數(shù)控銑床編程與操作項(xiàng)目教程 第4版 電子教案 項(xiàng)目五　凹槽加工 任務(wù)一　鍵槽加工

PAGEPAGE8《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)18授課課型授課課時(shí)6課時(shí)授課章節(jié)名稱項(xiàng)目五凹槽加工任務(wù)一鍵槽銑削教學(xué)目標(biāo)知識(shí)目標(biāo)1.理解局部坐標(biāo)系概念；2．熟練應(yīng)用子程序編程；3.掌握坐標(biāo)軸偏移指令；4.掌握鍵槽加工工藝制定方法。能力目標(biāo)1.會(huì)選擇鍵槽銑刀；2.會(huì)進(jìn)行圓弧切向進(jìn)刀；3.會(huì)進(jìn)行鍵槽銑削及尺寸控制。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)鍵槽的銑削編程鍵槽銑削尺寸控制教學(xué)難點(diǎn)圓弧切向進(jìn)刀教學(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(shū)設(shè)計(jì)任務(wù)一鍵槽銑削一、編程指令1.局部坐標(biāo)系概念2.坐標(biāo)系（可編程的）偏移指令（1）指令功能（2）指令格式系統(tǒng)發(fā)那科系統(tǒng)西門(mén)子系統(tǒng)指令格式G52XYZ；坐標(biāo)系偏移。G52X0Y0Z0；取消坐標(biāo)系偏移TRANSXYZ；可編程的零點(diǎn)偏移ATRANSXYZ；附加的編程零點(diǎn)偏移TRANS；指令后面不帶數(shù)值，表示取消當(dāng)前的可編程零點(diǎn)偏移、偏轉(zhuǎn)、鏡像等。（3）指令使用說(shuō)明二、加工工藝分析1.工、量、刃具選擇2.加工工藝方案（1）加工工藝路線（2）合理切削用量選擇三、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[任務(wù)實(shí)施]一、加工準(zhǔn)備二、對(duì)刀三、程序輸入與校對(duì)四、零件加工與尺寸控制；五、評(píng)價(jià)教學(xué)過(guò)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)入新課題在常見(jiàn)的零件上有很多類似鍵槽的內(nèi)輪廓，對(duì)于這樣的輪廓我們可以采用加工內(nèi)輪廓的加工方法加工，但若鍵槽數(shù)量很多時(shí)，如果逐個(gè)編程勢(shì)必會(huì)浪費(fèi)大量的時(shí)間，因此在數(shù)控機(jī)床上常采用子程序的加工方法來(lái)加工鍵槽輪廓?！径啃率谌蝿?wù)一鍵槽銑削[學(xué)習(xí)目標(biāo)]1.知識(shí)目標(biāo)=1\*GB3①理解局部坐標(biāo)系概念；=2\*GB3②熟練應(yīng)用子程序編程；=3\*GB3③掌握坐標(biāo)軸偏移指令；=4\*GB3④掌握鍵槽加工工藝制定方法。2.技能目標(biāo)=1\*GB3①會(huì)選擇鍵槽銑刀；=2\*GB3②會(huì)進(jìn)行圓弧切向進(jìn)刀；=3\*GB3③會(huì)進(jìn)行鍵槽銑削及尺寸控制。一、編程指令1.局部坐標(biāo)系概念如果工件在不同位置有重復(fù)出現(xiàn)的形狀或結(jié)構(gòu)，可把這一部分形狀或結(jié)構(gòu)編寫(xiě)成子程序，主程序在適當(dāng)?shù)奈恢谜{(diào)用、運(yùn)行，即可加工出相同的形狀和結(jié)構(gòu)，從而簡(jiǎn)化編程。而編寫(xiě)子程序時(shí)不可能用工件坐標(biāo)系，必須重新建立一個(gè)子程序的坐標(biāo)系，這種在工件坐標(biāo)系中建立的子坐標(biāo)系稱為局部坐標(biāo)系。如圖所示：加工五個(gè)矩形槽，用子程序編程，方便快捷，工件坐標(biāo)系XOY設(shè)置在左下角，而子程序坐標(biāo)系，即局部坐標(biāo)系則應(yīng)設(shè)置在矩形槽中心，即X，0，Y，，子程序中基點(diǎn)坐標(biāo)是相對(duì)對(duì)于局部坐標(biāo)系X，0，Y，（當(dāng)前坐標(biāo)系）而言，其坐標(biāo)值計(jì)算方便、快捷。2.坐標(biāo)系（可編程的）偏移指令（1）指令功能通過(guò)編程將工件坐標(biāo)系原點(diǎn)偏移到需要的位置，如偏移到局部坐標(biāo)系原點(diǎn)上，使工件坐標(biāo)系與局部坐標(biāo)系重合。（2）指令格式坐標(biāo)系偏移指令格式見(jiàn)表5-1。系統(tǒng)發(fā)那科系統(tǒng)西門(mén)子系統(tǒng)指令格式G52XYZ；坐標(biāo)系偏移。