数控加工基础教案.doc

泰州技师学院 王德义 数控加工基础教案泰州技师学院教案用纸页新课导入：数控技术在现代的机加工中，用途越来越广泛，掌握此门技术也是很重要的，也是社会所需求的。讲授新课： 1-1数控机床概述（产生及发展）一、数控与数控机床概念 1.产生：WHY:需求的推动，技术的拉动WHEN:1952WHERE:美国WHAT:数控铣床HOW:飞机上的轮廓样板 2.数字控制技术： NC机床：数字化信号对机床运动及其加工过程进行控制的机床。 CNC：采用微处理技术（计算机数控系统）零件图程序控制计算机伺服机构数控设备工件二、数控机床的组成 1.控制介质：将零件加工信息传送到数控装置中去的程序载体。 磁盘、移动硬盘、U盘 2.数控装置：机床的核心。 输入装置、控制运算器、输出装置 3.伺服机构：机床执行机构。 驱动装置和执行部件 4.辅助控制装置： 介于数控装置和机床部件（机械、液压） 5.检测反馈装置：将数控机床各个坐标轴的实际位移量速度参数检测出来，转换成电信号，并反馈到机床的数控装置中。光栅、光电编码器、圆光栅、绝对编码尺 6.机床本体：机床的主体 主运动部件、进给运动执行部件、床身、立柱、支撑部件三、数控机床工作原理图样程序数控装置伺服机构机床本体工件工作步骤：1、准备阶段 审图、工艺、加工方案 2、编程阶段 3、信息载体 4、加工阶段 准备刀具加工四、数控机床坐标系1、机床坐标系：A：机床原点B：机床坐标系：先确定z轴：平行于机床主轴的坐标轴为z轴，刀具远离工件方向为正方向。再确定x轴：x轴为水平方向，垂直于z轴，平行于工件装夹面。车：刀具远离工件方向为正铣：立铣：从主轴向立柱看，向右为x轴正方向 卧铣：沿刀具主轴后端向工件方向看，向右为x正方向 2、参考坐标系、参考点通过参考点建立的坐标系。 3、工作坐标系： A编程原点 B工作坐标系 4、对刀点与换刀点 刀具相对工件运动的起点。对刀选择原则：找正容易 编程方便 对刀误差小 加工时检查方便可靠对刀：刀位点（刀具定位基准点）与对刀点重合的操作。车刀（刀尖） 钻头（钻尖）课后小结： 重点掌握工作原理，坐标系判定方法，了解机床组成。作业布置：习题册 填空（1-8） 数控机床组成？泰州技师学院教案用纸页上节回顾：上一节我们讲述了数控机床基础知识，复习1.NCCNC、2.数控机床工作原理、3.坐标系。新课导入：学习数控机床就应掌握分类，知道各类机床的用途，从而深入学习数控设备。讲授新课： 1-2数控机床分类、常见数控机床一、数控机床分类 1.按控制运动方式：A点位控制数控机床 只控制从一点到另一点位置的精确定位，不控制移动轨迹。 B直线控制数控机床点位直线控制 从一个位置到另一位置且控制工作台进给速度，沿平行坐标轴方向进行直线切削。 C轮廓控制数控机床 对两个或两个以上坐标轴同时进行控制， 控制：起点终点 加工过程中每一点速度方向位移量。 2.按伺服系统分： A开环控制 无反馈装置 执行机构：功率步进电动机 特点：结构简单，工作稳定可靠，调试维修方便，价格低廉。 B闭环控制特点：机床移动部件上直接安装直线位移监测装置，将测量数据反馈到数控装置中，用比较值对机床进行控制。 C半闭环控制伺服电动机的轴或机床传动丝杠装有角度监测装置，通过检测丝杠转角间接检测移动部件实际位移，反馈到数控装置。 3、按数控机床显示分类A抵挡数控机床 经济型数控机床（开环步进电动机驱动）B中档数控机床 具备CRT显示，可显示字符图形、人机对话、自诊断C高档数控机床 除具备中档机床功能外，还可具有三维图形显示。二、常见数控机床 1、数控车床 X轴、Z轴 2、数控铣床 X轴、Y轴、Z轴 立、卧仿形式铣 3、加工中心具有刀库的数控铣4、数控磨床用于加工高硬度、高精度表面、平面磨、内圆磨、轮廓磨5、数控钻床 具备钻孔、攻螺纹等功能6、数控电火花 不同极性电极放于绝缘液体中，放电腐蚀7、数控线切割 电极丝、加工液（去离子水）课后小结： 通过学习应重点掌握机床分类，了解常见数控机床用途。作业布置：习题册 填空（9-19） 数控机床的分类？泰州技师学院教案用纸页上节回顾：上一节讲述了机床分类及常见机床，复习1、按控制方式分，2、按伺服系统分，3、按价格分。新课导入：熟悉数控设备就要知道数控加工特点，好处等多方面内容，下面我们学习加工特点。讲授新课： 1-3数控机床加工特点一、特点 1、适应性强，具有高柔性。 加工不同的零件，只需更换程序，输入新程序，实现新产品加工，并且可加工难以加工零件，实现精密自动加工。 