數(shù)控銑床編程與操作項目教程 第4版 電子教案 項目五　凹槽加工 任務(wù)三　腔槽綜合加工

PAGEPAGE4《數(shù)控銑床編程與操作項目教程》教案授課班級班級人數(shù)授課教師課題序號20授課課型授課課時6課時授課章節(jié)名稱項目五凹槽加工任務(wù)三腔槽綜合加工教學(xué)目標(biāo)知識目標(biāo)1.掌握腔槽類零件編程方法及工藝路線制定；2.了解計算參數(shù)（宏指令）含義；3.了解西門子凹槽加工循環(huán)參數(shù)及選用。能力目標(biāo)1.會利用行切法切削內(nèi)腔多余材料；2.會進(jìn)行腔槽尺寸的控制；3.會用西門子凹槽循環(huán)加工不同類型凹槽及控制凹槽尺寸。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)良的勞動態(tài)度和職業(yè)素養(yǎng)；3.培養(yǎng)團(tuán)隊合作精神。教學(xué)重點(diǎn)1.腔槽類零件編程方法及工藝路線制定；2.西門子凹槽加工循環(huán)參數(shù)及選用教學(xué)難點(diǎn)腔槽尺寸的控制方法及西門子凹槽加工循環(huán)參數(shù)及選用教學(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)計任務(wù)三腔槽綜合加工一、編程指令1.發(fā)那科宏程序2.西門子銑削循環(huán)（1）矩形型腔銑削循環(huán)（POCKET3）（2）圓型腔銑削循環(huán)（POCKET4）編程示例：二、加工工藝分析（1）工、量、刃具選擇（2）加工工藝方案三、程序編制（1）建立工件坐標(biāo)系（2）計算基點(diǎn)坐標(biāo)（3）程序編制[任務(wù)實施]一、加工準(zhǔn)備二、對刀，建工件坐標(biāo)系三、程序輸入與仿真校對四、零件加工與尺寸控制五、任務(wù)檢測與評價六、操作注意事項教學(xué)過程主要教學(xué)內(nèi)容及步驟教師活動學(xué)生活動教學(xué)目標(biāo)【一】導(dǎo)入新課題本次課的內(nèi)容是進(jìn)行腔槽的綜合加工，對于西門子來說凹槽可以采用加工內(nèi)輪廓的方式加工同時也可以采用凹槽循環(huán)加工，另外如果我們加工的輪廓中含橢圓、雙曲線等我們該如何解決？【二】新授任務(wù)三腔槽綜合加工[學(xué)習(xí)目標(biāo)]1.知識目標(biāo)=1\*GB3①掌握腔槽類零件編程方法及工藝路線制定；=2\*GB3②了解計算參數(shù)（宏指令）含義；=3\*GB3③了解西門子凹槽加工循環(huán)參數(shù)及選用。2.技能目標(biāo)=1\*GB3①會利用行切法切削內(nèi)腔多余材料；=2\*GB3②會進(jìn)行腔槽尺寸的控制；=3\*GB3③會用西門子凹槽循環(huán)加工不同類型凹槽及控制其精度。[知識學(xué)習(xí)]一、編程指令1.發(fā)那科系統(tǒng)宏程序發(fā)那科系統(tǒng)中一組以子程序的形式存儲并帶有變量的程序稱為用戶宏程序，簡稱宏程序；調(diào)用宏程序的指令稱為“用戶宏程序命令”，或宏程序調(diào)用指令。用戶宏程序由于允許使用變量、算術(shù)和邏輯運(yùn)算及條件轉(zhuǎn)移，使得編制同樣的加工程序更簡便。此外用戶可以利用宏程序自已開發(fā)固定循環(huán)來加工同一類型（尺寸不同）的零件，2.