《數控車床項目化教學（第四版）》教案-項目二 任務三多槽軸加工電子教案第4版

PAGEPAGE9《數控車床項目化教學》教案授課班級班級人數授課教師課題序號8授課課型授課課時6課時授課章節(jié)名稱項目二軸類零件加工任務三多槽軸的加工教學目標知識目標1．掌握G04暫停指令及應用2．掌握切槽循環(huán)指令及應用3．掌握子程序定義及應用4．熟悉各種外槽加工工藝能力目標1．會編寫各種外槽加工程序2．會進行外槽刀的安裝及對刀3．具有加工各種外槽并達到一定精度要求的能力情感目標1.養(yǎng)成文明生產、安全生產習慣；2.養(yǎng)成優(yōu)良的勞動態(tài)度和職業(yè)素養(yǎng)；3.培養(yǎng)團隊合作精神。教學重點1．切槽循環(huán)指令及應用2．子程序定義及應用教學難點子程序定義及應用及外槽程序編寫教學方法講授法、討論法、演示法、自主學習法、探究法教學資源網絡資源，教學視頻，相關PPT，數控車床若干，配套練習題板書設計任務三多槽軸的加工【任務描述】【知識準備】1．外切槽刀及選用2．切外槽進刀方式（1）窄直槽進退刀方式（2）寬直槽進刀方式（3）V（梯）形槽進刀方式3．切槽切削用量（1）選擇背吃刀量（2）選擇進給量（3）選擇切削速度4．測量槽尺寸的量具5．編程知識（1）暫停指令（G04）（2）法那科系統徑向溝槽復合循環(huán)指令（G75）（3）西門子系統切槽循環(huán)指令（CYCLE930）（4）子程序子程序名、子程序結束指令（5）子程序調用【任務實施】1．工藝分析2．程序編制教學過程主要教學內容及步驟教師活動學生活動教學目標【一】導入新任務軸表面具有各種類型槽如何在數控車床上加工？當相同尺寸的槽數量較多時，能否有簡便的編程方法以簡化程序結構？由此引入本次任務?！径咳蝿臻_始任務三多槽軸的加工【任務描述】使用FANUCoiMate-TD或SIEMENS828D系統數控車床完成如圖2-19所示多槽軸加工，材料：45鋼，其中4mm×1mm窄槽3個，6mm×2mm寬槽3個，零件表面粗糙度全部為Rα3.2μm，尺寸精度為未注公差尺寸。加工后效果圖如圖2-20所示。圖2-19多槽軸零件圖【知識目標】1．掌握G04暫停指令及應用2．掌握切槽循環(huán)指令及應用3．掌握子程序定義及應用4．熟悉各種外槽加工工藝【技能目標】1．會編寫各種外槽加工程序2．會進行外槽刀的安裝及對刀3．具有加工各種外槽并達到一定精度要求的能力【知識準備】軸類零件表面上各種類型槽，如直槽、Ｖ（梯）形槽、圓形槽等，如圖2-21所示1．外切槽刀及選用外切槽刀有整體式、焊接式、可轉位式3種切槽刀種類結構形式加工特點整體式由高速鋼刀條刃磨而成，切削速度較低，效率較低，易折斷，常用于有色金屬、塑料等材料加工，也可用于鋼、鑄鐵加工。為防止折斷，可用彈性刀夾夾持焊接式由硬質合金刀片焊接在刀桿上制成，價格較低，但磨損后需重磨，效率低可轉位式由專門企業(yè)生產，將可轉位刀片裝夾在刀桿上構成，一個刀刃磨損后只需將刀片松開轉一個位置，再夾緊即可繼續(xù)投入切削，效率高，故數控機床一般都選用可轉位式切槽刀進行加工外切槽刀刀頭長度L和刀頭寬度a尺寸L=h+（2～3）mm式中L—刀頭長度（mm）；H—切入深度（mm）。刀頭寬度計算公式：a=(0.5～0.6)式中a—刀頭寬度（mm）；D—為待加工表面直徑（mm）。加工槽寬小于5mm槽，刀頭寬度取槽寬尺寸。2．切外槽進刀方式（1）窄直槽進退刀方式圖2-22窄槽進退刀方式（2）寬直槽進刀方式用切槽刀沿橫向多次粗車，槽側和槽底留精車余量，最后精車槽側和槽底，（3）V（梯）形槽進刀方式槽尺寸大小采用成形槽刀直進法、左右切削法切削。3．切槽切削用量（1）選擇背吃刀量當槽寬b＜5mm，切槽刀刀頭寬度等于槽寬，背吃刀量為刀頭寬度；切寬槽時，用小于5mm寬的切槽刀。（2）選擇進給量切槽進給量選擇較小值，粗車進給量為0.08～0.1mm/r，精車進給量為0.05～0.08mm/r。（3）選擇切削速度高速鋼切槽刀及焊接式切槽刀切削速度為200～300r/min，可轉位切槽刀轉速為300～400r/min。4．測量槽尺寸的量具5．編程知識（1）暫停指令（G04）數控系統指令格式參數含義示例法那科系統G04X；X后跟暫停時間，可用帶小數點的數，單位為秒s。