2、加工精度高，产品质量稳定。 移动当量：机床每发出一个脉冲所移动的距离为0.001mm 传动系统和机床结构刚度好，热稳定性好。 3、自动化程度高，劳动强度低。 操作者工作：操作键盘，装卸工件、关键工序中间测量、观察机床运行、无需手工操作、强度减轻。 4、生产效率高，减少加工时间，辅助时间。 主轴转速S、进给速度F、范围大、切削深度ap 5、良好经济效益。节省画线时间，减少调整加工检验时间，节约生产费用，精度稳定，减少废品率。6、利于现代化管理。 能准确的计算零件加工工时费用，有效的简化检验半成品的管理工作。课后小结：通过学习重点掌握加工特点，利于了解数控加工的特点。 作业布置：习题册 填空（20-22）数控机床的加工特点？泰州技师学院教案用纸页上节回顾：上一节讲述了数控机床的特点，复习特点1.加工精度高、2.加工对象适应性强、3.自动化程度高、4.生产效率高、5.良好经济效益、6.利于现代化管理。新课导入：我们了解了数控机床的基础知识，我们对数控加工技术要深入学习，才能掌握好此门技术，就要掌握加工工艺，接下来我们来学习工艺设计。讲授新课： 2-1数控加工工艺概述一、确定数控加工的内容当选择并决定对某个零件进行数控加工后，并不是所有的加工内容全部使用数控加工，通常为部分数控加工。考虑因素：a.普通机床无法加工的内容应作为优先选择内容。 b.普通机床难加工，质量也难以保证的内容应作为重点选择内容。 c.普通机床加工效率低，工人手工操作劳动强度大的内容，可在数控机床尚有加工能力的基础上进行选择。 d.生产批量，生产周期，工序间周转情况。二、数控加工工艺文件 加工工艺文件不仅是进行数控加工和产品验收的依据，也是需要操作者遵守和执行的文件，同时还为产品零件重复生产积累了必要的工艺资料，做了技术储备。 1.数控加工编程任务书记载说明了工艺人员对数控加工工序的技术要求，工序说明和数控加工前应保证的加工余量，是工艺人员协调工作，编制程序的依据。 2.数控加工工序卡表达加工工序内容，反映出使用辅具、刃具、切削参数、切削液是指导性工艺资料。3.数控加工刀具明细表加工前必须预先调整好刀具直径长度。作用：是调刀人员调整刀具，操作人员进行刀具数据输入的主要依据。4.数控加工程序单数控加工程序单是编程人员根据加工工艺，经过数值计算，按照机床特定的指令代码编制的，它是记载数控加工工艺过程，工艺参数，位移数据清单，以及手动输入数据，实现数控加工的主要依据。 机床不同、系统不同、则程序单格式就有所不同。 详见表2-4课后小结： 通过讲解重点掌握理解，数控加工工艺文件的内容。作业布置：习题册 填空（1-3）名词解释（1）数控加工工艺文件有哪些？泰州技师学院教案用纸页上节回顾：上一节讲述了工艺概述，复习1、如何确定数控加工内容，2、数控加工工艺文件有哪些。新课导入：我们知道了以上两个内容，那么对零件的加工的考虑问题有哪些，下面学习新的内容。讲授新课： 2-2数控加工工艺分析 我们在以前的学习中，曾学过工艺过程，数控工艺也是同样的，普通的机床工艺规程不必规定详细，但数控工艺一定是详尽的。一、分析零件图样 1、分析构成零件轮廓的几何条件 零件的轮廓是由许多不同的几何要素组成。直线、圆弧、二次曲线各几何要素之间的连接点称为基点。数学处理的方法是用直线段或圆弧段去逼近非圆曲线，逼近线段与被加工曲线交点称为节点。 2、分析尺寸公差要求 目的：确定控制其尺寸精度的加工工艺。 3、分析形状和位置公差要求 目的：便于确定定位基准和检测基准，并使它们与设计基准一直，以有效控制形状位置公差。 4、分析表面粗糙度要求是合理选择机床，刀具及切削用量的重要依据。5、分析其他要求包括被加工零件材料、毛坯状况及件数、热处理等二、工序划分1、按先面后孔原则划分2、按粗精加工划分3、按所用刀具划分4、按定位方式划分三、加工工序的安排 考虑：保证工件的刚度不被破坏，尽力减少变形。1、上道工序加工不能影响下道工序定位加紧。2、先内后外加工。3、相同安装方式或用同一刀具加工的工序，连续进行，减少重复定位，换刀次数。4、一次装夹完成多道工序。四、加工路线确定刀具刀位点相对于工件运动的轨迹称为加工路线。注意：1、保证加工精度和表面粗糙度 2、保证1的同时，缩短加工路线，减少空行程，提高生产率。 3、最终轮廓一次走刀完成。 4、防止产生刀痕，切入切出，应在相应延长线上。 5、镗孔加工时，若位置精度要求高，加工路线应与定位方向一致。 6、尽量简化数学处理数值计算量，简化编程。 