數控銑床編程與操作項目教程 第4版 教案匯 朱明松 項目4-6　輪廓加工-零件綜合加工和CAD、CAM加工

PAGEPAGE6《數控銑床編程與操作項目教程》教案授課班級班級人數授課教師課題序號14授課課型授課課時6課時授課章節(jié)名稱項目四輪廓加工任務一平面加工教學目標知識目標1.了解平面銑刀的選用；2.了解公、英制尺寸設定指令；3.掌握進給速度單位設定指令（G94、G95）；4.掌握平面銑削工藝的制定及編程方法。能力目標1.會銑削平面；2.會進行平面質量控制。情感目標1.養(yǎng)成文明生產、安全生產習慣；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。教學重點平面銑削工藝制定平面質量的控制方法教學難點平面質量的控制方法教學方法講授法、討論法、演示法、自主學習法、探究法、訓練法教學資源網絡資源，教學視頻，相關PPT，配套練習題、數控銑床及其工藝裝備板書設計任務一平面加工一、編程指令1.公、英制尺寸設定指令（1）指令功能（2）指令代碼數控系統(tǒng)公制英制發(fā)那科系統(tǒng)G21G20西門子系統(tǒng)G71G70（3）指令使用說明2.進給速度單位設定指令（1）指令功能（2）指令格式G94F_；每分鐘進給量G95F_；每轉進給量（3）每分鐘進給量與每轉進給量關系F=nfF：每分鐘進給量n：主軸轉速f：每轉進給量（4）指令使用說明二、加工工藝分析2.加工工藝方案（1）端面銑削方式（2）平面銑削工藝路徑三、參考程序編制[任務實施]教學過程主要教學內容及步驟教師活動學生活動教學目標【一】導入新課題平面加工是我們常見的加工方法之一，特別是針對箱體類零件，平面加工一般采用大直徑的盤銑刀，也可采用小直徑的銑刀銑削?！径啃率谌蝿找黄矫婕庸學習目標]1.知識目標=1\*GB3①了解平面銑刀的選用；=2\*GB3②了解公、英制尺寸設定指令；=3\*GB3③掌握進給速度單位設定指令（G94、G95）；=4\*GB3④掌握平面銑削工藝的制定及編程方法。2.技能目標=1\*GB3①會銑削平面；=2\*GB3②會進行平面質量控制。[知識學習]一、編程指令1.公、英制尺寸設定指令（1）指令功能公、英制尺寸設定指令是指選定輸入的尺寸是英制還是公制。（2）指令代碼指令代碼見表4-1數控系統(tǒng)公制英制發(fā)那科系統(tǒng)G21G20西門子系統(tǒng)G71G70發(fā)那科系統(tǒng)與西門子系統(tǒng)公、英制尺寸輸入編程示例見表4-2。發(fā)那科系統(tǒng)西門子系統(tǒng)含義說明N10G20N10G0G70X10Y30開始輸入英制尺寸N15G0X10Y30…G20或G70繼續(xù)有效N20X40Y50N20X40Y50…………N80G21N80G71X19Z20開始輸入公制尺寸N85X19Z20…繼續(xù)為公制尺寸輸入指令使用說明1）發(fā)那科系統(tǒng)G20、G21指令必須在設定坐標系之前，并在程序的開頭以單獨程序段指定。2）西門子系統(tǒng)G70、G71指令不需要單獨寫一程序段。3）在程序段執(zhí)行期間，均不能切換公、英制尺寸輸入指令。4）G20、G21（G70、G71）均為模態(tài)有效指令。5）在公制/英制轉換之后，將改變下列值的單位制。=1\*GB3①由F代碼指定的進給速度。=2\*GB3②位置指令。=3\*GB3③工件零點偏移值。=4\*GB3④刀具補償值。=5\*GB3⑤手搖脈沖發(fā)生器的刻度單位。=6\*GB3⑥在增量進給中的移動距離。2.進給速度單位設定指令（1）指令功能確定直線插補或圓弧插補中進給速度的單位。（2）指令格式G94F_；每分鐘進給量，單位分別為mm/min、inch/minG95F_；每轉進給量，單位分別為mm/r、inch/r例：N10G94F100；進給速度為100mm/min…；N100S400M3；主軸正轉，轉速為400r/minN110G95F0.5；進給速度為0.5mm/r（3）每分鐘進給量與每轉進給量關系F=nfF：每分鐘進給量n：主軸轉速f：每轉進給量例：每轉進給量為0.15mm/r,主軸轉速為1000r/min，則每分鐘進給量F=nf=0.15×1000=150(mm/min)。（4）指令使用說明1）數控車床中常默認G95有效，數控銑床中常默認G94有效。G95指令只有在主軸為旋轉軸時才有意義。G94、G95更換時要求寫入一個新的地址F。4）G94、G95均為模態(tài)有效指令。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：盤銑刀表4-5工、量、刃具清單工、量、刃具清單圖號SKX4-1-1種類序號名稱規(guī)格精度單位數量工具1平口鉗QH135個12扳手把13平行墊鐵副14平板300×3001級副15塑膠榔頭個1量具1游標卡尺0～150mm0.02把12百分表及表座0～10mm0.01個13直角尺900個14粗糙度樣板N0～N112級副1刃具1鍵槽銑刀?20個12立銑刀?20個12.加工工藝方案（1）端面銑削方式圖4-4端面銑削方式端面銑削時根據銑刀相對于工件安裝位置不同可分為對稱銑削和不對稱銑削兩種，見圖4-4所示。端面對稱銑削：端銑刀軸線位于銑削弧長的中心位置；銑刀切入點到銑刀軸線位置為切入部分（切入角為δ），切削厚度由小變大，相當于逆銑。銑刀軸線到銑刀切出點為切出部分（切出角為-δ），切削厚度由大變小，相當于順銑。端面不對稱銑削：端面不對稱銑削又分為不對稱順銑和不對稱逆銑兩種；當切入部分多于切出部分（或切入角δ大于切出角-δ）為不對稱逆銑，如圖4-4b所示；切出部分大于切入部分（或切入角δ小于切出角-δ）為不對稱順銑，如圖4-4c所示；其中不對稱逆銑對刀具損壞影響最大，不對稱順銑對刀具損壞影響最小。（2）平面銑削工藝路徑a.單向平行切削路徑刀具以單一的順銑或逆銑方式切削平面，如圖。b.往復平行銑切路徑刀具以順、逆銑混合方式切削平面，如圖4-5。c.環(huán)切切削路徑刀具以環(huán)狀走刀方式銑削平面，可從里向外或從外向里的方式，如圖。圖4-5平面銑削路徑通常粗銑平面采用往復平行切削法，切削效果好，空刀時間少。精銑平面采用單向平行切削路徑，表面質量易于保證。（3）六個平面加工步驟=1\*GB3①粗、精加工上表面。=2\*GB3②粗、精加工下表面，控制厚度尺寸。=3\*GB3③粗、精加工左（右）側面。=4\*GB3④粗、精加工右（左）側面，控制長度尺寸。=5\*GB3⑤粗、精加工前（后）側面。=6\*GB3⑥粗、精加工后（前）側面，控制寬度尺寸。（4）合理切削用量選擇表4-6粗、精銑平面切削用量刀具工作內容F(mm/min)n(r/min)高速鋼鍵槽銑刀（T1）粗銑平面深度方向留0.3mm精銑余量80600高速鋼立銑刀（T2）精銑平面60800三、參考程序編制1.工件坐標系建立工件坐標系原點取在工件左下角上表面頂點處。2.刀心坐標計算本課題粗銑采用往復平行切削法，精加工采用單向平行切削法；表4-7左右刀心點坐標序號左側各點坐標(X,Y)右側各點坐標(X,Y)1（-15，0）（95，0）2（-15，18）（95，18）3（-15，36）（95，36）4（-15，54）（95，54）5（-15，72）（95，72）3.參考程序[任務實施]一、加工準備1.檢查毛坯尺寸。2.開機、回參考點。3.程序輸入4.工件裝夾5.