项目任务(平面铣、外形铣、挖槽、孔加工)教案

PAGEPAGE17项目二基础技能训练任务一平面铣削加工训练教师姓名授课形式讲授与训练授课时数14授课日期年月日授课班级14模具课题任务名称任务一平面铣削加工训练教学目标知识目标1．熟悉平面铣削的加工工艺。2．掌握平面铣削的编程方法。技能目标1．熟悉数控铣床的基本功能。2．能够正确选用夹具装夹工件和正确选用刀具。3．能够熟练完成对刀操作。4．能够熟练操作数控铣床铣削平面类零件。教学重点1．平面铣削的概念。2.面铣刀及选用。3．平面铣削时走刀路线的设计。4.平面铣削用量。5.平面铣削的编程方法。教学难点1．平面铣削时走刀路线的设计。2.平面铣削用量。教学方法教学手段借助于多媒体课件，讲授平面铣削的加工工艺和编程方法。通过数控仿真加工软件对平面零件的加工过程进行模拟加工，通过数控铣床实际加工零件的训练，让学生进一步掌握工艺方案的设定和零件加工的技巧。学时安排1．平面铣削的概念和面铣刀及选用1学时。3．平面铣削时走刀路线的设计和平面铣削用量2学时。4.平面铣削的编程方法1学时。5．数控铣床实际加工零件的训练6学时。教学条件多媒体课件、数控铣床或者加工中心。课外作业加工平面类零件的基本知识。考核评价1.随堂提问，计平时成绩。2.对加工零件测量评分，计平时成绩。3.考核学生学习小组的合作能力与沟通能力4.考核学生工作态度是否专注认真教学后记授课主要内容任务引入以平面零件的零件图引入新课。图2-1.1平板零件图基本知识教授内容一、平面铣削的概念平面铣削通常指对工件上的各类平面进行铣削并达到一定表面质量要求的加工。对平面的铣削加工，可用立铣刀周铣和面铣刀端铣两种方式。一般大面积的平面铣削使用面铣刀，在小面积平面铣削也可使用立铣刀端铣。二、面铣刀及选用1.硬质合金可转位式面铣刀：这种铣刀结构成本低，制作方便，刀刃用钝后，可直接在机床上转换刀刃和更换刀片。2．面铣刀直径的选择：对于面积不太大的平面，宜用直径比平面宽度大的面铣刀实现单次平面铣削，平面铣刀最理想的宽度应为材料宽度的1.3～1.6倍。1.3～1.6倍的比例可以保证切屑较好的形成和排出。3．面铣刀刀齿的选择：粗齿铣刀主要用于粗加工；细齿铣刀用于平稳条件下的铣削加工；密齿铣刀的每齿进给量较小，主要用于薄壁铸铁的加工。三、平面铣削时走刀路线的设计（1）刀心轨迹与工件中心线重合（2）刀心轨迹与工件边缘重合（3）刀心轨迹在工件边缘外（4）刀心轨迹在工件边缘与中心线间拟定面铣刀路线时，应尽量避免刀心轨迹与工件中心线重合、刀心轨迹与工件边缘重合、刀心轨迹在工件边缘外的三种情况，设计刀心轨迹在工件边缘与中心线间是理想的选择。四、平面铣削用量平面铣削分粗铣、半精铣、精铣三种情况，粗铣时，铣削用量选择侧重考虑刀具性能、工艺系统刚性、机床功率、加工效率等因素。精铣时侧重考虑表面加工精度的要求。1．平面粗铣切削用量的确定原则首先决定较大的Z向切深和切削宽度。铣削无硬皮的钢料，Z向切深一般选择3～5mm，铣削铸钢或铸铁时，Z向切深一般选择5～7mm。切削宽度可根据工件加工面的宽度尽量一次铣出，当切削宽度较小时，Z向切深可相应增大。2．平面精铣切削用量的确定原则当表面粗糙度要求在Ra1.6～3.2μm范围时，平面一般采用粗、精铣两次加工。经过粗铣加工，精铣加工的余量为0.5～2mm，考虑到表面质量要求，选择较小的每齿进给量。此时加工余量比较少，因此可尽量选较大铣削速度。表面质量要求较高（Ra0.4～0.8μm），表面精铣时的深度的选择为0.5mm左右。