G52X0Y0Z0；取消坐標(biāo)系偏移TRANSXYZ；可編程的零點(diǎn)偏移ATRANSXYZ；附加的編程零點(diǎn)偏移TRANS；指令后面不帶數(shù)值，表示取消當(dāng)前的可編程零點(diǎn)偏移、偏轉(zhuǎn)、鏡像等。其中X、Y、Z為工件坐標(biāo)系中各坐標(biāo)軸方向偏移值（或局部坐標(biāo)系原點(diǎn)在工件坐標(biāo)系中的坐標(biāo)值）。例：將圖5-3中工件坐標(biāo)系分別偏移到槽1#和槽2#幾何中心上，并將刀具移動(dòng)到局部坐標(biāo)系原點(diǎn)處。發(fā)那科系統(tǒng)與西門(mén)子系統(tǒng)程序見(jiàn)表5-2所示。程序段號(hào)程序內(nèi)容（發(fā)那科系統(tǒng)）程序內(nèi)容（西門(mén)子系統(tǒng)）指令說(shuō)明N10G0G54X0Y0G0G54X0Y0刀具移動(dòng)到工件坐標(biāo)系原點(diǎn)O點(diǎn)處N20G52X20Y20Z0G158X20Y20Z0將工件坐標(biāo)系偏移到X20Y20處N30G00X0Y0G00X0Y0在局部坐標(biāo)系中，刀具移動(dòng)到X0Y0處即槽1#幾何中心點(diǎn)N40G52X60Y20Z0G158X60Y20Z0將工件坐標(biāo)系偏移到X60Y20處N50G00X0Y0G00X0Y0在局部坐標(biāo)系中，刀具移動(dòng)到X0Y0處即槽2#幾何中心點(diǎn)N60G52X0Y0Z0G158取消坐標(biāo)系偏移N70G00X0Y0G00X0Y0刀具移動(dòng)到工件坐標(biāo)系原點(diǎn)O點(diǎn)處指令使用說(shuō)明1)坐標(biāo)系偏移指令要求為一個(gè)獨(dú)立程序段。2)坐標(biāo)系偏移指令可以對(duì)所有坐標(biāo)軸零點(diǎn)進(jìn)行偏移。3）后面的偏移指令取代先前的偏移指令（即都是在工件坐標(biāo)系基礎(chǔ)上進(jìn)行偏移）。4）坐標(biāo)系偏移指令有多種，可設(shè)定的偏移（如G54、G55等）、可編程的偏移等。5)發(fā)那科系統(tǒng)說(shuō)明書(shū)中常稱G52指令為局部坐標(biāo)系指令，其含義相同。二、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，試切法對(duì)刀，其它工具見(jiàn)表5-3。（2）量具選擇：輪廓尺寸、槽間距用游標(biāo)卡尺測(cè)量，深度尺寸用深度游標(biāo)卡尺測(cè)量。（3）刃具選擇：刀具直徑選擇主要應(yīng)考慮凹槽拐角圓弧半徑值大小，本課題最小圓弧輪廓半徑R5，所選銑刀直徑應(yīng)小于等于?10，此處選?8；工、量、刃具清單圖號(hào)SKX5-1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級(jí)副1刃具1鍵槽銑刀?8個(gè)12立銑刀?8個(gè)12.加工工藝方案（1）加工工藝路線槽1#、槽2#、槽3#編寫(xiě)一個(gè)子程序，調(diào)用三次。槽4#、槽5#尺寸完全一樣另編一子程序，調(diào)用二次；粗、精加工子程序分別編寫(xiě)，加工時(shí)分別調(diào)用。子程序坐標(biāo)系（局部坐標(biāo)系）建立在槽的幾何中心上，工件坐標(biāo)系建立在工件幾何中心上，用坐標(biāo)系偏移指令后調(diào)用子程序，加工各個(gè)槽。單個(gè)槽加工工藝如下：1）圓弧切入、切出槽加工與內(nèi)輪廓加工類似無(wú)法沿輪廓延長(zhǎng)線方向切入、切出時(shí)，一般都沿法向切入、切出，也可沿槽內(nèi)輪廓切向切入、切出；具體做法是沿內(nèi)輪廓設(shè)置一過(guò)渡圓弧切入和切出工件輪廓，如圖5-4加工圓形槽切入、切出路徑。圖5-5為加工鍵槽使用刀具半徑補(bǔ)償后再設(shè)置圓弧切入、切出路徑。2）銑削方向的確定與內(nèi)輪廓加工一樣，順銑時(shí)由于切削厚度由厚變薄，刀具磨損少，表面質(zhì)量較高；故一般都采用順銑方式。當(dāng)銑刀沿槽輪廓逆時(shí)針?lè)较蜚娤鲿r(shí)。3）銑削路徑銑削凹槽時(shí)仍采用行切和環(huán)切相結(jié)合的方式進(jìn)行銑削，以保證能完全切除槽中余量。（2）合理切削用量選擇表5-4粗、精銑削用量刀具工作內(nèi)容F(mm/min)n(r/min)高速鋼鍵槽銑刀粗銑（T1）垂直進(jìn)給深度方向留0.3mm精加工余量501000表面直線進(jìn)給輪廓留0.3mm精加工余量701000表面圓弧進(jìn)給輪廓留0.3mm精加工余量701000高速鋼立銑刀精銑（T2）垂直進(jìn)給501200表面直線進(jìn)給601200表面圓弧進(jìn)給601200三、參考程序編制1.