數(shù)控銑床編程與操作項(xiàng)目教程 第4版 電子教案 項(xiàng)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(xiàng)目教程》教案授課班級(jí)班級(jí)人數(shù)授課教師課題序號(hào)15授課課型授課課時(shí)6課時(shí)授課章節(jié)名稱項(xiàng)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(shí)目標(biāo)1.掌握?qǐng)A弧過渡、直線過渡指令及編程；2.掌握刀具半徑補(bǔ)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(huì)進(jìn)行平面外輪廓加工及尺寸控制；2.會(huì)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(dòng)態(tài)度和職業(yè)素養(yǎng)；3.培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)合作精神。教學(xué)重點(diǎn)1.圓弧過渡、直線過渡、刀具半徑補(bǔ)償指令及使用2.平面輪廓的尺寸控制方法教學(xué)難點(diǎn)1.刀具半徑補(bǔ)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(jì)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(bǔ)償指令（G41/G42）（1）指令功能（2）指令代碼G41：刀具半徑左補(bǔ)償G42：刀具半徑右補(bǔ)償G40：取消刀具半徑補(bǔ)償（3）指令格式G0/G1G41XYD；建立刀具半徑左補(bǔ)償G0/G1G42XYD；建立刀具半徑右G0/G1G40XY；取消刀具半徑補(bǔ)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(bǔ)償指令加工內(nèi)、外輪廓和內(nèi)角時(shí)，引起的過切現(xiàn)象：[任務(wù)實(shí)施]一、加工準(zhǔn)備二、對(duì)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(píng)價(jià)教學(xué)過程主要教學(xué)內(nèi)容及步驟教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)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(shí)目標(biāo)=1\*GB3①掌握?qǐng)A弧過渡、直線過渡指令及編程；=2\*GB3②掌握刀具半徑補(bǔ)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(huì)進(jìn)行平面外輪廓加工及尺寸控制；=2\*GB3②會(huì)解決平面外輪廓多余材料的處理方法。[知識(shí)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(bǔ)或直線與圓弧插補(bǔ)之間自動(dòng)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(diǎn)的坐標(biāo)；F：指定進(jìn)給速度；C：指定拐角頂點(diǎn)到拐角起點(diǎn)或拐角終點(diǎn)的距離X、Y：指定拐角點(diǎn)的坐標(biāo)；CHF：指定倒角部分的長度F：指定進(jìn)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(gè)程序段中不含移動(dòng)指令時(shí)，則不能進(jìn)行倒角。（4）不能進(jìn)行任意角度倒角。（5）指定倒角程序段后面必須是直線插補(bǔ)或圓弧插補(bǔ)程序段，其間可插入G04程序段，否則會(huì)報(bào)警。2．倒圓（圓弧過渡）指令在直線與直線插補(bǔ)或直線與圓弧插補(bǔ)之間自動(dòng)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(diǎn)絕對(duì)坐標(biāo)F：指定進(jìn)給速度R：指定拐角圓弧半徑X、Y：指定拐角點(diǎn)絕對(duì)坐標(biāo)RND：指定拐角圓弧半徑F：指定進(jìn)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(gè)程序段中不含移動(dòng)指令時(shí)，則不能進(jìn)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(huì)報(bào)警。3.刀具半徑補(bǔ)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(gè)半徑值，編程時(shí)只需按零件輪廓編程，不需要計(jì)算刀具中心運(yùn)動(dòng)軌跡，從而方便、簡化計(jì)算和程序編制。（2）指令代碼G41：刀具半徑左補(bǔ)償G42：刀具半徑右補(bǔ)償G40：取消刀具半徑補(bǔ)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(bǔ)償G0/G1G42XYD；建立刀具半徑右補(bǔ)償G0/G1G40XY；取消刀具半徑補(bǔ)償G40；僅取消偏置方式G0/G1G41XY；建立刀具半徑左補(bǔ)償G0/G1G42XY；建立刀具半徑右補(bǔ)償G0/G1G40XY；取消刀具半徑補(bǔ)償G40；僅取消偏置方式刀具半徑左補(bǔ)償、右補(bǔ)償方向判別：在補(bǔ)償平面內(nèi)，沿著刀具進(jìn)給方向看刀具在輪廓左邊用左補(bǔ)償，沿著刀具進(jìn)給方向看刀具在輪廓右邊，用右補(bǔ)償。如圖4-9所示。圖4-圖4-9（4）指令使用刀具補(bǔ)償過程可分為：建立刀具半徑補(bǔ)償、使用刀具半徑補(bǔ)償、撤消刀具半徑補(bǔ)償三個(gè)步驟。=1\*GB3①建立補(bǔ)償時(shí)，刀具以直線運(yùn)動(dòng)接近工件輪廓，并在輪廓起始點(diǎn)處與軌跡切向垂直。如P1點(diǎn)坐標(biāo)為（20，10），執(zhí)行刀具半徑補(bǔ)償指令N20G1G=2\*GB3②使用刀具半徑補(bǔ)償，建立刀具半徑補(bǔ)償指令后刀具在運(yùn)行中始終按偏離一個(gè)刀具半徑值進(jìn)行移動(dòng)，。系統(tǒng)在進(jìn)入補(bǔ)償（G41/G42）狀態(tài)時(shí)不得變換補(bǔ)償平面，否則會(huì)發(fā)生報(bào)警。