數(shù)控銑削加工技術(shù)電子教案 模塊二 外輪廓加工 任務(wù)二圓弧輪廓加工

數(shù)控銑削加工技術(shù)教案20-20學(xué)年第學(xué)期課程名稱：數(shù)控銑削加工技術(shù)課題圓弧輪廓加工授課班級(jí)授課教師授課日期計(jì)劃課時(shí)10授課類型理實(shí)一體教學(xué)目標(biāo)知識(shí)目標(biāo)1.掌握G02/G03圓弧插補(bǔ)指令格式的應(yīng)用。2.掌握圓弧類輪廓的編程。技能目標(biāo)1.能夠完成外輪廓的加工。2.能夠保證零件的尺寸精度。德育目標(biāo)1.具有安全文明生產(chǎn)和遵守操作規(guī)程的意識(shí)。2.具有與人交往和團(tuán)隊(duì)協(xié)能力。3.具有工匠精神和精益求精的精神。教學(xué)重點(diǎn)圓弧插補(bǔ)指令G02/G03的應(yīng)用，加工工藝分析教學(xué)難點(diǎn)能使用圓弧圓弧指令編程。教學(xué)方法多媒體演示法、小組討論法和示范講解教學(xué)方法。比較、發(fā)現(xiàn)、討論、探討學(xué)習(xí)方法。教學(xué)準(zhǔn)備多媒體教學(xué)課件、2A12鋁合金、立銑刀、量具教學(xué)內(nèi)容及過程學(xué)生活動(dòng)環(huán)節(jié)一、復(fù)習(xí)導(dǎo)入（5分鐘）1.復(fù)習(xí)常用的G代碼，如G01G00等等2.導(dǎo)入銑圓弧輪廓應(yīng)該用到什么指令？自由發(fā)學(xué)生思考問題，溫故而知新復(fù)習(xí)直線的編程方法，并導(dǎo)入圓弧是如何加工。環(huán)節(jié)二、相關(guān)知識(shí)學(xué)習(xí)（50分鐘）步驟一、學(xué)習(xí)相關(guān)理論知識(shí)圓弧插補(bǔ)指令G02/G03的應(yīng)用1.FANUC數(shù)控系統(tǒng)G02/G03指令格式XY平面的圓弧G17G02G03X_YZX平面的圓弧G18G02G03Z_XYZ平面的圓弧G19G02G03Y_Z（1）圓弧插補(bǔ)的方向，G02/G03指令使刀具沿圓弧運(yùn)動(dòng)，所謂順時(shí)針（G02）和逆時(shí)針（G03）是指在右手直角坐標(biāo)系中，對(duì)于XY平面（ZX平面、YZ平面）從Z軸（Y、X軸）的正方向往負(fù)方向看而言，如圖2-2-2所示。圖2-2-2順時(shí)針、逆時(shí)針判斷（2）圓弧上的移動(dòng)量，X、Y、Z為圓弧終點(diǎn)坐標(biāo)值，G90指令下表示絕對(duì)值，如果采用增量坐標(biāo)方式G91，X、Y、Z表示圓弧終點(diǎn)相對(duì)于圓弧起點(diǎn)在各坐標(biāo)軸方向上的增量。（3）相較于X、Y、Z軸，圓弧中心用I、J、K來表示。I、J、K表示圓弧圓心相對(duì)于圓弧起點(diǎn)在X、Y、Z各坐標(biāo)軸方向上的增量，與G90或G91的定義無關(guān)，如圖2-2-3所示。I0、J0、K0可以忽略。圖2-2-3I、J、K（4）R是圓弧半徑，當(dāng)圓弧所對(duì)應(yīng)的圓心角為0°～180°時(shí)，R取正值；圓心角為180°～360°時(shí)，R取負(fù)值，如圖2-2-4所示：①的圓?。ㄐ∮诘扔?80°）G91G02X60.0Y55.0R50.0F300；②的圓?。