數控銑削加工技術教案20-20學年第學期課程名稱：數控銑削加工技術課題圓弧輪廓加工授課班級授課教師授課日期計劃課時10授課類型理實一體教學目標知識目標1.掌握G02/G03圓弧插補指令格式的應用。2.掌握圓弧類輪廓的編程。技能目標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1.具有安全文明生產和遵守操作規程的意識。2.具有與人交往和團隊協能力。3.具有工匠精神和精益求精的精神。教學重點圓弧插補指令G02/G03的應用，加工工藝分析教學難點能使用圓弧圓弧指令編程。教學方法多媒體演示法、小組討論法和示范講解教學方法。比較、發現、討論、探討學習方法。教學準備多媒體教學課件、2A12鋁合金、立銑刀、量具教學內容及過程學生活動環節一、復習導入（5分鐘）1.復習常用的G代碼，如G01G00等等2.導入銑圓弧輪廓應該用到什么指令？自由發學生思考問題，溫故而知新復習直線的編程方法，并導入圓弧是如何加工。環節二、相關知識學習（50分鐘）步驟一、學習相關理論知識圓弧插補指令G02/G03的應用1.FANUC數控系統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）圓弧插補的方向，G02/G03指令使刀具沿圓弧運動，所謂順時針（G02）和逆時針（G03）是指在右手直角坐標系中，對于XY平面（ZX平面、YZ平面）從Z軸（Y、X軸）的正方向往負方向看而言，如圖2-2-2所示。圖2-2-2順時針、逆時針判斷（2）圓弧上的移動量，X、Y、Z為圓弧終點坐標值，G90指令下表示絕對值，如果采用增量坐標方式G91，X、Y、Z表示圓弧終點相對于圓弧起點在各坐標軸方向上的增量。（3）相較于X、Y、Z軸，圓弧中心用I、J、K來表示。I、J、K表示圓弧圓心相對于圓弧起點在X、Y、Z各坐標軸方向上的增量，與G90或G91的定義無關，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，當圓弧所對應的圓心角為0°～180°時，R取正值；圓心角為180°～360°時，R取負值，如圖2-2-4所示：①的圓弧（小于等于180°）G91G02X60.0Y55.0R50.0F300；②的圓弧（大于等于180°）G91G02X60.0Y55.0R-50.0F300；圖2-2-4（5)I、J、K的值為零時可以省略，整圓編程時不可以使用R，只能用I、J、K。當忽略所有圓弧上的移動量（X、Y、Z），則終點與起點位置相同，若用I、J、K指定圓形，則指定的是一個整圓。（6）圓弧插補的進給速度成為由F代碼指定的切削進給速度。沿圓弧的進給速度(圓弧的切線方向速度)被控制為指定的進給速度。2.編程舉例：（1）圓弧編程如圖2-2-5所示，設起刀點在坐標原點O，使用絕對坐標與增量坐標方式編程。絕對坐標編程:G90G00X200.Y40.G03X140.Y100.I-60.(或R60.)F100G02X120.Y60.I-50.(或R50.)增量坐標編程: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點順時針一周時。G90時：G90G02(X30.0Y0)I-30.0(J0)F100G91時：G91G02(X0Y0)I-30.0(J0)F100從B點逆時針一周時。G91時：G91G03(X0Y0I0)J30.0F100G90時：G90G03(X0Y-30.0I0)J30.0F100其中()內的內容可以省略。步驟二、知識拓展1.加工工藝分析該任務零件外形為方形，可采用平口鉗裝夾。先加工凸輪形狀的凸臺，去除較多余量，在加工槽輪凸臺。由于尺寸有公差要求，可采用順銑的方式，加工中注意區分粗精加工，以保證尺寸精度。2.選擇刀具及切削用量根據對零件的加工工藝分析，加工凸輪外輪廓時為提高加工效率，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（學生填寫）三、程序編制1.建立工件坐標系，確定刀具軌跡及點坐標值。根據零件形狀和尺寸標注，為方便對刀及編程，選擇上表面的對稱中心為工件坐標系原點。為保證加工質量，選擇順銑加工路線。零件的編程原點、刀具走刀路線及點坐標如表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，避免法向進刀，在輪廓凸臺側壁產生刀痕。從毛坯外側A點下刀，下刀點選擇在毛坯外側，距離毛坯大于刀具半徑。到B點建立刀具半徑補償，圓弧切入到C點，切入圓弧半徑需大于刀具半徑補償值。依次按照D→E→F→G→H→I→J→C→K的路線走刀。