中望3D标准教程 教案 项目六 多轴数控加工程序编制 任务6.8-任务6.12 5轴数控加工编程

《中望3D标准教程》授课教案第（）页共（）页PAGE1任课教师项目（任务）名称项目六多轴数控加工程序编制任务6.8-6.12[5轴数控加工编程]授课班级学习目标知识目标1.掌握中望3D模块中CAM管理器的设置方法；2.能够定义合适的粗加工、半精加工、精加工工序生成合适的刀具路径。技能目标1.能够对牙槽零件定义驱动线和工件曲面；2.能够在“叶轮轮毂顶部”设置刀轴控制参数。素养目标1.坚持社会主义核心价值观，把握机械设计行业发展的正确方向；2.响应国家创新驱动发展战略，推进国产工业软件行业健康发展。教学重点及难点教学重点:1.设置5轴平面平行切削加工工序参数，2.创建5轴流线切削刀轨工序及加工参数；教学难点:创建一把直径为2毫米的球刀。教学组织1.教师以班为单位讲授一体化操作技法，以个人为单位辅导实践课，教师随堂解答学生疑问并且组织学生讨论；2.讨论、练习、作业的布置与安排：平面平行切削加工、侧刃切削加工、驱动线切削加工、流线切削加工、分层切削加工的应用；3.多媒体等教学手段的应用：使多媒体投影仪、软件讲解教学。教学资源教学媒体一体化课堂展示媒体：投影仪、机房教学设备、工具、材料计算机、教材、投影仪、中望3D2024教育白金版软件、素材包、微课视频学习资料《中望3D标准教程》，广州中望龙腾软件股份有限公司组编、孙琪主编，机械工业出版社，ISBN:978-7-111-75413-8学业评价评价原则评价主体多元化、发展性原则评价方式行为观察法、活动表现法、作业展评法评价内容1.任务学习单语项目评价单的完成情况；2.课堂互动的积极性；3.课堂回答问题的内容性和创新性；4.课堂作业的完成度和多维性。学习环节教学内容及过程学生活动教师活动时间分配明确任务展示要操作的任务：叶轮切削加工刀轨图学生对所要掌握的操作有一个基本的认识。通过素材的实例操作向学生明确这节课的重难点。0.25课时问题导入设置本节任务的疑问引导对学生进行提问，引发学生思考，激发好奇心。问题1：5轴侧刃切削加工是根据什么生成刀轨？问题2：5轴驱动切削是通过什么来生成刀轨？如何设置参数使刀具沿着驱动线切削牙槽零件工件表面？学生思考，带着问题探究任务。引导学生思考问题。0.25课时实施计划通过播放微课和老师操作演示相结合，并加以延伸在实际生活中的运用。学生观看微课视频老师播放微课视频0.25课时过程实施过程实施过程实施过程实施过程实施过程实施过程实施过程实施过程实施过程实施过程实施过程实施过程实施过程实施一、实操讲解任务6.85轴平面平行切削加工曲面工件5轴平面平行切削是根据用户给定的一系列平行线生成刀轨。这些平行线与局部坐标系的X轴成一定夹角，并且可以影响生成刀轨的刀尖位置和切触点。用户可以将刀轴限定在某个平面内（即4轴加工），也可以指定刀轴为某个方向（即3轴加工）。步骤01打开真实案例零件“5XPlaneCut.Z3”。5轴平面平行切削工序只需使用普通的工件曲面，即可生成刀轨，工件曲面如图所示。（1）定义普通曲面，如图所示。（2）使用默认参数计算工序得到刀轨，如图所示。步骤02设置其工序参数。（1）主要参数，如图所示。（2）刀轨设置参数，如图所示。（3）刀轴控制参数，如图所示。任务6.95轴侧刃切削加工叶轮叶片5轴侧刃切削工序利用控制曲面来计算刀轨。