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型腔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.掌握倒角、拐角圓弧過渡指令的使用方法。2.掌握型腔類零件的編程。技能目標1.能夠合理制定型腔類零件的加工工藝。2.能夠完成型腔類零件的加工與檢測。德育目標1.具有安全文明生產和遵守操作規程的意識。2.具有團隊協作的能力。3.具有工匠精神和勞模精神。教學重點任意角度倒角、拐角圓弧過渡指令，數控銑削型腔加工工藝知識。教學難點型腔精加工刀具的切入切出與簡化倒角與圓角過度指令。教學方法多媒體演示法、小組討論法和實例講解教學方法。比較、思考、討論、探討學習方法。教學準備同學們我們車間接到一個旋鈕模具型腔板的加工任務，如圖3-2-1所示的零件。該任務材料為2A12鋁合金，毛坯為尺寸為90*90*25。請同學們以小組為單位，根據圖紙要求，完成加工任務。教學內容及過程學生活動設計說明環節一、復習導入（5分鐘）1.復習回顧鍵槽銑刀的應用2.導入外輪廓與內輪廓的區別。認真聽講、回答問題通過實例進一步引起對內輪廓的討論環節二、相關知識學習（50分鐘）圖3-2-1旋鈕型腔板任務準備完成該任務需要準備的實訓物品如表3-2-1所示。表3-2-1實訓物品清單一、任意角度倒角、拐角圓弧過渡指令1.指令格式：,C_倒角,R_拐角圓弧過渡說明：當在指定直線插補（G01）或者圓弧插補（G02、G03）程序段的末尾指定上述格式時，加工中自動在拐角處加上倒角或者圓弧過渡，倒角或拐角圓弧過渡的程序段可以連續指定。倒角和拐角圓弧過渡程序段可以插入在直線和直線、直線和圓弧、圓弧和圓弧、圓弧和直線插補程序段之間。倒角在C之后指定從假想拐角交點到拐角起點和終點的距離。假想拐角就是不執行倒角的話，實際存在的拐角點，如圖3-2-2所示。拐角圓弧過渡在R之后，指定拐角圓弧的半徑，如圖3-2-3所示。圖3-2-2倒角3-2-3拐角圓弧過渡2.應用舉例使用倒角/拐角圓弧過渡指令編寫圖3-2-4加工程序如下：N001G92G90X0Y0;N002G00X10.0Y10.0;N003G01X50.0,C5.0F100.0;N004Y25.0,R8.0;N005G03X80.0Y50.0R30.0,R8.0;N006G01X50.0,R8.0;N007Y70.0,C5.0;N008X10.0,C5.0;N009Y10.0;N010G00X0Y0;N011M30;3-2-3拐角圓弧過渡2.應用舉例使用倒角/拐角圓弧過渡指令編寫圖3-2-4加工程序如下：N001G92G90X0Y0;N002G00X10.0Y10.0;N003G01X50.0,C5.0F100.0;N004Y25.0,R8.0;N005G03X80.0Y50.0R30.0,R8.0;N006G01X50.0,R8.0;N007Y70.0,C5.0;N008X10.0,C5.0;N009Y10.0;N010G00X0Y0;N011M30;3-2-3拐角圓弧過渡2.應用舉例使用倒角/拐角圓弧過渡指令編寫圖3-2-4加工程序如下：N001G92G90X0Y0;N002G00X10.0Y10.0;N003G01X50.0,C5.0F100.0;N004Y25.0,R8.0;N005G03X80.0Y50.0R30.0,R8.0;N006G01X50.0,R8.0;N007Y70.0,C5.0;N008X10.0,C5.0;N009Y10.0;N010G00X0Y0;N011M30;二、數控銑削型腔加工工藝知識1.刀具的下刀切入方法使用立銑刀時，由于有些銑刀端面切削刃不過中心，一般不宜采用垂直下刀，通常采用以下三種方式：（1）使用鍵槽銑刀沿Z向直接下刀。（2）先用鉆頭鉆孔，立銑刀通過孔垂直下刀。（3）使用立銑刀螺旋或者斜插式下刀。2.型腔加工的走刀路線型腔加工的走刀路線一般由三種，如圖3-2-5。圖3-2-5a是用行切法加工型腔，這種走刀路線優點是走刀路線短，計算簡單，編程方便，缺點是相鄰兩行的轉接處留下殘留面積達不到要求的表面粗糙度。圖3-2-5b用的是環切法加工型腔，這種走刀路線要比行切法長，需要逐次向外擴展輪廓，計算復雜，程序較長，但表面質量較好。圖3-2-5c綜合前兩種的走刀路線的優點，先用行切法去除中間余量，最后用環切法加工輪廓表面，既能縮短總的進給路線，又能獲得較好的表面質量。a行切法b環切法c先行切后環切圖3-2-5型腔加工路線3.型腔精加工刀具的切入切出當銑削內輪廓表面時，盡量遵循切向切入切出的方法。