數(shù)控加工與編程車項(xiàng)目五子程序教案

1、學(xué)習(xí)情境五 學(xué)習(xí)情境用子程序指令加工不等距槽零件參考學(xué)時(shí)教學(xué)內(nèi)容1子程序的定義； 2子程序編程指令； 3. 子程序的應(yīng)用； 4. 零件數(shù)控加工工藝的制訂。教學(xué)目標(biāo)1. 職業(yè)能力目標(biāo) （1）具有與設(shè)計(jì)人員、工藝人員、操作人員溝通的能力； （2）具有分析零件圖、掌握設(shè)計(jì)意圖和零件工藝分析的能 力； （3）具有數(shù)控編程的基本能力； （4）查閱資料及相關(guān)應(yīng)用手冊(cè)的能力； （5）善于觀察、思考、自主學(xué)習(xí)及創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力。 2.專業(yè)知識(shí)目標(biāo) （1）掌握子程序指令的編程； （2）掌握車床上子程序的加工應(yīng)用范圍。3.社會(huì)能力（1）團(tuán)隊(duì)協(xié)作意識(shí)及方法；（2）語(yǔ)言表達(dá)能力。教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn)及解決方法1教學(xué)重點(diǎn) 子程序編

2、程指令。 2教學(xué)難點(diǎn) 應(yīng)用子程序編程指令加工零件。 3.解決方法 （1）圖形示例，零件加工仿真； （2）查閱專業(yè)書(shū)籍及相關(guān)設(shè)計(jì)手冊(cè)； （3）咨詢企業(yè)相關(guān)人員或教師；教學(xué)條件1教室、多媒體； 2校內(nèi)實(shí)訓(xùn)機(jī)房、數(shù)控加工仿真軟件； 3生產(chǎn)性實(shí)習(xí)車間、數(shù)控車床。教學(xué)方法 多媒體講授理論知識(shí)；仿真軟件練習(xí)掌握數(shù)控機(jī)床操作面板及基本指令加工；數(shù)控機(jī)床實(shí)際操作練習(xí)掌握基本能力。學(xué)習(xí)情境二：不等距槽零件的加工（詳案）教學(xué)過(guò)程的實(shí)施步驟教學(xué)內(nèi)容教學(xué)方法時(shí)間情景描述（咨詢）1給出不等距槽零件圖； 2給出零件的信息及加工要求； 3分析零件特點(diǎn)，指導(dǎo)學(xué)生自學(xué)內(nèi)容。教師介紹0.5課時(shí)制定加工工藝 （計(jì)劃）1工件的裝夾與

3、定位； 2加工路線的確定； 3切削用量的選擇； 4刀具的選擇； 5機(jī)床及數(shù)控系統(tǒng)的選擇。 學(xué)生自學(xué) 教師輔導(dǎo)1課 時(shí)編制零件加工程序 （決策）1. 子程序調(diào)用指令M98； 2. 子程序返回指令M99； 3. 多把刀具的工件坐標(biāo)系的建立； 4編程分析、編寫(xiě)零件的數(shù)控加工程序； 5查閱資料、進(jìn)行討論。學(xué)生為主 教師點(diǎn)評(píng)2課時(shí)數(shù)控仿真和 實(shí)操加工 （實(shí)施）1數(shù)控仿真系統(tǒng)的應(yīng)用； 2數(shù)控仿真加工的操作步驟； 3零件的加工。教師指導(dǎo) 學(xué)生操作2課時(shí)檢測(cè)加工零 件 (檢查)1零件的尺寸精度檢測(cè)； 2零件加工質(zhì)量評(píng)估； 3總結(jié)。教師點(diǎn)評(píng)0.5 課時(shí)任務(wù)擴(kuò)展1螺紋加工擴(kuò)充； 2切槽、切斷加工； 3學(xué)習(xí)應(yīng)用；

