宏程序加工教案

1、.项目九 应用宏程序零件加工教学目标知识目标： 1.宏程序的基础知识。2.能使用坐标系旋转指令编制程序；3.能使用椭圆参数方程编制程序和铣削工件；4.能使用条件跳转语句编制程序；5.能使用刀具半径补偿功能对内、外轮廓进行编程和铣削。能力目标： 1.宏程序与坐标系旋转指令的综合编程；2.编制椭圆参数方程和条件跳转语句编制程序；3.数控铣床或加工中心的基本操作与铣削工件；4.零件的质量检测。情感目标：1.通过工件制作，学生体验成功的喜悦，感受软件和机器的综合魅力，从而提高学生专业课的学习兴趣；2. 通过任务驱动的方法逐步完成项目，培养学生发现和分析问题的能力；3. 通过分工协作，加强团队合作精神。

2、教学重点与难点重点：1. 加工中心的基本操作及与数控铣床的区别；2. 加工中心机床的零件加工程序编制与课题件的制作；难点：1. 加工中心换刀功能指令的应用；2. 加工中心机床的操作；教学目的1.了解数控简化编程方法的种类和编程结构；2.掌握加工中心的应用特点、换刀功能和程序结构与编制方法。教学方法总体方法：任务驱动法具体方法：讲述法、引导文法、示范教学法学时、教具学时：10学时教具： 数控铣床或加工中心、刀具、夹具、量具和工件等。教学过程一、项目呈现图71 零件图引导学生进行该零件的结构及工艺分析，引出课题的实现方法。二、项目分析本项目零件的图形基本结构是上部为一椭圆实体，下部是一矩形且四角为

3、圆弧或倒角形状，中间一个键槽和一个沉孔，只需要一把刀具加工。其椭圆的程序编制要求一般程序结构不能满足加工要求，故采用宏程序结构编程，同时应用旋转功能指令。设备选用可采用数控铣床或加工中心，都能完成此零件的加工。本项目主要阐述宏程序的编制与应用，使学生初步掌握此编程方法的应用，能够解决实训中遇到的特殊形状或公式曲线的编程问题。三、知识学习1、宏程序的基础知识1） 系统变量宏程序提供了循环语句、分支语句和子程序调用语句，利于编制各种复杂的零件加工程序，减少乃至免除手工编程时进行繁琐的数值计算，以及精简程序量。2）系统变量的表示方法用变量符号“”和后面的变量号表示。例如：1、8、33、501等；3）

4、系统变量的类型 变量号变量类型功能0空变量该变量总为空，不能赋给该变量任何值133局部变量只能用在宏程序中储存数据，例如，运算结果。当断电时，局部变量被初始化为空。调用宏程序时，自变量对局部变量赋值100199500999公共变量在不同的宏程序中的意义相同。当断电时，变量100199初始化为空。变量500999的数据保存1000系统变量用于读和写CNC的各种数据。例如，刀具的当前位置和补偿值4）系统变量的赋值 把常数或表达式的值送给一个宏变量称为赋值。赋值形式：用赋值号“=”表示，可以给变量赋具体数值、函数、变量、变量表达式等。例如：2=45 ； 3=SIN30 ；4=1+1 ；5=6+7 ；

5、等。5）系统变量的引用在地址后指定变量号即可引用其变量值。当用表达式制定变量时，要把表达式放在方括号中。例如：G01 X1+2 F60 ；6）程序应用 图示：图514 夹具：机用台钳 刀具：4球头刀 加工程序：O0001；G54 G90 G00 X0 Y0 Z100. ；S2000 M03 ；G00 Z5. ； 图72 零件图G01 Z0 F100 ； #1=0 ； #2=2 ；N60 #3=-#2-9.5 ；(刀具下的深度)#4=#2+9.5+#1 ； #5=SQRT#2+9.5*#2+9.5-#4*#4 ； (圆半径的变化)G01 X#5 Y0. Z#1 F1500 ；G02 I-#5 ；

6、#1=#1-0.02 ；(每次下0.02mm深)IF #1GE#3 GOTO60 ； (如果#1大于#3是从N60句循环) 图73 宏程序加工的效果图G00 Z100. ；M05 ； M30 ；2.操作要点1）加工准备(1) 详阅零件图的尺寸；（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，伸出钳口10mm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中心，设定零点偏置；（5) 安装20mm粗立铣刀并对刀，设定刀具参数，选择自动加工方式。2）粗铣外轮廓粗铣外轮廓，留0.50mm单边余量如图7-4所示。图74粗铣外轮廓 图75铣椭圆轮廓3）铣椭圆轮廓(

