2022年MasterCAM教案之數(shù)控加工工藝與刀位軌跡生成

1、學 科 檢查 簽字課題教 學 目 的教 學 重 點湖南省技工學校理論教學教案老師姓名蔣志杰MasterCAM 執(zhí)日期行星期記班級錄節(jié)次數(shù)控加工工藝與刀位軌跡生成課 的單一課類 型1、 使同學把握CNC 數(shù)控加工工藝的基本概念；2、 使同學把握CNC 數(shù)控加工刀具及刀具參數(shù)的設定；3、 進一步把握CNC 數(shù)控加工的切削方式與工藝參數(shù)設定；1、 CNC 數(shù)控加工工藝的基本概念；2、 CNC 數(shù)控加工刀具及刀具參數(shù)的設定；教學 難對 CNC 數(shù)控加工與一般加工工藝的區(qū)分；點主要教學 講授及多媒體操作演示方法教具 掛多媒體電腦及投影儀圖教學1、組織教學時間3 min 3、講授新課時間71 min 環(huán)節(jié)

2、2、復習導入時間5 min 4、歸納小結(jié)時間8 min 時間安排5、作業(yè)布置時間3 min 教學后記教 案 紙課題 數(shù)控加工工藝與刀位軌跡生成組織教學：點名,清查同學人數(shù),集中同學留意力；能復習提問：我們已經(jīng)學習了 MasterCAM 的 CAD 功及數(shù)控加工的基本操作,對于數(shù)控加工與一般加工兩者 有何區(qū)分？導入新課：數(shù)控加工工藝與刀位軌跡的生成；教學內(nèi)容及授課步驟 一、數(shù)控加工的基本概念：數(shù)控編程時,加工軌跡的運算是工作最大的一部分 工作,它涉及到一些復雜的運算；當采納 CAM 類軟件 時,復雜的運算過程完全交由運算機去完成,此時工作量大 的部分是如何把工件幾何外形描述成運算機數(shù)字模型,即所

3、謂的 CAD；在 NC 編程的過程中,此時更多的是數(shù) 控 銑削加工的工藝參數(shù)的挑選與刀具及其參數(shù)的確定；1、數(shù)控銑加工的基本概念：1）用 CAM 軟件編程實現(xiàn)加工的過程：需配置好機床,這是正確輸出代碼的關(guān)鍵；看懂圖紙,用 CAD 功能正確表達工件；依據(jù)工件外形,挑選合適的加工方式,生成刀位軌跡,產(chǎn)生刀具加工路徑文件；教案紙生成 G 代碼,傳送給機床進行數(shù)控加工；2）兩軸加工與多軸加工：兩軸加工：機床坐標系的X 和 Y 軸兩軸聯(lián)動,而 Z 軸固定,即機床在同一高度下對工件進行切削；兩軸加 工適合于銑削平面圖形；兩軸半加工：兩軸半加工在二軸的基礎上增加了 Z 軸的移動,當機床坐標系的X 和 Y 軸

4、固定時, Z 軸可以有上下的移動；利用兩軸半加工可以實現(xiàn)分層加工,每層在同一高度（指 Z 向的移動；Z 向高度）上進行兩軸加工,層間有三軸加工：機床坐標系的 X、Y 和 Z 三軸聯(lián)動；三軸加工適合于進行各種非平面圖形即一般的曲面加工；3）輪廓：輪廓是一系列首尾相接曲線的集合；在進行數(shù)控編程,交互指定待加工圖形時,經(jīng)常需 要用戶指定圖形的輪廓,用來界定被加工的區(qū)域或被加 工的圖形本身；假如輪廓是用來界定被加工區(qū)域的,就 要求指定的輪廓是閉合的；假如加工的是輪廓本身,就 輪廓也可以不閉合；4）區(qū)域和島嶼：區(qū)域是指由一個閉合輪廓圍成的內(nèi)部空間；島嶼是指在區(qū)域內(nèi)的閉合輪廓圍成的內(nèi)部空間；教案紙如上圖所

5、示,區(qū)域指外輪廓與島嶼之間的部分,由外輪 廓和島嶼共同指定待加工的區(qū)域；外輪廓用來界定加工 區(qū)域的外部邊界,島嶼用來屏蔽其內(nèi)部不需要加工或需 愛護的部分；2、機床參數(shù)：1）速度參數(shù)：包括主軸轉(zhuǎn)速、接近速度、進給速度 和退刀速度等；主軸轉(zhuǎn)速是切削時機床主軸轉(zhuǎn)動的角速度；教案紙進給速度是正常切削時刀具行進的線速度；接近速度為從安全高度切入工件前刀具行進的線速 度,又稱為進刀速度；退刀速度為刀具離開工件回到安全高度時刀具行進 的線速度；在安全高度以上刀具行進的線速度取機床的 G00 ；留意：速度參數(shù)的設定一般依靠于用戶的體會,原就上 講,它們與 機床本身、工件的材料、刀具材料、工件的 加工精度和表面

