铣泵体端盖底板.doc

山 东 省 轻 工 工 程 学 校 授 课 教 案授课班级07中专数控1授课日期09.5.11-09.5.16周次13授课章节项目7铣泵体端盖底板教案教学目标掌握坐标系旋转指令的使用方法，并编制程序；教学重点及难点能使用刀具半径补偿对工件内、外轮廓粗、精铣削加工，能使用宏指令对倒角进行加工。使用教具参考书目课的类型新课学 时 分 配组织教学复习旧课教学方法讲授法讲授新课巩固新课布置作业本周安排周一： 理论部分： 讲解项目及其注意的问题周二、三： 仿真：运用模拟仿真软件进行仿真周六：机床操作：在车间铣床上进行加工7. 铣泵体端盖底板教案【知识目标】（1）掌握外轮廓零件图的分析方法（2）掌握轮廓零件铣削加工工艺分析方法（3）掌握加工指令的使用方法（4）掌握数控铣床的操作方法【技能目标】（1）能编制和调用于程序铣削工件(2)能设置刀具参数和工件零点偏置(3)能使用刀具半径补偿功能对内、外轮廓进行编程和铣削（4）能够熟练操作机床加工零件并达到精度要求【项目要求】学生分组：学生分成6个小组，采用项目教学法的形式来组织教学。二、预备知识（4）（一）编程知识1.快速点定位G00指令指令格式 G00 X_ Y_ Z_指令功能 快速点定位指令说明 1 刀具以各轴内定的速度由始点（当前点）快速移动到目标点； 2 刀具运动轨迹与各轴快速移动速度有关； 3 刀具在起始点开始加速至预定的速度，到达目标点前减速定位。例题1如图1所示，刀具从A点快速移动至C点，使用绝对坐标与增量坐标方式编程。绝对坐标编程G90 G00 X15 Y-40 刀具快速移动至Op点G92 X0 Y0 重新设定工件坐标系，换刀点Op与工件坐标系原点重合G00 X20 Y10 刀具快速移动至A点定位X60 Y30 刀具从始点A快移至终点C用增量值方式编程G91 G00 X15 Y-40 G00 X20 Y10 X40 Y20 图1快速定位2.直线插补G01指令指令格式 G01 X_ Y_ Z_ F_指令功能 直线插补运动指令说明 1 刀具按照F指令所规定的进给速度直线插补至目标点； 2 F代码是模态代码，在没有新的F代码替代前一直有效； 3 各轴实际的进给速度是F速度在该轴方向上的投影分量； 4用G90或G91可以分别按绝对坐标方式或增量坐标方式编程。例题2 如图2所示，刀具从A点直线插补至B点，使用绝对坐标与增量坐标方式编程。G90 G01 X60 Y30 F200 或G91 G01 X40 Y20 F200 图2直线插补3.插补平面选择G17、G18、G19指令指令格式 G17 、G18 、G19指令功能 表示选择的插补平面指令说明 1 G17表示选择XY平面； 2 G18表示选择ZX平面；3 G19表示选择YZ平面。4.顺时针圆弧插补G02指令和逆时针圆弧插补G03指令指令格式 XY平面圆弧插补指令（如图3所示） G02 R_ G17 X_Y_ F_ G03 I_ J_ 图3 XY插补平面指令功能 在指定平面内圆弧插补运动指令说明 1顺时针方向为G02，逆时针方向为G03；2 F规定了沿圆弧切向的进给速度；3 X、Y、Z为圆弧终点坐标值，如果采用增量坐标方式G91，X、Y、Z表示圆弧终点相对于圆弧起点在各坐标轴方向上的增量；4 I、J、K表示圆弧圆心相对于圆弧起点在X、Y、Z各坐标轴方向上的增量，与G90或G91的定义无关；5 R是圆弧半径，当圆弧所对应的圆心角为0180时，R取正值；圆心角为180360时，R取负值；6 I、J、K的值为零时可以省略；7 在同一程序段中，如果I、J、K与R同时出现则R有效。例题4如图4所示，设起刀点在坐标原点O，刀具沿A-B-C路线切削加工，使用绝对坐标与增量坐标方式编程。