ù笥诘扔?80°）G91G02X60.0Y55.0R-50.0F300；圖2-2-4（5)I、J、K的值為零時(shí)可以省略，整圓編程時(shí)不可以使用R，只能用I、J、K。當(dāng)忽略所有圓弧上的移動(dòng)量（X、Y、Z），則終點(diǎn)與起點(diǎn)位置相同，若用I、J、K指定圓形，則指定的是一個(gè)整圓。（6）圓弧插補(bǔ)的進(jìn)給速度成為由F代碼指定的切削進(jìn)給速度。沿圓弧的進(jìn)給速度(圓弧的切線方向速度)被控制為指定的進(jìn)給速度。2.編程舉例：（1）圓弧編程如圖2-2-5所示，設(shè)起刀點(diǎn)在坐標(biāo)原點(diǎn)O，使用絕對(duì)坐標(biāo)與增量坐標(biāo)方式編程。絕對(duì)坐標(biāo)編程:G90G00X200.Y40.G03X140.Y100.I-60.(或R60.)F100G02X120.Y60.I-50.(或R50.)增量坐標(biāo)編程:G91G00X200.Y40.G03X-60.Y60.I-60.(或R60.)F100G02X-20.Y-40.I-50.(或R50.)圖2-2-5圓弧編程圖2-2-6整圓編程（2）整圓編程：如圖2-2-6所示，從A點(diǎn)順時(shí)針一周時(shí)。G90時(shí)：G90G02(X30.0Y0)I-30.0(J0)F100G91時(shí)：G91G02(X0Y0)I-30.0(J0)F100從B點(diǎn)逆時(shí)針一周時(shí)。G91時(shí)：G91G03(X0Y0I0)J30.0F100G90時(shí)：G90G03(X0Y-30.0I0)J30.0F100其中()內(nèi)的內(nèi)容可以省略。步驟二、知識(shí)拓展1.加工工藝分析該任務(wù)零件外形為方形，可采用平口鉗裝夾。先加工凸輪形狀的凸臺(tái)，去除較多余量，在加工槽輪凸臺(tái)。由于尺寸有公差要求，可采用順銑的方式，加工中注意區(qū)分粗精加工，以保證尺寸精度。2.選擇刀具及切削用量根據(jù)對(duì)零件的加工工藝分析，加工凸輪外輪廓時(shí)為提高加工效率，可選用Φ20立銑刀，一次走刀可去除較多余量。槽輪輪廓由于槽寬為14，選用Φ12立銑刀。制訂刀具卡片如表2-2-2所示。3.填寫工藝卡片根據(jù)加工工藝和選用刀具情況，填寫如表2-2-3所示工藝卡片。表2-2-3工藝卡片（學(xué)生填寫）三、程序編制1.建立工件坐標(biāo)系，確定刀具軌跡及點(diǎn)坐標(biāo)值。根據(jù)零件形狀和尺寸標(biāo)注，為方便對(duì)刀及編程，選擇上表面的對(duì)稱中心為工件坐標(biāo)系原點(diǎn)。為保證加工質(zhì)量，選擇順銑加工路線。零件的編程原點(diǎn)、刀具走刀路線及點(diǎn)坐標(biāo)如表2-2-4所示。凸輪輪廓采用順銑的方式銑削，輪廓由圓弧組成，可采用圓弧切出切出的走到路線，避免法向進(jìn)刀，在輪廓凸臺(tái)側(cè)壁產(chǎn)生刀痕。從毛坯外側(cè)A點(diǎn)下刀，下刀點(diǎn)選擇在毛坯外側(cè)，距離毛坯大于刀具半徑。到B點(diǎn)建立刀具半徑補(bǔ)償，圓弧切入到C點(diǎn)，切入圓弧半徑需大于刀具半徑補(bǔ)償值。依次按照D→E→F→G→H→I→J→C→K的路線走刀。從K點(diǎn)直圓弧切出，直線插補(bǔ)至L點(diǎn)并取消刀具半徑補(bǔ)償，抬刀至安全高度。