7、工件形状与刚度，加工余量大小，机床刀具刚度。五、切削用量选择 1、主轴转速 N=1000v/Dn-主轴转速 r/minv-切削速度 m/minD-工件或刀具直径 mm2、背吃刀量依据机床刀具夹具工件刚度决定。3、进给速度据零件加工精度、表面粗糙度、刀具工件材料等课后小结： 重点为工序划分原则，切削用量。作业布置：习题册填空4-14、名词解释2-4加工工序的安排考虑因素？泰州技师学院教案用纸页上节回顾：上一节讲述了数控加工工序划分、切削用量选择等，我们来复习一下上节讲的内容。新课导入：我们对数控加工的工序划分原则，以及切削用量有了认识，俗话说“七分刀具三分工”这是对车床来说的，那么数控加工刀具系统又是什么样的呢，我们来进行学习。讲授新课： 2-3数控加工刀具系统一、 数控车削刀具1、 常规车削刀具A、 尖形车刀：以直线型切削刃为特征的车刀称为尖形车刀。B、 圆弧形车刀：构成主切削刃的刀刃形状为圆弧。C、 成形车刀：俗称样板车刀。其加工零件轮廓形状完全由车刀刀刃的形状尺寸决定。2、 机夹可转位车刀 为适应自动化加工需要，不断提高产品的加工质量和生产效率，节省刀具费用等，出现了可转位车刀等高效车刀和标准化车刀。二、 数控镗铣刀具1、 整体式数控刀具系统主要特点：刀体采用整体式结构与机床连接定位，采用7：24锥柄，该系统的整体刚性较强，结构稳定，2、 模块式数控刀具系统 所谓模块式是将整体刀杆分解成刀柄模式，中间连接模块、刀头模块，三个主要部分，然后通过各种连接结构，保证刀杆连接精度和刚度的前提下，将这三部分连接成一整体，可根据加工需要，通过中间模块的连接调整刀具长度，中间模块可进行多节连接。 模块式刀具克服了整体式刀具功能单一，加工尺寸不易变动的不足，显示出经济灵活、快速可靠的特点。课后小结： 由此可知，刀具是数控加工中不可缺少的必须部分，也是关键所在。作业布置：习题册填空14-25 简答5常规车削刀具有哪些？泰州技师学院教案用纸页上节回顾：上一节讲述了刀具系统，刀具系统是数控加工过程中不可缺少的部分，复习：1、车刀分类，2、整体式刀具系统（铣）。新课导入：在数控加工的准备阶段，首先要有毛坯或零件的装夹定位，才能够对刀对零件加工，工件的安装和夹具也是数控加工过程中不可少的部分。讲授新课： 2-4 工件安装和夹具选择一.工件定位1、基准及其种类A设计基准：零件图样上的采用基准。B工艺基准：加工测量装配过程中的基准。分为：定位基准、测量基准、装配基准3、 定位基准选择：粗基准选择：尽量选择不加工表面或能牢固可靠的进行装夹表面，不宜重复使用。精基准选择：尽可能采用设计基准或装配基准作为定位基准，并尽量与测量基准重合。二、 工件安装的基本原则1. 定位基准力求与设计基准一致2. 减少装夹次数3. 防止夹紧力产生的变形4. 避免采用占机人工调整时间长的方案，发挥数控机床效能。三、 机床夹具种类1. 通用夹具已标准化，一般附有通用夹具。2. 专用夹具针对某一工序专门设计制造的。3. 组合夹具由预先制造好的成套标准元件组装而成的专用夹具，更换产品时可重新组装。4. 随行夹具自动生产线上使用的夹具。四、选择夹具原则A尽量采用标准夹具，组合夹具，必要时设计专用夹具。B装卸方便，灵活可靠。C夹具要敞开，不能影响加工。D应具备足够的强度刚度。E有条件采用气动液压夹具，多工位夹具。课后小结： 重点掌握工件安装原则，夹具选择原则，了解基准。作业布置：习题册填空26-31 判断 选择 名词解释5、6工件安装基本原则有哪些？泰州技师学院教案用纸页上节回顾：上一节讲述了工件的安装与夹具的选择，复习:1.定位基准选择，2.工件安装基本原则，3.夹具选择原则。新课导入：我们学习了数控加工工艺课后，我们对刀具夹具等有了深刻认识，那么什么样的零件适合数控加工呢？下面我们来学习新的内容，数控车削加工对象。讲授新课：3-1 数控车削的加工的对象 数控车床具有加工精度高，能做直线和圆弧插补，以及在加工过程中能自动变速的特点。一、精度要求高的回转体零件数控车床刚性好，制造和对刀精度高，可方便和精确的进行人工补偿和自动补偿，能加工尺寸精度要求高的零件和对母线，圆度、圆柱度等形状精度要求高的零件。二、 表面粗糙度要求高的回转体零件 数控车床具有恒线速度切削功能，能加工出表面粗糙度小而均匀的零件，在材质精车余量一定的情况下，表面粗糙度取决于进给量切削速度。三、 表面形状复杂的回转体零件由于数控车床具有直线和圆弧插补功能，可以车削由任意直线圆弧组成的形状复杂的回转体零件。