西門子銑削循環(huán)西門子828D系統(tǒng)不僅提供多種孔加工循環(huán)，還提供多種銑削加工循環(huán)，有端面銑削循環(huán)（CYCLE71）、輪廓銑削循環(huán)（CYCLE72）、標(biāo)準(zhǔn)型腔銑削循環(huán)、槽銑削循環(huán)及螺紋銑削循環(huán)等；其中標(biāo)準(zhǔn)型腔銑削循環(huán)又有矩形腔（POCKET3）和圓形腔（POCKET4）兩種；槽銑削循環(huán)又有銑削模式長孔（LONGHOLE）、銑削模式圓弧槽（SLOT1）和銑削模式圓周槽（SLOT2）三種，（1）矩形型腔銑削循環(huán)POCKET3使用矩形型腔銑削循環(huán)可以銑削任意形狀矩形腔。指令格式POCKET3(RP，Z0，SC，Z1，L，W，R，X0，Y0，a0，DZ，UXY，UZ，F(xiàn)，F(xiàn)Z，，，DXY，L1，W1，AZ，ER，EP，EW，F(xiàn)S，ZFS)步驟輸入程序時，按屏幕下方軟鍵，再按屏幕右側(cè)軟鍵，按軟鍵，出現(xiàn)矩形型腔窗口，移動光標(biāo)，按提示輸入?yún)?shù)值，最后按軟鍵，完成參數(shù)輸入，調(diào)用循環(huán)加工圖例（矩形型腔窗口）參數(shù)含義PL：加工平面，通過選擇/轉(zhuǎn)換鍵切換RP：返回平面，單位：mmZ0：參考點(diǎn)Z坐標(biāo)，單位：mmSC：安全距離（相對于參考點(diǎn)的高度，輸入時不帶正負(fù)號）單位：mmZ1：腔的深度（絕對值或相對于Z0的深度）單位：mmL：腔的長度，單位：mmW：腔的寬度，單位：mmR：拐角半徑，單位：mmX0：參考點(diǎn)的X坐標(biāo)（僅限于單獨(dú)位置時提供），單位：mmY0：參考點(diǎn)的Y坐標(biāo)（僅限于單獨(dú)位置時提供），單位：mma0：腔的旋轉(zhuǎn)角度，單位：度DZ：最大進(jìn)刀深度，單位：mmUXY：邊緣精加工余量，單位：mmUZ：底部精加工余量，單位：mmF：進(jìn)給速度FZ：垂直下刀進(jìn)給速度（僅限選擇了垂直下刀時提供）DXY：最大切削寬度（若相對于銑刀直徑的百分比值）單位：mm或%L1：預(yù)加工長度（僅限選擇了二次加工時提供）W1：預(yù)加工寬度（僅限選擇了二次加工時提供）AZ：預(yù)加工深度（僅限選擇了二次加工時提供）ER：螺旋線下刀時的螺旋半徑（僅限選擇了螺旋下刀時提供）EP：螺旋線下刀時的最大螺距（僅限選擇了螺旋下刀時提供）EW：往復(fù)下刀時的最大角度（僅限選擇了往復(fù)下刀時提供）FS：倒角的斜邊寬度（僅選擇倒角時提供）ZFS：刀尖下刀深度（僅選擇倒角時提供）使用說明（1）調(diào)用循環(huán)前，刀具可處于任意位置，但需保證刀具從該位置到循環(huán)起點(diǎn)不發(fā)生碰撞（2）調(diào)用矩形型腔銑削循環(huán)前應(yīng)設(shè)置刀具半徑值，否則循環(huán)終止并發(fā)生報警（3）銑刀半徑應(yīng)小于矩形型腔轉(zhuǎn)角半徑，否則會發(fā)生報警（4）參考點(diǎn)可選擇中心、左下、右下、左上、右上五個不同位置（5）加工工藝有：▽（粗加工）、▽▽▽（精加工）、邊沿▽▽▽（邊沿精加工）、倒角四種（6）加工位置有單獨(dú)位置（在X0、Y0、Z0編程位置銑削）和MCALL兩種（7）下刀方式有：預(yù)鉆孔、垂直下刀、沿螺旋線下刀和往復(fù)下刀四種（8）選擇粗加工時有完整加工（由整塊材料銑削型腔）和二次加工（已有一個較小的矩形腔或者一個鉆孔）兩種（9）如果輸入?yún)?shù)得出一個縱向槽或長孔，循環(huán)內(nèi)部會自動從POCKET3中調(diào)用對應(yīng)的槽加工循環(huán)（2）圓形型腔銑削循環(huán)POCKET4使用圓形型腔銑削循環(huán)可以銑削任意的圓形腔。