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1+X技能考核數(shù)控銑初級試題授課班級授課教師授課日期計劃課時8授課類型理實一體教學(xué)目標知識目標1.掌握綜合零件的編程方法。2.掌握綜合零件的工藝編排。技能目標1.能夠完成綜合加工零件的加工。2.具備數(shù)控銑工職業(yè)資格。德育目標1.具有安全文明生產(chǎn)和遵守操作規(guī)程的意識。2.具有分析問題、解決問題的能力。3.具有工匠精神和產(chǎn)品質(zhì)量意識。教學(xué)重點掌握極坐標指令的應(yīng)用，建立工件坐標系，確定刀具軌跡及點坐標值，綜合零件的編程方法并掌握綜合零件的工藝編排。教學(xué)難點能建立工件坐標系，確定刀具軌跡及點坐標值，綜合零件的編程方法并掌握綜合零件的工藝編排具備數(shù)控銑工職業(yè)資格。教學(xué)方法多媒體演示法、小組討論法和實例講解教學(xué)方法。教學(xué)準備多媒體教學(xué)課件、機器組成的視頻、數(shù)控加工的各類視頻、數(shù)控銑床使用操作說明書、數(shù)控機床宣傳資料等教學(xué)內(nèi)容及過程學(xué)生活動設(shè)計說明環(huán)節(jié)一、復(fù)習(xí)導(dǎo)入（5分鐘）1.復(fù)習(xí)1）攻絲加工循環(huán)指令的格式及應(yīng)用和攻絲切削參數(shù)的選擇2.導(dǎo)入同學(xué)們我們車間接到一批端蓋的加工任務(wù)，如圖5-1-1所示的零件。同時該任務(wù)也作為數(shù)控銑工初級技能的1+X考證操考試題。該任務(wù)材料為2A12鋁合金，毛坯為尺寸為90*90*25。請同學(xué)們根據(jù)圖紙要求，在3小時以內(nèi)完成端蓋零件的加工。自由發(fā)言認真作答讓同學(xué)了解為什么考1+X證書有何作用環(huán)節(jié)二、相關(guān)知識學(xué)習(xí)（50分鐘）步驟一、學(xué)習(xí)相關(guān)理論知識一、極坐標指令的應(yīng)用極坐標指令可以在半徑和角度的極坐標上輸入終點坐標值。從指定極坐標指令的平面的第一軸的+方向，沿逆時針方向的角度為正，沿順時針方向的角度為負。此外，在絕對指令/增量指令(G90、G91)下都可以指定半徑和角度。極坐標指令格式：G□□G○○G16;極坐標指令(極坐標方式)開始G00IP＿;G15;極坐標指令(極坐標方式)取消說明：G16：極坐標指令開始G15：極坐標指令取消G□□：極坐標指令的平面選擇(G17、G18或G19)G○○：極坐標指令的中心選擇(G90或G91)G90時工件坐標系的原點為極坐標的中心，G91時當前位置為極坐標的中心。IP＿:構(gòu)成極坐標指令的平面的軸地址和指令值，平面的第1軸指定極坐標的半徑。平面的第2軸指定極坐標的角度。如G17平面，第1軸為X代表半徑，第2軸為Y代表角度。以絕對值指定半徑值時工件坐標系的原點成為極坐標的中心，如圖5-1-2所示。但是，在使用局部坐標系(G52)時，局部坐標系的原點成為極坐標的中心。以增量值指定半徑值，當前位置被設(shè)為極坐標的中心，如圖5-1-3所示。在極坐標方式下，用R指令來指定圓弧插補、螺旋插補(G02、G03)的半徑。注意在極坐標方式下，不能指定任意角度的倒角/拐角R。1.半徑值和角度為絕對指令時N1G17G90G16;極坐標指令X-Y平面選擇極坐標的原點為工件坐標系的原點N2G01X100.0Y30.0F200;半徑100mm、角度30°N3G01Y150.0;半徑100mm、角度150°N4G01Y270.0;半徑100mm、角度270°N5G15;極坐標指令取消2.半徑值為絕對指令而角度為增量指令時N1G17G90G16;極坐標指令X-Y平面選擇極坐標的原點為工件坐標系的原點N2G01X100.0Y30.0F200;半徑100mm、角度30°N3G91Y120.0;半徑100mm、角度+120°N4Y120.0;半徑100mm、角度+120°N5G15;極坐標指令取消任務(wù)實施一、任務(wù)圖紙分析該任務(wù)零件外形為正方形。中間有一個八邊形凸臺，凸臺中心有一個圓形型腔和一個直槽。其中八邊形凸臺和圓形型腔尺寸均有公差要求，其余尺寸公差按±0.1。四個角上均布4個通孔。圓形型腔相對于底面的垂直度要求為0.04。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(chǎn)生的毛刺和飛邊。