G04X5；表示暫停5sG04U；U后跟暫停時間，可用帶小數點的數，單位為秒s。G04U5；表示暫停5sG04P；P后跟為暫停時間，不允許用帶小數點的數，單位為毫秒ms。G04P50；表示暫停50ms，即暫停0.05s西門子系統G04F；F后跟跟停時間，可用帶小數點的數，單位為秒s。G04F2.5；表示暫停2.5sG04S；S后跟主軸轉數，表示暫停主軸轉過S轉的時間。G04S5；表示暫停主軸轉過5轉的時間注：G04指令為程序段有效指令（2）法那科系統徑向溝槽復合循環(huán)指令（G75）類別內容徑向溝槽復合切削循環(huán)指令格式G75R（e）；G75X(U)Z(W)P(△i)Q(△k)R(△d)F(f)；切削循環(huán)路徑參數含義e；返回量X、Z：槽底終點絕對坐標U、Ｗ：槽底終點相對于循環(huán)起點的增量坐標△i：X軸方向的切深量，無符號，半徑值，輸入單位μm△k：Z軸方向的移動量，無符號，輸入單位μm△d：槽底位置Z方向的退刀量，無要求時可省略f：進給速度使用說明1．X(U)或Z(W)指定，而△i或△k未指定或值為零將發(fā)生報警2．△k值大于Z軸的移動量或△k值為負將發(fā)生報警，△k值大于槽寬將切多個相同槽3．△i值大于U/2或設置為負將發(fā)生報警4．退刀量大于進刀量將發(fā)生報警5．法那科系統切槽循環(huán)只能加工徑向直槽（3）西門子系統切槽循環(huán)指令（CYCLE93）類別內容切槽循環(huán)指令格式CYCLE930(X0，Z0，B1，B2，T1，a0，a1，a2，FS1，FS2，FS3，FS4，D，UX，UZ，SC，N，F)；參數示意圖參數含義SC：安全距離，單位mmF：進給率，單位mm/r：有粗加工、精加工、粗加工和精加工三種，用鍵切換：指槽所處的各種位置，共有八種見下圖所示X0：參考點X軸坐標，直徑值Z0：參考點Z軸坐標B1：凹槽底部寬度，單位mm，用鍵切換B2：凹槽頂度寬度，單位mmT1：凹槽絕對深度，直徑值，或相對于X0、Z0的凹槽深度，用鍵切換a0：斜面角度，僅限于選擇凹槽3時提供a1：槽側面角度1，該角度為0～90°之間a2：槽側面角度2，該角度為0～90°之間FS1…FS4（或R1…R4）：槽頂、槽底倒角寬度（或槽頂、槽底倒角半徑），用鍵切換D：最大切入深度；若D為0，則一刀直接加工到最終深度，單位mmUX：X軸精加工余量，單位mmUZ：Z軸精加工余量，單位mmN：凹槽數量（N＝1…65535）使用說明1．使用凹槽循環(huán)可以在任意直線輪廓單元上加工對稱和不對稱的凹槽2．切槽寬度(WIDG)小于刀具實際寬度將發(fā)生報警3．在調用循環(huán)之前，有效的G功能在循環(huán)之后仍保持有效；4．該循環(huán)可進行縱向、橫向、外槽、內槽切削，主要由“位置”參數確定，“.起刀點”如圖所示。表2-28切槽循環(huán)編程示例切槽要求及零件圖程序（直徑編程）切外槽，起始點位于X70Z60，刀具：T5，刀具補償號D1、D2，槽側、槽底精車余量0.5mm，槽底暫停時間1sN10T5D1M03S400DIAMON；N20G00G90X80Z65；N30G95F0.2；N40CYCLE930(70，60，30，25，5，10，20，0，0，2，2，0.2，2，1，10510，，1，，0.1，2，0.5，0.5，2，1111110)；N50G00G90X80Z65；N60M02；（4）子程序當加工零件相同部分形狀和結構時，可將這部分形狀和結構的加工編寫成子程序，在主程序適當位置調用、運行以簡化程序結構。表2-29法那科系統與西門子系統子程序名及子程序結束指令數控系統法那科系統西門子系統子程序名子程序名與主程序名完全相同，由字母“O”開頭，后跟四位數字。如“O1233”子程序名開始兩位必須是字母，其后為字母、數字或下劃線，最多不超過8位，中間不允許有分隔符并用后綴“．SPF”與主程序相區(qū)分。如：“DDF．SPF”。此外，地址L后跟1～7位數也表示子程序名。如：L28．SPF、L028．SPF，且兩者不是同一子程序子程序結束指令及說明用M99指令結束子程序并返回，使用時不必為一獨立程序段用RET、M17或M02指令結束子程序并返回。