数控铣床编程与加工技术教案项目⑥.doc

【课题编号】6 项目六【课题名称】编程的简化【教学目标与要求】一、知识目标1. 了解子程序指令M98/M99、坐标旋转指令G68/G69、镜像坐标指令G50.1/G51.1和极坐标指令G15/G16等功能来编写各种零件相似形状的程序。二、能力目标能正确选择上述四种功能的指令，编写相似形状零件的加工程序，达到简化程序的目的。三、素质目标1.了解M98/M99、G68/G69、 G50.1/G51.1、G15/G16各指令的功能，使用条件和编写格式。2.能读懂上述指令在程序中的作用，会根据加工要求编写程序。四、教学要求1.读懂相似形状图样的特点。2.熟悉M98/M99、G68/G69、 G50.1/G51.1、G15/G16指令的功能和使用条件，能正确编写加工程序。3.能按编制程序加工出图样的零件。【教学重点】熟悉M98/M99、G68/G69、 G50.1/G51.1、G15/G16指令的功能和应用场合。【难点分析】1.熟悉子程序、旋转坐标指令、镜像指令和极坐标指令等名词的含义。2.熟悉上述各指令之间的区别及应用场合。【分析学生】1.该项目中新名词较多，如镜像极坐标等对学生来说可能不太好懂，需要学生能尽快适应各词的含义。2.四个新指令的目的为了简化程序内容，如果应用以前的指令，仍然可以编写出加工的程序。但用新指令会大大简化程序的内容，提高效率。上课时要把应用新程序的目的告诉学生。【教学思路设计】通过一个相似形状二种程序的比较，来证明采用新指令的优势。通过比较教学法提高学生的学习积极性。【教学安排】40学时【教学过程】一、子程序的调用1.读懂图6-2双模零件图 该零件图的特点是一个零件上加工出二个完全相同的图形，零件上的上一个图形完全复制到下一个图形。零件的形状为100mm见方、凸出形状的高度为5mm，尺寸精度要求较高，许多地方都有公差要求。有一处几何精度要求。表面粗糙度要求较高，最高处达1.6um。2.加工工艺分析 此零件为一模具的凸模，上面二个轮廓形状完全相同，由于精度要求较高，需要分为粗、精加工。可采用相同的走刀路线来加工，即加工下半部轮廓后，刀具上移重复下面的走刀路线，即可加工出与下面完成相同形状的另一个轮廓。工、量、刀具清单见表6-1，加工工序见表6-2。3.读懂加工程序 程序中有子程序N130 O0605，在程序N80和N100程序段中，二次调用了子程序N130 O0605，也就是零件图样中上、下两个轮廓形状相同的加工过程都是一样的。编写程序时，可以用同一个程序，需要时分二次将其调出使用，以减少编写重复的程序内容。只是加工程序的起点不一样。第一个起点坐标为X-60 Y-50，第二个轮廓的起点坐标为X-60 Y0。为了共同使用一个子程序，编写子程序时采用了G91的增量指令坐标系，保证走刀路线的一致性，加工后的轮廓形状才不会因为坐标而出现错误。调用子程序指令为M98,子程序结束指令为M99，结束后将回到调用子程序段的下一个程序段。4.M98、M99子程序指令 子程序是将程序中某些固定顺序和重复出现的程序单独抽出来，按一定格式编写出一个程序供调用，以达到简化主程序的目的。子程序调用指令为M98、M99，程序格式为“O”后用4位数字组成，如O0605。但编写主程序中调用子程序时，M98后不必加“O”，但要写“P”，如N80 M98 P0605，如果多次调用子程序，需要标注调用次数，需要子程序后用“L”和注上次数，如L2表示调用2次。子程序结束时用M99表示。如N300 M98。二、旋转坐标指令的应用1.读懂图6-5所示的槽轮板零件图，该零件是一个形状相同的4个槽，以坐标轴为对称，仅其中心3020长槽不一样。该零件的尺寸精度、几何精度和表面粗糙度要求都较高。材料为铝。2.分析加工工艺 由于4个槽轮形状大小完全一样，以X、Y轴为对称轴成为对称关系，如果以XoY坐标的原点不动，将X、Y坐标轴绕o点作逆时针转动90、180和270，即可得到如图样一样的零件图。有了槽轮的四个形状后，再加工出中心位置的长方形槽。加工用的工、量、刀具见表6-7，表6-8为加工工序卡片。3.读懂加工程序 表6-9为加工程序O0602，分为四个部分。第一部分为应用T02刀具，先加工槽轮板的外圆80凸台，这部分指令为常用指令。第二部分为加工4R38圆弧，利用零件对称特点，三次应用G68指令旋转X、Y坐标轴90、180、270，四次应用M98指令调用子程序O0606加工R38圆弧。