若內輪廓曲線不允許外延，或者距離較小，無法沿切向切入切出時，刀具只能沿輪廓法向切入切出。當輪廓內部幾何元素相交無切點時，如圖3-2-6a所示，刀具應遠離拐角，考慮中間圓弧切入切出。銑削圓弧或者整圓時，如圖3-2-6b所示，也要遵循圓弧切入切出的原則，最好安排在象限點處以提高輪廓表面質量。a中間切入切出b象限點切入切出圖3-2-6內輪廓加工刀具的切入、切出任務實施一、任務圖紙分析該任務零件外形為正方形，第一層是Φ80的圓形型腔。底層有一個六邊形型腔，中間有一個矩形凸臺。六邊形的寬度為60，尺寸公差為。輪廓深度方向均有尺寸公差要求，其余未注尺寸公差為±0.1，表面粗糙度要求為Ra3.2，零件加工完成后需去除加工過程中產生的毛刺，銳邊倒鈍。二、制訂加工工藝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。先加工圓形型腔，然后加工六邊形型腔，再加工矩形凸臺。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，加工型腔時，立銑刀主要用于側刃切削，不適合垂直下刀，可選用Φ10鉆頭，預鉆下刀孔。加工Φ80型腔時為提高加工效率，可選擇Φ20立銑刀加工。加工六邊形型腔和矩形凸臺時，考慮到相鄰輪廓之間的距離，選擇Φ10立銑刀，防止過切。制訂刀具卡片如表3-2-2所示。表3-2-2刀具卡片（參考）a中間切入切出b象限點切入切出圖3-2-6內輪廓加工刀具的切入、切出任務實施一、任務圖紙分析該任務零件外形為正方形，第一層是Φ80的圓形型腔。底層有一個六邊形型腔，中間有一個矩形凸臺。六邊形的寬度為60，尺寸公差為。輪廓深度方向均有尺寸公差要求，其余未注尺寸公差為±0.1，表面粗糙度要求為Ra3.2，零件加工完成后需去除加工過程中產生的毛刺，銳邊倒鈍。3.填寫工藝卡片根據加工工藝和選用刀具情況，填寫如表3-2-3所示工藝卡片。表3-2-3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3-2-4所示。加工Φ80圓形型腔先用鉆頭在圓心O點位置鉆下刀孔，深度5.8。從O點下刀至要加工的深度，直線插補至A點，逆時針插補整圓，去除中間余量，然后直線插補至B點建立刀具半徑補償，圓弧插補至C點切入，逆時針插補整圓，圓弧插補至D點切出輪廓，直線插補至A點取消刀具半徑補償，抬刀至安全高度。加工八邊形型腔刀具軌跡，6-R8圓角采用拐角圓弧過渡命令。只需要計算兩邊的交點坐標，以簡化編程工作量。先用鉆頭在a點位置鉆下刀工藝孔，深度10.8。從a點下刀至要加工的深度，直線插補至b點建立刀具半徑補償，圓弧插補至c點，依次按照c→d→e→f→g→h→i→c和箭頭指示的方向切削,圓弧插補至j點，直線插補至a點取消刀具半徑補償，抬刀至安全高度。中間矩形凸臺刀具軌跡，4-C3倒角采用倒角命令,只需要計算兩邊的交點坐標，以簡化編程。從a點下刀至要加工的深度，直線插補至1點建立刀具半徑補償，圓弧插補至2點切入，依次按照3→4→5→6→2和箭頭指示的方向切削,圓弧插補至7點切出，直線插補至a點取消刀具半徑補償，抬刀至安全高度。表3-2-42.編寫加工程序編寫零件加工程序如下（參考）：圓形型腔程序六邊形型腔程序 矩形凸臺程序四、程序的錄入及軌跡仿真機床開機，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3-2-7所示。圖3-2-7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5mm，保證工件的水平。加緊并敲平工件如圖3-2-8所示。圖3-2-8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Φ80圓形型腔安裝Φ10鉆頭至主軸，手動在中心鉆下刀工藝孔，深度為5.8mm，如圖3-2-9所示。更換Φ20立銑刀至主軸，校準Z軸設定器，將工件上表面設定為G54工件坐標系Z軸原點。調用O3201號加工程序，按鍵，切換到刀補設置界面，將D01號半徑補償值修改為10.2，如圖3-2-10所示，單邊留0.2mm精加工余量。切換到自動模式，按下循環啟動，運行程序完成粗加工。測量Φ80圓直徑和深度，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，測量Φ80圓直徑。尺寸如有誤差可根據測量值，修改刀具半徑補償值，再次運行程序加工至圖紙要求，如圖3-2-11示。