數(shù)控銑床編程與操作項(xiàng)目教程 第4版 電子教案 項(xiàng)目四　輪廓加工 任務(wù)三　平面內(nèi)輪廓加工

PAGEPAGE7《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)16授課課型授課課時(shí)6課時(shí)授課章節(jié)名稱項(xiàng)目四輪廓加工任務(wù)三平面內(nèi)輪廓加工教學(xué)目標(biāo)知識(shí)目標(biāo)1.了解回參考點(diǎn)指令和回固定點(diǎn)指令；2.掌握平面內(nèi)輪廓加工進(jìn)給路線的制定方法；3.掌握平面內(nèi)輪廓加工刀具及合理切削用量的選擇。能力目標(biāo)1.會(huì)用CAD軟件查找基點(diǎn)坐標(biāo)；2.會(huì)進(jìn)行平面內(nèi)輪廓加工；3.會(huì)進(jìn)行平面內(nèi)輪廓尺寸控制情感目標(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.CAD軟件找基點(diǎn)坐標(biāo)2.平面內(nèi)輪廓的程序編制3.內(nèi)輪廓尺寸控制教學(xué)難點(diǎn)平面內(nèi)輪廓尺寸精度控制教學(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設(shè)計(jì)任務(wù)三平面內(nèi)輪廓加工一、編程指令1.回參考點(diǎn)指令（1）指令功能（2）指令格式發(fā)那科系統(tǒng)西門子系統(tǒng)G28IP_；IP是指定中間點(diǎn)位置的指令例：N1G28X40Y0；中間點(diǎn)（X40，Y0）N2G28Y60；中間點(diǎn)（X40，Y60）G74；占獨(dú)立程序段例：N20G74；回機(jī)床參考點(diǎn)（3）指令使用說明2.返回固定點(diǎn)指令（1）功能（2）指令格式發(fā)那科系統(tǒng)西門子系統(tǒng)G29IP_；IP是指從參考點(diǎn)返回目標(biāo)點(diǎn)的指令例：N2G28X40Y60；目標(biāo)點(diǎn)（X40，Y60）G75；占獨(dú)立程序段，固定點(diǎn)的位置固定的存貯在機(jī)床數(shù)據(jù)中例：N40G75；回固定點(diǎn)（3）指令使用說明二、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)入新課題平面內(nèi)輪廓同平面外輪廓一樣是數(shù)控銑床（加工中心）加工優(yōu)勢(shì)，但平面內(nèi)輪廓加工工藝同外輪廓又不一樣，平面內(nèi)輪廓要去除大量的殘料，因此最好要有一定的CAD繪圖能力?！径啃率谌蝿?wù)三平面內(nèi)輪廓加工[學(xué)習(xí)目標(biāo)]1.知識(shí)目標(biāo)=1\*GB3①了解回參考點(diǎn)指令和回固定點(diǎn)指令；=2\*GB3②掌握平面內(nèi)輪廓加工進(jìn)給路線的制定方法；=3\*GB3③掌握平面內(nèi)輪廓加工刀具及合理切削用量的選擇。2.技能目標(biāo)=1\*GB3①會(huì)用CAD軟件查找基點(diǎn)坐標(biāo)；=2\*GB3②會(huì)進(jìn)行平面內(nèi)輪廓加工；=3\*GB3③會(huì)進(jìn)行平面內(nèi)輪廓尺寸控制。[知識(shí)學(xué)習(xí)]一、編程指令1.回參考點(diǎn)指令（1）指令功能參考點(diǎn)是機(jī)床上的一個(gè)固定點(diǎn)，用該指令可以使刀具非常方便地移動(dòng)到該位置。