第三部分为加工槽宽直线和4R7圆弧，也是三次应用G68指令旋转X、Y坐标轴转过90、180、270，四次应用M98指令调用子程序O0607加工。完成槽轮板的四个外圆弧和四个槽的加工。用G69指令退出调用子程序。第四部分程序用于加工槽内2030的长方槽，选用T0312立铣刀。由于长槽与水平X轴成45交角，加工前先应用G68坐标旋转45度的指令，使长30mm处于水平X轴状态，然后再计算刀具的起刀和终刀点就比较方便了。加工中长方槽内有4个R8过度圆弧，采用子程序O0608直接加工出4个R8圆弧和4条过渡直线，完成整个零件的加工。程序只作了粗加工的安排，精加工的加工程序与粗加工程序相同，但刀具选用T04的10的立铣刀，且粗加工时应当留出一定的加工余量。4.坐标旋转指令G68、G69 如表6-11所示图形，其三个图形的轮廓是完全一样的，只是位置不同，相差45度角，将第一个图形绕XoY坐标系的o点逆时针转过45度角，即可得到第二个图形，同样再转过45度角，又能的得到第三个图形。即利用坐标轴旋转某一个角度即可得到相同的图形指令为G68，其格式为G68 X0 Y0 R45，表示坐标轴绕X、Y的原点坐标逆时针转过45度角。G69为取消坐标旋转指令。三、镜像指令的应用1.读懂图6-8特殊板加工零件 该零件以中心点为对称，上、下、左、右四个位置的图形相互对X、Y轴对称。工件四周有8mm的凸台，在凸台上加工出4mm的十字槽和4R8圆弧，将凸台分成4个对称带有一个圆弧角的正方形。2.分析加工工艺 该零件的材料为铝板，边长为100mm正方形，最大加工深度为8mm，分二次深度加工，尺寸精度要求较高，均有公差要求，且有对中心轴线的对称要求即几何精度要求，也有表面粗糙要求达到3.2um，需分为粗铣和精铣两次加工。由于对称特点选用镜像指令G50.1、G51.1来加工，可以简化加工程序的编写。加工的工、量、刀具和工序卡片见表6-12、13。3.读懂加工程序 表6-14为特殊板加工的程序。程序分为三部分，第一部分为加工8mm深的凸台，用T0212的立铣刀一次成型，切去四边宽度5mm，并在四角切出R8的圆角，程序中主要采用G01、G02、G03指令。第二部分加工4个正方形带有凹形弧的凸台，深4mm。由于四个凸台的形状完全一样，且与X、Y轴成对称，所以只要先加工第一个小凸台，其余三个凸台可以用镜像指令分别以X、Y为对称轴进行加工，即可得到所用的形状，而每一次加工均调用同样的子程序O0609来完成，一共调用四次子程序，重复三次镜像加工指令。调用镜像指令为G51.1,取消镜像指令为G50.1。第三部分为O0609子程序的内容，以N350N450。程序中缺少工件毛坯加工程序和精加工循环程序，且没有留出精加工余量。如果需要精加工程序，请增加粗加工和精加工循环加工指令。4.镜像功能G50.1、G51.1指令G51.1为建立镜像，G50.1为取消镜像。格式中需在指令后加上X、Y、Z、A 分别表示是以某一个轴作为镜像的依据，如对X轴镜像，则格式为G51.1 X0。应用镜像功能加工对称图形，可大大简化程序的编写，具有很好的实用价值。四、极坐标指令的应用1.读懂图6-10孔加工工件 该工件是在长度为100mm的方形铝板上加工出一个90的凸台，并在凸台同一个圆周上钻出4个直径为10mm的不等距圆通孔。工件对直径90mm和凸台的高度5mm都有尺寸精度要求。全部表面粗糙度要达到3.2um。2.分析加工工艺 该工件4个10的孔大小一样，同样分布在半径R30mm的圆周上，只是相距的距离不等，但是它们对中心孔的位置是相同的。虽然不能应用旋转坐标指令和镜像坐标指令，但是可以以坐标原点为极坐标原点采用极坐标指令G16、G15来简化加工程序。加工的工、量、刀具和工序卡片见表6-21、22。3.读懂加工程序O0604，见表6-23。该程序分为三个部分。第一部分粗、精加工90的凸台、用T02和T03刀具；第二部分选用T04中心钻，对一个10的孔做点定位，深度钻2mm，坐标在X30 Y0位置。然后选用极坐标指令G16和G81循环加工第二个孔，即极坐标作逆时针方向转过45度角，找到第二个孔的中心位置，钻深2mm。然后同样方法加工第3、4个孔，极坐标转过角度分别为150、250；第三部分是将刀具换成T05刀具，即10的麻花钻对孔进行加工，也是先加工第1个孔后，用极坐标指令G16和循环加工指令G81分别钻出第2、3、4三个孔，完成零件的全部加工。4.极坐标G16启动指令和G15取消指令。极坐标以（0,0）坐标原点为中心，沿逆时针方向转动。指令G16 X0 Y45