驱动面定义了刀轴方向，而且刀侧刃与它一直保持接触。刀触点由底控制面控制。我们将会使用5轴侧刃切削工序来加工此叶轮。步骤01打开真实案例零件“5X_impeller.Z3”。如图所示定义5轴的驱动面和5轴零件曲面。步骤02创建刀具和设置工序参数。创建一把直径为2毫米的球刀，然后如图所示设置工序参数。步骤03计算得到图所示刀轨。步骤04使用转换功能来阵列刀轨。按图6-51所示设置转换工序参数，完成的结果如图所示。步骤05通过仿真功能来验证刀轨的正确性。如图所示。步骤06保存文件后，你会发现叶片部分已经完成加工，我们将继续在此叶轮文件上继续创建刀轨，最后当我们完成整份教程文档后，整个叶轮零件的加工也将完成。任务6.105轴驱动线切削加工牙槽5轴驱动切削是通过3D驱动曲线来生成刀轨。刀具沿着驱动线切削工件表面。本工序与5轴平面平行切削工序使用相同的轴控制功能，其余参数也十分类似，以下以牙槽零件切削加工为例，详细的程序编制步骤如下。步骤01创建驱动线。打开“DriveCut_ISOCut_HelicalGear.Z3”文件，使用3D中间曲线命令，如图所示。选择底面曲线作为输入曲线，成功创建3D中间曲线后，进入CAM环境创建驱动线，如图所示。步骤02定义驱动线和工件曲面。如图所示。步骤03创建锥形刀具。如图所示。步骤04设置加工参数。由于大部分参数都与之前介绍的5轴平面平行切削工序和5轴侧刃切削工序相似，所以这里我们只选取一些特殊的参数来介绍，其他参数设置如图所示。（1）主要参数设置：（2）刀轨参数设置：刀具位置：包括上面、左、右和球心。•上面：任何轮廓特征中定义的曲线偏移量将被忽略。•左、右：从Z轴往下看，切削刀具沿着每个驱动曲线的相应左侧（或右侧）。左侧或右侧偏移量等于轮廓特征曲线偏移量加上刀具半径偏移量之和。•球心：刀具的球心在驱动曲线上。（3）刀轴控制参数设置：（4）连接和进退刀参数设置：步骤05计算刀轨。计算得到刀轨，到目前为止，我们完成了使用5轴驱动线工序加工牙槽，如图所示。任务6.115轴流线切削加工叶轮端面和轮毂5轴流线切削工序需要5轴侧刃切削或5轴驱动线切削工序作为参考工序。这两个切削工序将起流线作用。侧刃切削或驱动线切削也可以有多种深度。中望3DCAM将选择两次底层切削作为流线。接下来，我们将分别以5轴侧刃切削和5轴驱动线切削作为参考工序创建5轴流线切削工序，如图所示。第一部分：参考5轴侧刃切削工序步骤01另创建5轴侧刃切削工序。再次打开“5X_Impeller.Z3”文件，在叶轮底部创建另一个5轴侧刃切削工序，如图所示。步骤02以5轴侧刃切削工序为参考工序创建5轴流线切削工序。（1）定义普通零件曲面，如图所示（2）选择侧刃切削工序作为参考工序，如图所示。（3）选择刀具：直径3毫米的球刀（4）设置加工参数，如图所示•碰撞检查：选择“是”打开碰撞检查，检查刀具是否与工件发生碰撞•起点：如图所示设置切削的起点：步骤03计算并得到如图的刀轨。参考5轴驱动线切削工序我们将创建5轴流线切削工序加工如图叶片端面，为了让刀轨覆盖整个叶片端面，我们需要创建一个辅助面用于生成刀轨，下面，我们可以从“5X_impeller”里把辅助面加入进来。现在，让我们开始基于辅助面创建刀轨。步骤01把辅助面定义成普通曲面，并且定义驱动曲线。如图所示。步骤02选择直径为3毫米的球刀创建如图的刀轨。步骤03创建5轴流线切削。