從K點直圓弧切出，直線插補至L點并取消刀具半徑補償，抬刀至安全高度。槽輪輪廓同樣采用順銑的方式加工，先將刀具移動到下到點a，下刀至要加工的深度，到b點建立刀具半徑補償，圓弧插補至c點切入。依次按照c→d→e→f→g→h→i→j→k及箭頭指示的路線走刀。當刀具再次走到c點，圓弧切出至m點，直線插補a點取消刀具半徑補償，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床開機，回零，選擇“EDIT（編輯）”模式，按鍵進入程序界面，依次錄入加工程序。切換到自動模式，按機床鎖、輔助鎖、空運行鍵，按下鍵，進入圖形界面，按“循環啟動”運行程序，注意觀察刀具運行軌跡，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、加工零件崗位規范小提示：進入加工實訓車間，要嚴格遵守車間管理規定和機床操作規范，穿戴好防護用品。嚴禁多人同時操作機床，注意保護人身和設備安全。1.裝夾零件毛坯檢查機床，開機并回零。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.設定工件坐標系原點安裝尋邊器，分中的方式將工件毛坯的對稱中心設定為G54工件坐標系X、Y軸原點。3.銑凸輪輪廓凸臺安裝Φ20立銑刀至主軸，校準Z軸設定器，放置在工件上方，將毛坯上表面設定為G54工件坐標系Z軸原點。調用O2201號程序，按鍵，切換到刀補設置界面，將D01號半徑補償值修改為10.1，如圖2-2-9所示，單邊留0.1mm精加工余量。切換到自動模式，按循環啟動鍵，運行程序完成粗加工。測量外輪廓尺寸和深度，將D01號半徑補償值修改為10.，深度如有誤差，可修改下刀深度。再次自動運行程序，完成精加工，如圖2-2-10所示。圖2-2-9修改半徑補償值圖2-2-9凸輪輪廓凸臺4.銑槽輪輪廓凸臺安裝Φ12立銑刀至主軸，使用Z軸設定器重新設定G54工件坐標系Z軸原點。調用O2202號程序，按鍵，切換到刀補設置界面，將D02號半徑補償修改為6.1，單邊留0.1mm精加工余量。切換到自動模式，按循環啟動鍵，運行程序完成粗加工。測量輪廓尺寸和深度尺寸。切換到刀補設置界面，修改D02號半徑補償值修改為6.05，如深度尺寸有誤差可修改下刀深度。自動運行程序，完成輪廓半精加工。測量輪廓尺寸，依據測量結果，修改D02號半徑補償值，完成精加工，如圖2-2-11所示。圖2-2-11槽輪輪廓凸臺5.整理機床卸下工件，去除加工產生的毛刺。按照車間7S管理規定整理工作崗位，清掃機床，刀量具擦凈擺放整齊，關閉機床電源，清掃車間衛生。六、檢測零件各小組依據圖紙要求檢測零件，并將檢測結果填入表2-2-5中。步驟三、課堂總結、布置作業：（5分鐘）一、小結1.圓弧插補指令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大于180度的角度圓弧如何編程？認真聽記筆記區分G02與G03了解圓弧的加工方法了解個程序的含義并了解程序含義。認真聽記筆記遵守課堂紀律學會G02G03的半圓和整圓編成方式遵守課堂紀律學會看工件來建立坐標系。同時思考選擇什么工藝觀察并思考他們的進刀和退刀的區別，和你想想的有什么區別在讀示例程序的時候觀察圓弧是如何編程的。在讀示例程序段的時候可以對照前面的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。通過機床仿真驗證程序。學會運用修改刀具半徑補償值，控制加工精度。在測量的過程中多測量即便幾遍互相評分，多看，多量。認真完成，課后作業展示圖片、視頻讓學生了解過去勞動生產的艱辛，提高現代生活的幸福感，同時通過對比了解數控機床在現代制造業中的地位，從而增強學習動機。知道圓弧是如何通過機床進行加工的。通過實例演示，讓學生歸納編程的步驟，進一步掌握程序編制的過程。采用了絕對坐標的編程格式與相對坐標的編程格式，使學生直觀的觀察到絕對坐標以及相對坐標的區別和作用加工工藝是工業進行加工過程中必不可少的計劃與方案因此需要養成學生制定工藝的良好習慣.制定工藝卡片可以讓學生深度思考加工過程中的得失，以此來改進工藝方案，使學生不能盲干。程序編制的過程中需要結合圖紙上的明確標志，因此根據零件輪廓來選擇程序制定工藝進行加工程序多次運用圓弧進刀的方式來進行進刀或者退刀，因為圓弧進刀較為緩和有一定的緩沖空間，而法向進刀存在斷刀的風險圖示中的圖形分別是不規則的圓和對稱圖形，在加工得過程中十分考驗學生的編程靈活能力與動手能力順時針的圓弧插補可以使方向為順時針進行圓弧的銑削。逆時針同理配合指令坐標可以銑削出靈活的圓弧，進入精加工的階段可以進一步改進其精度參考程序的設計可以使