四、 带特殊螺纹的回转体零件普通车床所能车削的螺纹相当有限，并且一台车床只能限定加工若干种导程的螺纹，数控车床不但能车削任何等导程的直锥端面螺纹，且可车削变导程螺纹，可使用高转速获得高的精度，小的粗糙度值。课后小结： 重点掌握数控车适合的加工对象，以便在今后的学习中，有一定的基础。作业布置：习题册填空1-2 简答1数控车削的加工对象有哪些？泰州技师学院教案用纸页上节回顾：上一节讲述了数控车削加工对象，我们知道了数控车可以加工什么样的零件，复习：加工对象？新课导入：我们学习数控车削，就必须掌握其加工的工艺，当给定一个图纸后，就应该对其进行工艺分析，下面来学习新的内容。讲授新课： 3-2数控车削加工工艺制定一、数控车削加工工艺内容1.分析图纸，明确加工内容技术要求。2.确定零件加工方案，制定加工工艺路线。3.加工工序设计 零件定位基准 装夹方案 工步划分 刀具选择 切削用量5. 数控加工程序调整对刀点 换刀点 刀具补偿 加工路线二、数控车削加工工艺分析举例1. 图样分析： 该零件有倒角、螺纹、沟槽、外圆锥、尺寸不缺少，精度要求高的尺寸有两个，外形可看清楚啊，a可采用中差编程，b.选毛坯32棒料。2. 确定装夹方案 采用三爪自定心卡盘装夹3. 确定加工顺序及进给路线原则：由粗到精，由远到近（从左到右）粗车留余量0.25mm，然后进行精车，切槽车螺纹最后切断。4. 刀具选择A. 车端面及粗精车选用90硬质合金右偏刀，刀尖圆弧半径取0.15-0.2mmB. 切槽及切断选用宽为4mm的切槽刀刀尖圆弧半径0.15-0.2mmC. 车螺纹选用60外螺纹车刀，刀尖圆弧半径为0.15-0.2mm5. 切削用量选择：A 背吃刀量选择，轮廓粗车循环时，选ap=3mm，精车ap=0.25mm螺纹粗车循环ap=0.5mm精车0.1-0.15mmB 主轴转速的选择粗车的切削速度vc=90m/minD=20mm，粗车600r/min，精车1200r/min车螺纹s=320r/min切槽切断250r/minC、进给速度选择:粗车精车进给速度分别为100mm/min,50mm/min，切断切槽fv=25mm/min课后小结： 本节课主要讲述了车削工艺制定，主要是对于一个零件图来说，如何去审图，编写工艺，程序去加工。作业布置：习题册 简答2数控车削的加工工艺内容有哪些？泰州技师学院教案用纸页上节回顾：上节讲述了数控车削的工艺，首先应知道拿过一张图纸，做如何分析，其工艺步骤是怎样的。复习数控工艺内容。新课导入：学习数控就应该学会编程，编程是如何将程序全部写出来的，怎样去对零件编写程序，下面我们就学习程序编制基础。讲授新课： 3-3 数控车削的编制基础一 、准备功能准备功能又称G代码，是建立机床或控制数控系统工作方式的一种指令。G01 G00 G99二 、辅助功能 辅助功能又称M功能，主要用来表示机床操作时各种辅助动作及状态，M代码在一个程序段内，只允许一个有效，M01 M00 M03 M08 M09 M99三 、N F T S 功能1、N:程序段号用字母N和后面四位数字来表示。2、F：G99：每分进给mm/min G98: 每转进给mm/r3 、T: 刀具功能，包括换刀 刀具位置补偿功能。4、 S：主轴转速或主轴线速度恒线速度控制（G96）m/min主轴转速控制（G97）r/min主轴最高转速限定（G50）G50S2000:一分钟最高转速两千转 四、 程序段格式1、 程序段格式：绝对值编程 增量编程 混合编成2、 程序名指定：采用字母O后跟四位数字五、G代码简介 1、工件坐标系设定 格式：G50X Z ; X、Z是起刀点相对于工件坐标系的原点位置。2、快速点定位格式：G00X(U) Z(W) ; 3、直线移动 格式：G01 X(U) Z(W) F ; 4、圆弧插补G02/G03 G02/G03X Z R F ; 5、暂停 格式：G04X(U) ; G04P ;延时2秒：G04X2.0; 或 G04P2000; 6、自动返回参考点 格式：G28X(U) Z(W) ; 7、螺纹切削 格式：G32X(U) Z(W) F ;公制G32X(U) Z(W) I ;英制六、固定循环功能 1、内外径粗车循环 G90X(U) Z(W) F ;圆柱G90X(U) Z(W) R F ;圆锥 R为起点与终点半径差 2、螺纹切削循环 G92 X(U) Z(W) F ;普通螺纹 G92 X(U) Z(W) R F ;圆锥螺纹 3、端面切削循环 G94 X(U) Z(W) R F ;七、子程序使用 1、调用子程序 M98P00010010;0001为重复调用次数0010为调用子程序号主程序调用一个子程序，而子程序又可调用另一个子程序。 