4、4創(chuàng)新設(shè)計(jì)教師講授 課后自學(xué)2課時(shí)評(píng)價(jià)完成情況（60%）方法能力（20%）創(chuàng)新意識(shí)（20%）一、情境描述 給學(xué)生發(fā)放零件圖，并給出零件信息和加工要求。圖5.1 零件圖圖5.2 三維圖圖示零件為不等距槽的一軸類零件，該零件加工表面有外圓柱面、 切槽等， 要求使用子程序調(diào)用的方法進(jìn)行數(shù)控程序的編制，并完成零件的車削加工。二、制訂加工工藝 （一）引入新知識(shí)1.引入新指令暫停指令-G04格式：G04 X/P_;參數(shù)：X、P為暫停時(shí)間，X后跟數(shù)值單位為s；P后跟數(shù)值單位為ms,且后跟數(shù)值不能用小數(shù)點(diǎn)表示。應(yīng)用：車削溝槽或鉆孔時(shí)，加工到槽底或孔底時(shí)刀具做適當(dāng)時(shí)間暫停，使工件回轉(zhuǎn)一周以上，以確保槽底或孔底得

5、到精確的尺寸及光滑的加工表面。說(shuō)明：G04在前一程序段的進(jìn)給速度降到零之后才開(kāi)始暫停動(dòng)作； G04為非模態(tài)指令，僅在其被規(guī)定的程序段中有效； G04可使刀具作短暫停留，以獲得圓整而光滑的表面。2.切槽加工 車削精度不高和寬度較窄的溝槽，可用刀寬等于槽寬的切槽刀，采用直進(jìn)法一次加工。 車削精度高的溝槽，可用多次直進(jìn)法切削，見(jiàn)圖5.3所示，并在槽的兩側(cè)留一定的精車余量，然后精車至尺寸。圖5.3 多次直進(jìn)法切槽3.切斷加工 切斷方法：直進(jìn)法和左右借刀法，如圖5.4所示。直進(jìn)法常用于切斷鑄鐵等脆性材料；左右借刀法常用于切斷鋼等塑性材料。（a）直進(jìn)法 （b）左右借刀法圖5.4 切斷方法（二）零件具體加工

6、工藝制定1裝夾與定位 該零件為軸類零件，其軸心線為工藝基準(zhǔn)，用三爪自定心卡盤(pán)夾持32mm外圓左 端，使工件伸出卡盤(pán)約65mm，一次裝夾完成加工。 2工步順序 從右端至左端軸向進(jìn)給切削。先進(jìn)行外圓加工，再進(jìn)行切槽，最后進(jìn)行切斷。 裝夾工件； 車削端面； 加工30mm外圓； 切槽至20mm； 切斷。 3選擇刀具 根據(jù)零件加工要求和加工工藝分析，選用二把刀具：T01 為外圓車刀、T02 為切斷刀。4確定切削用量 車削用量的具體數(shù)值應(yīng)根據(jù)機(jī)床性能、加工工藝、相關(guān)手冊(cè)并結(jié)合實(shí)際經(jīng)驗(yàn)確定： 機(jī)床轉(zhuǎn)速：外圓加工為800r/min，切槽和切斷為400r/min。 進(jìn)給速度：外圓加工為0.5mm/min，切槽和

7、切斷為0.1mm/min。5選擇機(jī)床和數(shù)控系統(tǒng) 機(jī)床型號(hào) 機(jī)床型號(hào)為CK6132-型數(shù)控車床。 數(shù)控系統(tǒng) 采用廣數(shù)928TD數(shù)控系統(tǒng)。三、編制零件加工程序 （一）引入新知識(shí) （子程序指令）1.子程序的定義 在編制加工程序中，有時(shí)會(huì)遇到一組程序段在一個(gè)程序中多次出現(xiàn)，或者幾個(gè)程序中都要使用它，可以把這類程序做成固定程序，并單獨(dú)加以命名，事先存儲(chǔ)起來(lái)，這組程序段就稱為子程序。2.子程序的調(diào)用 子程序可以在存儲(chǔ)器方式下調(diào)出使用，主程序可以調(diào)用子程序，一個(gè)子程序也可以 調(diào)用下一級(jí)的子程序，子程序執(zhí)行完后返回到主程序中調(diào)用子程序的程序段的下一句程 序段運(yùn)行。子程序的調(diào)用格式如下：M98 P_; 其中，P