（2）指令格式見表4-20。發(fā)那科系統(tǒng)西門子系統(tǒng)G28IP_；IP是指定中間點(diǎn)位置的指令例：N1G28X40Y0；中間點(diǎn)（X40，Y0）N2G28Y60；中間點(diǎn)（X40，Y60）G74；占獨(dú)立程序段例：N20G74；回機(jī)床參考點(diǎn)指令使用說明1）用G28（G74）指令回參考點(diǎn)的各軸速度貯存在機(jī)床數(shù)據(jù)中（快速）。2）使用回參考點(diǎn)指令前，為安全起見應(yīng)取消刀具半徑補(bǔ)償和長(zhǎng)度補(bǔ)償。3）發(fā)那科系統(tǒng)與西門子系統(tǒng)回參考點(diǎn)指令不同，發(fā)那科系統(tǒng)須指定中間點(diǎn)坐標(biāo)，；西門子系統(tǒng)不需跟X、Y、Z值，直接回機(jī)床參考點(diǎn)。返回參考點(diǎn)指令為程序段有效指令。5）西門子系統(tǒng)回參考點(diǎn)程序?qū)懗桑篏74X30Y10；程序段后X、Y下編程數(shù)值不識(shí)別。2.返回固定點(diǎn)指令（1）功能指刀具自動(dòng)返回到機(jī)床上某一指定的固定點(diǎn)，如換刀點(diǎn)。（2）指令格式見表4-21。發(fā)那科系統(tǒng)西門子系統(tǒng)G29IP_；IP是指從參考點(diǎn)返回目標(biāo)點(diǎn)的指令例：N2G28X40Y60；目標(biāo)點(diǎn)（X40，Y60）G75；占獨(dú)立程序段，固定點(diǎn)的位置固定的存貯在機(jī)床數(shù)據(jù)中例：N40G75；回固定點(diǎn)指令使用說明發(fā)那科系統(tǒng)與西門子系統(tǒng)指令、含義各不相同。返回固定點(diǎn)指令為程序段有效指令。3）返回固定點(diǎn)指令之后的程序段中原先的G0、G1、G2、G3…將再次生效。4）西門子系統(tǒng)回固定點(diǎn)程序?qū)懗桑篏75X30Y10；程序段后X、Y下編程數(shù)值不識(shí)別。二、加工工藝分析1.工、量、刃具選擇（1）工具選擇：（2）量具選擇：（3）刃具選擇：銑內(nèi)輪廓刀具半徑必須小于內(nèi)輪廓最小圓弧半徑，否則將無法加工出內(nèi)輪廓圓弧。本課題內(nèi)輪廓最小圓弧輪廓半徑為R6，故所選銑刀直徑不得大于?12，此處選用直徑為?10銑刀。表4-22工、量、刃具清單工、量、刃具清單圖號(hào)SKX4-22種類序號(hào)名稱規(guī)格精度單位數(shù)量工具1平口鉗QH135個(gè)12扳手把13平行墊鐵副14塑膠榔頭個(gè)1量具1游標(biāo)卡尺0～1500.02把12深度游標(biāo)卡尺0～2000.02把13百分表及表座0～10mm0.01個(gè)14粗糙度樣板N0～N112副1刃具1鍵槽銑刀?10個(gè)12立銑刀?10個(gè)12.加工工藝方案（1）加工工藝路線1）切入、切出方式選擇銑削封閉內(nèi)輪廓表面時(shí)，刀具無法沿輪廓線的延長(zhǎng)線方向切入、切出。只有沿法線方向切入、切出或圓弧切入、切出。2）銑削方向的確定銑刀沿內(nèi)輪廓逆時(shí)針方向銑削時(shí)，銑刀旋轉(zhuǎn)方向與工件進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向一致為順銑。銑刀沿內(nèi)輪廓順時(shí)針方向銑削時(shí)，銑刀旋轉(zhuǎn)方向與工件進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向相反為逆銑。