數(shù)控銑床編程與操作項目教程 第4版 電子教案 項目四　輪廓加工 任務(wù)二　平面外輪廓加工

PAGEPAGE9《數(shù)控銑床編程與操作項目教程》教案授課班級班級人數(shù)授課教師課題序號15授課課型授課課時6課時授課章節(jié)名稱項目四輪廓加工任務(wù)二平面外輪廓加工教學(xué)目標(biāo)知識目標(biāo)1.掌握圓弧過渡、直線過渡指令及編程；2.掌握刀具半徑補償指令及使用；3.掌握平面外輪廓切向切入、切出方式；4.掌握平面外輪廓加工工藝的制定方法。能力目標(biāo)1.會進行平面外輪廓加工及尺寸控制；2.會解決平面外輪廓多余材料的處理。情感目標(biāo)1.養(yǎng)成文明生產(chǎn)、安全生產(chǎn)習(xí)慣；2.養(yǎng)成優(yōu)良的勞動態(tài)度和職業(yè)素養(yǎng)；3.培養(yǎng)團隊合作精神。教學(xué)重點1.圓弧過渡、直線過渡、刀具半徑補償指令及使用2.平面輪廓的尺寸控制方法教學(xué)難點1.刀具半徑補償指令及使用2.平面輪廓的尺寸控制方法教學(xué)方法講授法、討論法、演示法、自主學(xué)習(xí)法、探究法、訓(xùn)練法教學(xué)資源網(wǎng)絡(luò)資源，教學(xué)視頻，相關(guān)PPT，配套練習(xí)題、數(shù)控銑床及其工藝裝備板書設(shè)計任務(wù)二平面外輪廓加工1.倒角指令2.倒圓指令3.刀具半徑補償指令（G41/G42）（1）指令功能（2）指令代碼G41：刀具半徑左補償G42：刀具半徑右補償G40：取消刀具半徑補償（3）指令格式G0/G1G41XYD；建立刀具半徑左補償G0/G1G42XYD；建立刀具半徑右G0/G1G40XY；取消刀具半徑補償（4）指令使用（5）指令使用說明二、加工工藝分析[資料鏈接]刀具半徑補償指令加工內(nèi)、外輪廓和內(nèi)角時，引起的過切現(xiàn)象：[任務(wù)實施]一、加工準(zhǔn)備二、對刀三、程序輸入與校核四、零件加工與尺寸控制五、任務(wù)檢測與評價教學(xué)過程主要教學(xué)內(nèi)容及步驟教師活動學(xué)生活動教學(xué)目標(biāo)【一】導(dǎo)入新課題平面外輪廓加工是數(shù)控銑床的優(yōu)勢，數(shù)控銑床能加工由直線、圓弧組成的各種輪廓，并且能控制輪廓的尺寸精度，平面輪廓中一般為直線和圓弧組成的圖形，是在前面的加工基礎(chǔ)上的應(yīng)用?！径啃率谌蝿?wù)二平面外輪廓加工[學(xué)習(xí)目標(biāo)]1.知識目標(biāo)=1\*GB3①掌握圓弧過渡、直線過渡指令及編程；=2\*GB3②掌握刀具半徑補償指令及使用；=3\*GB3③掌握平面外輪廓切向切入、切出方式；=4\*GB3④掌握平面外輪廓加工工藝的制定方法。2.技能目標(biāo)=1\*GB3①會進行平面外輪廓加工及尺寸控制；=2\*GB3②會解決平面外輪廓多余材料的處理方法。[知識學(xué)習(xí)]一、編程指令1．倒角（直線過渡）指令在直線與直線插補或直線與圓弧插補之間自動的插入直線過渡。