數(shù)控銑床編程與操作項目教程 第4版 電子教案 項目二　平面油槽加工 任務(wù)一　直線型油槽加工

PAGEPAGE2《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6授課課型授課課時6課時授課章節(jié)名稱項目二平面油槽加工任務(wù)一直線型油槽加工教學(xué)目標(biāo)知識目標(biāo)1.掌握N、F、S、T、M、G等七大類程序字功能；2.掌握G00、G01、M指令及應(yīng)用；3.會編制完整數(shù)控加工程序；4.了解發(fā)那科系統(tǒng)與西門子系統(tǒng)常用G指令。能力目標(biāo)1.會制定加工方案；2.會進行空運行及單段加工；3.能按要求加工出直線型油槽。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.掌握N、F、S、T、M、G等七大類程序字功能；2.掌握G00、G01、M指令及應(yīng)用；教學(xué)難點編制完整數(shù)控加工程序教學(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)一直線型油槽加工一、程序指令1.七大類數(shù)控機床程序字（功能字）1）順序號字（或程序段號）地址：N從N1—N99999999，（2）尺寸字地址：XYZ（3）進給功能字地址：F（4）主軸轉(zhuǎn)速功能字地址：S（5）刀具功能字地址：T（6）輔助功能字地址：M從M00—M99（或M999）（7）準(zhǔn)備功能字（G代碼或G功能字）地址：G從G00到G99（或G999）2.快速點定位G00（或G0）指令（1）指令功能（2）指令格式G00XYZ（3）指令使用說明2.直線插補G01（或G1）指令（1）指令功能（2）指令格式G01XYZ（3）指令使用說明二、加工工藝分析1.工、量、刃具選擇2.加工工藝方案3.參考程序編制[任務(wù)實施]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)入新課題數(shù)控銑床能夠通過用戶給定的指令來進行坐標(biāo)軸以此切削工件，工件輪廓主要是由一些直線和圓弧和其他一些曲線組成，其中加工直線輪廓是最簡單的加工方式?！径啃率谌蝿?wù)一直線型油槽加工[學(xué)習(xí)目標(biāo)]1.知識目標(biāo)=1\*GB3①掌握N、F、S、T、M、G等七大類程序字功能；=2\*GB3②掌握G00、G01、M指令及應(yīng)用；=3\*GB3③會編制完整數(shù)控加工程序；=4\*GB3④了解發(fā)那科系統(tǒng)與西門子系統(tǒng)常用G指令。2.技能目標(biāo)=1\*GB3①會制定油槽加工工藝方案；=2\*GB3②會進行空運行及單段加工方法；=3\*GB3③能按要求加工出直線型油槽。[知識學(xué)習(xí)]一、程序指令1.七大類數(shù)控機床程序字（功能字）數(shù)控機床每個程序字表示一種功能，由程序字組成一個個程序段，完成數(shù)控機床某一預(yù)定動作。（1）順序號字（或程序段號）地址：N從N1—N99999999，一般放在程序段首功能：表示該程序段的號碼。如：N10…N20…N30…指令使用說明：順序號字不代表數(shù)控機床執(zhí)行順序，可以不連續(xù)，一般由小到大排列，僅用于程序的校對和檢索。（2）尺寸字地址：XYZ（此外還有A、B、C，I、J、K等）功能：表示機床上刀具運動到達(dá)的坐標(biāo)位置或轉(zhuǎn)角。（3）進給功能字地址：F功能：表示刀具切削加工時進給速度的大小，數(shù)控車床進給速度的單位一般為毫米/轉(zhuǎn)（mm/r）；數(shù)控銑床進給速度的單位一般為毫米/分鐘（mm/min）。