一般盡可能采用順銑，即在銑內(nèi)輪廓時(shí)采用沿內(nèi)輪廓逆時(shí)針的銑削方向?yàn)楹谩?）進(jìn)給路線內(nèi)輪廓的進(jìn)給路線有行切、環(huán)切和綜合切削三種切削方法，圖4-26為行切法；圖4-27為環(huán)切法；綜合切削法是先行切后環(huán)切。行切與環(huán)切進(jìn)給路線都能切凈內(nèi)輪廓中的全部面積，不留死角，不傷輪廓。不同點(diǎn)是行切法的進(jìn)給路線比環(huán)切法短，達(dá)不到所要求的表面粗糙度；用環(huán)切法獲得的表面粗糙度要好于行切法，環(huán)切法刀位點(diǎn)計(jì)算復(fù)雜、刀具路徑長(zhǎng)。加工中可結(jié)合行切、環(huán)切的優(yōu)點(diǎn)，采用綜合切削法；先用行切法去除中間部分余量，最后用環(huán)切法加工內(nèi)輪廓表面，既可縮短進(jìn)刀路線，又能獲得較好的表面質(zhì)量。圖4-27圖4-27圖4-26本課題由于內(nèi)輪廓余量不多，選擇環(huán)切法并由里向外加工，加工中行距取刀具直徑的50～90%左右，加工路線見圖4-27。刀具由1→2→3→4→5→6→3→7→8→9→10→7→1的順序按環(huán)切方式進(jìn)行加工，刀具從點(diǎn)3運(yùn)行至點(diǎn)7時(shí)建立刀具半徑補(bǔ)償，加工結(jié)束時(shí)刀具從點(diǎn)7運(yùn)行至點(diǎn)1過程中取消刀具半徑補(bǔ)償。（2）合理切削用量的選擇表4-23粗、精銑切削用量選擇刀具工作內(nèi)容F(mm/min)n(r/min)高速鋼鍵槽銑刀（T1）垂直進(jìn)給深度留0.3mm精加工余量501000粗銑內(nèi)輪廓輪廓留0.3mm精加工余量701000高速鋼立銑刀（T2）垂直進(jìn)給501200精銑內(nèi)輪廓7012003.參考程序編制（1）工件坐標(biāo)系建立（2）基點(diǎn)坐標(biāo)計(jì)算本課題不僅要計(jì)算基點(diǎn)7、8、9、10、11、12、13、14等坐標(biāo)還要計(jì)算環(huán)切余量時(shí)1、2、3、4、5、6點(diǎn)坐標(biāo)，其中1、2、3、4、5、6、9、10、11、12坐標(biāo)不易計(jì)算，可采用CAD軟件查找點(diǎn)坐標(biāo)的方法，具體做法：在二維CAD軟件如AutoCAD或CAXA電子圖板中畫出內(nèi)輪廓圖形（注意工件坐標(biāo)系與CAD軟件坐標(biāo)系一致，坐標(biāo)原點(diǎn)重合），然后把鼠標(biāo)放置在各點(diǎn)上可通過軟件屏幕下方顯示出該點(diǎn)坐標(biāo)或用軟件查詢工具查找各點(diǎn)坐標(biāo)，見表4-24所示。表4-24基點(diǎn)及環(huán)切時(shí)各點(diǎn)坐標(biāo)基點(diǎn)坐標(biāo)(X,Y)基點(diǎn)坐標(biāo)(X,Y)1（-10，10）8（-20，-30）2（-10，-10）9（20，-30）3（-17，-17）10（22.308，-18.462）4（-1.716，-17）11（22.308，18.462）5（-1.716，17）12（20，30）6（-17，17）13（-20，30）7（-30，-20）14（-30，20）3.參考程序[任務(wù)實(shí)施]一、加工準(zhǔn)備1.檢查毛坯尺寸。2.開機(jī)、回參考點(diǎn)。3.程序輸入4.工件裝夾5.