二、制訂加工工藝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。由于圓形型腔和基準面A有垂直度要求，所以應(yīng)先加工基準面A和正方形外形，正方形尺寸公差為±0.1，可采用粗精銑的方式完成加工。然后反過來夾持已經(jīng)加工好的正方形，銑削平面，保證高度。然后加工八邊形凸臺，再加工中間Φ50圓形型腔和中間直槽，八邊形和圓形型腔輪廓尺寸有公差要求，應(yīng)采用粗加工-半精加工-精加工的方式完成。最后加工4個Φ10通孔。2.選擇刀具及切削用量根據(jù)對零件的加工工藝分析，正方形外形、八邊形凸臺和Φ50圓形型腔選用Φ20立銑刀加工，提高加工效率。中間直槽寬度為10mm，尺寸公差較大，可選用Φ10鍵槽銑刀加工。4個Φ10的孔先用中心鉆打中心孔，然后用Φ10鉆頭鉆孔。制訂刀具卡片如表5-1-2所示。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(jù)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(zhì)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5-1-4所示。正方形外輪廓加工，采用圓弧切入圓弧切出。編程時C5倒角采用倒角的功能，只需要計算出兩邊的交點坐標。先將刀具快速定位到下刀點A，注意下刀點應(yīng)選擇在毛坯的外側(cè)，通常距離毛坯大于刀具直徑。下刀至要加工深度，直線插補至B點，并建立刀具半徑補償，圓弧插補至C點切入工件（切入、切出圓弧應(yīng)大于刀具半徑），依次按照C→D→E→F→G→C和箭頭指示的方向切削整個輪廓，當?shù)毒咴俅位氐紺點，圓弧切出至H點，直線插補至A點并取消刀具半徑補償，抬刀至安全高度。八邊形輪廓編程時采用極坐標指令，以簡化編程。采用圓弧切入圓弧切出。先將刀具快速定位到下刀點a，注意下刀點應(yīng)選擇在毛坯的外側(cè)，下刀至要加工深度，直線插補至b點，并建立刀具半徑補償，圓弧插補至c點切入工件，依次按照c→d→e→f→g→h→i→j→k→c及箭頭指示的方向切削整個輪廓，圓弧切出至l點，直線插補至a點并取消刀具半徑補償，抬刀至安全高度。圓形型腔采用螺旋下刀的方式，以a1點為起點，整圓螺旋插補至要加工的深度，然后整圓平切一圈去除型腔中間余量，直線插補至b1點，建立刀具半徑補償，圓弧插補至c1點，整圓切削輪廓，圓弧插補至d1點切出輪廓，直線插補至a1點取消刀具半徑補償，抬刀至安全高度。中間直槽軌跡，編程時可按照水平方向編程，利用坐標系旋轉(zhuǎn)指令將坐標系旋轉(zhuǎn)30°。由于尺寸精度要求不高，可用Φ10鍵槽銑刀沿槽中心切削，完成加工。從1點下刀至要加工深度，直線切削至2點，抬刀至安全高度。孔加工軌跡，先在點3、4、5、6處用中心鉆打中心孔，然后用鉆頭鉆通孔。五、加工零件崗位規(guī)范小提示：進入加工實訓(xùn)車間，要嚴格遵守車間管理規(guī)定和機床操作規(guī)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(shè)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16mm，保證工件的水平。加緊并敲平工件如圖5-1-6所示。圖5-1-6裝夾工件毛坯2.設(shè)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(shè)定為G54工件坐標系X、Y軸原點。3.銑削平面安裝Φ63端銑刀，MDI模式輸入M03S1500，按循環(huán)啟動使主軸正轉(zhuǎn)。用手輪控制刀具移動，手動銑削上表面，去除毛坯表面層即可，深度約0.5mm，如圖5-1-7所示。圖5-1-7銑削上表面4.銑削正方形輪廓安裝Φ20立銑刀至主軸，校準Z設(shè)定器并放置在工件上方，將刀具移動到Z軸設(shè)定器上方，慢慢壓至零位，如圖5-1-8所示。按鍵，切換到坐標系設(shè)置界面，將光標調(diào)整到G54坐標系，輸入Z0，點擊測量完成Z向?qū)Φ叮鐖D5-1-9所示。編輯模式調(diào)出O5101加工程序，將加工深度Z-16.修改為Z-8.，分層加工。按鍵，切換到刀補設(shè)置界面，將D01號半徑補償值修改為10.2，如圖5-1-10所示。切換到自動模式，按循環(huán)啟動鍵自動運行程序，程序運行完畢，切換到編輯模式，修改程序下刀深度為Z-16.