發(fā)那科系統(tǒng)西門子系統(tǒng)指令格式G01XYF，C；G01XYCHF=F；參數(shù)含義X、Y：指定拐角點的坐標(biāo)；F：指定進給速度；C：指定拐角頂點到拐角起點或拐角終點的距離X、Y：指定拐角點的坐標(biāo)；CHF：指定倒角部分的長度F：指定進給速度；編程示例直線與直線間倒角參考程序：N20G01X50.0Y40.0F70，C7.0；N30X85.0Y30.0；直線與直線間倒角參考程序：N20G01X50.0Y40.0F70CHF=11；N30X85.0Y30.0；直線與圓弧間倒角參考程序：N20G01X18.0Y16.0F70，C3.0；N30G03X32.0Y10.0R9；直線與圓弧間倒角參考程序：N20G01X18.0Y16.0F70CHF=3；N30G03X32.0Y10.0CR=9；使用說明（1）倒角指令不僅可用于直線與直線、直線與圓弧之間也可用于圓弧與直線、圓弧與圓弧之間的直線過渡。（2）倒角指令只能在（G17、G18或G19）指定平面內(nèi)執(zhí)行，在平面切換過程中，不能指定倒角。（3）如果超過3個程序段中不含移動指令時，則不能進行倒角。（4）不能進行任意角度倒角。（5）指定倒角程序段后面必須是直線插補或圓弧插補程序段，其間可插入G04程序段，否則會報警。2．倒圓（圓弧過渡）指令在直線與直線插補或直線與圓弧插補之間自動的插入圓弧過渡。發(fā)那科系統(tǒng)西門子系統(tǒng)指令格式G01XYF，R；G01XYRND=F；參數(shù)含義X、Y：指定拐角點絕對坐標(biāo)F：指定進給速度R：指定拐角圓弧半徑X、Y：指定拐角點絕對坐標(biāo)RND：指定拐角圓弧半徑F：指定進給速度示例直線與直線間圓弧過渡參考程序：N20G01X18.0Y16.0F70，R10；N30X35.0Y12.0；直線與直線間圓弧過渡參考程序：N20G01X18.0Y16.0F70RND=10；N30X35.0Y12.0；直線與圓弧間圓弧過渡參考程序：N20G01X18.0Y16.0F70，R5；N30G03X36.0Y10.0R12；直線與圓弧間圓弧過渡參考程序：N20G01X18.0Y16.0F70RND=5；N30G03X36.0Y10.0CR=12；使用說明（1）倒圓指令不僅可用于直線與直線、直線與圓弧之間也可用于圓弧與直線、圓弧與圓弧之間的直線過渡。（2）倒圓指令只能在（G17、G18或G19）指定平面內(nèi)執(zhí)行，在平面切換過程中，不能指定倒角。（3）如果超過3個程序段中不含移動指令時，則不能進行圓弧過渡。（4）過渡圓弧與前后兩輪廓相切，若過渡圓弧半徑值過小，不能與前后兩輪廓相切則會報警。3.刀具半徑補償指令（G41/G42）（1）指令功能使刀具在所選擇的平面內(nèi)向左或向右偏置一個半徑值，編程時只需按零件輪廓編程，不需要計算刀具中心運動軌跡，從而方便、簡化計算和程序編制。（2）指令代碼G41：刀具半徑左補償G42：刀具半徑右補償G40：取消刀具半徑補償（3）指令格式見表4-13。發(fā)那科系統(tǒng)（G17平面）西門子系統(tǒng)（G17平面）G0/G1G41XYD；建立刀具半徑左補償G0/G1G42XYD；建立刀具半徑右補償G0/G1G40XY；取消刀具半徑補償G40；僅取消偏置方式G0/G1G41XY；建立刀具半徑左補償G0/G1G42XY；建立刀具半徑右補償G0/G1G40XY；取消刀具半徑補償G40；僅取消偏置方式刀具半徑左補償、右補償方向判別：在補償平面內(nèi)，沿著刀具進給方向看刀具在輪廓左邊用左補償，沿著刀具進給方向看刀具在輪廓右邊，用右補償。如圖4-9所示。