刀具裝夾二、對刀三、仿真加工四、自動加工及尺寸控制通過“試測法”進行工件高度尺寸的控制：刀具長度磨損值為+0.30，假設精加工后測得高度25+0.10的實際尺寸為25.30,比圖紙要求尺寸還大0.20～0.30mm，取中間值0.25mm，則把刀具長度磨損值修改為0.30-0.25=0.05mm，然后重新運行精加工程序即可保證高度尺寸在公差范圍之內。五、檢測與評分[操作注意事項]1.加工表面形位公差主要由工件裝夾來保證，故裝夾工件時應注意工件校平、校正。2.本課題同模塊二簡單圖形加工，直接按刀具中心運動軌跡的坐標值來編程。3.為了避免出現接刀痕跡，每兩刀之間要有一定量的重疊。4.在保證加工質量的前提下，盡量縮短加工路線，以提高生產率。5.平面加工也可用直徑較大的盤銑刀采用直線插補的方式進行加工。6.在工件外側邊可用G00指令下刀，以縮短時間，但必須注意下刀過程中不能碰到工件或機床夾具，否則將發(fā)生撞刀?！救靠偨Y與經驗分享【二】作業(yè)布置1.銑刀直徑Φ20，主軸轉速為1000r/min，每分種進給速度為70mm/min，則每轉進給速度是多少？2.發(fā)那科系統(tǒng)與西門子系統(tǒng)公、英制尺寸指令使用時有何區(qū)別？3.平面銑削進刀方式有哪幾種？各有何特點？4.工件裝夾過程中，哪些因素會影響到工件的形位精度？5.如圖4-6零件，試編寫程序并加工練習。圖4-6圖4-6教師展示成品，讓同學有一個先入為主的印象以及明確的學習目標教師引導學生讀懂零件圖出示本次課目標分析、講解公英制尺寸指令代碼老師舉例分析，引導學生會用指令編程，注意指令使用中問題分析講解每分鐘進給量和每轉進給量指令代碼及使用引導學生分析本次課用到的工、量、刃具按圖分析端面銑削方式分析端面銑削方式加銑削加工的影響分析銑平面加工工藝路徑引導學完成課題工藝路徑引導學生完成課題零件加工程序編寫提示安全注意事項，引導學生做好加工準備、對刀工作分析高度尺寸精度控制方法，指導學生完成零件加工并評分提醒安全生產、文明生產要求引導學生總結與經驗分享觀看成品，思考理解、思考并記錄零件圖理解學習目標看表、聽講、思考、討論、分析、思考、記錄并能運用指令編程聽講、思考、記錄、分組思考討論、得出結論看圖、思考、分析聽講、思考并記錄聽講、分析、思考討論、思考并完成任務討論、分析、思考并編程程序做好加工準備工作，按前面課題方法對刀完成零件加工聽講并思考原因學生自主總結并分享經驗提高學生學習興趣任務導向明確本次課學習目標掌握公英制尺寸指令代碼靈活運用公英制指令編程掌握進給量使用指令并會靈活運用會選擇工、量、刃具了解端面銑削方式會選擇銑平面方式會制訂銑平面加工路線會安排銑平面工藝會編寫平面加工程序熟悉加工準備工作及對刀操作熟悉加工方法及高度尺寸控制方法培養(yǎng)安全生產、文明生產習慣培養(yǎng)學生綜合職業(yè)能力教后記《數控銑床編程與操作項目教程》教案授課班級班級人數授課教師課題序號15授課課型授課課時6課時授課章節(jié)名稱項目四輪廓加工任務二平面外輪廓加工教學目標知識目標1.掌握圓弧過渡、直線過渡指令及編程；2.掌握刀具半徑補償指令及使用；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1.會進行平面外輪廓加工及尺寸控制；2.會解決平面外輪廓多余材料的處理。情感目標1.養(yǎng)成文明生產、安全生產習慣；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。教學重點1.圓弧過渡、直線過渡、刀具半徑補償指令及使用2.平面輪廓的尺寸控制方法教學難點1.刀具半徑補償指令及使用2.平面輪廓的尺寸控制方法教學方法講授法、討論法、演示法、自主學習法、探究法、訓練法教學資源網絡資源，教學視頻，相關PPT，配套練習題、數控銑床及其工藝裝備板書設計任務二平面外輪廓加工1.倒角指令2.倒圓指令3.刀具半徑補償指令（G41/G42）（1）指令功能（2）指令代碼G41：刀具半徑左補償G42：刀具半徑右補償G40：取消刀具半徑補償（3）指令格式G0/G1G41XYD；建立刀具半徑左補償G0/G1G42XYD；建立刀具半徑右G0/G1G40XY；取消刀具半徑補償（4）指令使用（5）指令使用說明二、加工工藝分析[資料鏈接]刀具半徑補償指令加工內、外輪廓和內角時，引起的過切現象：[任務實施]一、加工準備二、對刀三、程序輸入與校核四、零件加工與尺寸控制五、任務檢測與評價教學過程主要教學內容及步驟教師活動學生活動教學目標【一】導入新課題平面外輪廓加工是數控銑床的優(yōu)勢，數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上的應用。【二】新授任務二平面外輪廓加工[學習目標]1.知識目標=1\*GB3①掌握圓弧過渡、直線過渡指令及編程；=2\*GB3②掌握刀具半徑補償指令及使用；=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=1\*GB3①會進行平面外輪廓加工及尺寸控制；=2\*GB3②會解決平面外輪廓多余材料的處理方法。[知識學習]一、編程指令1．倒角（直線過渡）指令在直線與直線插補或直線與圓弧插補之間自動的插入直線過渡。發(fā)那科系統(tǒng)西門子系統(tǒng)指令格式G01XYF，C；G01XYCHF=F；參數含義X、Y：指定拐角點的坐標；F：指定進給速度；C：指定拐角頂點到拐角起點或拐角終點的距離X、Y：指定拐角點的坐標；CHF：指定倒角部分的長度F：指定進給速度；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）指定平面內執(zhí)行，在平面切換過程中，不能指定倒角。（3）如果超過3個程序段中不含移動指令時，則不能進行倒角。（4）不能進行任意角度倒角。（5）指定倒角程序段后面必須是直線插補或圓弧插補程序段，其間可插入G04程序段，否則會報警。2．倒圓（圓弧過渡）指令在直線與直線插補或直線與圓弧插補之間自動的插入圓弧過渡。發(fā)那科系統(tǒng)西門子系統(tǒng)指令格式G01XYF，R；G01XYRND=F；參數含義X、Y：指定拐角點絕對坐標F：指定進給速度R：指定拐角圓弧半徑X、Y：指定拐角點絕對坐標RND：指定拐角圓弧半徑F：指定進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）指定平面內執(zhí)行，在平面切換過程中，不能指定倒角。（3）如果超過3個程序段中不含移動指令時，則不能進行圓弧過渡。（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報警。3.刀具半徑補償指令（G41/G42）（1）指令功能使刀具在所選擇的平面內向左或向右偏置一個半徑值，編程時只需按零件輪廓編程，不需要計算刀具中心運動軌跡，從而方便、簡化計算和程序編制。（2）指令代碼G41：刀具半徑左補償G42：刀具半徑右補償G40：取消刀具半徑補償（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；建立刀具半徑左補償G0/G1G42XYD；建立刀具半徑右補償G0/G1G40XY；取消刀具半徑補償G40；僅取消偏置方式G0/G1G41XY；建立刀具半徑左補償G0/G1G42XY；建立刀具半徑右補償G0/G1G40XY；取消刀具半徑補償G40；僅取消偏置方式刀具半徑左補償、右補償方向判別：在補償平面內，沿著刀具進給方向看刀具在輪廓左邊用左補償，沿著刀具進給方向看刀具在輪廓右邊，用右補償。