6、粗糙度 要求等相關(guān)；速度參數(shù)與加工的效率親密相關(guān)；2）安全高度和起止高度：安全高度是指保證在此高度以上可以快速走刀不發(fā) 生干涉的高度； 安全高度應高于零件的最大高度 ；起止高度是進退刀時刀具的初始高度,起止高度應 大于安全高度；如上圖所示；3）慢速下刀高度：每一次下刀,刀具都是快速運動（G00 ）,當距下刀 點某一距離值時,刀具以接近速度下降；這個距離值稱為慢速下刀高度；4）行距和殘留高度及刀次：行距指加工軌跡相鄰兩行刀具軌跡之間的距離；教案紙如上圖所示：在三軸加工中,由于行距造成的兩刀 之間一些材料未切削,這些材料距切削面的高度即是殘 留高度；在加工時,可通過掌握殘留高度來掌握加工的 精度；

7、有時可通過指定刀具軌跡的行數(shù)及刀次來掌握殘 留高度；5）順銑與逆銑：在銑加工中需留意順銑與逆銑的不同,順銑與逆銑 的切削成效是不同的；在數(shù)控銑削加工中,一般總是采 用逆銑的方式,可以得到較好的加工成效；教案紙二、刀具及刀具參數(shù)的設定：1、常用銑刀的種類及用途：按銑刀的外形可以將銑刀分為：盤銑刀、端銑刀、成形銑刀、球頭銑刀與鼓形銑刀；1）盤銑刀一般用在銑削較大的平面；2）端銑刀是數(shù)控銑加工中最常用的一種銑刀,廣泛用于加工平面類零件；端銑刀除其用端刃銑削外,也常用其側(cè)刃銑削,有時端刃、側(cè)刃同時進行銑削,端銑刀也可稱為圓柱銑刀；3）成形銑刀一般都是為特定的工件或加工內(nèi)容特地 設計制造的,適用于加工平

8、面類零件的特定外形（如角度面、凹槽面等）,也適用于特形孔或臺；4）球頭銑刀適用于加工空間曲面零件,有時也用于平面類零件較大的轉(zhuǎn)接凹圓弧的過渡加工；5）鼓形銑刀主要用于對變斜角面的近似加工；2、數(shù)控銑刀的選用原就：刀具的挑選是數(shù)控加工工藝中重要的內(nèi)容之一,它不僅影響機床的加工效率,而且直接影響加工質(zhì)量；1）挑選數(shù)控銑刀通常要考慮機床的 加工才能、工序 內(nèi)容、工件材料等因素；與傳統(tǒng)的加工方法相比,數(shù)控加工對刀具的要求更高,不僅要求精度高、剛性好、耐教案紙用,而且要求 尺寸穩(wěn)固、安裝調(diào)整便利；2）銑刀剛性與耐用度 是選用數(shù)控銑刀的主要因素；采納剛性好的銑刀,一是為了提高生產(chǎn)率而采納大切削量的需要；二

9、是為了適應數(shù)控銑床加工過程中難以調(diào)整切削用量的特點；三是為了提高刀具的耐用度,當一把銑刀加工的內(nèi)容許多時,如刀具不耐用而磨損很快,就會影響工件的表面質(zhì)量與加工精度,而且仍會增加換刀 引起的調(diào)刀與對刀次數(shù),同時會使工件表面留下因?qū)Φ?誤差而形成的接刀臺階,降低了工件的表面質(zhì)量；3）銑刀切削刃的 幾何角度參數(shù) 的挑選及 排屑性能等 也特別重要,切屑粘刀形成積屑瘤在數(shù)控銑削中是特別 忌諱的；結(jié)論：依據(jù)被加工工件材料的熱處理狀態(tài)、切削性能及 加工余量挑選剛性好、耐用度高的銑刀,是充分發(fā)揮數(shù) 控銑訂的生產(chǎn)效率和獲得中意的加工質(zhì)量的前提；3、銑刀尺寸的確定：選取刀具時,要使刀具的尺寸與被加工工件的表面 尺寸和外形相適應；挑選端銑刀時,刀具的有關(guān)參數(shù),舉薦按以下體會數(shù)據(jù)選?。旱毒甙霃?r 應小于零件內(nèi)輪廓面的最小曲率半徑 ,一般取 r（0.80.9）；教案紙零件的加工高度 夠的剛度；H（ 1/41/6）r,以保證刀具有足對不通孔（深槽）,選取 lH+（510）mm（l 為刀 具 切削部分長度, H 為零件高度）；加工外型及通槽時