圖3-2-9鉆下刀工藝孔圖3-2-10修改半徑補償值圖3-2-9鉆下刀工藝孔圖3-2-11Φ80型腔4.銑削六邊形型腔安裝Φ10鉆頭，手動在a點鉆下刀工藝孔，深度10.8，如圖3-2-12所示。更換Φ10立銑刀至主軸，使用Z軸設定器重新設定工件坐標系Z軸原點。調用O3202號程序，按鍵，切換到刀補設置界面，將D02號補償修改為5.2，單邊留0.2mm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。測量寬度和深度尺寸，如有誤差可修改下刀深度。切換到刀補設置界面，修改D02號半徑補償值為5.05，自動運行程序，完成輪廓半精加工。測量寬度尺寸，根據測量結果修改刀具半徑補償值，再次運行程序，加工至圖紙要求，如圖3-2-13所示。圖3-2-12鉆下刀工藝孔圖3-2-13六邊形型腔5.銑削矩形凸臺調用O3203號程序，將D02號補償修改為5.1，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。測量寬度和深度尺寸，深度如有誤差可修改下刀深度。切換到刀補設置界面，將D02號半徑補償值修改為5.，自動運行程序，完成輪廓精加工，如圖3-2-14所示。圖3-2-14矩形凸臺6.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3-2-5中。表3-2-5零件檢測表步驟三、課堂總結、布置作業：（5分鐘）小結1.了解任意角度倒角、拐角圓弧過渡指令2.學會數控銑削型腔加工工藝知識。二、布置作業熟練操作面板上的功能，能夠快速正確的表達出面板各個頁面的功能。根據老師所講，理解圖紙，并且做好筆記根據圖紙，準備物料清單學習倒角指令，了解其指令的工作原理根據圖示來對倒角指令進行討論和理解，進一步掌握倒角學習拐角圓弧過渡指令，了解其指令的路徑根據圖示來對拐角圓弧過渡指令進行討論和理解，進一步掌握拐角圓弧過渡結合圖示認真觀察倒角程序，并且透徹理解其運行原理結合圖示認真觀察拐角圓弧過渡程序，并且透徹理解其運行原理認真學習三種下刀方案牢記并且理解其特性和區別根據圖示來對三種常用走刀路線進行學習，并且區分其優點和缺點學習切入和切出的方法，理解其原理，牢記使用時機根據任務圖紙和說明去分析零件特征以及要素認真去理解工藝的分析，嘗試去自我設計貼合刀具卡片對輪廓特征進行刀具準備根據任務圖紙去分析零件特征以及要素根據填寫工藝卡片來設計并且準備相應程序，了解其加工需求仔細閱讀并且理解編程時的思路以及要素，貼合圖示對程序進行參考總結編寫或參考其圓形型腔程序，思考并且檢查代碼正確性編寫或參考其六邊形型腔程序，思考并且檢查代碼正確性編寫或參考其矩形凸臺程序，思考并且檢查代碼正確性通過模擬軌跡來檢查刀路是否正確，并且思考運行刀路的原理通過模擬軌跡來檢查刀路是否正確，并且思考運行刀路的原理通過模擬軌跡來檢查刀路是否正確，并且思考運行刀路的原理注意安全，消除隱患調動動手能力來進行裝夾的一系列操作，熟練并且掌握原點的設定根據下刀位置進行工藝孔的加工，并且思考工藝孔的作用根據圓形型腔輪廓余量來修改半徑補償值，調整參數檢查輪廓完整度和正確性根據下刀位置進行工藝孔的加工，并且思考工藝孔的作用根據六邊形型腔輪廓余量來修改半徑補償值，調整參數，并且保證精度合格檢查輪廓完整度和正確性根據矩形凸臺輪廓余量來修改半徑補償值，調整參數，并且保證精度合格檢查輪廓完整度和正確性整理工作崗位根據零件檢測表，來檢查零件質量和自身的能力，并且綜合反思自我得失總結評價分析圖紙、講解本節課的要加工的內容及知識點。根據物品清單來清點各個工量具，為后續的課程順利進行而奠定物質基礎講解倒角和拐角圓弧過渡的基礎指令格式，直入中心，加快教學進度，使學生對知識點的掌握更加直接根據圖示展示多個倒角和拐角圓弧過渡程序以及處理方法讓編程的時候具有靈活性通過圖示講解圓弧過渡指令和倒角指令的差異和原理使教學目標清晰明了通過舉例來說明編輯時的實際情況，使學生對于程序的對錯有更好的辨別能力結合圖示對程序進行對照對比，理清坐標值和程序段，以便更好的去查看編程時的技巧根據拐角圓弧過渡和倒角來實時編輯出工件的各個輪廓部位與特性，使學生可以運用編程加工的便捷性利用拐角過渡圓弧的多樣加工性能需要多次舉例與講解來讓學生浸入完全掌握的階段一般銑削工件的型腔時根據內輪廓的形狀需要對工件執行合理的下刀方案進行切削，提升學生的工藝設計能力向學生展示并教學型腔的走刀路線，讓學生對加工路線的理解有了初步的認知與理解根據輪廓的形狀來進行精加工的方案，需要圓弧進刀來避免損失工