如圖4-9所示。圖4-9圖4-9（4）指令使用刀具補償過程可分為：建立刀具半徑補償、使用刀具半徑補償、撤消刀具半徑補償三個步驟。=1\*GB3①建立補償時，刀具以直線運動接近工件輪廓，并在輪廓起始點處與軌跡切向垂直。如P1點坐標為（20，10），執(zhí)行刀具半徑補償指令N20G1G42X20Y10D1，刀心軌跡并不是到達P1點而是到達偏移后的點。=2\*GB3②使用刀具半徑補償，建立刀具半徑補償指令后刀具在運行中始終按偏離一個刀具半徑值進行移動，。系統(tǒng)在進入補償（G41/G42）狀態(tài)時不得變換補償平面，否則會發(fā)生報警。=3\*GB3③刀具半徑補償的取消，用G40取消刀具半徑補償。只有在直線移動命令中才能取消補償運行，否則只能取消補償狀態(tài)。例：如圖4-12，工件銑削3mm深，建立刀補前的刀具位置坐標為（-15，-20），采用刀具半徑右補償，則加工程序為（發(fā)那科系統(tǒng)與西門子系統(tǒng)程序相同）：N10G54G17M3S800T1；設置工藝參數N20G0X-15Y-20Z5；快速移動到補償前位置點上方N30G0Z-3；下刀N40G1G42X0Y0D1F70；建立刀具半徑右補償（西門子系統(tǒng)可不寫D1）N50X37Y0；加工輪廓N60G2X50Y13I13J0；…N70G1Y20；…N80G3X40Y30I-10J0；…N90G1X0；…N100Y0；…N110G1G40X-15Y-20；取消刀具半徑補償N120G0Z100；抬刀N130M2；程序結束指令使用說明1）只有在直線移動命令中才可以進行G41/G42選擇，取消補償時也只有在移動命令中才行。2）刀具半徑補償指令應指定所在的補償平面（G17/G18/G19）。3)建立刀具半徑補償G41/G42程序段之后應緊接著是工件輪廓的第一個程序段（除M指令或在補償的平面內沒有位移的程序段）。4)在使用刀具半徑補償過程中不可以切換補償平面（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，精加工用立銑刀側面下刀銑平面。。表4-14工、量、刃具清單工、量、刃具清單圖號SKX4-2-1種類序號名稱規(guī)格精度單位數量工具1平口鉗QH135個12扳手把13平行墊鐵副14塑膠榔頭個1量具1游標卡尺0～150mm0.02把12深度游標卡尺0～200mm0.02把13百分表及表座0～10mm0.01個14粗糙度樣板N0～N112副1刃具1鍵槽銑刀?16個12立銑刀?16個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，一般采用立銑刀側刃進行切削，當銑刀沿工件輪廓切向切入工件時，也會在切入處產生刀痕。故切入、切出時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針方向銑削時，銑刀旋轉方向與工件進給方向一致為順銑；銑刀沿工件輪廓逆時針方向銑削時，銑刀旋轉方向與工件進給方向相反為逆銑。一般情況下盡可能采用順銑，即外輪廓銑削時宜采用沿工件順時針方向銑削。如圖：3）銑削路線刀具由1點運行至2點（軌跡的延長線上）建立刀具半徑補償，然后按3→4→5→…→16→17的順序銑削加工。切出時由17點插補到18點時取削刀具半徑補償。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）余量用刀具半徑補償控制，精加工尺寸精度由調試參數值控制。（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）工件坐標系建立（2）基點坐標計算（3）參考程序[任務實施]一、加工準備1.檢查毛坯尺寸。2.開機、回參考點。3.程序輸入4.工件裝夾5.刀具裝夾二、對刀三、機床刀具半徑補償值的調整發(fā)那科系統(tǒng)按參數鍵，按（補正）軟鍵出現如圖4畫面；把光標移動至所用刀具號的（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)按參數操作區(qū)域鍵，出現圖畫面，將光標移至所需調整刀具號的半徑位置，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、自動加工及尺寸控制用?16立銑刀進行精加工。粗加工輪廓時把機床中刀具半徑補償值設置為8.3mm，輪廓留0.3mm精加工余量。用立銑刀精加工時機床中刀具半徑補償值先設置為8.2mm，運行完精加工程序后，根據輪廓實測尺寸再修改機床中刀具半徑補償值，然后重新運行精加工程序，具體做法如下：若第一次運行精加工程序后，用游標卡尺測得輪廓700-0.1實際尺寸為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），則機床中刀具半徑補償值應修改為8.2-0.25=7.95mm，然后重新運行精加工程序進行精加工，即可保證輪廓尺寸符合圖紙尺寸要求。五、檢測與評分[操作注意事項]1.加工前應設置好機床中半徑補償值。2.首件加工都是采用“試測法”控制輪廓及深度尺寸，故加工時應及時測量和修改機床中參數。3.最終輪廓應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，通常改變刀具半徑補償值的方法實現。6.銑削平面外輪廓時盡量采用順銑方式?！救靠偨Y與經驗分享【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償方向？3.什么是刀具半徑補償？使用刀具半徑補償指令應注意哪些問題？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，讓同學有一個先入為主的印象以及明確的學習目標教師引導學生讀懂零件圖出示本次課目標分析、講解倒角指令格式及參數含義分析、講解倒角指令應用示例分析、講解倒角指令使用注意事項分析、講解倒圓指令格式及參數含義老師引導學生會用指令編程，注意指令使用中問題分析講解刀具半徑補償指令代碼、格式用按圖分析左右補償含義分析講解刀具半徑補償指令格式使用方法舉例引導學生分析使用刀具半徑補償指令編程引導學生分析本次課用到的工、量、刃具按圖分析輪廓銑削切入、切出方式分析輪廓銑削方式及用量選擇分析輪廓銑削加工工藝路徑引導學生完成課題零件加工程序編寫提示安全注意事項，引導學生做好加工準備、對刀工作操作演示機床刀具半徑值輸入方式分析輪廓尺寸精度控制方法，指導學生完成零件加工并評分提醒安全生產、文明生產要求引導學生總結與經驗分享觀看成品，思考理解、思考并記錄零件圖理解學習目標看表、聽講、思考、討論看圖、聽講、思考、討論看表、聽講、思考、討論看表、聽講、思考、討論討論、分析、思考、記錄并能運用指令編程聽講、思考、記錄、聽講、思考、記錄聽講、思考、記錄分組思考討論、得出結論分組思考討論、得出結論看圖、思考、分析、記錄聽講、思考并記錄聽講、分析、思考討論、分析、思考并編程程序做好加工準備工作，按前面課題方法對刀聽講、觀看并操作訓練完成零件加工和輪廓精度控制聽講并思考原因學生自主總結并分享經驗提高學生學習興趣任務導向明確本次課學習目標掌握倒角指令格式及運用掌握倒角指令格式及運用掌握倒角指令使用注意事項掌握倒圓指令格式靈活運用倒圓指令編程及使用注意事項掌握刀具半徑補償指令代碼及格式會判斷左右補償會運用左右補償指令能靈活運用刀具補償指令編程會選擇工、量、刃具了解輪廓銑削切入、切出方式會選擇輪廓銑削工藝會制訂輪廓銑削加工路線會編寫平面加工程序熟悉加工準備工作及對刀操作會根據需要調整機床刀具半徑補償參數值熟悉加工方法及輪廓尺寸控制方法培養(yǎng)安全生產、文明生產習慣培養(yǎng)學生綜合職業(yè)能力教后記《數控銑床編程與操作項目教程》教案授課班級班級人數授課教師課題序號16授課課型授課課時6課時授課章節(jié)名稱項目四輪廓加工任務三平面內輪廓加工教學目標知識目標1.