圖4-圖4-9（4）指令使用刀具補償過程可分為：建立刀具半徑補償、使用刀具半徑補償、撤消刀具半徑補償三個步驟。=1\*GB3①建立補償時，刀具以直線運動接近工件輪廓，并在輪廓起始點處與軌跡切向垂直。如P1點坐標(biāo)為（20，10），執(zhí)行刀具半徑補償指令N20G1G=2\*GB3②使用刀具半徑補償，建立刀具半徑補償指令后刀具在運行中始終按偏離一個刀具半徑值進行移動，。系統(tǒng)在進入補償（G41/G42）狀態(tài)時不得變換補償平面，否則會發(fā)生報警。=3\*GB3③刀具半徑補償?shù)娜∠?，用G40取消刀具半徑補償。只有在直線移動命令中才能取消補償運行，否則只能取消補償狀態(tài)。例：如圖4-12，工件銑削3mm深，建立刀補前的刀具位置坐標(biāo)為（-15，-20），采用刀具半徑右補償，則加工程序為（發(fā)那科N10G54GN20G0X-15Y-20Z5；快速移動到補償前位置點上方N30G0Z-3；下刀N40G1G42X0Y0D1FN50X37Y0；加工輪廓N60G2X50Y13I13J0；…N70G1Y20；…N80G3X40Y30I-10J0；…N90G1X0；…N100Y0；…N110G1GN120G0Z100；抬刀N130M2；程序結(jié)束指令使用說明1）只有在直線移動命令中才可以進行G41/G42選擇，取消補償時也只有在移動命令中才行。2）刀具半徑補償指令應(yīng)指定所在的補償平面（G17/G18/G19）。3)建立刀具半徑補償G41/G42程序段之后應(yīng)緊接著是工件輪廓的第一個程序段（除M指令或在補償?shù)钠矫鎯?nèi)沒有位移的程序段）。4)在使用刀具半徑補償過程中不可以切換補償平面（如從G17切換到G18平面）。二、加工工藝分析1.工、量、刃具選擇（1）工具選擇：（2）量具選擇：（3）刃具選擇：四個圓弧輪廓直徑為?20，所選銑刀直徑不得大于?20，此課題選用直徑為?16銑刀。粗加工用鍵槽銑刀銑削，精加工用立銑刀側(cè)面下刀銑平面。。表4-14工、量、刃具清單工、量、刃具清單圖號SKX4-2-1種類序號名稱規(guī)格精度單位數(shù)量工具1平口鉗QH135個12扳手把13平行墊鐵副14塑膠榔頭個1量具1游標(biāo)卡尺0～1500.02把12深度游標(biāo)卡尺0～2000.02把13百分表及表座0～10mm0.01個14粗糙度樣板N0～N112副1刃具1鍵槽銑刀?16個12立銑刀?16個12.加工工藝方案（1）加工工藝路線1）切入、切出方式選擇銑削平面外輪廓零件時，一般采用立銑刀側(cè)刃進行切削，當(dāng)銑刀沿工件輪廓切向切入工件時，也會在切入處產(chǎn)生刀痕。故切入、切出時可沿零件外輪廓曲線延長線的切線方向切入、切出工件，如圖。2）銑削方向選擇銑刀沿工件輪廓順時針方向銑削時，銑刀旋轉(zhuǎn)方向與工件進給方向一致為順銑；銑刀沿工件輪廓逆時針方向銑削時，銑刀旋轉(zhuǎn)方向與工件進給方向相反為逆銑。一般情況下盡可能采用順銑，即外輪廓銑削時宜采用沿工件順時針方向銑削。如圖：3）銑削路線刀具由1點運行至2點（軌跡的延長線上）建立刀具半徑補償，然后按3→4→5→…→16→17的順序銑削加工。切出時由17點插補到18點時取削刀具半徑補償。見圖4-15所示。加工中用鍵槽銑刀粗加工→立銑刀精加工→手動銑削剩余島嶼材料或編程銑削剩余島嶼材料。