2、子程序与主程序的格式没有本质区别，都是由程序号 程序内容和程序结束语句组成，主要区别是程序结束指令不同，子程序结束指令为M99。课后小结： 学习本节课要学会编制综合的程序，前提是学会每个G代码的格式用途。作业布置：习题册 填空3-15 简答 3泰州技师学院教案用纸页上节回顾：上一节主要讲述了G代码M代码及T S F代码含义，要学会个代码用途格式。新课导入：学习了以上的课程，我们把各代码已经学会，那如何去加工零件呢，我们来学习工件的程序编制。讲授新课： 3-4 编程实例一、相关数值计算 螺纹大径：D大=D公称-0.13x螺距 螺纹小径：D小=D公称-1.3x螺距FANUC编程实例一：材料：45#钢 棒料：40x70循环指令：G71U R ; G71P Q U W ; G70P Q ;工艺：先粗加工，使用粗车循环G71，再精加工，使用精加工循环指令G70,最后切断。刀具：使用90车刀1号粗车，2号精车，切断刀切断。程序：O0001;N1;（粗加工）G00G40G97G99S400T11M03F0.2;X42.Z2.;G71U2.R0.5;G71P10Q11U0.4W0.1;N10G00G42X0;G01Z0;G03X20Z-10R10;G01X30C1;Z-25R2;X38C0.3;Z-40;N11G40X42;G00X200Z200;M05;N2;（精加工）G00G40G97G99S800T22M03F0.1;X42.Z2.;G70P10Q11;G00X200Z200;M05;N3;(切断)G00G40G97G99S350T33M03F0.1;X42Z2;G01Z-35F0.08;G01X30;X40;X20;X10;G0X42;G0X200Z200;M05;M30; 实例二材料：45#钢 棒料：35x100循环指令：G71U R ; G71P Q U W ; G70P Q ;工艺：先粗加工，使用粗车循环G71，再精加工，使用精加工循环指令G70,然后切槽，再后车螺纹G92，最后手动切断。刀具：使用35车刀1号粗车，2号精车，切断刀，三角螺纹刀。程序：O0002;N1;（粗加工）G00G40G97G99S400T11M03F0.2;X38.Z2.;G71U2.R0.5;G71P10Q11U0.4W0.1;N10G00G42X0;G01Z0;X17.8C1;Z-20;X25C1;Z-30;G03X26Z-40R6;G01X33Z-55;Z-65;N11G00G40X38;G00X200Z200;M05;N2;(精加工)G00G40G97G99S800T22M03F0.1;X38.Z2.;G70P10Q11;G00X200Z200;M05;N3;(切槽)G00G40G97G99S350T33M03F0.1;X38Z2;G01Z-20;X13.8;X38;G0X200Z200;M05;N4;(车螺纹)G00G40G97G99S400T44M03F0.1;X20Z5;G92X18Z-18F1.5;X17.5;X17;X16.8;X16.5;X16.3;X16.1;X16.05;G00X200Z200;M05;M30;课后小结： 本节课主要利用实例来讲解对工件的粗精加工，使用各个代码来编写综合程序。作业布置：习题册 判断 选择 编程1-2泰州技师学院教案用纸页上节回顾： 上一节讲述了数控车床所使用的编程循环指令，通过综合件的讲述，我们学会了螺纹加工下面复习G71G70G92新课导入：我们对数控车床已经学习完，通过学习我们学会了数控车床零件的程序编制，下面我们一起来学习加工中心、数控铣的程序编制。讲授新课： 4-1数控铣床及加工中心加工对象一、数控铣床加工的对象除普通铣床所能铣削的零件外，还能铣削普通铣床不能铣削的零件。1、 平面类零件加工面平行或垂直于水平面，或加工面与水平面夹角为定角的零件，称为平面类零件。只需两坐标联动（即两轴半坐标联动）就可以加工出来。2、 变斜角零件加工面与水平面的夹角呈连续变化的零件称为变斜角零件。变斜角零件的变斜角加工面不能展开为平面，但在加工中，加工面与铣刀圆周的瞬时接触为一条线，最好采用4坐标5坐标数控铣床摆角加工，若没有此种机床，也可采用3坐标数控铣床进行两轴半近似加工。