了解回參考點指令和回固定點指令；2.掌握平面內輪廓加工進給路線的制定方法；3.掌握平面內輪廓加工刀具及合理切削用量的選擇。能力目標1.會用CAD軟件查找基點坐標；2.會進行平面內輪廓加工；3.會進行平面內輪廓尺寸控制情感目標1.養(yǎng)成文明生產、安全生產習慣；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。教學重點1.CAD軟件找基點坐標2.平面內輪廓的程序編制3.內輪廓尺寸控制教學難點平面內輪廓尺寸精度控制教學方法講授法、討論法、演示法、自主學習法、探究法、訓練法教學資源網絡資源，教學視頻，相關PPT，配套練習題、數控銑床及其工藝裝備板書設計任務三平面內輪廓加工一、編程指令1.回參考點指令（1）指令功能（2）指令格式發(fā)那科系統(tǒng)西門子系統(tǒng)G28IP_；IP是指定中間點位置的指令例：N1G28X40Y0；中間點（X40，Y0）N2G28Y60；中間點（X40，Y60）G74；占獨立程序段例：N20G74；回機床參考點（3）指令使用說明2.返回固定點指令（1）功能（2）指令格式發(fā)那科系統(tǒng)西門子系統(tǒng)G29IP_；IP是指從參考點返回目標點的指令例：N2G28X40Y60；目標點（X40，Y60）G75；占獨立程序段，固定點的位置固定的存貯在機床數據中例：N40G75；回固定點（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[任務實施]教學過程主要教學內容及步驟教師活動學生活動教學目標【一】導入新課題平面內輪廓同平面外輪廓一樣是數控銑床（加工中心）加工優(yōu)勢，但平面內輪廓加工工藝同外輪廓又不一樣，平面內輪廓要去除大量的殘料，因此最好要有一定的CAD繪圖能力?！径啃率谌蝿杖矫鎯容喞庸學習目標]1.知識目標=1\*GB3①了解回參考點指令和回固定點指令；=2\*GB3②掌握平面內輪廓加工進給路線的制定方法；=3\*GB3③掌握平面內輪廓加工刀具及合理切削用量的選擇。2.技能目標=1\*GB3①會用CAD軟件查找基點坐標；=2\*GB3②會進行平面內輪廓加工；=3\*GB3③會進行平面內輪廓尺寸控制。[知識學習]一、編程指令1.回參考點指令（1）指令功能參考點是機床上的一個固定點，用該指令可以使刀具非常方便地移動到該位置。（2）指令格式見表4-20。發(fā)那科系統(tǒng)西門子系統(tǒng)G28IP_；IP是指定中間點位置的指令例：N1G28X40Y0；中間點（X40，Y0）N2G28Y60；中間點（X40，Y60）G74；占獨立程序段例：N20G74；回機床參考點指令使用說明1）用G28（G74）指令回參考點的各軸速度貯存在機床數據中（快速）。2）使用回參考點指令前，為安全起見應取消刀具半徑補償和長度補償。3）發(fā)那科系統(tǒng)與西門子系統(tǒng)回參考點指令不同，發(fā)那科系統(tǒng)須指定中間點坐標，；西門子系統(tǒng)不需跟X、Y、Z值，直接回機床參考點。返回參考點指令為程序段有效指令。5）西門子系統(tǒng)回參考點程序寫成：G74X30Y10；程序段后X、Y下編程數值不識別。2.返回固定點指令（1）功能指刀具自動返回到機床上某一指定的固定點，如換刀點。（2）指令格式見表4-21。發(fā)那科系統(tǒng)西門子系統(tǒng)G29IP_；IP是指從參考點返回目標點的指令例：N2G28X40Y60；目標點（X40，Y60）G75；占獨立程序段，固定點的位置固定的存貯在機床數據中例：N40G75；回固定點指令使用說明發(fā)那科系統(tǒng)與西門子系統(tǒng)指令、含義各不相同。返回固定點指令為程序段有效指令。3）返回固定點指令之后的程序段中原先的G0、G1、G2、G3…將再次生效。4）西門子系統(tǒng)回固定點程序寫成：G75X30Y10；程序段后X、Y下編程數值不識別。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：銑內輪廓刀具半徑必須小于內輪廓最小圓弧半徑，否則將無法加工出內輪廓圓弧。本課題內輪廓最小圓弧輪廓半徑為R6，故所選銑刀直徑不得大于?12，此處選用直徑為?10銑刀。表4-22工、量、刃具清單工、量、刃具清單圖號SKX4-22種類序號名稱規(guī)格精度單位數量工具1平口鉗QH135個12扳手把13平行墊鐵副14塑膠榔頭個1量具1游標卡尺0～150mm0.02把12深度游標卡尺0～200mm0.02把13百分表及表座0～10mm0.01個14粗糙度樣板N0～N112副1刃具1鍵槽銑刀?10個12立銑刀?10個12.加工工藝方案（1）加工工藝路線1）切入、切出方式選擇銑削封閉內輪廓表面時，刀具無法沿輪廓線的延長線方向切入、切出。只有沿法線方向切入、切出或圓弧切入、切出。2）銑削方向的確定銑刀沿內輪廓逆時針方向銑削時，銑刀旋轉方向與工件進給運動方向一致為順銑。銑刀沿內輪廓順時針方向銑削時，銑刀旋轉方向與工件進給運動方向相反為逆銑。一般盡可能采用順銑，即在銑內輪廓時采用沿內輪廓逆時針的銑削方向為好。3）進給路線內輪廓的進給路線有行切、環(huán)切和綜合切削三種切削方法，圖4-26為行切法；圖4-27為環(huán)切法；綜合切削法是先行切后環(huán)切。行切與環(huán)切進給路線都能切凈內輪廓中的全部面積，不留死角，不傷輪廓。不同點是行切法的進給路線比環(huán)切法短，達不到所要求的表面粗糙度；用環(huán)切法獲得的表面粗糙度要好于行切法，環(huán)切法刀位點計算復雜、刀具路徑長。加工中可結合行切、環(huán)切的優(yōu)點，采用綜合切削法；先用行切法去除中間部分余量，最后用環(huán)切法加工內輪廓表面，既可縮短進刀路線，又能獲得較好的表面質量。圖4-27圖4-26圖4-27圖4-26本課題由于內輪廓余量不多，選擇環(huán)切法并由里向外加工，加工中行距取刀具直徑的50～90%左右，加工路線見圖4-27。刀具由1→2→3→4→5→6→3→7→8→9→10→7→1的順序按環(huán)切方式進行加工，刀具從點3運行至點7時建立刀具半徑補償，加工結束時刀具從點7運行至點1過程中取消刀具半徑補償。（2）合理切削用量的選擇表4-23粗、精銑切削用量選擇刀具工作內容F(mm/min)n(r/min)高速鋼鍵槽銑刀（T1）垂直進給深度留0.3mm精加工余量501000粗銑內輪廓輪廓留0.3mm精加工余量701000高速鋼立銑刀（T2）垂直進給501200精銑內輪廓7012003.參考程序編制（1）工件坐標系建立（2）基點坐標計算本課題不僅要計算基點7、8、9、10、11、12、13、14等坐標還要計算環(huán)切余量時1、2、3、4、5、6點坐標，其中1、2、3、4、5、6、9、10、11、12坐標不易計算，可采用CAD軟件查找點坐標的方法，具體做法：在二維CAD軟件如AutoCAD或CAXA電子圖板中畫出內輪廓圖形（注意工件坐標系與CAD軟件坐標系一致，坐標原點重合），然后把鼠標放置在各點上可通過軟件屏幕下方顯示出該點坐標或用軟件查詢工具查找各點坐標，見表4-24所示。