每齿进给量一般选较小值，高速钢铣刀为0.02～0.05mm，硬质合金铣刀为0.10～0.15mm任务实施1．制定加工工艺。2．编写加工程序3．加工操作4．检测评分5．质量分析任务小结回顾本次任务所学知识，强调本节课的重点与难点，加深理解与记忆，让同学真正的掌握数控铣床平面类零件的加工。学习评价让同学独立完成学后测评试题，检验同学掌握情况，并计入平时成绩。让同学独立完成任务拓展零件的加工，并检测评分，计入平时成绩。课后作业1．制定任务拓展零件的加工工艺。2．编制任务拓展零件加工程序。3.完成任务拓展零件的加工。项目任务二外轮廓零件加工训练教师姓名授课形式讲授与训练授课时数14授课日期年月日授课班级14模具授课项目及任务名称任务二外轮廓零件加工训练教学目标知识目标1．掌握外轮廓铣削的加工路线分析方法。2．正确选用外轮廓加工的刀具及合理的切削用量。3．熟练掌握刀具补偿的使用方法。4．掌握外轮廓零件的基本编程方法。技能目标1．掌握数控铣床的基本操作。2．能够正确选用并装夹工件和刀具。3．能够熟练完成对刀操作。4．掌握外轮廓零件的加工操作过程。教学重点1．外轮廓零件的加工工艺的制定。2．外轮廓零件的基本编程方法。3.外轮廓零件的加工操作过程。教学难点1．外轮廓零件的加工工艺的制定。2．外轮廓零件的基本编程方法。3.外轮廓零件的加工操作过程。教学方法教学手段借助于多媒体课件，讲授外轮廓零件铣削的加工工艺和编程方法。通过数控铣床实际加工外轮廓零件的训练，让学生进一步掌握工艺方案的设定和零件加工的技巧。学时安排1．刀具半径补偿的概念和应用1学时。2.刀具半径补偿指令1学时。3．外轮廓零件加工程序的编制2学时。4．数控铣床实际加工零件的训练8学时。教学条件多媒体课件、数台数控铣床或者加工中心课外作业加工外轮廓类零件。考核评价1.随堂提问，计平时成绩。2.对加工零件测量评分，计平时成绩。3.考核学生学习小组的合作能力与沟通能力4.考核学生工作态度是否专注认真教学后记授课主要内容任务引入以外轮廓零件的零件图引入新课。图2-2.1外轮廓零件图刀具补偿基本知识一、刀具半径补偿的概念和应用在进行数控编程时，都是根据刀具中心轨迹进行编程。而在进行二维轮廓铣削时，由于刀具存在一定的直径，使刀具中心轨迹与零件轮廓不重合，如图2-2.2所示。图2-2.2刀具半径补偿功能如果不采用刀具自动补偿功能，编程员必须依据图样尺寸要求结合刀具半径计算刀具中心坐标位置，根据这个坐标进行编程。如果运用进给控制指令，结合刀具补偿功能加工外形轮廓零件时，刀具中心坐标计算工作就可以省去，编程时直接按照工件轮廓尺寸进行编程即可。现在很多数控机床的控制系统自身都提供自动进行刀具半径补偿的功能，只需要直接按零件图纸上的轮廓轨迹进行编程，在整个程序中只在少量的地方加上几个刀补加载及取消刀补的代码指令。这样无论刀具半径大小如何变换，无论刀位点定在何处，加工时都只需要使用同一个程序或稍作修改，只需按照实际刀具使用情况将当前刀具半径值输入到刀具数据库中即可。在加工运行时，控制系统将根据程序中的刀补指令自动进行相应的刀具偏置，确保刀具切削出符合要求的轮廓。利用这种机床自动进行刀补计算的方法，可大大简化计算及编程工作，并且还可以利用同一个程序、同一把刀具，通过设置不同大小的刀具半径值而逐步减少切削余量的方法来达到粗、精加工的目的。二、刀具半径补偿指令刀具半径补偿指令共有G41、G42、G40三个。其使用程序格式为： 1．建立刀具半径补偿G17G41/G42G00/G01XYD； G18G41/G42G00/G01XZD； G19G41/G42G00/G01YZD； 2．