7、1) 选择程序，粗铣椭圆轮廓，留0.50mm单边余量；(2) 安装20mm精立铣刀并对刀，设定刀具参数，半精铣椭圆，留0.10mm单边余量；(3) 测量椭圆尺寸，调整刀具参数，精铣椭圆轮廓至要求尺寸；(4) 测量外轮廓尺寸，调整刀具参数，精铣外轮廓至要求尺寸，如图7-5所示。4）加工20孔(1) 安装A2.5中心钻并对刀，设定刀具参数，选择程序，钻中心孔；(2) 安装19mm钻头并对刀，设定刀具参数，钻通孔；(3) 安装镗刀并对刀，设定刀具参数，粗镗孔，留0.50mm单边余量；(4) 调整镗刀，半精镗孔，留0.10mm单边余量；(5) 测且内孔尺寸，调整镗刀，精镗孔至要求尺寸，如图7-6所示。

8、 图76加20工孔 图77铣键槽5）铣键槽(I)安装l2mm粗立铣刀并对刀，设定刀具参数，选择程序，粗铣键槽，留0.50mm单边余；(2)安装l2mm精立铣刀并对刀，设定刀具参数，半精铣键槽，留0.10mm单边余量；(3)测量键槽尺寸，调整刀具参数，精铣键槽至要求尺寸，如图7-7所示。3数控加工工序卡片（工厂）数控加工工序卡片产品名称或代号零件名称材料：铝零件图号工序号程序编号夹具名称夹具编号使用设备车 间台钳工步号工步内容刀具号刀具规格/mm主轴转速r/min进给速度mm/min背吃刀量/mm备 注1粗铣外轮廓T01 20300030022粗铣椭圆轮廓T0120300030023钻中心孔T0

9、2A 2.58001004钻通孔T031980010025粗镗留0.5余量T046半精镗0.1余量T047精镗T058铣键槽T0510300030019精铣外轮廓T07835002000.510精铣椭圆轮廓T07835002000.511精铣键槽T07835002000.5编制审核 第 页共 页4注意事项(I) 使用寻边器确定工件零点时应采用碰双边法；(2) 铣键槽时，在20mm孔中心垂直进刀，避免立铣刀垂直切削工件；(3) 20孔的正下方不能放置垫铁，并应控制钻头的进刀深度，以免损坏平口虎钳或刀具。5参考程序椭圆板编程；.O0701 ；（粗铣外轮廓）G40 G80 G90 G54 G17 ；

10、S1200 M03 ；G00 X-50. Y-50. ；G00 Z10. ；G01 Z0 F300 ；M98 P0702 L4 ；G00 Z200. ；M05 ；M30 ；O0702 ；G91 G01 Z-2. ；G90 G42 G01 X-40. D01 ；G01 X20. ；X40. Y20. ；Y28. ；G03 X28. Y40. R12. ；G01 X-20. Y40. ；X-40. Y20. ；Y-28. ；G03 X-28. Y-40. R12. ；G40 G01 X-50. Y-50. ；M99 ；O703 ；（铣椭圆轮廓）G17 G40 G80 G90 G54 ；S1000

11、M03 ；G68 X0 Y0 R45. ；#15=0N2 G65 P704 L1 A40 B25 C0 D360 F200 ；#15=#15-1；IF#15GE-4 GOTO 2 ；G91 G28 Y0 ；G69 ；G00 Z200. ；M05 ；M30 ；O704 ；G00 X40 Y0 ；Z10. ；G01 Z0 F200 ;G91 Z-1. ；#3=0 ；N1 G90 #24=#1*COS#3 ；#25=#2*SIN#3 ；G01 X#24 Y#25 F#9 ；#3=#3+1；IF#3LE#7 GOTO 1 ；M99 ；O0705 ；（加20工孔）G40 G80 G90 G54 G17

12、；S1200 M03 ；G00 X0 Y0 ；G00 Z10. ；G98 G83 X0 Y0 Z-26. Q8. R5. F100 ；G00 Z200. ；M05 ；M30 ；O0706 ；（铣键槽）G17 G54 G90 G40 G80 ；S1200 M03 ；G68 X0 Y0 R45. ；G00 Z10. ；G01 Z0 F200 ；M98 P707 L2 ；G00 Z200. ；M05 ；M30 ；O707 ；G91 G01 Z-2. ；G90 G02 G01 X-10. D02 ；G02 X-10. Y8. R4. ；G01 X17. ；G02 X17. Y-8. R8. ；G01

13、X-17. ；G01 X17. Y8. R8. ；G01 X10. ；G40 X0 Y0 ；M99 ；6坯料图及工、量、刃具清单工、量、刃具清单图号XKZ1序号名称规格精度单位数量1寻边器100.002个12Z轴设定器500.01个13带表游标卡尺11500.01把14深度游标卡尺02000.02把15外径千分尺751000.01把16内径百分表18350.01把17杠杆百分表及表座0.80.01个18塞规16H9、20H8个各19粗糙度样板N0N112级副110塑胶榔头把111油石条若干12半径规R7R14.5套113平行垫铁副若干14立铣刀20、10个各215键槽铣刀8个116中心钻A2.