表4-24基點及環(huán)切時各點坐標基點坐標(X,Y)基點坐標(X,Y)1（-10，10）8（-20，-30）2（-10，-10）9（20，-30）3（-17，-17）10（22.308，-18.462）4（-1.716，-17）11（22.308，18.462）5（-1.716，17）12（20，30）6（-17，17）13（-20，30）7（-30，-20）14（-30，20）3.參考程序[任務實施]一、加工準備1.檢查毛坯尺寸。2.開機、回參考點。3.程序輸入4.工件裝夾5.刀具裝夾二、對刀三、仿真加工四、自動加工及尺寸控制用立銑刀精加工時機床中刀具半徑補償值先設置為5.2mm，運行完精加工程序后，根據輪廓實測尺寸再修改機床中刀具半徑補償值，若第一次運行精加工程序后，若用游標卡尺測得內輪廓60±0.1實際尺寸為59.45mm，比圖紙要求尺寸還小0.45～0.65mm，單邊小0.225～0.325mm（取中間值0.275mm），則機床中半徑補償值修改為5.2-0.275=4.925m；然后重新運行精加工程序進行精加工，即可保證輪廓尺寸符合圖紙尺寸要求五、檢測與評分[操作注意事項]1.銑刀半徑必須小于或等于工件內輪廓凹圓弧最小半徑的大小，否則無法加工出內輪廓圓弧，機床中半徑參數設置也不能大于內輪廓圓弧半徑，否則會發(fā)生報警。2.加工內輪廓盡可能采用順銑以提高表面質量。3.平面內輪廓加工盡可能采用行切、環(huán)切相結合的路線，并從里往外加工既可縮短切削時間又可保證加工表面質量。4.內輪廓無法加工預制孔，精加工時用立銑刀用螺旋方式下刀或采用鍵槽銑刀替代。5.機床中半徑參數值設置越大，內輪廓尺寸越小，與外輪廓剛好相反。6.工件裝夾在平口鉗上應校平上表面，否則深度尺寸不易控制；也可在對刀前（或程序中）用盤銑刀銑平工件上表面?！救靠偨Y與經驗分享【二】作業(yè)布置1.采用行切或環(huán)切時行距如何確定？2.發(fā)那科系統(tǒng)與西門子系統(tǒng)使用長度補償與深度尺寸控制有何關系？3.試一試：用CAD軟件查找各點坐標，然后編寫如圖4-27所示零件的程序并加工練習。”圖4-27圖4-27教師展示成品，讓同學有一個先入為主的印象以及明確的學習目標教師引導學生讀懂零件圖出示本次課目標分析、講解回機床參考點指令代碼、格式老師舉例分析，引導學生注意指令使用中問題分析講解回固定點指令代碼及使用引導學生分析本次課用到的工、量、刃具按圖分析端面銑內輪廓切入、切出方式及銑削方向分析內輪廓銑削路線及對銑削加工的影響分析銑內輪廓加工工藝路徑講解用CAD軟件輔助查找基點坐標方法引導學生完成課題零件加工程序編寫提示安全注意事項，引導學生做好加工準備、對刀工作分析內輪廓尺寸精度控制方法，指導學生完成零件加工并評分提醒安全生產、文明生產要求引導學生總結與經驗分享觀看成品，思考理解、思考并記錄零件圖理解學習目標看表、聽講、思考、記錄討論、分析、思考、記錄并能運用指令編程聽講、思考、記錄分組思考討論、得出結論看圖、思考、分析聽講、思考并記錄聽講、分析、思考聽講、觀看并操作訓練討論、分析、思考并編程程序做好加工準備工作，按前面課題方法對刀完成零件加工聽講并思考原因學生自主總結并分享經驗提高學生學習興趣任務導向明確本次課學習目標掌握回機床參考點指令代碼及使用靈活運用回機床參考點指令編程掌握回固定點指令并會靈活運用會選擇工、量、刃具了解銑削內輪廓方式會選擇銑內輪廓方式會制訂銑內輪廓加工路線會用CAD軟件查找基點坐標會編寫內輪廓加工程序熟悉加工準備工作及對刀操作熟悉加工方法及內輪廓尺寸控制方法培養(yǎng)安全生產、文明生產習慣培養(yǎng)學生綜合職業(yè)能力教后記《數控銑床編程與操作項目教程》教案授課班級班級人數授課教師課題序號17授課課型授課課時6課時授課章節(jié)名稱項目四輪廓加工任務四輪廓綜合加工教學目標知識目標1.掌握輪廓綜合加工工藝制定方法；2.了解相同形狀內、外輪廓的編程方法。能力目標1.會進行輪廓綜合加工；2.會進行相同形狀內、外輪廓的加工；3.會處理薄壁零件加工工藝。情感目標1.養(yǎng)成文明生產、安全生產習慣；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。教學重點1.相同形狀的內外輪廓的加工方法2.輪廓尺寸控制方法教學難點相同形狀的輪廓的加工教學方法講授法、討論法、演示法、自主學習法、探究法、訓練法教學資源網絡資源，教學視頻，相關PPT，配套練習題、數控銑床及其工藝裝備板書設計任務四輪廓綜合加工一、編程知識使用刀具半徑補償指令時，當機床中刀具半徑參數值為正，刀具沿工件外輪廓運行；刀具半徑參數值為負，刀具將沿工件內側運行。二、加工工藝分析1.工、量、刃具選擇2.加工工藝方案（1）加工工藝路線制定（2）合理切削用量選擇3.參考程序編制（1）工件坐標系建立（2）基點坐標計算（3）參考程序[任務實施]一、加工準備二、對刀，建工件坐標系三、程序輸入與仿真測試四、零件自動加工與精度控制五、任務檢測與評價教學過程主要教學內容及步驟教師活動學生活動教學目標【一】導入新課題我們日常的生產實踐中常見的輪廓大多是由內外輪廓組成的在編制程序的時候該如何控制刀具半徑補償，并且如果輪廓中有相同形狀的薄壁該如何處理？【二】新授任務四輪廓綜合加工[學習目標]1.知識目標=1\*GB3①掌握輪廓綜合加工工藝制定方法；=2\*GB3②了解相同形狀內、外輪廓的編程方法。2.技能目標=1\*GB3①會進行輪廓綜合加工；=2\*GB3②會進行相同形狀內、外輪廓的加工；=3\*GB3③會處理薄壁零件加工工藝。[知識學習]一、編程知識使用刀具半徑補償指令時，當機床中刀具半徑參數值為正，刀具沿工件外輪廓運行；刀具半徑參數值為負，刀具將沿工件內側運行。圖4-31a）所示為機床中刀具半徑參數值為正時刀具中心軌跡；圖4-31b)所示為機床中刀具半徑參數值為負值刀具中心軌跡，此時G41、G42指令互換；用此方法可加工凹、凸配合形狀零件或相同形狀的內、外輪廓（如薄壁件），且它們之間的間隙（厚度）可通過調節(jié)半徑參數值大小來控制。圖4-31圖4-31二、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：本課題有內輪廓還有外輪廓，刀具直徑選擇不僅考慮內輪廓最小圓弧輪廓半徑，還需考慮兩輪廓最小間距，內輪廓最小圓弧半徑為R10；上、下凸臺與中間輪廓最小間距為15，右側半圓臺與中間輪廓最小間距為15，故加工中間內輪廓可選用直徑為?16銑刀；加工外輪廓及上、下凸臺，右側半圓臺銑刀直徑則不能大于?16，此處選?12銑刀。此處為減少刀具數量，統(tǒng)一用?12銑刀。表4-28綜合輪廓加工工、量、刃具清單工、量、刃具清單圖號SKX4-4-1種類序號名稱規(guī)格精度單位數量工具1平口鉗QH135個12扳手把13平行墊鐵副14塑膠榔頭個1量具1游標卡尺0～150mm0.02把12深度游標卡尺0～200mm0.02把13萬能角度尺0～36002′把14百分表及表座0～10mm0.01個15粗糙度樣板N0～N112副1刃具1鍵槽銑刀?12個12立銑刀?12個12.加工工藝方案（1）加工工藝路線制定既有外輪廓又有內輪廓時一般應先加工內輪廓，中間內、外輪廓形狀相同可用同一程序，通過設置機床刀具半徑補償值正、負數值來加工。