精加工（輪廓）余量用刀具半徑補償控制，精加工尺寸精度由調(diào)試參數(shù)值控制。（2）合理切削用量的選擇表4-15銑削外輪廓合理切削用量刀具工作內(nèi)容F(mm/min)n(r/min)高速鋼鍵槽銑刀（T1）粗銑外輪廓留精加工余量0.3mm70800高速鋼立銑刀（T2）精銑外輪廓6010003.參考程序編制（1）工件坐標(biāo)系建立（2）基點坐標(biāo)計算（3）參考程序[任務(wù)實施]一、加工準(zhǔn)備1.檢查毛坯尺寸。2.開機、回參考點。3.程序輸入4.工件裝夾5.刀具裝夾二、對刀三、機床刀具半徑補償值的調(diào)整發(fā)那科系統(tǒng)按參數(shù)鍵，按（補正）軟鍵出現(xiàn)如圖4畫面；把光標(biāo)移動至所用刀具號的（形狀）D處，輸入刀具半徑值8，按[輸入]軟鍵即可。西門子系統(tǒng)按參數(shù)操作區(qū)域鍵，出現(xiàn)圖畫面，將光標(biāo)移至所需調(diào)整刀具號的半徑位置，輸入半徑值8，按回車鍵即可。發(fā)那科刀具半徑界面西門子刀具半徑界面四、自動加工及尺寸控制用?16立銑刀進行精加工。粗加工輪廓時把機床中刀具半徑補償值設(shè)置為8.3mm，輪廓留0.3mm精加工余量。用立銑刀精加工時機床中刀具半徑補償值先設(shè)置為8.2mm，運行完精加工程序后，根據(jù)輪廓實測尺寸再修改機床中刀具半徑補償值，然后重新運行精加工程序，具體做法如下：若第一次運行精加工程序后，用游標(biāo)卡尺測得輪廓700-0.1實際尺寸為70.55mm，比圖紙要求尺寸還大0.45～0.55mm，單邊大0.225～0.275mm（取中間值0.25mm），則機床中刀具半徑補償值應(yīng)修改為8.2-0.25=7.95mm，然后重新運行精加工程序進行精加工，即可保證輪廓尺寸符合圖紙尺寸要求。五、檢測與評分[操作注意事項]1.加工前應(yīng)設(shè)置好機床中半徑補償值。2.首件加工都是采用“試測法”控制輪廓及深度尺寸，故加工時應(yīng)及時測量和修改機床中參數(shù)。3.最終輪廓應(yīng)安排在一次走刀中連續(xù)加工完成。4.盡量避免切削過程中途停頓，減少刀痕。5.平面外輪廓粗加工時，通常改變刀具半徑補償值的方法實現(xiàn)。6.銑削平面外輪廓時盡量采用順銑方式?！救靠偨Y(jié)與經(jīng)驗分享【二】作業(yè)布置1.采用倒角、倒圓指令只能加工出什么樣尺寸要求的倒角、倒圓？2.如何判斷刀具半徑補償方向？3.什么是刀具半徑補償？使用刀具半徑補償指令應(yīng)注意哪些問題？4.如何確定外輪廓切入、切出方向？5.做一做：針對圖4-21零件，試編寫程序并加工。圖4-21題5圖教師展示成品，讓同學(xué)有一個先入為主的印象以及明確的學(xué)習(xí)目標(biāo)教師引導(dǎo)學(xué)生讀懂零件圖出示本次課目標(biāo)分析、講解倒角指令格式及參數(shù)含義分析、講解倒角指令應(yīng)用示例分析、講解倒角指令使用注意事項分析、講解倒圓指令格式及參數(shù)含義老師引導(dǎo)學(xué)生會用指令編程，注意指令使用中問題分析講解刀具半徑補償指令代碼、格式用按圖分析左右補償含義分析講解刀具半徑補償指令格式使用方法舉例引導(dǎo)學(xué)生分析使用刀具半徑補償指令編程引導(dǎo)學(xué)生分析本次課用到的工、量、刃具按圖分析輪廓銑削切入、