绝对坐标编程G92 X0 Y0 Z0 设工件坐标系原点、机床坐标系原点与换刀点重合（参考点）G90 G00 X200 Y40 刀具快速移动至A点G03 X140 Y100 I-60 (或R60) F100G02 X120 Y60 I-50 (或R50)增量坐标编程G92 X0 Y0 Z0G91 G00 X200 Y40G03 X-60 Y60 I-60 (或R60) F100G02 X-20 Y-40 I-50 (或R50) 图4圆弧插补例题5如图5所示，起刀点在坐标原点O，从O点快速移动至A点，逆时针加工整圆，使用绝对坐标与增量坐标方式编程。绝对坐标编程G92 X0 Y0 Z0G90 G00 X30 Y0 G03 I-30 J0 F100G00 X0 Y0 增量坐标编程G92 X0 Y0 Z0G91 G00 X30 Y0G03 I-30 J0 F100G00 X-30 Y0 图5 整圆加工（二）工艺知识【加工工艺参数】数控编程时，编程人员必须确定每道工序的切削用量，并以指令的形式写入程序中。切削用量包括主轴转速、背吃刀量及进给速度等。对于不同的加工方法，需要选用不同的切削用量。切削用量的选择原则是：保证零件加工精度和表面粗糙度，充分发挥刀具切削性能，保证合理的刀具耐用度并充分发挥机床的性能，最大限度地提高生产率，降低成本。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)的直径来选择。其计算公式为/式中:v为切削速度，单位为m/mjn，由刀具的耐用度决定; n为主轴转速，单位为r/nin。 D为工件直径或刀具直径，单位为mm。计算的主轴转速最后要根据机床说明书选取机床有的或较接近的转速。2.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，以及刀具、工件的材料性质选取。最大进给速度受机床刚度和进给系统的性能限制。 在轮廓加工中，在接近拐角处应适当降低进给量，以克服由于惯性或工艺系统变形，轮廓拐角处造成 “超程” 或 “欠程”现象。 确定进给速度的原则如下： (1)当工件的质量要求能够得到保证时，选择较高的进给速度。一般在1002OOmm/min 范围内选取。 (2)在切断、加工深孔或用高速钢刀具加工时，选择较低的进给速度，一般在205Omm/min范围内选取。 (3)当加工精度、表面粗糙度要求高时，进给速度应选小些，一般在2050mm/min范围内选取。 (4)刀具空行程时，特别是远距离“回零”时，可以选择该机床数控系统给定的最高进给速度。3.背吃刀量的确定 背吃刀量 ()根据机床、工件和刀具的刚度来决定，在刚度允许的条件下，应尽可能使背吃力量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，一般留0.20.5mm。 总之，切削用量的具体数值应根据机床性能、相关的手册并结合实际经验用类比方法确定。同时，使主轴转速、切削深度及进给速度三者能相互适应，以形成最佳切削用量。切削用量的选择可参考表。【数控铣床的加工工艺】 1.工艺分析加工一个零件首先遇到的问题就是采取什么样的工艺方案，工艺方案不仅影响机床的效率发挥，而且直接影响零件的加工质量。普通机床用的加工工艺，实际上只是一个工艺过程卡，机床的切削用量、走刀路线、工序、工步等往往都由操作工人自行选定，而在数控铣床和加工中心上所用的零件加工程序，不仅包括零件的工艺过程，而且还包括切削用量、走刀路线、刀具尺寸以及机床的运动过程。因此，要求编程人员对数控铣床加工中心的性能、特点，以及工件的装卡、定位等郡非常熟悉，一个好的编程人员应该是一个好的工艺人员和机床操作者。为了了解零件加工的全过程，以及正确、合理地确定零件的加工程序，在编制零件的加工程序之前，编程人员要根据零件图纸及技术要求和机床说明书，对零件进行工艺分析，确定合理的工艺方案。在保证零件质量的前提下，选择最佳的走刀路线、切削要素，以充分发挥数控铣床和加工中心的效率。 (1)图纸分析 图纸分析主要包括零件轮廓形状、尺寸精度和技术要求、定位基准等。从零件图可以看出，零件轮廓形状写凸轮相似。图中尺寸精度和表面粗糙度要求较高的是两个轴孔，位置精度要求较高的是孔与端面的垂直度和两孔之间的平行度，在加工过程中，这几项应重点保证。 (2)确定定位基准 根据定位基准原则和图纸分析，将所有表面和轮廓全部加工完成，这样就可以保证图纸要求的尺寸精度和位置精度。 2.工件的装夹 此零件外形简单，可用平口虎钳来装夹工件。在安装工件时，注意工件要放在钳口中间部位。安装虎钳时，要对它的固定钳口找正，工件被加工部分要高出钳口，避免刀具与钳口发生干涉。夹紧工件时，注意工件上浮。 3.选择刀具 应根据零件材料、形状和尺寸来选择刀具。粗加工时，铣削外轮廓应尽可能地选择直径大一些的刀具，这样可以提高效率。铣削内轮廓时要注意内轮廓的圆弧的大小，也就是说刀具的半径要小于或等于内圆弧的半径；精加工时，应更换精加工刀具。刀具材料可根据具体零件材料选择，如果是铸铁材料可以选择YG类硬质合金，如果是钢件应选择YT类硬质合金。当然也可以选择高速钢或其他材料的刀具。 4.确定加工所用各种工艺参数 切削条件的好坏直接影响加工的效率和经济性，这主要取决于编程人员的经验、工件的材料及性质、刀具的材料及形状、刀柄的刚性、切削深度及余量、加工位置、工件的刚性、工件安装及夹具的刚性、刀具寿命的估计、加工精度、表面质量、冷却等。 5.数值计算 根据零件图样，按已确定的加工路线和允许的程序，保证误差，计算出数控系统所需数值，数值计算内容有以下几个方面。 (1)基点和节点的计算。 (2)刀位点轨迹的计算。三、项目操作步骤（填写工艺卡2）l.加工准备（1）阅零件图检查坯料的尺寸；(2)编制加工程序，输入程序并选择该程序；(3)用平口虎钳装夹工件，伸出7mm左右，用百分表找正；(4)安装寻边器，确定工件零点为坯料上表面的圆弧中心，设定零点偏置；(5)安装12粗立铣刀并对刀，设定刀具参数，选择自动加工方式。2.铣外轮廓(件1)(1)粗铣外轮廓，留0.5Omm单边余量；(2)安装12精立铣刀并对刀，设定刀具参数，半精铣外轮廓，留0.lOmm单边余量；(3)实测1件尺寸，调整刀具参数，精铣外轮廓至要求尺寸。3.铣内轮廓(件2)(1)用平口钳装夹工件，伸出7mm左右，用百分表找正；(2)安装寻边器，确定工件零点为坯料上表面的圆弧中心，设定零点偏置；(3)安装12粗立铣刀并对刀，设定刀具参数，选择程序；(4)粗铣内轮廓，留0.50mm单边余量；(5)安装12精立铣刀并对刀，设定刀具参数，半精铣内轮廓，留0.lOmm单边余量。（6）实测2件尺寸，调整刀具参数，精铣内轮廓至要求尺寸。4.填写工艺卡项目解决方案：教师任务引导学生进行小组和互评中讨论，启发学生思考，分析各种加工方法的优点和缺点。各小组互评方法小组间互派组员听取其他各组的加工工艺路线安排,不懂之处可提出疑问。教师巡视听取各个小组的方案。评出优秀小组，并展示工艺路线安排各小组进行编程，讨论程序的优缺点，分析哪种方法最简单且保证加工质量。四、程序编制及仿真（4）手工编程后应在计算机上进行模拟仿真，或直接使用机床进行图形模拟检验程序，正确后方可起动机床加工零件。编程注意的问题：各种指令的使用方法，参数的含义。项目解决方案：各小组进行编程，讨论程序的优缺点，分析哪种方法最简单且保证加工质量。五、零件的加工（4）教师首先示范，进行演示，强调容易出现问题的地方。注意安全操作规程，以小组为单位进行加工，保证23个零件。项目解决方案：重视小组长的培养是保证项目实训顺利实施的重要方面。六、项目评估、反思和教师小结（2）小组派代表总结本项目的收获，谈谈自己的体会,如何进行质量控制。时间紧张可选择12个小组，其他小组下次进行。1.肯定同学们的成绩。2.提醒同学们容易出错的问题，总结本次课重点。3.引入新的项目课题。附程