內輪廓無法沿輪廓切線延長線方向切入、切出，只能沿法向（或圓弧）切入、切出，此處沿法線方向切入、切出，刀具由O運行至1時建立刀具半徑補償，然后沿著下列次序運行：1→2→3→4→5→6→7→8→9→10→11→12→13→1→O，在刀具由1運行至O點時取消刀具半徑補償。外輪廓沿切線延長線方向切入、切出，路線：14→15→1→2→3→4→5→6→7→8→9→10→11→12→13→1→16→17，在切入前建立刀具半徑補償，切出后取消刀具半徑補償。其它輪廓路線為：17→18→19→20→21；14→22→23→24→25；26→27。（2）合理切削用量選擇表4-29粗、精銑削用量刀具工作內容F(mm/min)n(r/min)高速鋼鍵槽銑刀（T1）垂直進給深度留0.3mm精加工余量501000粗銑內、外輪廓輪廓留0.3mm精加工余量701000高速鋼立銑刀（T2）垂直進給501200精銑內、外輪廓6012003.參考程序編制（1）工件坐標系建立（2）基點坐標計算本課題圓弧過渡較多，基點坐標不易計算，采用CAD軟件查找坐標方法。在CAD軟件如AutoCAD或CAXA電子圖板中畫出工件輪廓圖形，然后把鼠標放置在各基點上可通過軟件屏幕下方顯示出該點坐標或用軟件查詢工具查找出各點坐標(具體查找時只需查找點1、2、3、4、5、6、7、17、18、19、20即可，其余點成Y軸對稱)。表4-30基點坐標基點坐標(X,Y)基點坐標(X,Y)1（-32.5，0）13（-25，-7.5）2（-25，7.5）18（-40，25）3（-15.877，7.5）19（-20.207，25）4（1.443，17.5）20（-11.547，30）5（6.005，25.401）21（-5.774，40）6（18.995，17.901）22（-40，-25）7（14.434，10）23（-20.207，-25）8（14.434，-10）24（-11.547，-30）9（18.995，-17.901）25（-5.774，-40）10（6.005，-25.401）26（40，-10）11（1.443，-17.5）27（40，10）12（-15.877，-7.5）（3）參考程序[任務實施]一、加工準備1.檢查毛坯尺寸。2.開機、回參考點。3.程序輸入4.工件裝夾5.刀具裝夾二、對刀三、仿真加工四、自動加工及尺寸控制粗加工時通過設置刀具半徑補償值留0.3mm精加工余量，深度方向精加工余量由程序控制。精加工時刀具半徑補償值應設置合理，深度方向長度補償值（或長度磨損值）設置也應合理；精加工程序運行后，通過實測輪廓尺寸和深度尺寸進一步修調刀具半徑補償值和長度補償值（或長度磨損值），然后重新運行精加工程序以控制尺寸精度。五、檢測與評分[操作注意事項]1.精加工余量和精加工尺寸控制都是通過實際測量尺寸和調節(jié)刀具半徑補償值來控制，操作中注意及時調整刀具半徑補償值。2.刀具直徑選擇應注意不能太大以避免破壞工件輪廓形狀。3.內、外輪廓剩余部分余量可通過MDI（MDA）編程切除或手動方式切除。4.工件裝夾在平口鉗上應校平上表面，否則深度尺寸不易控制?！救靠偨Y與經驗分享【二】作業(yè)布置1.刀具半徑值由正改變成負值時，加工輪廓如何變化？G41、G42指令如何變化？2.內、外輪廓切入、切出時應考慮哪些因素？為什么？3.如何控制相同內、外輪廓壁厚？4.做一做：針對圖4-32所示零件，試編寫程序并加工練習（加工部位表面粗糙度全都為Ra3.2）。圖4-32圖4-32教師展示成品，讓同學有一個先入為主的印象以及明確的學習目標教師引導學生讀懂零件圖出示本次課目標分析、講解刀具半徑補償值設置對零件輪廓影響引導學生分析本次課用到的工、量、刃具引導學生分析本次課題工藝分析各輪廓加工路線分析銑各輪廓用量引導學生完成課題基點坐標查詢方法及零件加工程序編寫提示安全注意事項，引導學生做好加工準備、對刀工作分析輪廓尺寸精度控制方法，指導學生完成零件加工并評分提醒安全生產、文明生產要求引導學生總結與經驗分享觀看成品，思考理解、思考并記錄零件圖理解學習目標看圖、聽講、思考、記錄分組思考討論、得出結論看圖、思考、分析聽講、思考并記錄聽講、分析、思考討論、分析、思考、操作并編程程序做好加工準備工作，按前面課題方法對刀完成零件加工聽講并思考原因學生自主總結并分享經驗提高學生學習興趣任務導向明確本次課學習目標掌握用刀具半徑補償值設置加工內、外輪廓方法會選擇工、量、刃具了解復雜輪廓工藝制定方法會選擇銑削輪廓方式會制選擇銑削用量會查詢復雜輪廓基點坐標，會編寫課題加工程序熟悉加工準備工作及對刀操作熟悉加工方法及輪廓尺寸控制方法培養(yǎng)安全生產、文明生產習慣培養(yǎng)學生綜合職業(yè)能力教后記《數控銑床編程與操作項目教程》教案授課班級班級人數授課教師課題序號18授課課型授課課時6課時授課章節(jié)名稱項目五凹槽加工任務一鍵槽銑削教學目標知識目標1.理解局部坐標系概念；2．熟練應用子程序編程；3.掌握坐標軸偏移指令；4.掌握鍵槽加工工藝制定方法。能力目標1.會選擇鍵槽銑刀；2.會進行圓弧切向進刀；3.會進行鍵槽銑削及尺寸控制。情感目標1.養(yǎng)成文明生產、安全生產習慣；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。教學重點鍵槽的銑削編程鍵槽銑削尺寸控制教學難點圓弧切向進刀教學方法講授法、討論法、演示法、自主學習法、探究法、訓練法教學資源網絡資源，教學視頻，相關PPT，配套練習題、數控銑床及其工藝裝備板書設計任務一鍵槽銑削一、編程指令1.局部坐標系概念2.坐標系（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)西門子系統(tǒng)指令格式G52XYZ；坐標系偏移。G52X0Y0Z0；取消坐標系偏移TRANSXYZ；可編程的零點偏移ATRANSXYZ；附加的編程零點偏移TRANS；指令后面不帶數值，表示取消當前的可編程零點偏移、偏轉、鏡像等。（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（1）加工工藝路線（2）合理切削用量選擇三、參考程序編制1.工件坐標系建立2.基點坐標計算[任務實施]一、加工準備二、對刀三、程序輸入與校對四、零件加工與尺寸控制；五、評價教學過程主要教學內容及步驟教師活動學生活動教學目標【一】導入新課題在常見的零件上有很多類似鍵槽的內輪廓，對于這樣的輪廓我們可以采用加工內輪廓的加工方法加工，但若鍵槽數量很多時，如果逐個編程勢必會浪費大量的時間，因此在數控機床上常采用子程序的加工方法來加工鍵槽輪廓。【二】新授任務一鍵槽銑削[學習目標]1.知識目標=1\*GB3①理解局部坐標系概念；=2\*GB3②熟練應用子程序編程；=3\*GB3③掌握坐標軸偏移指令；=4\*GB3④掌握鍵槽加工工藝制定方法。2.技能目標=1\*GB3①會選擇鍵槽銑刀；=2\*GB3②會進行圓弧切向進刀；=3\*GB3③會進行鍵槽銑削及尺寸控制。一、編程指令1.局部坐標系概念如果工件在不同位置有重復出現的形狀或結構，可把這一部分形狀或結構編寫成子程序，主程序在適當的位置調用、運行，即可加工出相同的形狀和結構，從而簡化編程。而編寫子程序時不可能用工件坐標系，必須重新建立一個子程序的坐標系，這種在工件坐標系中建立的子坐標系稱為局部坐標系。如圖所示：加工五個矩形槽，用子程序編程，方便快捷，工件坐標系XOY設置在左下角，而子程序坐標系，即局部坐標系則應設置在矩形槽中心，即X，0，Y，，子程序中基點坐標是相對對于局部坐標系X，0，Y，（當前坐標系）而言，其坐標值計算方便、快捷。