）基點(diǎn)坐標(biāo)計(jì)算基點(diǎn)坐標(biāo)（X，Y）基點(diǎn)坐標(biāo)（X，Y）基點(diǎn)坐標(biāo)（X，Y）P1（5，35）P5（30，35）P9（55，35）P2（25，35）P6（40，20）P10（55，5）P3（5，5）P7（40，5）P11（75，35）P4（25，5）P8（50，35）P12（75，5）（3）程序編制=1\*GB3①將機(jī)床坐標(biāo)系原點(diǎn)偏置到工件坐標(biāo)系原點(diǎn)指令：G54、G55、G56、G57等。=2\*GB3②主軸啟動(dòng)及轉(zhuǎn)速指令：M03（或M04反轉(zhuǎn)很少用）、S指令代碼等。=3\*GB3③加工所用的刀具號(hào)即：T指令代碼如T1、T2等。=4\*GB3④切削液打開(kāi)指令即：M08（如不用切削液則可不編寫(xiě)）。=5\*GB3⑤發(fā)那科系統(tǒng)初始狀態(tài)設(shè)置指令如：取消刀具半徑補(bǔ)償（G40）、取消長(zhǎng)度補(bǔ)償（G49）、絕對(duì)尺寸編程（G90）、每分鐘進(jìn)給速度（G94）、公制尺寸輸入（G21）、取消固定循環(huán)（G80）、取消坐標(biāo)系偏轉(zhuǎn)（G69）、XY平面選擇（G17）等指令。西門(mén)子系統(tǒng)初始狀態(tài)指令可不必編寫(xiě)。=6\*GB3⑥刀具起點(diǎn)位置（也可不設(shè)置刀具起點(diǎn)位置但必須保證刀具運(yùn)行時(shí)不發(fā)生撞刀）。以上加工準(zhǔn)備指令可寫(xiě)在同一程序段內(nèi)也可分別寫(xiě)在不同程序段內(nèi)；大多數(shù)加工程序第一段、第二段程序都差不多，不同的是工藝參數(shù)數(shù)值略有差異。如：N10G54G40G90G94M3S1200T01N20M08G0X0Y0Z100（發(fā)那科系統(tǒng)在第一、二段程序內(nèi)還需編寫(xiě)其它初始狀態(tài)設(shè)置指令）。準(zhǔn)備工作做好后就可編寫(xiě)其它加工程序段。（4）參考程序[任務(wù)實(shí)施]一、加工準(zhǔn)備1.檢查毛坯尺寸。2.開(kāi)機(jī)、回參考點(diǎn)。3.程序輸入4.工件裝夾二、對(duì)刀三、空運(yùn)行1．發(fā)那科系統(tǒng)（1）空運(yùn)行操作=1\*GB3①按參數(shù)鍵。=2\*GB3②按軟鍵[坐標(biāo)系]。=3\*GB3③把基礎(chǔ)坐標(biāo)系中Z方向值變?yōu)?50（把刀具抬高，避免撞刀）。=4\*GB3④選擇MEM工作模式，按下空運(yùn)行開(kāi)關(guān)，按下循環(huán)啟動(dòng)按鈕，觀察程序及加工軌跡。=5\*GB3⑤空運(yùn)行結(jié)束后，把空運(yùn)行開(kāi)關(guān)復(fù)位，基礎(chǔ)坐標(biāo)系中Z值恢復(fù)為0。（2）機(jī)床鎖住操作（3）輔助功能鎖住操作2．西門(mén)子系統(tǒng)=1\*GB3①把基礎(chǔ)坐標(biāo)系中Z方向值設(shè)為+50（把刀具抬高，避免撞刀）。=2\*GB3②按鍵選擇自動(dòng)加工模式，按程序管理鍵，打開(kāi)并執(zhí)行需要運(yùn)行的程序。=3\*GB3③按程序控制軟鍵，出現(xiàn)如圖2-5界面，按光標(biāo)移動(dòng)鍵，將光標(biāo)移至處，按選擇鍵選中空運(yùn)行”，按數(shù)控啟動(dòng)鍵即可現(xiàn)實(shí)機(jī)床以規(guī)定的速度快速運(yùn)行程序。=4\*GB3④若按程序測(cè)試有效軟鍵，則機(jī)床鎖住，只快速運(yùn)行程序一遍，刀具不移動(dòng)。