如：N10G1X20Y10F70表示刀具進給時速度為70mm/min。（4）主軸轉(zhuǎn)速功能字地址：S功能：表示主軸的轉(zhuǎn)速，單位：轉(zhuǎn)/分鐘（r/min）。如：S1500表示主軸轉(zhuǎn)速為1500轉(zhuǎn)/分鐘。（5）刀具功能字地址：T功能：表示指定加工時所選用的刀具號。如：T6表示選6號刀（6）輔助功能字地址：M從M00—M99（或M999），前置的“0”可省略不寫，如M02與M2、M03與M3可以互用。功能：表示數(shù)控機床輔助裝置的接通和斷開，一般由PLC（可編程序控制器）控制，指令含義指令含義M00程序停止M05主軸停止M01計劃停止M06換刀M02程序結(jié)束M08切削液開M03主軸正轉(zhuǎn)M09切削液關(guān)M04主軸反轉(zhuǎn)M30程序結(jié)束（7）準(zhǔn)備功能字（G代碼或G功能字）地址：G從G00到G99（或G999），前置的“0”可以省略。如G00與G0，G01與G1等可以互用。功能：是建立機床或控制系統(tǒng)工作方式的一種命令。指令使用說明：1）不同數(shù)控系統(tǒng)G代碼各不相同，同一數(shù)控系統(tǒng)中不同型號G代碼也有變化，使用中應(yīng)以數(shù)控機床使用說明書為準(zhǔn)。2）G代碼有模態(tài)代碼和非模態(tài)代碼兩種，模態(tài)代碼一經(jīng)使用持續(xù)有效，直至同組的G代碼出現(xiàn)為止。非模態(tài)代碼僅在本程序段中有效，又稱程序段有效代碼。2.快速點定位G00（或G0）指令（1）指令功能指刀具以機床規(guī)定的速度（快速）運動到目標(biāo)點。（2）指令格式G00XYZ其中X、Y、Z為目標(biāo)點的坐標(biāo)。（3）使用說明1）用G00指令快速移動時地址F下編程的進給速度無效。2）G00一經(jīng)使用持續(xù)有效，直到同組G代碼（G1、G2、G3…）取代為止。3）G00指令刀具運動速度快，容易撞刀，只能使用在退刀及空中運行的場合，能減少運動時間，提高效率。4）向下運動時，不能以G00速度運動切入到工件上，一般應(yīng)離工件有3～10mm的安全距離，也不能在移動過程中碰到機床、夾具等，如圖所示，刀具空間快速運動至P點（40，30，5）,數(shù)控程序為“G00X40Y30Z5”3.直線插補G01（或G1）指令（1）指令功能刀具以給定的進給速度運動到目標(biāo)點。（2）指令格式G01XYZF其中X、Y、Z為目標(biāo)點的坐標(biāo)，F(xiàn)為刀具進給速度大小，單位一般為毫米/分鐘（mm/min）。例：如圖，刀具起點在P1點，直線加工至P2點，再直線加工至P3點，數(shù)控程序為：N20G1X80Y90F70；由P1直線插補至P2，進給速度為70mm/min。N30X120Y70；由P2直線插補至P3，(G1、F70為續(xù)效指令可不寫)。指令使用說明用于直線切削加工，必須給定刀具進給速度。2）G01為續(xù)效代碼，一經(jīng)使用持續(xù)有效，直到同組G代碼（G0、G2、G3…）取代為止。3）刀具空間運行或退刀時用此指令則運動時間長，效率低。三、加工工藝分析1.工、量、刃具選擇（1）工具選擇：工件采用平口鉗裝夾，下用墊鐵支承，其它工具見表2-5。（2）量具選擇：加工尺寸精度要求不高，量具用0～150mm游標(biāo)卡尺，另用百分表校正平口鉗，具體規(guī)格、參數(shù)見表2-5（3）刀具選擇：本課題加工油槽深度為1mm，加工材料為硬鋁，銑刀直徑選取與油槽寬度相同為3mm2.