指令格式POCKET4(RP，Z0，SC，Z1，φ，X0，Y0，DZ，UXY，UZ，F(xiàn)，F(xiàn)Z，，，DXY，φ1，AZ，ER，EP，，F(xiàn)S，ZFS)步驟輸入程序時，按屏幕下方軟鍵，再按屏幕右側(cè)軟鍵，按軟鍵，出現(xiàn)圓形型腔窗口，移動光標(biāo)，按提示輸入?yún)?shù)值，最后按軟鍵，完成參數(shù)輸入加工圖例（圓形型腔窗口）參數(shù)含義PL：加工平面，通過選擇/轉(zhuǎn)換鍵切換RP：返回平面，單位：mmZ0：參考點(diǎn)Z坐標(biāo)，單位：mmSC：安全距離（相對于參考點(diǎn)的高度，輸入時不帶正負(fù)號）單位：mmZ1：腔的深度（絕對值或相對于Z0的深度）單位：mmφ：腔的直徑，單位：mmX0：參考點(diǎn)的X坐標(biāo)（僅限于單獨(dú)位置時提供），單位：mmY0：參考點(diǎn)的Y坐標(biāo)（僅限于單獨(dú)位置時提供），單位：mmDZ：最大進(jìn)刀深度，單位：mmUXY：邊緣精加工余量，單位：mmUZ：底部精加工余量，單位：mmF：進(jìn)給速度FZ：垂直下刀進(jìn)給速度（僅限選擇了垂直下刀時提供）DXY：最大切削寬度（或銑刀直徑的百分比值）單位：mm或%φ1：預(yù)加工直徑（僅限選擇了二次加工時提供）AZ：預(yù)加工深度（僅限選擇了二次加工時提供）ER：螺旋線下刀時的螺旋半徑（僅限選擇了螺旋下刀時提供）EP：螺旋線下刀時的最大螺距（僅限選擇了螺旋下刀時提供）FS：倒角的斜邊寬度（僅選擇倒角時提供）ZFS：刀尖下刀深度（僅選擇倒角時提供）使用說明（1）調(diào)用循環(huán)前，刀具可處于任意位置，但需保證刀具從該位置到循環(huán)起點(diǎn)不發(fā)生碰撞（2）調(diào)用圓形型腔銑削循環(huán)前應(yīng)設(shè)置刀具半徑值，否則循環(huán)終止并發(fā)生報警（3）銑刀半徑應(yīng)小于圓形型腔半徑，否則會發(fā)生報警（4）銑削方式有順銑（0）和逆銑（1）兩（5）加工工藝有：▽（粗加工）、▽▽▽（精加工）、邊沿▽▽▽（邊沿精加工）、倒角四種（6）加工方式有平面加工圓形腔和螺旋線加工圓型腔兩種（7）加工位置有單獨(dú)位置（在X0、Y0、Z0編程位置銑削）和MCALL兩種（8）下刀方式有：預(yù)鉆孔、垂直下刀、沿螺旋線下刀三種（9）選擇粗加工時有完整加工（由整塊材料銑削型腔）和二次加工（已有一個較小的圓形腔或者一個鉆孔，必須編程AZ和φ1）兩種例：如圖5-18用循環(huán)加工矩形凹槽和圓形凹槽，工件坐標(biāo)系建立在工件上表面中心位置，圓形槽用粗加工方式加工，矩形槽先粗加工（精加工余量：表面0.5mm、深度0.4mm）后精加工方式加工，銑刀半徑為R6。