3、 曲面类零件加工面为空间曲面的零件称为曲面类零件，如模具、叶片、螺旋桨。4、 复杂零件形状复杂，尺寸繁多，划线与检测均较困难，在普通铣床上加工时，难以观察和控制的零件。5、 高精度零件尺寸精度、形位精度、表面粗糙度要求较高的零件。如：高精度孔和成型面。6、 一致性要求好的零件在批量生产中，由于数控铣床本身的定位精度和重复定位精度都较高，能够避免在普通铣床加工中，因人为因素而造成的多种误差。三、 加工中心加工的主要对象 加工中心是一种功能较全的数控机床，她集铣削、钻削、铰削、攻螺纹切螺纹于一体，具有多功能手段，从而实现工序高度集中。1、 既有平面又有孔系的零件加工中心具有自动换刀装置，再一次装夹中，可以完成零件上平面的铣削，孔系的钻孔，镗削、铰削、攻螺纹等多工部加工。 箱体类零件一般要进行多工位孔系及平面加工，精度要求较高，特别是形状精度和位置精度，通常要铣、钻、扩、鏜、铰、锪、攻等工部。 盘、套、板类零件此类零件端面上有平面、曲面、孔系径向也常分布一些径向孔。2、 结构形状复杂，普通机床难加工零件主要表面是由复杂曲线、曲面组成的零件、多轴联动加工。3、 外表不规则的异性零件支架拨叉类外形不规则零件，大多要点线面多工位混合加工。4、 周期性投产的零件所需工时包括基本时间和准备时间。5、 加工精度要求高的中小批零件加工中心精度高、尺寸稳定，易得到所要求的尺寸精度和形状位置精度，并可得到很好的互换性。6、 新产品试制中的零件新产品的定型要反复实验和改进，可选择加工中心试制课后小结： 本节课从零件特点来说明了数控铣和加工中心的加工对象。作业布置：习题册填空1、2；简答1、2数控铣削加工对象有哪些？泰州技师学院教案用纸页上节回顾：上节讲述了数控铣、加工中心的加工对象，从零件的特点上说明了加工对象。新课导入：针对加工对象，我们如何进行加工，首先应学会如何对工艺内容进行分析。讲授新课： 4-2数控铣、加工中心工艺制定一、数控铣、加工中心加工工艺内容 1、分析被加工零件图样，明确加工内容及技术要求。 2、确定零件的加工方案，制定数控加工工艺路线，如划分工序、安排加工顺序、处理与非数控加工工序的衔接。 3、加工工序设计 定位基准、夹具方案、划分工步、选择刀具3、 数控加工程序调整：对刀点、换刀点、刀具补偿、加工路线二、加工中心加工工艺分析举例1、零件图样分析 此零件加工外轮廓及两通孔，轮廓由直线或圆弧构成，构成零件轮廓的各几何要素条件充分，易于数学处理，尺寸基准统一，易于数控加工和编程。2、确定加工方案 据零件形状、尺寸精度、表面粗糙度要求，确定加工方案，下料，铣矩形80x73x23，粗铣外轮廓单边留0.25精加工余量，精铣外轮廓，钻孔，扩孔3、确定装夹方案以零件底平面定位，采用平口虎钳装夹4、选择刀具、切削用量铣刀材料和几何参数主要根据零件材料切削加工性能，工件表面、几何形状和尺寸大小选择，切削用量零件、材料特点，刀具性能及加工精度要求确定，为提高切削效率要尽量选用大直径铣刀，切削深度应大于冷硬层厚度，切削速度和进给速度应通过实验选取效率和刀具寿命的综合最佳值。安排工艺：加工内容 刀具 刀号 S F 程序 半径补偿 长度补偿1粗铣方 12 T1 600 120 o10 D1(6.2) H12钻中心孔3 T3 1500 80 o30 H33钻孔 7.8 T4 800 60 o40 H44精铣方8 T2 1100 130 o20 D2(4) H25精铣圆8 T2 1100 130 o60 D2(4) H26铰孔 8铰 T5 200 50 o50 H5加工顺序：16部分程序：O0001 G91Z0G28 T1M6 G90G54G0X0Y0S600M3 G43H1Z100.0 X41.5Y0 Z10.0M08 G01Z-7.0F50 D1M98P100F120(D1=6.2) G01Z-13.0F50 D1M98P100F120(D1=6.2) G01Z-19.0F50 D1M98P100F120(D1=6.2) G0Z100.0M09 M05 G91G28Z0 T3M6 G90G54G0X0Y0S1500M3 G43H3Z100.0 X0Y0 Z10.0M08 G01Z-5.0F80 G0Z100.0M09 M5 G91G28Z0 T4M6 G90G54G0X0Y0S800M3 G43H4Z100.0 Z5.0M08 G99G73Z-36.0R5.Q2.0F60 G80 G0Z100.0M09 M05 