加工工藝方案（1）加工工藝路線不用分粗、精加工，一次垂直下刀至深度尺寸加工出油槽。加工路線考慮路徑最短原則即可，對于不連續(xù)油槽，刀具應(yīng)注意設(shè)置抬刀工藝，如圖所示，參考路線如下：刀具從P1點下刀→直線加工至P2點→直線加工至P3點→直線加工至P4點→抬刀（加工“Z”字型油槽）?！毒呖臻g移動至P5點上方→下刀→直線加工至P6點→直線加工至P7點→抬刀→刀具空間移動至P8點上方→下刀→直線加工至P6點→抬刀（加工“Y”型油槽）?！毒呖臻g移至P9點上方→下刀→直線加工至P12→抬刀→刀具空間移動至P11點上方→下刀→直線加工至P10點→抬刀結(jié)束（加工“X”型油槽）。（2）合理切削用量選擇加工材料為硬鋁，硬度較低，切削力較小，主軸轉(zhuǎn)速可選較高；刀具直徑較小，進給速度應(yīng)選擇較??；字深1mm，一次下刀至深度，具體如下：主軸轉(zhuǎn)速：1200r/min進給速度：垂直加工50mm/min表面加工70mm3.參考程序編制（1）工件坐標(biāo)系建立（2）基點坐標(biāo)計算基點坐標(biāo)（X，Y）基點坐標(biāo)（X，Y）基點坐標(biāo)（X，Y）P1（5，35）P5（30，35）P9（55，35）P2（25，35）P6（40，20）P10（55，5）P3（5，5）P7（40，5）P11（75，35）P4（25，5）P8（50，35）P12（75，5）（3）程序編制=1\*GB3①將機床坐標(biāo)系原點偏置到工件坐標(biāo)系原點指令：G54、G55、G56、G57等。=2\*GB3②主軸啟動及轉(zhuǎn)速指令：M03（或M04反轉(zhuǎn)很少用）、S指令代碼等。=3\*GB3③加工所用的刀具號即：T指令代碼如T1、T2等。=4\*GB3④切削液打開指令即：M08（如不用切削液則可不編寫）。=5\*GB3⑤發(fā)那科系統(tǒng)初始狀態(tài)設(shè)置指令如：取消刀具半徑補償（G40）、取消長度補償（G49）、絕對尺寸編程（G90）、每分鐘進給速度（G94）、公制尺寸輸入（G21）、取消固定循環(huán)（G80）、取消坐標(biāo)系偏轉(zhuǎn)（G69）、XY平面選擇（G17）等指令。西門子系統(tǒng)初始狀態(tài)指令可不必編寫。=6\*GB3⑥刀具起點位置（也可不設(shè)置刀具起點位置但必須保證刀具運行時不發(fā)生撞刀）。以上加工準(zhǔn)備指令可寫在同一程序段內(nèi)也可分別寫在不同程序段內(nèi)；大多數(shù)加工程序第一段、第二段程序都差不多，不同的是工藝參數(shù)數(shù)值略有差異。如：N10G54G40G90G94M3S1200T01N20M08G0X0Y0Z100（發(fā)那科系統(tǒng)在第一、二段程序內(nèi)還需編寫其它初始狀態(tài)設(shè)置指令）。準(zhǔn)備工作做好后就可編寫其它加工程序段。（4）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.工件裝夾二、對刀三、空運行1．發(fā)那科系統(tǒng)（1）空運行操作=1\*GB3①按參數(shù)鍵。=2\*GB3②按軟鍵[坐標(biāo)系]。=3\*GB3③把基礎(chǔ)坐標(biāo)系中Z方向值變?yōu)?50（把刀具抬高，避免撞刀）。=4\*GB3④選擇MEM工作模式，按下空運行開關(guān)，按下循環(huán)啟動按鈕，觀察程序及加工軌跡。=5\*GB3⑤空運行結(jié)束后，把空運行開關(guān)復(fù)位，基礎(chǔ)坐標(biāo)系中Z值恢復(fù)為0。