圖圖5-18N10G90G54M3S1000T1D1；規(guī)定工藝參數(shù)N20G00X0Y0Z50；回到起點(diǎn)POCKET3（10，0，3，-8，60，40，8，0，0，0，5，0.5，0.5，100，50，3，11，6，，，，，）；調(diào)用矩形凹槽循環(huán)，設(shè)置粗加工循環(huán)參數(shù)POCKET4（10，0，3，-14，10，0，0，5，0.5，0.5，100，0.1，0，11，80，0.5，0.5，0，、、、、、）；調(diào)用圓形凹槽循環(huán)，設(shè)置粗加工循環(huán)參數(shù)N30G00Z100；刀具Z向退回N40M5；主軸停N50M0；程序停，手動換精加工刀具N60M3S1200；設(shè)置精加工轉(zhuǎn)速POCKET3（10，0，3，-8，60，40，8，0，0，0，5，0，0，80，50，3，12，6，，，，，）；調(diào)用矩形凹槽循環(huán)，設(shè)置精加工循環(huán)參數(shù)POCKET4（10，0，3，-14，20，0，0，5，0，0，80，0.1，0，0，12，80，、、、、、）；調(diào)用圓形凹循環(huán)，設(shè)置精加工循環(huán)參數(shù)N70G00Z100；刀具Z向退回N80M02；程序結(jié)束二、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：矩形凹槽拐角半徑為R6，所選銑刀直徑必須小于?12，選?10，且粗、精加工分開。環(huán)形槽最小拐角半徑為R11，所選刀具直徑最小為?22，但環(huán)形槽槽寬為6，故所選銑刀直徑不能大于?6，故選擇?5銑刀，粗、精加工同上，具體規(guī)格見表5-29。工、量、刃具清單圖號SKX5-15種類序號名稱規(guī)格精度單位數(shù)量工具1平口鉗QH135個12扳手把13平行墊鐵副14塑膠榔頭個1量具1帶表游標(biāo)卡尺0～1500.01把12深度千分尺0～25mm0.01把13百分表及表座0～10mm0.01個14半徑規(guī)R7～R14.5R15～R25套各15粗糙度樣板N0～N112級副1刃具1鍵槽銑刀?5、?10個12立銑刀?5、?10個12.加工工藝方案（1）加工工藝路線制定此例應(yīng)先加工矩形方槽再加工中間環(huán)形槽；若先加工中間環(huán)形槽，一方面槽較深，刀具易斷，另一方面加工矩形方槽時會在環(huán)形槽中產(chǎn)生飛邊，影響環(huán)形槽寬度尺寸。加工方案一：矩形槽深度6mm粗加工需分層銑削。在每一層表面加工中因銑刀直徑為10mm，還需采用環(huán)切或行切法切除多余部分材料，見圖5-19（其中A、B、C、D…點(diǎn)坐標(biāo)需要求解）。精加工采用圓弧切入和切出方法以避免輪廓表面產(chǎn)生刀痕，見圖5-20。環(huán)形槽深度為加工方案二：矩形槽選用西門子凹槽循環(huán)粗、精加工；環(huán)槽用鍵槽銑刀粗、精銑。（2）合理切削用量選擇表5-30粗、精銑削用量刀具直徑工作內(nèi)容f(mm/min)N(r/min)下刀深度mm高速鋼鍵槽粗銑刀（T1）?10垂直進(jìn)給5010002表面直線進(jìn)給7010002表面圓弧進(jìn)給7010002高速鋼鍵槽粗銑刀（T2）?5垂直進(jìn)給4012002表面直線進(jìn)給6012002表面圓弧進(jìn)給6012002高速鋼立銑刀、精銑（T3）?10垂直進(jìn)給5012000.2表面直線進(jìn)給6012000.2表面圓弧進(jìn)給6012000.2立銑刀、精銑（T4）?5垂直進(jìn)給4015000.2表面直線進(jìn)給6015000.2表面圓弧進(jìn)給6015000.2三、參考程序編制（1）工件坐標(biāo)系建立根據(jù)工件坐標(biāo)系建立原則，X、Y零點(diǎn)建在工件幾何中心上，Z零點(diǎn)建立在工件上表面。