其中M02指令返回主程序時會中G64斷連續(xù)路徑方式，RET、M17返回時不會中斷連續(xù)路徑方式，但需為獨立程序段示例子程序程序名：“O2233”（增量編程）N10G00W-10.0；Z方向快速移動-10mm；N20G01U-8.0；X方向直線進給-8mm；N30G04X2.0；暫停時間2秒；N40G01U8.0；X方向直線切出8mm；N50M99；子程序結束并返回子程序程序名：“L33.SPF”（增量編程）N10G00G91Z-10.0；Z方向快速移動-10mm；N20G01X-8.0；X方向直線進給-8mm；N30G04F2.0；暫停時間2秒；N40G01X8.0；X方向直線切出8mm；N50RET；子程序結束。（5）子程序調用主程序可以在適當位置調用子程序，子程序還可以再調用其它子程序。數控系統法那科系統西門子系統子程序調用M98Pxxxxxxx；P后跟子程序被重復調用次數及子程序名直接用程序名調用子程序；當要求多次執(zhí)行某一子程序，則在所調用子程序名后地址P下寫入調用次數標例N20M98P2233；調用子程序“O2233”?！璑40M98P31133；重復調用子程序“O1133”3次。N10L2233；調用子程序“L2233”…N40NAM1133P3；重復調用子程序“NAM1133．SPF”3次。調用子程序后，程序執(zhí)行次序圖【任務實施】1．工藝分析（1）選擇刀具（2）確定車削零件工藝路線（3）切削用量選擇工序名定位工步序號及內容刀具及刀號n（r/min）f(mm/r)ap/mm車削夾住毛坯外圓，車工件右端輪廓、槽1．粗車φ28及φ24外圓外圓車刀，刀號T016000.222．精車φ28及φ24外圓外圓車刀，刀號T018000.10.33．切3個4mm×1mm窄槽切槽刀，刀號T023500.0844．切3個6mm×2mm寬槽切槽刀，刀號T023500.0845．切斷切槽刀，刀號T023500.084調頭裝夾1．手動車端面，控制總長外圓車刀，刀號T016000.222．程序編制編寫槽加工程序時，因右端3個4mm×1mm槽及3個6mm×2mm槽結構形狀相同，可采用增量方式分別編寫兩個子程序，然后在主程序中分別連續(xù)調用3次即可，調頭車端面控制總長不需編寫加工程序。參考程序（略）3．加工操作（1）加工準備1）開機回參考點。2）裝夾工件。3）裝夾刀具。4）對刀操作，外圓車刀對刀方法同前面任務。切槽刀對刀刀位點選左側刀尖，對刀步驟如下。eq\o\ac(○,1)Z方向對刀。MDI（MDA）方式下輸入程序M3S400，使主軸正轉；切換成手動方式，將切槽刀左側刀尖碰至工件端面，沿+X方向退出刀具，如圖。然后進行面板操作。eq\o\ac(○,2)X方向對刀。MDI（MDA）方式下輸入程序M3S400，使主軸正轉；切換成手動方式，用切槽刀主刀刃試切工件外圓面（長3～5mm），沿+Z方向退出刀具，如圖所示。停車，測量外圓直徑，然后進行面板操作，面板操作步驟與外圓車刀X方向對刀相同切槽刀Z方向對刀切槽刀X方向對刀5）輸入程序及校驗。（2）零件加工1）加工零件右端輪廓，2）調頭夾住φ28mm外圓，手動車左端面，控制總長?！緳z測評分】評價表（略）【任務反饋】任務反饋表（略）【任務拓展一】用切槽循環(huán)指令編寫并加工圖2-19所示零件并加工練習。【任務拓展二】加工如圖2-27所示零件。材料：45鋼，毛坯為φ45mm×55mm棒料?！救靠偨Y與成果分享【四】作業(yè)布置1．Ｖ（梯）形外槽如何進刀？2．如何調用法那克及西門子系統子程序？舉生產、生活中含槽的零件軸的實例引入課題任務出示任務圖片并分析任務內容，思考初步解決方案出示本次任務知識、技能目標按圖表分析圓常見槽的類型及切槽刀的種類分析、講角切槽刀刀頭長度、寬度的確定方法分析、講解窄槽、寬槽的進刀方式分析、講解車槽切削用量確定方法分析、講暫停指令、格式及使用分析、講解法那科系統切槽循環(huán)指令及參數選擇分析、講解西門子系統切槽循環(huán)指令及參數選擇舉例引導學分析理解切槽循環(huán)指令格式及參數選擇分析、講解子程序含義、子程序名及結束指令、格式及應用舉例分析子程序名、子程序結束指令舉例分析、講解子程序調用方法及要求按步驟引導學生完成刀具選擇等工藝分析及編寫程序等任務（也可分步實施任務）按步驟引導學生完成零件加工前各項準備工作及零件加工，組織進行檢測評分，實施任務反饋分析并操作演示切槽刀的對刀方法和步驟布置任務拓展內容并