2.坐標系（可編程的）偏移指令（1）指令功能通過編程將工件坐標系原點偏移到需要的位置，如偏移到局部坐標系原點上，使工件坐標系與局部坐標系重合。（2）指令格式坐標系偏移指令格式見表5-1。系統(tǒng)發(fā)那科系統(tǒng)西門子系統(tǒng)指令格式G52XYZ；坐標系偏移。G52X0Y0Z0；取消坐標系偏移TRANSXYZ；可編程的零點偏移ATRANSXYZ；附加的編程零點偏移TRANS；指令后面不帶數值，表示取消當前的可編程零點偏移、偏轉、鏡像等。其中X、Y、Z為工件坐標系中各坐標軸方向偏移值（或局部坐標系原點在工件坐標系中的坐標值）。例：將圖5-3中工件坐標系分別偏移到槽1#和槽2#幾何中心上，并將刀具移動到局部坐標系原點處。發(fā)那科系統(tǒng)與西門子系統(tǒng)程序見表5-2所示。程序段號程序內容（發(fā)那科系統(tǒng)）程序內容（西門子系統(tǒng)）指令說明N10G0G54X0Y0G0G54X0Y0刀具移動到工件坐標系原點O點處N20G52X20Y20Z0G158X20Y20Z0將工件坐標系偏移到X20Y20處N30G00X0Y0G00X0Y0在局部坐標系中，刀具移動到X0Y0處即槽1#幾何中心點N40G52X60Y20Z0G158X60Y20Z0將工件坐標系偏移到X60Y20處N50G00X0Y0G00X0Y0在局部坐標系中，刀具移動到X0Y0處即槽2#幾何中心點N60G52X0Y0Z0G158取消坐標系偏移N70G00X0Y0G00X0Y0刀具移動到工件坐標系原點O點處指令使用說明1)坐標系偏移指令要求為一個獨立程序段。2)坐標系偏移指令可以對所有坐標軸零點進行偏移。3）后面的偏移指令取代先前的偏移指令（即都是在工件坐標系基礎上進行偏移）。4）坐標系偏移指令有多種，可設定的偏移（如G54、G55等）、可編程的偏移等。5)發(fā)那科系統(tǒng)說明書中常稱G52指令為局部坐標系指令，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，試切法對刀，其它工具見表5-3。（2）量具選擇：輪廓尺寸、槽間距用游標卡尺測量，深度尺寸用深度游標卡尺測量。（3）刃具選擇：刀具直徑選擇主要應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，所選銑刀直徑應小于等于?10，此處選?8；工、量、刃具清單圖號SKX5-1種類序號名稱規(guī)格精度單位數量工具1平口鉗QH135個12扳手把13平行墊鐵副14塑膠榔頭個1量具1游標卡尺0～150mm0.02把12深度游標卡尺0～200mm0.02把13百分表及表座0～10mm0.01個14粗糙度樣板N0～N112級副1刃具1鍵槽銑刀?8個12立銑刀?8個12.加工工藝方案（1）加工工藝路線槽1#、槽2#、槽3#編寫一個子程序，調用三次。槽4#、槽5#尺寸完全一樣另編一子程序，調用二次；粗、精加工子程序分別編寫，加工時分別調用。子程序坐標系（局部坐標系）建立在槽的幾何中心上，工件坐標系建立在工件幾何中心上，用坐標系偏移指令后調用子程序，加工各個槽。單個槽加工工藝如下：1）圓弧切入、切出槽加工與內輪廓加工類似無法沿輪廓延長線方向切入、切出時，一般都沿法向切入、切出，也可沿槽內輪廓切向切入、切出；具體做法是沿內輪廓設置一過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償后再設置圓弧切入、切出路徑。2）銑削方向的確定與內輪廓加工一樣，順銑時由于切削厚度由厚變薄，刀具磨損少，表面質量較高；故一般都采用順銑方式。當銑刀沿槽輪廓逆時針方向銑削時。3）銑削路徑銑削凹槽時仍采用行切和環(huán)切相結合的方式進行銑削，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容F(mm/min)n(r/min)高速鋼鍵槽銑刀粗銑（T1）垂直進給深度方向留0.3mm精加工余量501000表面直線進給輪廓留0.3mm精加工余量701000表面圓弧進給輪廓留0.3mm精加工余量701000高速鋼立銑刀精銑（T2）垂直進給501200表面直線進給601200表面圓弧進給601200三、參考程序編制1.工件坐標系建立工件坐標系X、Y零點應建立在設計基準上，即建立在工件幾何中心上；Z方向零點設置在工件上表面。子程序坐標系（局部坐標系）X、Y零點建立在鍵槽幾何中心上，Z零點仍設置在工件上表面上。2.基點坐標計算鍵槽幾何中心在工件坐標系中的坐標見表5-5，即采用坐標系偏移指令偏移值。表5-5鍵槽幾何中心點坐標槽1（-20，20）槽2（0，0）槽3（20，-20）槽4（-20，-20）槽5（20，20）

子程序中局部坐標系為鍵槽幾何中心，局部坐標系中基點A、B、C、D點（見圖5-6）在局部坐標系中的坐標值見表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[任務實施]一、加工準備1.檢查毛坯尺寸。2.開機、回參考點。3.程序輸入4.工件裝夾5.刀具裝夾二、對刀三、仿真加工四、自動加工及尺寸控制精加工時刀具T02D02半徑補償值設為4.1，運行完精加工程序后，測量輪廓實際尺寸，重新修調刀具半徑補償值。具體如下：如測得槽4寬度15+0.050實際尺寸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刀具半徑補償值修改為4.1-0.163=3.937mm，然后重新運行精加工程序即可保證輪廓尺寸符合圖紙要求；五、檢測與評分[操作注意事項]1.加工中應注意刀具半徑、長度補償等參數的設定與修改。2.精加工時應選能垂直進刀的立銑刀或用鍵槽銑刀替代。3.加工凹槽時，在標準的刀具半徑基礎上，刀具半徑補償值越大，其加工尺寸越小，反之亦然。4.若槽寬度尺寸過小無法采用圓弧切入、切出時，只能采用沿輪廓法向進刀方法切入、切出，切入、切出點選擇在輪廓交點上。5.工件裝夾在平口鉗上應校平上表面，否則凹槽深度尺寸不易控制；加工中也可以在對刀前（或程序中）用盤銑刀銑平上表面?！救靠偨Y與經驗分享【二】作業(yè)布置1.什么是局部坐標系？在局部坐標系中，坐標值是相對于哪個坐標系而言的？2編程過程中如何理解當前坐標系？3.發(fā)那科與西門子坐標軸偏移指令有何異同？4.如圖5-7零件，試用子程序、坐標軸偏移指令進行編程、加工。教師展示成品，讓同學有一個先入為主的印象以及明確的學習目標教師引導學生讀懂零件圖出示本次課目標分析、講解局部坐標系及子程序概念老師舉例分析，引導學生理解子程序及局部坐標系分析講解坐標系偏移指令代碼及使用舉例引導學生運用坐標系偏移指令編程及使用注意事項引導學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對質量影響分析課題銑槽用量引導學生完成課題零件加工程序編寫提示安全注意事項，引導學生做好加工準備、對刀工作分析槽尺寸精度控制方法，指導學生完成零件加工并評分提醒安全生產、文明生產要求引導學生總結與經驗分享觀看成品，思考理解、思考并記錄零件圖理解學習目標看圖、聽講、思考、記錄討論、分析、思考、記錄并能理解其含義聽講、思考、記錄、理解分組思考、討論、得出結論看圖、思考、分析聽講、思考并記錄聽講、分析、思考討論、思考并完成任務討論、分析、思考并編程程序做好加工準備工作，按前面任務方法對刀完成零件加工聽講并思考原因學生自主總結并分享經驗提高學生學習興趣任務導向明確本次課學習目標掌握局部坐標系、子程序概念理解局部坐標系、子程序含義掌握坐標系偏移指令并會靈活運用靈活運用坐標系偏移指令進行編程并了解其使用注意事項會選擇工、量、刃具了解銑槽工藝會選擇銑槽方式及切入、切出方式會制訂銑槽用量會編寫槽加工程序熟悉加工準備工作及對刀操作熟悉加工方法及槽尺寸控制方法培養(yǎng)安全生產、文明生產習慣培養(yǎng)學生綜合職業(yè)能力教后記《數控銑床編程與操作項目教程》教案授課班級班級人數授課教師課題序號19授課課型授課課時6課時授課章節(jié)名稱項目五凹槽加工任務二直溝槽、圓弧槽加工教學目標知識目標1.