8、 為被調(diào)用的子程序號(hào)，P后名跟8位數(shù)，前四位表示調(diào)用子程序次數(shù)，省略時(shí)為調(diào)用一次；后四位表示調(diào)用子程序名。 子程序的格式與主程序相似， 區(qū)別在于程序結(jié)束使用M99從子程序返回， 如下所示： O×××× M99 3.子程序的應(yīng)用原則（1） 零件上有若干處相同的輪廓形狀。在這種情況下只編寫(xiě)一個(gè)子程序，然后用主程序調(diào)用該子程序就可以了； （2） 程序的內(nèi)容具有相對(duì)獨(dú)立性。在加工較復(fù)雜的零件時(shí)，往往包含許多獨(dú)立的工序，有時(shí)工序之間的調(diào)整也是容許的，為了優(yōu)化加工順序，把每一個(gè)的工序編成一個(gè)獨(dú)立子程序，主程序中只需加入換刀和調(diào)用子程序等指令即可。 （二）確定工件坐標(biāo)

9、系、對(duì)刀點(diǎn)和換刀點(diǎn) （1） 根據(jù)零件圖紙的尺寸標(biāo)注特點(diǎn)及基準(zhǔn)統(tǒng)一的原則，選擇零件右端面與軸心線的交點(diǎn)作為工件原點(diǎn)，建立工件坐標(biāo)系。 （2） 采用手動(dòng)試切對(duì)刀方法把該點(diǎn)作為對(duì)刀點(diǎn)。 （3） 換刀點(diǎn)設(shè)置在工件坐標(biāo)系下X100、Z100處。（三）不等距槽零件數(shù)控加工程序的編制 1. 編程分析 該零件結(jié)構(gòu)要素有外圓柱面、切槽，最后進(jìn)行切斷，結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單，切槽部分有規(guī)律性，所以可以使用子程序進(jìn)行程序編制，以簡(jiǎn)化程序。 采用直徑編程方式，直徑尺寸編程與零件圖紙中的尺寸標(biāo)注一致，編程較為方便。 2.加工程序清單O0001 主程序 N10 T0101 外圓車刀，建立工件坐標(biāo)系 N20 M03 S800 主軸正

10、轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速為800r/minN30 G00 X35 Z0 移至端面切削起點(diǎn)處N40 G01 X0 F0.5 切削端面 N50 G00 X30 Z5 移至外圓切削起點(diǎn)處 N60 G01 Z-52 車削30外圓 N70 G00 X100 Z100 快速退刀至換刀點(diǎn) N80 T0202 換切斷刀 N90 G00 X32 Z0 移到子程序起點(diǎn)處 N100 M98 P20002 調(diào)用子程序，循環(huán)2次 N110 G00 W-12 移至切斷起點(diǎn)處 N120 G01 X0 F0.2 切斷，調(diào)整進(jìn)給速度 N130 G04 X2 暫停2s N140 G00 X100 Z100 快速退刀至安全點(diǎn) N150 M30 程

11、序結(jié)束 O0002 子程序 N10 G00 W-12 移至槽的切削起點(diǎn)處 N20 G01 U-12 F0.3 切槽至20mm，調(diào)整進(jìn)給速度 N30 G04 X1 槽底暫停1s N40 G00 U12 X向退刀 N50 W-8 Z向偏移至第二個(gè)槽切削起點(diǎn)處 N60 G01 U-12 切槽至20mm N70 G04 X1 槽底暫停1s N80 G00 U12 X向退刀 N90 M99 子程序結(jié)束，并返回到主程序（四）加工程序的檢驗(yàn)、修改 學(xué)生討論、自評(píng)、檢驗(yàn)、修改。 教師指導(dǎo)、講解。 四、數(shù)控仿真和實(shí)操加工 1零件的數(shù)控仿真 使用數(shù)控加工仿真軟件對(duì)加工程序進(jìn)行檢驗(yàn)，正確進(jìn)行數(shù)控加工仿真的操作，完成