G91G28Z0 T5M6 G90G54G0X0Y0S200M3 G43H5Z100.0 Z5.0M08 G1Z-33.0F50 G0Z100.0M09 M05 G91G28Z0 T2M6 G90G54G0X0Y0S1100M3 G43H2Z100.0 X41.5Y0 Z10.0M08 G01Z-7.0 D2M98P100F130(D2=4) G01Z-13.0F50 D2M98P100F130(D2=4) G01Z-19.0F50 D2M98P100F130(D2=4) G01Z-23.0F50 D2M98P200F130(D2=4) G0Z100.0M09 M05 M30 O100 X41.5Y0 G1G41Y20.0 G3X21.5Y0R20.0 G1Y-19.5 G2X19.5Y-21.5R2.0 G01X-19.5 G2X-21.5Y-19.5R2.0 G01Y19.5 G02X-19.5Y21.5R2.0 G01X19.5 G02X21.5Y19.5R2.0 G01Y0 G03X41.5Y-20.0R20.0 G01G40Y0 M99课后小结： 本节课讲述了工艺的安排及制定，重点学会工艺安排，达到给定一张图纸，就知道如何安排工艺、加工。作业布置：习题册简答3、4简述数控铣的工艺内容？泰州技师学院教案用纸页上节回顾：上节讲述了工艺制定，复习数控铣的工艺内容。新课导入：我们学习了工艺，我们还要学习编程知识，下面为了更加熟悉加工中心编程及操作，我们来学习编制程序基础。讲授新课： 4-3数控铣床及加工中心编程基础一、坐标系数控铣床中，坐标系建立取决于机床类型，数控铣床的机床原点一般设在刀具远离工件的极限点处，即坐标正方向的极限点处。数控铣床机床参考点一般位于靠近机床零点的位置，设置机床参考点的目的就是为了建立机床坐标系。二、常用准备功能指令绝对坐标和相对坐标指令：G90、G911、功能：设定编程时的坐标值为增量值或者绝对值。2、说明： （1）G90绝对值编程，每个编程坐标轴上的编程值是相对于程序原点的。G90为缺省值。（2）G91相对值编程，每个编程坐标轴上的编程值是相对于前一位置而言的，该值等于沿轴移动的距离。（3）G90、G91是一对模态指令，在同一程序段中只能用一种。 坐标系设定：G54G591、功能：也用来设定坐标系2、说明：（1）加工前，将测得的工件编程原点坐标值预存入数控系统对应的G54-G59中，编程时，指令行里写入G54G59既可。（2）比G92稍麻烦些，但不易出错。所谓零点偏置就是在编程过程中进行编程坐标系（工件坐标系）的平移变换，使编程坐标系的零点偏移到新的位置。（3）G54G59为模态功能，可相互注销，G54为缺省值。（4）使用G54-G59时，不用G92设定坐标系。G54G59和G92不能混用G92建立工件坐标系1、格式：G92 X_Y_Z_；2、说明：（1）程序中如使用G92指令，则该指令应位于程序的第一句；（2）通常将坐标原点设于主轴轴线上，以便于编程；（3）程序启动时，如果第一条程序是G92指令，那么执行后，刀具并不运动，只是当前点被置为X、Y、Z的设定值；（4）G92要求坐标值X、Y、Z必须齐全，不可缺省，并且不能使用U、V、W编程。如：G92 X0. Y0. Z100.；含义为刀具并不产生任何动作，只是将刀具所在的位置设为(X0,Y0,Z100)。即相当于确定了坐标系。加工平面设定（插补平面选择）或指令G17、G18、G191、格式：G17（或G18，或G19）G17 选择XOY平面插补G18 选择XOZ平面插补G19 选择YOZ平面插补2、说明：（1）适应于以下情况的平面定义：A、定义刀具半径补偿平面；B、定义螺旋线补偿的螺旋平面；C、定义圆弧插补平面。（2）当在G41、G42、G43、G44刀补时，不得变换定义平面；（3）一般的轨迹插补系统自动判别插补平面而无须定义平面；（4）三联动直线插补无平面选择问题；（5）系统上电时，自动处于G17状态；（6）注意的是，移动指令与平面选择无关，例如指令“G17 G01 Z10”时，Z轴照样会移动。G00-快速定位1、格式：G00 X_Y_Z_2、说明：（1）所有编程轴同时以预先设定的速度移动，各轴可联动，也可以单独运动。（2）不运动的坐标可以省略编程，省略的坐标不作任何运动。（3）目标点坐标值可以用绝对值，也可用增量值。（4）G00功能起作用时，其移动速度按参数中的参数设定值运行，也可由面板上的“快速修调”修正。