cimatron电子教案.doc

产品部件编程加工与装配项目项目二数控加工的基础知识授课班级2010数控一2010数控二上课时间2012.9.13上课地点SB-4032012.9.15课时4教师主导模块模块一：数控加工基础知识模块二：数控加工工艺教学目的了解数控机床的基本知识、数控编程的规则流程，掌握软件编程的基本思路；掌握坐标系、坐标原点和数控铣削程序等的相关知识；了解刀具、夹具的基础知识，掌握进退刀、切削要素、刀位点及程序传输的相关知识。教学目标知识目标能力目标素质目标1、 图形交互式数控编程的基本原理 2、 数控机床基础知识 3、 数控铣削用夹具与刀具4、 CAM中的数控加工工艺 5、 顺铣和逆铣对加工的影响 1、 掌握软件编程的基本思路2、 掌握坐标系、坐标原点和数控铣削程序等的相关知识3、 掌握进退刀、切削要素、刀位点及程序传输的相关知识1、 培养学生的创新精神和实践能力2、 促进学生个性的发展，培养学生独立分析和处理问题的能力3、 团体协作精神的培养；重点难点及解决方法重点：掌握坐标系、坐标原点和数控铣削程序等的相关知识。难点：掌握进退刀、切削要素、刀位点及程序传输的相关知识，并进行后置处理解决方法：1、加强学生对Cimatron软件的学习；2、详尽讲解各参数的含义与作用；3、利用接受能力较快的学生进行现场操作，对不当操作加以指正，并警示所有同学对知识点的强化；4、课后学生共同学习，互补各自的缺陷。模块实施2.1图形交互式数控编程的基本原理 2.1.1 CAM编程的基本思路 （1）启动软件，进入加工环境。（2）加载数模，定义编程坐标系。（3）根据工位实际，定义刀具。（4）视编程实际需要，创建毛坯。（5）依据粗精分离的工艺，选择合适的加工方法。（6）对应不同的加工方法，设置合适的加工参数。（7）验证刀路。（8）后处理生成加工程序。2.1.2 加工造型与设计造型的区别（1）加工造型并不需要完整地构建零件的整个轮廓，只要将与加工有关的几何图素表达出来即可。有时甚至只需要用线框构建出零件表面的特征轮廓，就可以运用相应的加工方法生成该零件特征的走刀轨迹 （2）加工造型构建的几何模型并不一定要与零件的形状和尺寸完全一致。因为加工需要按照一定的工序逐渐改变毛坯的形状，加工造型只为当前将要进行的工序服务 （3）加工造型有时需要为特定加工方法构建线和面，而这些线和面对于零件的造型来说是不需要的，如曲面铣中的界定线框等 （4）造型转入加工环境时，必须使坐标系的位置和方向与工件在数控加工机床定位保持一致 2.2 数控机床基础知识 2.2.1 数控加工坐标系1机床坐标系的确定（1）机床相对运动的规定。在机床上始终认为工件静止，而刀具是运动的。这样编程人员在不考虑机床上工件与刀具具体运动的情况下，可以依据零件图样，确定机床的加工过程。（2）机床坐标系的规定。标准机床坐标系中X、Y、Z轴的相互关系可用右手笛卡儿直角坐标系确定。（3）运动方向的规定。增大刀具与工件距离的方向即为各坐标轴的正方向 。2机床原点的设置机床原点是指在机床上设置的一个固定点，即机床坐标系的原点。它在机床装配、调试时就已确定下来，是数控机床进行加工运动的基准参考点。3机床参考点机床参考点是用于对机床运动进行检测和控制的固定位置点。机床参考点的位置是由机床制造厂家在每根进给轴上用限位开关精确调整好的，坐标值已输入数控系统中。因此，参考点对机床原点的坐标是一个已知数。4编程坐标系编程坐标系是编程人员根据零件图样及加工工艺等建立的坐标系。5加工坐标系加工坐标系是指以确定的加工原点为基准所建立的坐标系。图2-11 加工原点加工原点也称为程序原点，是指零件被装夹好后，相应的编程原点在机床坐标系中的相对位置。2.2.2 编制数控加工程序1编制数控加工程序的内容及步骤（1）分析零件图样和制定工艺方案 （2）计算加工轨迹的基点和节点数据 （3）编写零件加工程序 （4）程序检验 2数控程序的编制方法（1）手工编程 （2）自动编程 2.2.3 数控铣削用夹具与刀具1数控铣削用夹具 机械加工所用夹具分通用夹具和专用夹具两大类 2数控铣削用刀具系统（1）现代加工对数控铣削刀具的要求 （2）数控铣削刀具系统标准 （3）刀柄 （4）常用刀柄使用方法 3旋转刀具（1）刀具种类 （2）选择刀具 （3）选择切削参数 4刀片安装2.3 CAM中的数控加工工艺 2.3.1 数控加工工艺内容的选择1适合数控加工的内容2不适合数控加工的内容2.3.2 数控加工的工艺分析1寻求最短加工路线2最终轮廓一次走刀完成3选择切入、切出方向4选择使工件在加工后变形小的路线2.3.3 确定定位和夹紧方案在确定定位和夹紧方案时应注意以下几个问题。（1）基准统一，做到设计基准、工艺基准与编程计算基准的统一。（2）工序集中，减少装夹次数，尽可能在一次装夹后能加工出全部待加工表面。（3）避免采用占机人工调整时间长的装夹方案。（4）夹紧力的作用点应落在工件刚性较好的部位。2.3.4 确定刀具与工件的相对位置对刀点的选择原则如下 。（1）所选的对刀点应使程序编制简单。（2）对刀点应选择在容易找正、便于确定零件加工原点的位置。（3）对刀点应选在加工时检验方便、可靠的位置。（4）对刀点的选择应有利于提高加工精度。2.3.5 确定切削用量1主轴转速的确定主轴转速应根据允许的切削速度和工件（或刀具）直径来选择，其计算公式为n=1000v/D2进给速度的确定进给速度是数控机床切削用量中的重要参数，主要根据零件的加工精度和表面粗糙度要求及刀具、工件的材料性质来选取。最大进给速度受机床刚度和进给系统性能限制。3切削深度确定切削深度根据机床、工件和刀具的刚度来决定，在刚度允许的条件下，应尽可能使切削深度等于工件的加工余量，这样可以减少走刀次数，提高生产效率。为了保证加工表面质量，可留少量精加工余量，一般为0.20.5mm。 2.3.6 数控加工工序卡片2.3.7 数控加工走刀路线图2.3.8 数控刀具卡片2.4 顺铣和逆铣对加工的影响 在铣削加工中，采用顺铣还是逆铣方式是影响加工表面粗糙度的重要因素之一。逆铣时切削力F的水平分力Fx的方向与进给运动Vf方向相反；顺铣时切削力F的水平分力Fx的方向与进给运动Vf的方向相同。 2.5 程序传输 将数控加工程序写入到数控机床中的方法有两种，一种方法是对于简短程序，在编辑状态下采用手工录入的方式；另一种方法是对于繁长程序，采用计算机传输的方式进行输入，可以一次性将程序输入到数控机床的内存上，