数控加工工艺与编程铣项目二教案

学习

情境

■

外轮

参考

外轮廓零件的加工学时

廓零

件的

加工

学习

情境

1、数按铳床的定位与装夹；

2、平面加工方法的选择；

教学

GOO、G01.G02.G03指令的应用;

内容

6.端铳刀、立铳刀的应用。

6、端钱刀、立铁刀的应用。

1、职业能力目标

(1)具有与设计人员、工艺人员、操作人员沟通的能力；

(2)具有读图、识图、分析零件图的能力；

(3)具有零件工艺分析能力；

(4)具有数控编程的能力：

(5)具有查阅资料及相关应用手册的能力；

教学(6)善于观察、思考、自主学习及创新能力。

目标2.专业知识目标

(1)掌握数控加工程序编制格式；

(2)掌握外圆、端面、锥面的数控加工；

(3)能够对阶梯轴类零件进行数控程序的编制和加工。

3.社会能力：

(1)团队协作意识及方法；

(2)语言表达能力。

1.教学重点

（1）零件图的分析；

（2）G02.G03指令的应用；

教学

（3）刀具的选择。

重点

2.教学难点

难点

（1）G02.G03指令的应用;

与解

（2）编程分析。

决方

3.解决方法

法

（1）图形示例，零件加工仿真；

（2）查阅专业书籍及相关设计手册；

（3）咨询企业相关人员或教师；

1.教室、多媒体；

教学2.校内实训机房、数控加工仿真软件；

条件3.生产性实习车间、数控车床。

3.生产性实习车间、数控车床。

教学多媒体讲没理论知识；仿真软件练习掌握数控机床操作面板及基本

方法指令加工；数控机床实际操作练习掌握基本能力。

步骤教学内容教学方法时间

学习情境

1.给出零件图；

二：外轮

2.给出零件的信息及加工要

廓零件的

求；

加工（详

3.分析零件特点，指导学生

案）情景描述教师介绍；

自学内容。

（咨询）学生自学

3.分析零件特点，指导学生

自学内容。

3.分析零件特点，指导学生

自学内容。

1.工件的装夹与定位；教师引入

2.加工路线的确定；相关理论

制定加工工

3.切削用量的选择；知识；

艺

4.刀具的选择；学生自主

（计划）

5.机床及数控系统的选择。确定加工

教方案

学1.G00、G01.G02.G03加工指

令编程；教师引入

过2.G90、G91的应用;相关理论

编制零件加3.平面加工用刀具的使用；知识；

程工程序4.编程分析、编写零件的数学生自主

(决策)控加工程序；确定加工

的5.查阅资料、进行讨论。方案

5.查阅资料、进行讨论。

实

数控仿真和1.数控系统面板的应用；

施教师指导；

实操加工2.零件数控仿真加工；

学生操作

(实施)3.零件实操加工。

1.零件的尺寸精度检测；

检测加工零

2.零件加工质量评估；

件教师点评

3.总结。

(检查)

3.总结。

1.了解铳削工件的常见安装

方式；

教师讲授

任务扩展2.工件的校正；

课后自学

3.学习应用

3.学习应用

方法能力创新意识

评价完成情况(60%)

(20%)(20%)

一、学习情景描述

给学生发放零件图，给出该零件的信息和加工要求。

⑴端铳刀的副切削刃对已加工表面有修光作用，能使粗糙度降低。周铳的工

件表面则有波纹状残留面积。

⑵同时参加切削的端铳刀齿数较多，切削力的变化程度较小，因此工作时

振动较周铳为小。

⑶端铳刀的主切削刃刚接触工件时，切屑厚度不等于零，使刀刃不易磨损。

⑷端铳刀的刀杆伸出较短，刚性好，刀杆不易变形，可用较大的切削用量。

由此可见，端铳法的加工质量较好，生产率较高。所以铳削平面大多采用端铳。

但是，周铳对加工各种形面的适应性较广，而有些形面(如成形面等)则不能用

端铳。

(2)顺铳和逆铳:

周铳有逆铳法和顺铳法之分。逆铳时，铳刀的旋转方向与工件的进给方向相

反；顺铳时，则铳刀的旋转方向与工件的进给方向相同。逆铳时，切屑的厚度从

零开始渐增。实际上，铳刀的刀刃开始接触工件后，将在表面滑行一段距离才真

正切入金属。这就使得刀刃容易磨损，并增加加工表面的粗糙度。逆铳时，诜刀

对工件有上抬的切削分力，影响工件安装在工作台上的稳固性。

顺铳则没有上述缺点。但是，顺铳时工件的进给会受工作台传动丝杠与螺母

之间间隙的影响。因为铳削的水平分力与工件的进给方向相同，铳削力忽大忽小,

就会使工作台窜动和进给量不均匀，甚至引起打刀或损坏机床。因此，必须在纵

向进给丝杠处有消除间隙的装置才能采用顺铳。但一般铳床上是没有消除丝杠螺

母间隙的装置，只能采用逆铳法。另外，对铸锻件表面的粗加工，顺铳因刀齿首

2.刀具选择

（1）面铳刀主切削刃分布在圆柱或圆锥表面上，端面切削刃为副切削刃,

铳刀的轴线垂直于被加工表面。按刀齿材料可分为高速钢和硬质合金两大类，

多制成套式镶齿结构，刀体材料为40Cro

高速钢面铳刀按国家标准规定，直径d=80〜250mm,螺旋角B=10°,刀齿

数Z=10〜26。

硬质合金面铳刀与高速钢铳刀相比，铳削速度较高、加工表面质量也较好•，

并可加工带有硬皮和淬硬层的工件，故得到广泛应用。硬质合金面铳刀按刀片和

刀齿的安装方式不同，可分为整体式、机夹一焊接式和可转位式三种。

面铳刀主要用在立式铳床或卧式铳床上加工台阶面和平面，特别适合较大

平面的加工，主偏角为90°的面铳刀可铳底部较宽的台阶面。用面铳刀加工平

面，同时参加切削的刀齿较多，又有副切削刃的修光作用，使加工表面粗糙度

值小，因此可以用较大的切削用量，生产率较高，应用广泛。

（2）立铳刀立铳刀是数控铳削中最常用的一种铳刀，其结构如上图所

示，圆柱面上的切削刃是主切削刃，端面上分布着副切削刃，主切削刃一般为

螺旋齿，这样可以增加切削平稳性，提高加工精度。由于普通立铳刀端面中心

处无切削刃，所以立铁刀工作时不能作轴向进给，端面刃主要用来加工与侧面

相垂直的底平面。

为了改善切屑卷曲情况，增大容屑空间，防止切屑堵塞，刀齿数比较少，

容屑槽圆弧半径则较大。一般粗齿立铳刀齿数Z=3〜4,细齿立铳刀齿数Z=5〜8,

套式结构Z=10〜20,容屑槽圆弧半径厂2〜5伽。当立铳刀直径较大时，还可制

成不等齿距结构，以增强抗振作用，使切削过程平稳。

标准立铳刀的螺旋角B为40°〜45°（粗齿）和30°〜35°（细齿），套

式结构立铳刀的B为15°〜25°。

直径较小的立铳刀，一般制成带柄形式。小2〜小71mm的立铳刀为直柄；小6〜

4)63mm的立铳刀为莫氏推柄；"25〜80mm的立铳刀为带有螺孔的7：24锥柄，螺

孔用来拉紧刀具。直径大干小40〜4)160mm的立铳刀可做成套式结构。

立铳刀主要用于加工凹槽，台阶面以及利用靠模和工成形面。另外有粗齿大螺旋

角立铳刀、玉米铳刀、硬质合金波形刃立铳刀等，它们的直径较大，可以采用大

的进给量，生产率很高。

a)■体，刀4式■・合金刀片•)lUtll■式，■仪■■合♦刀片

立械刀

三、制订加工工艺

1.装夹与定位

该零件为平面类零件，采用平口钳装夹。

2.加工顺序

①先铳削上平面，深度为2nm1。

加工路线：如图所示，从P0-P1-P2-P3-P4-P5。

Y

②再加工直线和圆弧。

加工路线：如图所示，从P0-P1-P2fp3fp4fp5

一P5，一P6—P6，一P7一PO。

3.选择刀具

根据零件加工要求和加工工艺分析分析可得，加工该零件需用到d）321n口硬

质合金端面铳刀和（I）12mm立铳刀。

4.确定切削用量

铳削用量的具体数值应根据机床性能、加工工艺、相关手册并结合实际经验

确定：

①机床转速：加工上表面时为2000r/min,加工直线和圆弧时为500r/口in；

②进给速度：加工上表面时进给速度为500nun/niin,加工直线和圆弧时进

给速度为lOOmm/mino

5.选择机床和数控系统

①机床型号

机床型号为CK6132-II型数控车床。

②数控系统

采用广数928TD数控系统。

四、编制零件加工程序

1.程序清单

2.加工程序的检验、修改

学生讨论、自评、椅验、修改。

教师指导、讲解。

五、数控仿真和实操加工

1.零件的数控仿真

使用数控加工仿真软件对加工程序进行检验，正确进行数控加工仿真的操

作，完成零件的仿真加工。

(1)自动加工方式

①自动/连续方式

自动加工流程

检查机床是否回零，若未回零，先将机床回零。

导入数控程序或自行编写一段程序。

点击操作面板上的“自动运行”按钮，使其指示灯变亮。

点击操作面板上的“循环启动”按钮，程序开始执行。

中断运行

数控程序在运行过程中可根据需要暂停，急停和重新运行。

数控程序在运行时，按“进给保持”按钮，程序停止执行；再点击“循环

启动”按钮，程序从暂停位置开始执行。

数控程序在运行时，按下“急停”按钮，数控程序中断运行，继续运行时,

先将急停按钮松开，再按“循环启动”按钮，余下的数控程序从中断行开

始作为一个独立的程序执行。

②自动/单段方式

检查机床是否机床回零。若未回零，先将机床回零

再导入数控程序或自行编写一段程序。

点击操作面板上的“自动运行”按钮，使其指示灯变亮。

点击操作面板上的“单节”按钮亘L

点击操作面板上的“循环启动”按钮，程序开始执行。

注：自动/单段方式执行每一行程序均需点击一次“循环启动”按钮。

注：点击“单节跳过”按钮，则程序运行时跳过符号有效，该行成

为注释行，不执行；

点击“选择性停止”按钮，则程序中M01有效。

可以通过“主轴倍率”旋钮和“进给倍率”旋钮来调节主轴

旋转的速度和移动的速度。

按三键可将程序重置。

（2）检查运行轨迹

NC程序导入后，可检查运行轨迹。

点击操作面板上的“自动运行”按钮，使其指示灯变亮，