=3\*GB3③刀具半徑補(bǔ)償?shù)娜∠肎40取消刀具半徑補(bǔ)償。只有在直線移動(dòng)命令中才能取消補(bǔ)償運(yùn)行，否則只能取消補(bǔ)償狀態(tài)。例：如圖4-12，工件銑削3mm深，建立刀補(bǔ)前的刀具位置坐標(biāo)為（-15，-20），采用刀具半徑右補(bǔ)償，則加工程序?yàn)椋òl(fā)那科N10G54GN20G0X-15Y-20Z5；快速移動(dòng)到補(bǔ)償前位置點(diǎn)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(dòng)命令中才可以進(jìn)行G41/G42選擇，取消補(bǔ)償時(shí)也只有在移動(dòng)命令中才行。2）刀具半徑補(bǔ)償指令應(yīng)指定所在的補(bǔ)償平面（G17/G18/G19）。3)建立刀具半徑補(bǔ)償G41/G42程序段之后應(yīng)緊接著是工件輪廓的第一個(gè)程序段（除M指令或在補(bǔ)償?shù)钠矫鎯?nèi)沒有位移的程序段）。4)在使用刀具半徑補(bǔ)償過程中不可以切換補(bǔ)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(gè)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(hào)SKX4-2-1種類序號(hào)名稱規(guī)格精度單位數(shù)量工具1平口鉗QH135個(gè)12扳手把13平行墊鐵副14塑膠榔頭個(gè)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(gè)14粗糙度樣板N0～N112副1刃具1鍵槽銑刀?16個(gè)12立銑刀?16個(gè)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(shí)，一般采用立銑刀側(cè)刃進(jìn)行切削，當(dāng)銑刀沿工件輪廓切向切入工件時(shí)，也會(huì)在切入處產(chǎn)生刀痕。故切入、切出時(shí)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(shí)針方向銑削時(shí)，銑刀旋轉(zhuǎn)方向與工件進(jìn)給方向一致為順銑；銑刀沿工件輪廓逆時(shí)針方向銑削時(shí)，銑刀旋轉(zhuǎn)方向與工件進(jìn)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(shí)宜采用沿工件順時(shí)針方向銑削。如圖：3）銑削路線刀具由1點(diǎn)運(yùn)行至2點(diǎn)（軌跡的延長線上）建立刀具半徑補(bǔ)償，然后按3→4→5→…→16→17的順序銑削加工。切出時(shí)由17點(diǎn)插補(bǔ)到18點(diǎn)時(shí)取削刀具半徑補(bǔ)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(dòng)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(bǔ)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(diǎn)坐標(biāo)計(jì)算（3）參考程序[任務(wù)實(shí)施]一、加工準(zhǔn)備1.檢查毛坯尺寸。2.開機(jī)、回參考點(diǎn)。3.程序輸入4.工件裝夾5.刀具裝夾二、對(duì)刀三、機(jī)床刀具半徑補(bǔ)償值的調(diào)整發(fā)那科系統(tǒng)按參數(shù)鍵，按（補(bǔ)正）軟鍵出現(xiàn)如圖4畫面；把光標(biāo)移動(dòng)至所用刀具號(hào)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(hào)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(dòng)加工及尺寸控制用?16立銑刀進(jìn)行精加工。粗加工輪廓時(shí)把機(jī)床中刀具半徑補(bǔ)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(shí)機(jī)床中刀具半徑補(bǔ)償值先設(shè)置為8.2mm，運(yùn)行完精加工程序后，根據(jù)輪廓實(shí)測尺寸再修改機(jī)床中刀具半徑補(bǔ)償值，然后重新運(yùn)行精加工程序，具體做法如下：若第一次運(yùn)行精加工程序后，用游標(biāo)卡尺測得輪廓700-0.1實(shí)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(jī)床中刀具半徑補(bǔ)償值應(yīng)修改為8.2-0.25=7.95mm，然后重新運(yùn)行精加工程序進(jìn)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(píng)分[操作注意事項(xiàng)]1.加工前應(yīng)設(shè)置好機(jī)床中半徑補(bǔ)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(shí)應(yīng)及時(shí)測量和修改機(jī)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(shí)，通常改變刀具半徑補(bǔ)償值的方法實(shí)現(xiàn)。6.銑削平面外輪廓時(shí)盡量采用順銑方式?！救靠偨Y(jié)與經(jīng)驗(yàn)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(bǔ)償方向？3.什么是刀具半徑補(bǔ)償？使用刀具半徑補(bǔ)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(duì)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(gè)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(xiàng)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(huì)用指令編程，注意指令使用中問題分析講解刀具半徑補(bǔ)償指令代碼、格式用按圖分析左右補(bǔ)償含義分析講解刀具半徑補(bǔ)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(bǔ)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、