取消刀具半径补偿G40G00/G01XY；G40G00/G01XZ；G40G00/G01YZ；在进行刀径补偿前，必须用G17或G18、G19指定刀径补偿是在哪个平面上进行。平面选择的切换必须在补偿取消的方式下进行，否则将产生报警。刀径补偿指令程序就是在原G00或G01移动指令的格式上，加上了G41(G42、G40)...D...的指令代码。其中，G41为刀径左补偿，G42为刀径右补偿，G40为取消刀径补偿。D为刀具半径补偿寄存器的地址字，在补偿寄存器中存有刀具半径补偿值。刀补位置的左右应是顺着编程轨迹前进的方向进行判断的。当用G41指令时，顺着刀具运动方向看，刀具中心走在编程轨迹前进方向的左侧；当用G42指令时，顺着刀具运动方向看，刀具中心走在编程轨迹前进方向的右侧。实际编程应用时，应根据是加工外形还是加工内孔以及整个切削走向等进行确定。当将刀具半径设置为负值时，G41和G42的执行效果将互相替代。刀径补偿在整个程序中的应用共分刀补建立(初次加载)，刀补进行和刀补取消三个过程。小提示：刀补建立是一个从无到有的渐变过程，从线性轨迹段的起点处开始，刀具中心渐渐往预定的方向偏移，到达该线性轨迹段的终点处时，刀具中心相对于终点产生一刀具半径大小的法向偏移。如果这一过程是在加工零件轮廓中进行的，就会造成零件轮廓的过切。刀具补偿取消也是一个渐变的过程，如果处理不当，也会出现过切现象。图2-2.6刀补加载和取消过程刀补应用示例：加工图2-2.6所示方形零件轮廓时，考虑刀补后编写的程序如下：O2201;N10G54G17G90；由G17指定刀补平面N20G41G00X20Y10D01；建立刀具半径左补偿，由D01指定刀补大小N30G01Y50F100；N40X50； N50Y20；N60X10；N70G40G00X0Y0M05；取消刀具补偿N80M30；刀补引入指令只能在G00、G01的线性段中进行，不能用于G02、G03的圆弧段中。程序段一旦开始转入刀补方式行进状态中。G00、G01、G02、G03指令都可使用。任务实施1．制定加工工艺。2．编写加工程序3．加工操作4．检测评分5．质量分析任务小结回顾本次任务所学知识，强调本节课的重点与难点，加深理解与记忆，让同学真正的掌握数控铣床外轮廓类零件的编程和加工。学习评价1.让同学独立完成学后测评试题，检验同学掌握情况，并计入平时成绩。2.让同学独立完成任务拓展外轮廓零件的加工，并检测评分，计入平时成绩。课后作业1．制定任务拓展零件的加工工艺。2．编制任务拓展零件加工程序。3.完成任务拓展零件的加工。任务三内轮廓零件加工训练教师姓名授课形式讲授与训练授课时数14授课日期年月日授课班级14模具授课项目及任务名称任务三内轮廓零件加工训练教学目标知识目标1．掌握内轮廓的加工工艺，能正确选用刀具及合理的切削用量。2．熟练掌握刀具补偿的使用。3．正确掌握内轮廓的编程指令及编程方法。技能目标1．能够正确选用并装夹工件和刀具。2．能够熟练完成对刀操作。3．能够操作数控铣床进行内轮廓加工。教学重点1．内轮廓的加工路线分析。2．合理选择铣削内轮廓的刀具及合理的切削用量选择。3．内轮廓的编程方法。4．操作数控铣床加工零件内轮廓。教学难点1．内轮廓的编程。2．操作数控铣床加工零件内轮廓。教学方法教学手段借助于多媒体课件，讲授内轮廓零件铣削的加工工艺和编程方法。通过数控铣床实际加工内轮廓零件的训练，让学生进一步掌握工艺方案的设定和零件加工的技巧，能够独立完成内轮廓零件的加工。学时安排1．内轮廓零件加工程序的编制2学时。2.数控铣床实际加工零件的训练12小时。