四、零件單段運(yùn)行加工五、零件加工及評(píng)分[操作注意事項(xiàng)]1）加工時(shí)垂直進(jìn)給，刀具只能選用二齒鍵槽銑刀不能使用立銑刀加工。2）刀具、工件應(yīng)按要求夾緊。3）對(duì)刀操作應(yīng)準(zhǔn)確熟練，時(shí)刻注意手動(dòng)移動(dòng)方向及調(diào)整進(jìn)給倍率大小，避免因移動(dòng)方向錯(cuò)誤和進(jìn)給倍率過(guò)大發(fā)生撞刀現(xiàn)象。4）加工前應(yīng)仔細(xì)檢查程序，尤其檢查垂直下刀是否用G00指令、一個(gè)輪廓加工完畢有沒(méi)有抬刀等容易產(chǎn)生撞刀現(xiàn)象的關(guān)健程序。5）加工時(shí)應(yīng)關(guān)好防護(hù)門(mén)。6）首次切削禁止采用自動(dòng)方式加工以避免意外事故發(fā)生。7）發(fā)那科系統(tǒng)機(jī)床坐標(biāo)系和工件坐標(biāo)系的位置關(guān)系在機(jī)床鎖住前后有可能不一致，故使用機(jī)床鎖住功能后，應(yīng)手動(dòng)重回參考點(diǎn)。8）盡可能采用機(jī)床鎖?。ㄎ鏖T(mén)子系統(tǒng)是程序測(cè)試）功能檢驗(yàn)程序，若采用空運(yùn)行，則必須抬高刀具，避免發(fā)生撞刀事故。9）如有意外事故發(fā)生，按復(fù)位鍵或緊急停止按鈕，查找原因?！救砍晒窒砼c展示【二】作業(yè)布置1.如何編寫(xiě)完整加工一個(gè)零件的數(shù)控程序？2.常用數(shù)控程序功能字有哪些？各有何功能？3.G00、G01指令格式如何？二者有何區(qū)別？4.做一做：編寫(xiě)加工圖2-6所示油槽的程序（油槽深1mm）并進(jìn)行加工。教師展示成品，讓同學(xué)有一個(gè)先入為主的印象以及明確的學(xué)習(xí)目標(biāo)出示任務(wù)，帶領(lǐng)學(xué)生讀懂零件圖并提出問(wèn)題分析、講解本次課知識(shí)、技能目標(biāo)講解順序號(hào)字代碼及功能講解尺寸字及進(jìn)給功能字代碼及功能講解主軸轉(zhuǎn)速功能字、刀具功能字給功能字代碼及功能舉例說(shuō)兩種功能應(yīng)用出示圖表，講解輔助功能字作用、代碼含義講解準(zhǔn)備功能字代碼及使用事項(xiàng)舉例分析、講解快速點(diǎn)定位指令、格式、運(yùn)用說(shuō)明舉例分析、講解快速點(diǎn)定位指令、格式、運(yùn)用說(shuō)明老師引導(dǎo)學(xué)生分析本課題使用工、量、刃具老師給學(xué)生講解加工路線教師給學(xué)生講解切削用量選擇的原則引導(dǎo)學(xué)生分析基點(diǎn)坐標(biāo)引導(dǎo)學(xué)生分析一個(gè)完整程序編寫(xiě)方法引導(dǎo)學(xué)生做好零件加工前的各項(xiàng)準(zhǔn)備工件講解并操作演示兩種系統(tǒng)的空運(yùn)及設(shè)置引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行零件加工分析講解注意事項(xiàng)引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)并分享本次內(nèi)容及成果觀看、思考看圖思考解決方案理解并記錄零件圖聽(tīng)講、思考聽(tīng)講、記錄聽(tīng)講、記錄聽(tīng)講、記錄聽(tīng)講、記錄聽(tīng)講、記錄聽(tīng)講、記錄、思考聽(tīng)講、記錄、思考討論、思考、分析、得出結(jié)論進(jìn)行分享聽(tīng)講、思考、記錄講聽(tīng)、記錄討論、思考、記算思考、討論、記錄聽(tīng)講、討論并分組完成相應(yīng)工件觀看、模仿分組進(jìn)行零件加工聽(tīng)講、記錄總結(jié)