（5）G00也可写成G0。（6）G00为续效指令。G01直线插补1、格式：G01 X_Y_Z_F_2、说明：(1) 其中X、Y、Z是线性进给的终点坐标，F是合成进给速度；(2) 不运动的坐标可以省略不写；(3) 正数省略“+”号；(4) G01起作用时，其进给速度按所给的F值运行；(5) G01、F都是模态（续效）指令；(6) G01也可写成G1。例：如图, N30 G91 G01 X15 Y-15；相对编程 G02 G03顺 逆时针圆弧插补1、格式： 图5 各补偿平面下的圆弧方向其中：X、Y、Z X轴、Y轴、Z轴的终点坐标；I、J、K 圆弧圆心点相对于起点在X、Y、Z轴向的增量值（或者起点相对于圆心的矢量）；R 圆弧半径；F 进给速率。终点坐标可以用绝对坐标G90时或增量坐标G91表示，但是I、J、K的值总是以增量方式表示。2、说明：（1）X、Y、Z在G90时，圆弧终点坐标是相对编程零点的绝对坐标值。在G91时，圆弧终点是相对圆弧起点的增量值。I、J、K是圆心坐标，是相对于圆弧起点的增量值，I是X方向，J是Y方向，K是Z方向。圆心坐标在圆弧插补时不得省略，不论是绝对值方式，还是增量方式，圆心坐标总是相对圆弧起点的增量值。当系统提供R编程功能时，I、J、K可不编，当两者同时被指定时，R指令优先，I、K无效；（2）用G02指令编程时，可以直接编过象限圆、整圆等； 注：过象限时，会自动进行间隙补偿，如果参数区未输入间隙补偿或参数区的间隙补偿与机床实际反向间隙相差悬殊，都会在工件上产生明显的切痕。（3）铣整圆时注意：圆心坐标I和J不能给错，特别是I、J不能同时为0；（4）整圆不能用R编程，因为经过同一点，半径相同的圆有无数个。（5）ZOX、YOZ平面内的圆弧无需定义插补平面（G18、G19）。（6）劣弧时，R为正值；优弧时，R为负值。因为起点终点相同时存在优劣两段弧。180的圆弧半径值为R。例1：优弧、劣弧、整圆的插补、增量、绝对指令练习。图6 劣弧、优弧、整圆的编程YG04暂停指令1、格式：G04 TM_2、说明：（1）程序在执行到某一段后，需要暂停一段时间，进行无进给光整加工，这时就可以用G04指令使程序暂停，用于镗平面、锪平面等场合。当暂停时间一到，继续执行下一段程序。暂停时间由TM后的数值说明，以秒为单位；（2）G04的程序段里不能有其它命令。三、刀具功能指令刀补的引出：1.数控系统控制刀具中心的运动轨迹，而由于刀具半径的存在，刀心与工件轮廓间存在一个偏移量。2.由引出1可知：如果按照工件的实际尺寸编程，就必须用刀补。3.如果一个工件需多道工序，则需计算多次的刀心轨迹，若按工件的实际尺寸编程，改变刀补值即可。1. G40取消刀具补偿格式：G40说明：（1）G40必须与G41或G42成对使用；（2）编入G40的程序段为撤销刀具半径补偿的程序段，必须编入撤刀补的轨迹，用G01或G00指令和数值；如：N100 G40 G01 X0 Y0；（3）G40是模态指令，机床初始状态为G40。注：刀补建立和撤消只能采用G00或G01进行，而不能采用圆弧插补指令如：G02/G03等。2. G41建立左边刀具半径补偿格式：G41 G01 X_Y_ D_说明：（1）G41的切削方向是沿着刀具前进方向观察，刀具偏在工件的左边（假定工件不动）；（2）G41发生前，刀具参数(D_)必须在主功能PARAM中刀具参数内设置完成；（3）G41本段程序，必须有G01或G00功能及对应的坐标参数才有效，以建立刀补；（4）G41与G40之间不得出现任何转移、更换平面的加工指令，如镜像，子程序等；（5）由于当前段加工的刀补方式与下一加工段的数据有关，因此，下一段加工轨迹的数据说明，必须在10段(甚至2段)程序之内出现；（6）当改变刀具补偿号时，必须先用G40取消当前的刀补；（7）必须在远离工件的地方建立、取消刀补；且应与选定好的切入点和进刀方式协调，保证刀具半径补偿的有效性；如果建立刀补后需切削的第一段轨迹为直线，则建立刀补的轨迹应在其延长线S上；若为圆弧，则建立刀补的轨迹应在圆弧的切线上。如果撤消刀补前的切削轨迹为直线，则刀具在移至目标点后应继续沿其延长线移动至少一个刀具半径后，再撤消刀补；若为圆弧，则刀具在移至目标点后应沿圆弧的切线方向移动至少一个刀具半径后，再撤消刀补。（8）G41是模态指令。3. G42右边刀具半径补偿格式：G42 G01 X_Y_ D_说明：除刀具在前进的右边外，与G41相同，为模态指令。注意：刀补建立程序段和刀补撤销程序