（2）機床鎖住操作（3）輔助功能鎖住操作2．西門子系統(tǒng)=1\*GB3①把基礎(chǔ)坐標(biāo)系中Z方向值設(shè)為+50（把刀具抬高，避免撞刀）。=2\*GB3②按鍵選擇自動加工模式，按程序管理鍵，打開并執(zhí)行需要運行的程序。=3\*GB3③按程序控制軟鍵，出現(xiàn)如圖2-5界面，按光標(biāo)移動鍵，將光標(biāo)移至處，按選擇鍵選中空運行”，按數(shù)控啟動鍵即可現(xiàn)實機床以規(guī)定的速度快速運行程序。=4\*GB3④若按程序測試有效軟鍵，則機床鎖住，只快速運行程序一遍，刀具不移動。四、零件單段運行加工五、零件加工及評分[操作注意事項]1）加工時垂直進給，刀具只能選用二齒鍵槽銑刀不能使用立銑刀加工。2）刀具、工件應(yīng)按要求夾緊。3）對刀操作應(yīng)準(zhǔn)確熟練，時刻注意手動移動方向及調(diào)整進給倍率大小，避免因移動方向錯誤和進給倍率過大發(fā)生撞刀現(xiàn)象。4）加工前應(yīng)仔細(xì)檢查程序，尤其檢查垂直下刀是否用G00指令、一個輪廓加工完畢有沒有抬刀等容易產(chǎn)生撞刀現(xiàn)象的關(guān)健程序。5）加工時應(yīng)關(guān)好防護門。6）首次切削禁止采用自動方式加工以避免意外事故發(fā)生。7）發(fā)那科系統(tǒng)機床坐標(biāo)系和工件坐標(biāo)系的位置關(guān)系在機床鎖住前后有可能不一致，故使用機床鎖住功能后，應(yīng)手動重回參考點。8）盡可能采用機床鎖?。ㄎ鏖T子系統(tǒng)是程序測試）功能檢驗程序，若采用空運行，則必須抬高刀具，避免發(fā)生撞刀事故。9）如有意外事故發(fā)生，按復(fù)位鍵或緊急停止按鈕，查找原因?！救砍晒窒砼c展示【二】作業(yè)布置1.如何編寫完整加工一個零件的數(shù)控程序？2.常用數(shù)控程序功能字有哪些？各有何功能？3.G00、G01指令格式如何？二者有何區(qū)別？4.做一做：編寫加工圖2-6所示油槽的程序（油槽深1mm）并進行加工。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)出示任務(wù)，帶領(lǐng)學(xué)生讀懂零件圖并提出問題分析、講解本次課知識、技能目標(biāo)講解順序號字代碼及功能講解尺寸字及進給功能字代碼及功能講解主軸轉(zhuǎn)速功能字、刀具功能字給功能字代碼及功能舉例說兩種功能應(yīng)用出示圖表，講解輔助功能字作用、代碼含義講解準(zhǔn)備功能字代碼及使用事項舉例分析、講解快速點定位指令、格式、運用說明舉例分析、講解快速點定位指令、格式、運用說明老師引導(dǎo)學(xué)生分析本課題使用工、量、刃具老師給學(xué)生講解加工路線教師給學(xué)生講解切削用量選擇的原則引導(dǎo)學(xué)生分析基點坐標(biāo)引導(dǎo)學(xué)生分析一個完整程序編寫方法引導(dǎo)學(xué)生做好零件加工前的各項準(zhǔn)備工件講解并操作演示兩種系統(tǒng)的空運及設(shè)置引導(dǎo)學(xué)生進行零件加工分析講解注意事項引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)并分享本次內(nèi)容及成果觀看、思考看圖思考解決方案理解并記錄零件圖聽講、思考聽講、記錄聽講、記錄聽講、記錄聽講、記錄聽講、記錄聽講、記錄、思考聽講、記錄、思考討論、思考、分析、得出結(jié)論進行分享聽講、思考、記錄講聽、記錄討論、思考、記算思考、討論、記錄聽講、討論并分組完成相應(yīng)工件觀看、模仿分組進行零件加工聽講、記錄總結(jié)