槽輪輪廓同樣采用順銑的方式加工，先將刀具移動(dòng)到下到點(diǎn)a，下刀至要加工的深度，到b點(diǎn)建立刀具半徑補(bǔ)償，圓弧插補(bǔ)至c點(diǎn)切入。依次按照c→d→e→f→g→h→i→j→k及箭頭指示的路線走刀。當(dāng)?shù)毒咴俅巫叩絚點(diǎn)，圓弧切出至m點(diǎn)，直線插補(bǔ)a點(diǎn)取消刀具半徑補(bǔ)償，抬刀至安全高度。表2-2-42.編寫加工程序編寫零件加工程序如下（參考）：凸輪輪廓程序四、程序錄入及模擬軌跡機(jī)床開機(jī)，回零，選擇“EDIT（編輯）”模式，按鍵進(jìn)入程序界面，依次錄入加工程序。切換到自動(dòng)模式，按機(jī)床鎖、輔助鎖、空運(yùn)行鍵，按下鍵，進(jìn)入圖形界面，按“循環(huán)啟動(dòng)”運(yùn)行程序，注意觀察刀具運(yùn)行軌跡，檢查刀路是否正確，如圖2-2-7所示。a凸輪輪廓軌跡b槽輪輪廓軌跡圖2-2-7模擬刀具軌跡五、加工零件崗位規(guī)范小提示：進(jìn)入加工實(shí)訓(xùn)車間，要嚴(yán)格遵守車間管理規(guī)定和機(jī)床操作規(guī)范，穿戴好防護(hù)用品。嚴(yán)禁多人同時(shí)操作機(jī)床，注意保護(hù)人身和設(shè)備安全。1.裝夾零件毛坯檢查機(jī)床，開機(jī)并回零。安裝并找正平口鉗。測量鉗口高度，選擇合適平行墊鐵，墊起工件，伸出鉗口大于10mm，保證工件的水平。加緊并敲平工件如圖2-2-8所示。圖2-2-8裝夾工件毛坯2.設(shè)定工件坐標(biāo)系原點(diǎn)安裝尋邊器，分中的方式將工件毛坯的對(duì)稱中心設(shè)定為G54工件坐標(biāo)系X、Y軸原點(diǎn)。3.銑凸輪輪廓凸臺(tái)安裝Φ20立銑刀至主軸，校準(zhǔn)Z軸設(shè)定器，放置在工件上方，將毛坯上表面設(shè)定為G54工件坐標(biāo)系Z軸原點(diǎn)。調(diào)用O2201號(hào)程序，按鍵，切換到刀補(bǔ)設(shè)置界面，將D01號(hào)半徑補(bǔ)償值修改為10.1，如圖2-2-9所示，單邊留0.1mm精加工余量。切換到自動(dòng)模式，按循環(huán)啟動(dòng)鍵，運(yùn)行程序完成粗加工。測量外輪廓尺寸和深度，將D01號(hào)半徑補(bǔ)償值修改為10.，深度如有誤差，可修改下刀深度。再次自動(dòng)運(yùn)行程序，完成精加工，如圖2-2-10所示。圖2-2-9修改半徑補(bǔ)償值圖2-2-9凸輪輪廓凸臺(tái)4.銑槽輪輪廓凸臺(tái)安裝Φ12立銑刀至主軸，使用Z軸設(shè)定器重新設(shè)定G54工件坐標(biāo)系Z軸原點(diǎn)。調(diào)用O2202號(hào)程序，按鍵，切換到刀補(bǔ)設(shè)置界面，將D02號(hào)半徑補(bǔ)償修改為6.1，單邊留0.1mm精加工余量。切換到自動(dòng)模式，按循環(huán)啟動(dòng)鍵，運(yùn)行程序完成粗加工。測量輪廓尺寸和深度尺寸。切換到刀補(bǔ)設(shè)置界面，修改D02號(hào)半徑補(bǔ)償值修改為6.05，如深度尺寸有誤差可修改下刀深度。自動(dòng)運(yùn)行程序，完成輪廓半精加工。測量輪廓尺寸，依據(jù)測量結(jié)果，修改D02號(hào)半徑補(bǔ)償值，完成精加工，如圖2-2-11所示。