12、零件的仿真加工。2零件的實(shí)操加工 通過(guò)仿真加工，確定零件程序的正確性后，在數(shù)控實(shí)訓(xùn)車間對(duì)零件進(jìn)行實(shí)際操作加工。 五、加工零件的檢測(cè) 1利用游標(biāo)卡尺、外徑千分尺、表面粗糙度工藝樣板等量具測(cè)量工件，學(xué)生對(duì)自己加工的零件進(jìn)行檢測(cè)，包括尺寸精度的檢測(cè)和零件加工質(zhì)量的檢測(cè)。 2教師對(duì)學(xué)生加工零件進(jìn)行檢測(cè)，并做出點(diǎn)評(píng)。 六、任務(wù)擴(kuò)展 針對(duì)用子程序指令加工不等距槽零件的學(xué)習(xí)情境，進(jìn)行擴(kuò)展創(chuàng)新，由教師講授，學(xué)生課后學(xué)習(xí)、應(yīng)用。 1子程序的擴(kuò)展應(yīng)用圖5.5 子程序加工零件示例本情境中不等距槽零件上有若干處相同的輪廓形狀，所以采用子程序進(jìn)行編程，可以簡(jiǎn)化程序。這里講一下子程序的另一個(gè)應(yīng)用原則：當(dāng)加工中反復(fù)出現(xiàn)有相

13、同軌跡的走刀路線時(shí)，可以采用子程序編程。如圖5.5零件所示，即被加工的零件需要刀具在某一區(qū)域內(nèi)分層或分行反復(fù)走刀， 走刀軌跡總是出現(xiàn)某一特定的形狀， 采用子程序比較方便，此時(shí)通常要以增量方式編程，該零件程序如下：O0003 主程序 N10 T0101 外圓車刀，建立工件坐標(biāo)系 N20 S400 M03 主軸正轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速400r/min N30 G00 X92 Z5 移到子程序起點(diǎn)處N40 M98 P110004 調(diào)用子程序，并循環(huán)11次 N50 G00 X100 Z100 返回安全位置 N60 M05 主軸停 N70 M30 主程序結(jié)束并復(fù)位 O0004 子程序 N10 G00 U-52 移至切

14、削 X起點(diǎn)處 N20 G01 Z0 F100 進(jìn)刀至切削起點(diǎn)處，留下后面的切削余量 N30 G03 U16 W-8 R8 加工R8 圓弧段 N40 G01 W-20 加工16外圓 N50 G02 U20 W-10 R10 加工R10圓弧段 N60 G01 U14 加工端面 N70 W-10 加工50外圓 N80 G40 U2 離開(kāi)已加工表面，并取消刀補(bǔ) N90 G00 Z5 回到循環(huán)起點(diǎn)Z軸處 N100 U-4 調(diào)整每次循環(huán)的吃刀量為4mm N110 M99 子程序結(jié)束，并返回到主程序2學(xué)習(xí)應(yīng)用加工圖所示零件，零件毛坯為35mm的棒料，材料為45號(hào)鋼，完成零件的數(shù)控加工，車削加工至圖紙尺寸。

15、要求： 對(duì)零件進(jìn)行簡(jiǎn)單加工工藝分析； 要求使用子程序指令進(jìn)行數(shù)控加工程序編制； 進(jìn)行數(shù)控加工仿真。附件1： 學(xué)習(xí)任務(wù)單圖示零件為不等距槽的一軸類零件，該零件加工表面有外圓柱面、 切槽等， 要求使用子程序調(diào)用的方法進(jìn)行數(shù)控程序的編制，并完成零件的車削加工。附件2：數(shù)控加工工序卡片單位名稱德州科技職業(yè)學(xué)院產(chǎn)品名稱或代號(hào)零件名稱零件圖號(hào)夾具名稱使用設(shè)備車間工步號(hào)工步內(nèi)容刀具號(hào)刀具類型主軸轉(zhuǎn)速/(r·min-1)進(jìn)給速度/(mm·min-1)背吃刀量/mm備注123456789101112131415附件3：評(píng)分表數(shù)控車工考核評(píng)分表班級(jí) 姓名 學(xué)號(hào)檢測(cè)項(xiàng)目技術(shù)要求配分評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)結(jié)果得分機(jī)床操作1按步驟開(kāi)機(jī)、檢查、潤(rùn)滑2不正確無(wú)分2回機(jī)床參考點(diǎn)2不正確無(wú)分3按程序格式輸入程序，檢查及修改2不正確無(wú)分4程序軌跡檢查2不正確無(wú)分5工、夾、刀具正確安裝2不正確無(wú)分6按指定方式對(duì)刀2不正確無(wú)分7檢查對(duì)刀2不正確無(wú)分外圓830 Ra3.210/6超差0.01