工件坐標(biāo)系建立工件坐標(biāo)系X、Y零點(diǎn)應(yīng)建立在設(shè)計(jì)基準(zhǔn)上，即建立在工件幾何中心上；Z方向零點(diǎn)設(shè)置在工件上表面。子程序坐標(biāo)系（局部坐標(biāo)系）X、Y零點(diǎn)建立在鍵槽幾何中心上，Z零點(diǎn)仍設(shè)置在工件上表面上。2.基點(diǎn)坐標(biāo)計(jì)算鍵槽幾何中心在工件坐標(biāo)系中的坐標(biāo)見(jiàn)表5-5，即采用坐標(biāo)系偏移指令偏移值。表5-5鍵槽幾何中心點(diǎn)坐標(biāo)槽1（-20，20）槽2（0，0）槽3（20，-20）槽4（-20，-20）槽5（20，20）

子程序中局部坐標(biāo)系為鍵槽幾何中心，局部坐標(biāo)系中基點(diǎn)A、B、C、D點(diǎn)（見(jiàn)圖5-6）在局部坐標(biāo)系中的坐標(biāo)值見(jiàn)表5-6所示。槽1、2、3A（7.5，-5）槽4、5A(10，-7.5)B（7.5，5）B(10，7.5)C（-7.5，5）C(-10，7.5)D（-7.5，-5）D(-10，-7.5)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(kāi)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、仿真加工四、自動(dòng)加工及尺寸控制精加工時(shí)刀具T02D02半徑補(bǔ)償值設(shè)為4.1，運(yùn)行完精加工程序后，測(cè)量輪廓實(shí)際尺寸，重新修調(diào)刀具半徑補(bǔ)償值。具體如下：如測(cè)得槽4寬度15+0.050實(shí)際尺寸14.70mm，比圖紙尺寸要求還小0.3～0.35mm，單邊小0.15～0.175mm，取中間值為0.163mm,則把T02D02刀具半徑補(bǔ)償值修改為4.1-0.163=3.937mm五、檢測(cè)與評(píng)分[操作注意事項(xiàng)]1.加工中應(yīng)注意刀具半徑、長(zhǎng)度補(bǔ)償?shù)葏?shù)的設(shè)定與修改。2.精加工時(shí)應(yīng)選能垂直進(jìn)刀的立銑刀或用鍵槽銑刀替代。3.加工凹槽時(shí)，在標(biāo)準(zhǔn)的刀具半徑基礎(chǔ)上，刀具半徑補(bǔ)償值越大，其加工尺寸越小，反之亦然。4.若槽寬度尺寸過(guò)小無(wú)法采用圓弧切入、切出時(shí)，只能采用沿輪廓法向進(jìn)刀方法切入、切出，切入、切出點(diǎn)選擇在輪廓交點(diǎn)上。5.工件裝夾在平口鉗上應(yīng)校平上表面，否則凹槽深度尺寸不易控制；加工中也可以在對(duì)刀前（或程序中）用盤(pán)銑刀銑平上表面。【三】總結(jié)與經(jīng)驗(yàn)分享【二】作業(yè)布置1.什么是局部坐標(biāo)系？在局部坐標(biāo)系中，坐標(biāo)值是相對(duì)于哪個(gè)坐標(biāo)系而言的？2編程過(guò)程中如何理解當(dāng)前坐標(biāo)系？3.發(fā)那科與西門(mén)子坐標(biāo)軸偏移指令有何異同？4.如圖5-7零件，試用子程序、坐標(biāo)軸偏移指令進(jìn)行編程、加工。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、講解局部坐標(biāo)系及子程序概念老師舉例分析，引導(dǎo)學(xué)生理解子程序及局部坐標(biāo)系分析講解坐標(biāo)系偏移指令代碼及使用舉例引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用坐標(biāo)系偏移指令編程及使用注意事項(xiàng)引導(dǎo)學(xué)生分析本次課用到的工、量、刃具按圖分析銑槽工藝分析銑槽圓弧切入、切出方式及銑削方向?qū)|(zhì)量影響分析課題銑槽用量引導(dǎo)學(xué)生完成課題零件加工程序編寫(xiě)提示安全注意事項(xiàng)，引導(dǎo)學(xué)生做好加工準(zhǔn)備、對(duì)刀工作分析槽尺寸精度控制方法，指導(dǎo)學(xué)生完成零件加工并評(píng)分提醒安全生產(chǎn)、文明生產(chǎn)要求引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)與經(jīng)驗(yàn)分享觀看成品，思考理解、思考并記錄零件圖理解學(xué)習(xí)目標(biāo)看圖、聽(tīng)講、思考、記錄討論、分析、思考、記錄并能理解其含義聽(tīng)講、思考、記錄、理解分組思考、討論、得出結(jié)論看圖、思考、分析聽(tīng)講、思考并記錄聽(tīng)講、分析、思考討論、思考并完成任務(wù)討論、