（2）基點(diǎn)坐標(biāo)計算1）粗加工行切時各點(diǎn)坐標(biāo)計算表5-31粗加工行切時刀具各點(diǎn)坐標(biāo)A（-24，-24）B（24，-24）D（-24，-15）C（24，-15）E（-24，-6）F（24，-6）、、（-24，3）、、（24，3）、、（-24，12）、、（24，12）、、（-24，21）、、（24，21）H（-24，24）I（24，24）2）環(huán)形槽外側(cè)、里側(cè)基點(diǎn)坐標(biāo)（見表5-32）基點(diǎn)槽外側(cè)(X,Y)槽內(nèi)側(cè)(X,Y)基點(diǎn)槽外側(cè)(X,Y)槽內(nèi)側(cè)(X,Y)P1（-20，0）（-14，0）P5（20，0）（14，0）P2（-20，-9）（-14，-9）P6（20，9）（14，9）P3（-9，-20）（-9，-14）P7（9，20）（9，14）P4（0，-20）（0，-14）P8（0，20）（0，14）（3）參考程序[任務(wù)實施]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、對刀三、仿真加工四、自動加工及尺寸控制精加工時刀具T02D02半徑補(bǔ)償值設(shè)為4.1，運(yùn)行完精加工程序后，測量輪廓實際尺寸，重新修調(diào)刀具半徑補(bǔ)償值。具體如下：如測得槽4寬度15+0.050實際尺寸14.70mm，比圖紙尺寸要求還小0.3～0.35mm，單邊小0.15～0.175mm，取中間值為0.163mm,則把T02D02刀具半徑補(bǔ)償值修改為4.1-0.163=3.937mm五、檢測與評分[操作注意事項]1.矩形槽、環(huán)形槽粗加工用鍵槽銑刀，精加工時則選立銑刀。2.加工矩形槽、環(huán)形槽時通過設(shè)置刀具半徑值來控制輪廓粗加工、半精加工、精加工余量。3．發(fā)那科系統(tǒng)T1、T2、T3、T4四把刀長度補(bǔ)償分別放入H01、H02、H03、H40長度補(bǔ)償號中；西門子系統(tǒng)則將長度補(bǔ)償值分別放入四把銑刀T1（D1）、T2（D2）、T3（D3）、T4（D4）的刀沿中。4.粗加工中間多余部分材料可選直徑較大的銑刀切除。5.精加工時，進(jìn)給速度主要是通過調(diào)節(jié)進(jìn)給倍率實現(xiàn)，以提高表面加工質(zhì)量。【三】總結(jié)與經(jīng)驗分享【二】作業(yè)布置1.宏指令或計算參數(shù)有何作用？2.腔槽中多余材料如何外理？3.西門子凹槽循環(huán)在什么情況下能加工出圓形槽、鍵槽？4.試用西門子凹槽循環(huán)編寫圖5-15數(shù)控程序。5.做一做：針對圖5-21零件，試編寫程序并加工練習(xí)。教師展示成品，讓同學(xué)有一個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、講解發(fā)那科系統(tǒng)宏程序概念指令老師講解西門子系統(tǒng)銑削加工循環(huán)種類、作用分析講解西門子系統(tǒng)矩形型腔銑削循環(huán)調(diào)用方法按圖分析講解西門子系統(tǒng)矩形型腔銑削循環(huán)參數(shù)含義及選擇方法分析講解西門子系統(tǒng)矩