圖2-2-11槽輪輪廓凸臺(tái)5.整理機(jī)床卸下工件，去除加工產(chǎn)生的毛刺。按照車間7S管理規(guī)定整理工作崗位，清掃機(jī)床，刀量具擦凈擺放整齊，關(guān)閉機(jī)床電源，清掃車間衛(wèi)生。六、檢測零件各小組依據(jù)圖紙要求檢測零件，并將檢測結(jié)果填入表2-2-5中。步驟三、課堂總結(jié)、布置作業(yè)：（5分鐘）一、小結(jié)1.圓弧插補(bǔ)指令G02/G03的格式2.圓弧程序編制3.正確判斷圓弧的正反方向布置作業(yè)大于180度的角度圓弧如何編程？認(rèn)真聽記筆記區(qū)分G02與G03了解圓弧的加工方法了解個(gè)程序的含義并了解程序含義。認(rèn)真聽記筆記遵守課堂紀(jì)律學(xué)會(huì)G02G03的半圓和整圓編成方式遵守課堂紀(jì)律學(xué)會(huì)看工件來建立坐標(biāo)系。同時(shí)思考選擇什么工藝觀察并思考他們的進(jìn)刀和退刀的區(qū)別，和你想想的有什么區(qū)別在讀示例程序的時(shí)候觀察圓弧是如何編程的。在讀示例程序段的時(shí)候可以對(duì)照前面的G代碼嘗試自主編程。在模擬的過程中要注意各軸的鎖定，并且保證安全。通過機(jī)床仿真驗(yàn)證程序。學(xué)會(huì)運(yùn)用修改刀具半徑補(bǔ)償值，控制加工精度。在測量的過程中多測量即便幾遍互相評(píng)分，多看，多量。認(rèn)真完成，課后作業(yè)展示圖片、視頻讓學(xué)生了解過去勞動(dòng)生產(chǎn)的艱辛，提高現(xiàn)代生活的幸福感，同時(shí)通過對(duì)比了解數(shù)控機(jī)床在現(xiàn)代制造業(yè)中的地位，從而增強(qiáng)學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)。知道圓弧是如何通過機(jī)床進(jìn)行加工的。通過實(shí)例演示，讓學(xué)生歸納編程的步驟，進(jìn)一步掌握程序編制的過程。采用了絕對(duì)坐標(biāo)的編程格式與相對(duì)坐標(biāo)的編程格式，使學(xué)生直觀的觀察到絕對(duì)坐標(biāo)以及相對(duì)坐標(biāo)的區(qū)別和作用加工工藝是工業(yè)進(jìn)行加工過程中必不可少的計(jì)劃與方案因此需要養(yǎng)成學(xué)生制定工藝的良好習(xí)慣.制定工藝卡片可以讓學(xué)生深度思考加工過程中的得失，以此來改進(jìn)工藝方案，使學(xué)生不能盲干。程序編制的過程中需要結(jié)合圖紙上的明確標(biāo)志，因此根據(jù)零件輪廓來選擇程序制定工藝進(jìn)行加工程序多次運(yùn)用圓弧進(jìn)刀的方式來進(jìn)行進(jìn)刀或者退刀，因?yàn)閳A弧進(jìn)刀較為緩和有一定的緩沖空間，而法向進(jìn)刀存在斷刀的風(fēng)險(xiǎn)圖示中的圖形分別是不規(guī)則的圓和對(duì)稱圖形，在加工得過程中十分考驗(yàn)學(xué)生的編程靈活能力與動(dòng)手能力順時(shí)針的圓弧插補(bǔ)可以使方向?yàn)轫槙r(shí)針進(jìn)行圓弧的銑削。逆時(shí)針同理配合指令坐標(biāo)可以銑削出靈活的圓弧，進(jìn)入精加工的階段可以進(jìn)一步改進(jìn)其精度參考程序的設(shè)計(jì)可以使