，切換到自動模式，再次運行程序，完成輪廓粗加工。切換到刀補設(shè)置界面，將D01號半徑補償值修改為10.，切換到自動模式，按循環(huán)啟動鍵自動運行程序，完成輪廓精加工，如圖5-1-11所示，千分尺檢測尺寸是否合格。5.銑削八邊形凸臺輪廓掉頭裝夾工件，夾持已加工好的正方形，伸出鉗口高度大于10mm，主軸安裝Φ63端銑刀，手動銑削上表面，保證工件高度23mm。安裝尋邊器分中的方式將工件對稱中心設(shè)定為G54工件坐標系X、Y原點，安裝Φ20立銑刀，用Z軸設(shè)定器，將上表面設(shè)定為G54工件坐標系Z軸原點。調(diào)用八邊形加工程序O5102，按鍵，將D01號半徑補償值修改為10.2。切換到自動模式，運行程序，完成輪廓粗加工。測量工件深度和輪廓只尺寸，深度如有誤差可修改下刀深度。將D01號半徑補償值修改為10.05，再次運行程序，完成半精加工，千分尺測量八邊形尺寸，根據(jù)測量結(jié)果修改刀具半徑補償值，如實際測量結(jié)果為比理論數(shù)值大0.1，則用10.05減去0.1的一半，即D01=10.（10.05-0.1/2）。再次運行程序，完成精加工，如圖5-1-12所示。圖5-1-12八邊形輪廓6.加工Φ50圓形型腔調(diào)用圓形型腔加工程序O5103，修改刀具半徑補償值為10.2，切換到自動模式，運行程序，完成粗加工。修改半徑補償值為10.05，再次運行程序完成半徑加工，測量Φ50輪廓尺寸及深度尺寸，根據(jù)測量值，修改半徑補償值，自動運行程序，完成精加工，如圖5-1-13所示。7.加工中間直槽更換Φ10鍵槽銑刀至主軸，用Z軸設(shè)定器重新設(shè)定G54工件坐標系Z軸原點。調(diào)用O5104號直槽加工程序，切換到自動模式，運行程序，完成直槽加工，如圖5-1-14所示。圖5-1-14直槽8.加工4-Φ10通孔安裝Φ3中心鉆至主軸，Z向目測對刀，設(shè)定G54工件坐標系Z軸原點。調(diào)用O5105號程序，自動模式運行程序，鉆中心孔,如圖5-1-15所示。更換Φ10鉆頭至主軸，重新設(shè)定為G54工件坐標系Z軸原點。調(diào)用O5106號鉆孔程序，切換到自動模式，自動運行程序，完成鉆孔，如圖5-1-16所示。9.倒角更換倒角銑刀至主軸，用Z軸設(shè)定器重新設(shè)定G54工件坐標系Z軸原點。調(diào)用八邊形加工程序O5102，依據(jù)倒角銑刀尺寸和圖紙倒角尺寸，計算出半徑補償值和下刀深度，修改半徑補償值和下刀深度，自動運行程序完成八邊形輪廓倒角C0.5。調(diào)用O5103圓形型腔加工程序，計算并修改刀具半徑補償值和下刀深度，自動運行程序完成倒角加工，如圖5-1-17所示。10.整理機床卸下工件，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，清掃機床，刀量具擦凈擺放整齊，關(guān)閉機床電源，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5-1-5中。步驟二、課堂總結(jié)、布置作業(yè)：（5分鐘）一、小結(jié)1.極坐標指令的應(yīng)用2.建立工件坐標系3.確定刀具軌跡及點坐標值4.綜合零件的編程方法5.掌握綜合零件的工藝編排。二、布置作業(yè)1.極坐標的編程方式2.精加工時如何調(diào)整加工參數(shù)？認真聽講聽極坐標指令的應(yīng)用相關(guān)知識認真聽講記好筆記認真聽講，記筆記學(xué)習(xí)思考加工工藝認真聽講并制定加工工藝分析刀路的設(shè)計認真聽講，記筆記認真聽講做好筆記。理解程序所表達的含義注意理解和解讀程序通過例題創(chuàng)新一下有沒有更好的程序。思考一下各各程序段之間的關(guān)聯(lián)性。注意安全，記得打開各種鎖定。注意安全仔細讀一下各各工序之間的細節(jié)思考一下刀補與實際尺寸的關(guān)聯(lián)注意理解和解讀程序理解加工過程注意理解和解讀程序養(yǎng)成打掃機床的習(xí)慣學(xué)生相互評分。完成課后作業(yè)通過講解，讓學(xué)生整體把握相關(guān)理論知識。講解極坐標指令格式極坐標提供了加工更加良好的視野與選擇，使加工更加多樣化通過圖示來對相對坐標和絕對坐標指定半徑值的方式進行講解，更直觀的看待其區(qū)別使用極坐標時需要學(xué)生準確計算來獲得加工上的便捷八邊形凸臺可以更好的鍛煉學(xué)生的程序的掌握數(shù)控加工中需要