（1）添加特征和参考工序，如图所示（2）设置加工参数，如图所示（3）计算得到如图的刀轨任务6.125轴分层切削加工叶轮轮毂顶部5轴分层切削工序接受零件或者普通曲面特征为几何图形输入。根据不同的轴控制选项，该工序让用户能将刀具置于各种不同方向，包括与零件成法向或侧切方向，角度为前角、滚动角和斜角。该工序非常适合于以点控制的涡轮顶部加工或复杂型腔精加工。步骤01创建5轴分层切削工序。打开“5X_Impeller.Z3”文件文件，创建5轴分层切削工序并且定义曲面为普通曲面，如图所示。说明：通常定义一个普通曲面就可以创建5轴分层切削工序。步骤02设置加工参数。（1）主要参数，如图所示。（2）限制参数，如图所示。（3）刀轨设置参数，如图所示。•允许根切：如果设置为“是”，则中望3DCAM将自动定向刀轴，使得刀具可能到达任何“根切”区域。•切削区域：此参数决定了要加工哪些区域。包括“仅内腔”、“仅外部”或“全部区域”选项。•全部区域：表示将会加工目标表面或零件所有的区域。•仅内腔：表示仅加工内腔，需要结合刀轴控制中的“控制点”选项使用。•仅外部：仅加工零件外部区域。•启用螺旋形铣削：选择刀轨的样式是否为螺旋形。（4）刀轴控制参数，如图所示。•刀轴类型：本工序提供2种以上刀轴类型控制方法：-刀尖分层切削：刀尖确定刀轴方向，刀具与零件面相切。-触点分层切削：刀触点决定刀轴的方向，刀具与零件面相切。•控制点：此参数仅用于加工内腔时，刀轴在加工时会穿过控制点。•刀轴引导5轴分层切削中，刀轴引导尝试定义一些原形类型作为引导面，该引导面与5轴等值线切削中的引导面一样。其主要用于加工内腔（与驱动曲线类似）。这里暂时把它设置成“无”。步骤02生成刀轨。其余参数请参考之前的介绍自行设置，然后生成下图的刀轨。保存文件。到目前为止，我们已经完成了叶轮的加工。1.学生采用资料查找法查看教材任务6.8怎样快速设置5轴平面平行切削加工工序参数。2.派出小组代表到讲台跟其他各组分享尝试操作创建一把直径为2毫米的球刀，并思考问题1。3.认真听讲，记录操作笔记，将不懂的、难以理解的步骤记录下来，尝试操作定义驱动线和工件曲面，并思考问题2。4.学生采用小组讨论法探索创建5轴流线切削工序设置。5.怎样创建5轴流线切削刀轨工序及加工参数？派出小组代表到讲台将集思广益探索的答案跟其他各组分享。6.采用资料查找法，学生小组派出组长思考主要参数、限制参数、刀轨设置参等加工参数的设置注意事项？各小组直接进行大比拼，看看哪组做的又快又好。7.学生做好笔记，记录老师实操的要点步骤及相关命令。1.教师有请4号小组代表上台使用教师机进行实操演示。2.老师遵循幻灯片的节奏讲解，并观察台下同学的学习情况，进行适当的引导和互动，以及灵活的调整课堂气氛。3.教师对给小组大比拼进行评价，并进行打分。4.教师有请6号小组代表上台进行探索分享。5.教师对给小组大比拼进行评价，并进行打分。6.老师用电脑演示操作，并观察台下同学的学习情况，进行适当的引导和互动，以及灵活的调整课堂气氛。7.老师用电脑演示“叶轮轮毂顶部”刀轴控制参数的设置方法，并观察台下同学的学习情况，进行适当的引导和互动，以及灵活的调整课堂气氛。3课时（其中学生实操1课时）3课时（其中学生实操1课时）3课时（其中学生实操1课时）3课时（其中学生实操1课时）3课时（其中学生实操1课时）3课时（其中学生实操1课时）3课时（其中学生实操1课时）3课时（其中学生实操1课时）3课时