刀具裝夾二、對(duì)刀三、仿真加工四、自動(dòng)加工及尺寸控制用立銑刀精加工時(shí)機(jī)床中刀具半徑補(bǔ)償值先設(shè)置為5.2mm，運(yùn)行完精加工程序后，根據(jù)輪廓實(shí)測(cè)尺寸再修改機(jī)床中刀具半徑補(bǔ)償值，若第一次運(yùn)行精加工程序后，若用游標(biāo)卡尺測(cè)得內(nèi)輪廓60±0.1實(shí)際尺寸為59.45mm，比圖紙要求尺寸還小0.45～0.65mm，單邊小0.225～0.325mm（取中間值0.275mm），則機(jī)床中半徑補(bǔ)償值修改為5.2-0.275=4.925m；然后重新運(yùn)行精加工程序進(jìn)行精加工，即可保證輪廓尺寸符合圖紙尺寸要求五、檢測(cè)與評(píng)分[操作注意事項(xiàng)]1.銑刀半徑必須小于或等于工件內(nèi)輪廓凹圓弧最小半徑的大小，否則無法加工出內(nèi)輪廓圓弧，機(jī)床中半徑參數(shù)設(shè)置也不能大于內(nèi)輪廓圓弧半徑，否則會(huì)發(fā)生報(bào)警。2.加工內(nèi)輪廓盡可能采用順銑以提高表面質(zhì)量。3.平面內(nèi)輪廓加工盡可能采用行切、環(huán)切相結(jié)合的路線，并從里往外加工既可縮短切削時(shí)間又可保證加工表面質(zhì)量。4.內(nèi)輪廓無法加工預(yù)制孔，精加工時(shí)用立銑刀用螺旋方式下刀或采用鍵槽銑刀替代。5.機(jī)床中半徑參數(shù)值設(shè)置越大，內(nèi)輪廓尺寸越小，與外輪廓?jiǎng)偤孟喾础?.工件裝夾在平口鉗上應(yīng)校平上表面，否則深度尺寸不易控制；也可在對(duì)刀前（或程序中）用盤銑刀銑平工件上表面?！救靠偨Y(jié)與經(jīng)驗(yàn)分享【二】作業(yè)布置1.采用行切或環(huán)切時(shí)行距如何確定？2.發(fā)那科系統(tǒng)與西門子系統(tǒng)使用長(zhǎng)度補(bǔ)償與深度尺寸控制有何關(guān)系？3.試一試：用CAD軟件查找各點(diǎn)坐標(biāo)，然后編寫如圖4-27所示零件的程序并加工練習(xí)?！眻D圖4-27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)教師引導(dǎo)學(xué)生讀懂零件圖出示本次課目標(biāo)分析、講解回機(jī)床參考點(diǎn)指令代碼、格式老師舉例分析，引導(dǎo)學(xué)生注意指令使用中問題分析講解回固定點(diǎn)指令代碼及使用引導(dǎo)學(xué)生分析本次課用到的工、量、刃具按圖分析端面銑內(nèi)輪廓切入、切出方式及銑削方向分析內(nèi)輪廓銑削路線及對(duì)銑削加工的影響分析銑內(nèi)輪廓加工工藝路徑講解用CAD軟件輔助查找基點(diǎn)坐標(biāo)方法引導(dǎo)學(xué)生完成課題零件加工程序編寫提示安全注意事項(xiàng)，引導(dǎo)學(xué)生做好加工準(zhǔn)備、對(duì)刀工作分析內(nèi)輪廓尺寸精度控制方法，指導(dǎo)學(xué)生完成零件加工并評(píng)分提醒安全生產(chǎn)、文明生產(chǎn)要求引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)與經(jīng)驗(yàn)分享觀看成品，思考理解、思考并記錄零件圖理解學(xué)習(xí)目標(biāo)看表、聽講、思考、記錄討論、分析、思考、記錄并能運(yùn)用指令編程聽講、思考、記錄分組思考討論、得出結(jié)論看圖、思考、分析聽講、思考并記錄聽講、分析、思考聽講、觀看并操作訓(xùn)