掌握坐標系偏轉指令及使用；2.了解鏡向加工指令；3.撐握直溝槽、圓弧槽加工工藝制定方法。能力目標1.會進行直溝槽、圓弧槽加工；2.會進行直溝槽、圓弧槽尺寸測量及精度控制。情感目標1.養(yǎng)成文明生產、安全生產習慣；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。教學重點1.坐標系偏轉指令及使用；2.直溝槽、圓弧槽尺寸測量及精度控制方法。教學難點直溝槽、圓弧槽尺寸測量及精度控制方法。教學方法講授法、討論法、演示法、自主學習法、探究法、訓練法教學資源網絡資源，教學視頻，相關PPT，配套練習題、數控銑床及其工藝裝備板書設計任務二直溝槽、圓弧槽加工一、編程指令1.坐標系偏轉指令（1）指令功能（2）指令格式法：G17G18G19G68α_β_R_；G69（取消）西：G17/G18/G19ROTRPL=G17/G18/G19AROTRPL=ROT（或TRANS）（取消）（3）指令使用說明2.鏡向加工指令（1）指令功能（2）指令格式發(fā)那科：G51.1X＿Y＿Z＿；（設置）G50.1；（取消）西門子：MIRRORX0Y0Z0；（不可附加）AMIRRORX0Y0Z0；（可附加）MIRROR；（取消）（3）鏡像指令使用說明二、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[任務實施]一、加工準備二、對刀建工件坐標系三、程序輸入與仿真校驗四、零件加工與尺寸控制五、任務檢測與評價教學過程主要教學內容及步驟教師活動學生活動教學目標【一】導入新課題上次課課題是用子程序和坐標系偏移指令加工一系列鍵槽，本次課題是通過子程序加工一些列繞圓周旋轉的凹槽。同時有些槽的加工是通過子程序和坐標系鏡像指令加工出來的【二】新授任務二直溝槽、圓弧槽加工[學習目標]1.知識目標=1\*GB3①掌握坐標系偏轉指令及使用；=2\*GB3②了解鏡向加工指令；=3\*GB3③撐握直溝槽、圓弧槽加工工藝制定方法。2.技能目標=1\*GB3①會進行直溝槽、圓弧槽加工；=2\*GB3②會進行直溝槽、圓弧槽尺寸測量及精度控制。[知識學習]一、編程指令1.坐標系偏轉指令（1）指令功能將坐標系偏轉一個角度。（2）指令格式系統(tǒng)指令格式指令含義發(fā)那科系統(tǒng)G17/G18/G19G68α_β_R_在選定平面內以某點為旋轉中心旋轉R角度，α_β_為相應的X、Y、Z中的兩個絕對坐標作為旋轉中心。G69取消坐標系旋轉。西門子系統(tǒng)G17/G18/G19ROTRPL=可編程的坐標系偏轉，取消以前的偏置和偏轉，RPL后指定的是偏轉角度。G17/G18/G19AROTRPL=附加的可編程的坐標系偏轉，RPL后指定的是偏轉角度。ROT或TRANS取消坐標系偏置及偏轉。指令使用說明1)G17、G18、G19是坐標系所在的平面，立式銑床（加工中心）是指G17平面。2)式中R（RPL）為偏轉角度，在不同平面內偏轉角度正方向的規(guī)定見圖5-10（逆時針為正，順時針為負）。3)發(fā)那科系統(tǒng)中沒有指定“α_β_”時，則G68程序段的刀具位置為旋轉中心。4)發(fā)那科系統(tǒng)中當程序未編制“R_”值時，則參數5410中的值被認為是旋轉的角度。5)西門子系統(tǒng)ROT指令偏轉時會取消以前的偏移和偏轉即始終相對于原坐標系偏轉；AROT指令使用時，如果已經有一個TRANS、ROT或AROT指令生效，則在AROT指令下編程的坐標軸旋轉會附加在以前的偏移和偏轉上西門子系統(tǒng)例：加工如圖5-11圖形，在工件坐標系XOY中，A、B、C、D、E等基點坐標不易求解，用坐標軸偏轉指令把工件坐標系偏轉350至X’O’Y’，在X’O’Y’當前坐標系中基點坐標便很容易求出，編程也方便，程序見表5-14。圖5-2-4表5-14發(fā)那科系統(tǒng)與西門子系統(tǒng)示例程序圖5-2-4程序段號發(fā)那科系統(tǒng)西門子系統(tǒng)動作說明N5G90G40G80G69G40G90設置初始狀態(tài)。N10G0G54X0Y0Z5M3S1000T01G0G54X0Y0Z5M3S1000T01刀具在工件坐標系中移動到X0Y0Z5處。N20G68X24Y17R35TRANSX24Y17工件坐標系偏轉到X’O’Y’坐標系位置。N25AROTRPL=35N30G0Y-7.5X0G0Y-7.5X0刀具移動到當前坐標系中Y-7.5X0處即A點。N40G1Z-2F50G1Z-2F50下刀。N50Y7.5Y7.5刀具直線加工到BN60X13.5；X13.5；刀具直線加工到CN70G3X30Y0R18G3X30Y0CR=18刀具圓弧插補到DN80G1X20Y-7.5G1X20Y-7.5刀具直線加工到E點。N90X0X0刀具直線加工到A點。N100G0Z5G0Z5抬刀。N110G69G258取消坐標系偏轉。N120G0X0Y0G0X0Y0刀具移動到工件坐標系X0Y0處。2.鏡向加工指令（1）指令功能鏡向功能可以實現對稱零件的加工。（2）指令格式鏡向功能指令格式見表5-15。系統(tǒng)指令格式指令含義發(fā)那科系統(tǒng)G51.1X＿Y＿Z＿；設置可編程的鏡像。G50.1；取消可編程的鏡像。西門子828D系統(tǒng)MIRRORX0Y0Z0；可編程的鏡像功能，清除所有偏移、偏轉、鏡像指令。AMIRRORX0Y0Z0；可編程的鏡像功能，附加于當前指令。MIRROR；不帶數值，清除所有偏移、偏轉、鏡像指令。示例：如圖5-12所示，原件編為子程序，其它用鏡像加工，參考程序見表5-16。表5-2-4發(fā)那科系統(tǒng)與西門子系統(tǒng)示例程序段號發(fā)那科系統(tǒng)西門子系統(tǒng)動作說明N10G17G17選擇XY平面。N20M98P0020L20調用子程序加工。N30G51.1X0MIRRORX0沿X軸方向鏡向。N40M98P0020L20加工左邊形狀。N50G51.1Y0MIRRORY0沿Y軸方向鏡向。N60M98P0020L20加工下邊形狀。N70G51.1X0Y0MIRRORX0Y0沿X、Y軸同時鏡向。N80M98P0020L20加工左下角形狀。N90G50.1MIRROR取消鏡向。鏡像指令使用說明1）使用鏡像功能后，G02和G03，G42和G43指令被互換。2)在可編程鏡像方式中，與返回參考點有關指令和改變坐標系指令（G54～G59）等有關代碼不準指定。3)發(fā)那科系統(tǒng)還可通過機床面板實現鏡像功能，如果指定可編程鏡像功能，同時又用CNC外部開關或CNC設置生成鏡像時，則可編程鏡像功能首先執(zhí)行。4)發(fā)那科系統(tǒng)用G51.1可指定鏡像的對稱點和對稱軸，而用G50.1僅指定鏡像對稱軸，不指定對稱點。5)