14、5个117麻花钻19个118镗刀1825把17工艺准备： 1）设备：VMC850E数控铣床； 2）夹具：平口台钳；3）刀具：12高速钢立铣刀4）量具：数显卡尺 0200 一把；千分尺5075、75100 各一把。5) 工具：标准垫板、塑胶手锤、扳手等。6)切削用量： 背吃刀量：粗加工留0.5mm余量； 半精加工留0.2mm余量； 精加工需经测量后确定补偿值。 主轴转速：查表表42参照铸铁的参数，切削速度取V=23m/min。则n=1000V/d=100023/3.1412=610.4。取n=600r/min。在实际加工中根据切削状态调整以获取最佳的转速值。 走刀量：查表表41参照铸铁的参数，粗

15、加工选取0.15mm/齿，精加工选取0.12mm/齿；根据求得的转速值：粗加工的走刀量经计算得180mm/min,精加工为140mm/min。7)编程原点：工件上表面中心。8工艺方案：1）采用径向补偿功能： 粗加工补偿值为6.5mm ； 半精加工补偿值为6.2mm ； 需测量轮廓尺寸后再确定其补偿值。2）加工顺序： 外轮廓；（椭圆的编程与加工同时采用旋转简化编程方法） 内轮廓； 内深圆；3）应用G54确定工件坐标系。五、项目实施（一）数控铣床的基本操作1. 开机、回参考点 1）开机：总电源“power” 释放“EMG”； 2）回参考点：“REF”分别按“+Z”、“+Y”、“-X”方向键（机械原

16、点方向）； 3）各轴回移：可分别选择：“HANDLE”、“JOG”或“MDI”状态下编辑程序段，移动各坐标轴向坐标系内移动。2. 对刀 选用偏心找正器确定X、Y轴向工件的原点，选用Z轴设定器确定Z轴原点。3. 输入程序 “EDIT” “PROG”分别应用：“ALTER”替换键、“INSERT”插入键、“DELETE”删除键和“CAN”取消键输入、编辑和修改程序。4. 切削加工 确定补偿值，注意加工状态，及时调整切削参数，使加工处于最佳状态。5. 技能训练结束 工件清理、除毛刺等；“5S”（整理、整顿、清洁、清扫、确认安全状况）； 关机：将工作台移至坐标系的中间位置，按“EMG”（急停开关），关

17、闭“power”（动力电源），最后拉下总电源开关。六、质量检测 零件综合加工评分表实训课题零件零件图号图61序号考核内容考核要求配分评分标准学生自评分教师评分得分1椭圆长轴80mm10超差不得分2短轴50mm10超差不得分3高度4mm6超差不得分4Ra3.24升高一级扣2分5轮廓2-80mm12超差不得分6高度4mm6超差不得分7倒角2045（2处）4超差不得分82-R122超差不得分9Ra3.24升高一级扣2分10孔10mm8超差0.01mm扣2分11Ra1.66升高一级扣2分12内槽16mm6超差不得分13Ra3.22升高一级扣2分14形位公差3超差不得分3超差不得分3超差不得分3超差不得

18、分工艺加工工艺制定正确4工艺不合理扣2分程序正确简单明确规范4程序不正确不得分14安全文明生产按国家颁布的安全生产规定标准评定1.违反有关规定酌情扣110分，危及人身或设备安全者终止考核2.场地不整洁，工、夹、刀、量具等放置不合理的酌情扣15分合计100七、项目评价 项目考核量化表项目观测点分值评价方法（K）10.80.60.4计划决策项目计划合理、实施准备充分、实施过程中有完整详细的记录。20实施 检查在规定的时间内能完成项目，加工产品尺寸精度高、表面光滑，无缺陷；机床操作过程中动作规范。 25评估 讨论能完整总结项目的开始、过程、结果，准确总结分析加工结果、加工中出现的各种现象，正确回答思考题。 20职业素养时间观念不迟到、不早退，