教学条件多媒体课件、数控铣床或者加工中心机床。课外作业加工内轮廓类零件加工工艺与程序编制训练考核评价1.随堂提问，计平时成绩。2.对加工的内轮廓零件测量评分，计平时成绩。3.考核学生学习小组的合作能力与沟通能力4.考核学生工作态度是否专注认真教学后记授课主要内容任务引入以内轮廓零件的零件图引入新课。图2-3.1外轮廓零件图任务实施1．制定加工工艺。2．编写加工程序3．加工操作4．检测评分5．质量分析任务小结回顾本次任务所学知识，强调本节课的重点与难点，加深理解与记忆，让同学真正的掌握数控铣床内轮廓类零件的编程和加工。学习评价1.让同学独立完成学后测评试题，检验同学掌握情况，并计入平时成绩。2.让同学独立完成任务拓展内轮廓零件的加工，并检测评分，计入平时成绩。课后作业1．制定任务拓展零件的加工工艺。2．编制任务拓展零件加工程序。任务四型腔类零件加工训练教师姓名授课形式讲授授课时数14授课日期年月日授课班级14模具授课项目及任务名称任务四型腔类零件加工训练教学目标知识目标1.掌握型腔类零件铣削的工艺特点。2.掌握一般型腔类零件的铣削编程方法。技能目标1.能够正确选用并装夹工件和刀具。2.能够熟练完成型腔类零件的对刀操作。3.能够用数控铣床/加工中心加工型腔类零件。教学重点1．外轮廓零件的加工工艺的制定。2．外轮廓零件的基本编程方法。3.外轮廓零件的加工操作过程。教学难点1．型腔类零件铣削的工艺特点。2．型腔类零件的加工路线分析方法。3．典型腔类零件的编程及操作加工方法。教学方法教学手段借助于多媒体课件，讲授型腔类零件铣削的加工工艺和编程方法。通过数控铣床实际加工型腔类零件的训练，让学生进一步掌握工艺方案的设定和零件加工的技巧。学时安排1．型腔类零件铣削的加工工艺和编程方法2学时。2．数控铣床实际加工零件的训练12学时。教学条件多媒体课件、数控仿真加工软件、数控铣床。实习时在学生基础很差的情况下，防止刀具损坏，可以使用蜡模或者尼龙代替钢铁类零件课外作业加工型腔类零件。考核评价1.随堂提问，计平时成绩。2.对加工零件测量评分，计平时成绩。3.考核学生学习小组的合作能力与沟通能力4.考核学生工作态度是否专注认真教学后记授课主要内容任务引入以型腔类零件的零件图引入新课。图2-4.1型腔类零件图基本知识型腔类零件加工工艺确定任务实施1．制定加工工艺。2．编写加工程序3．加工操作4．检测评分5．质量分析任务小结回顾本次任务所学知识，强调本节课的重点与难点，加深理解与记忆，让同学真正的掌握数控铣床型腔类零件的编程和加工。学习评价1.让同学独立完成学后测评试题，检验同学掌握情况，并计入平时成绩。2.让同学独立完成任务拓展内轮廓零件的加工，并检测评分，计入平时成绩。课后作业1．制定任务拓展零件的加工工艺。2．编制任务拓展零件加工程序。3.完成任务拓展零件的加工。任务五孔加工技能训练教师姓名授课形式讲授授课时数14授课日期年月日授课班级14模具授课项目及任务名称任务五孔加工技能训练教学目标知识目标1掌握钻孔的加工工艺方法2能够正确选择钻孔所用的刀具、夹具3能够合理地选择钻孔时的切削用量4能够灵活地运用孔的加工指令编制钻孔程序技能目标1能够正确装夹钻孔所用的刀具2能够熟练完成对刀操作3能够用数控铣床/加工中心加工孔类零件教学重点1设计钻孔的加工工艺2编制孔类零件的加工程序3用数控铣床加工孔类零件教学难点1编制孔类零件的加工程序2用数控铣床加工孔类零件教学方法教学手段借助于多媒体课件，讲授孔类零件的加工工艺和编程方法。通过数控铣床实际加工孔类零件的训练，让学生进一步掌握工艺方案的设定和零件加工的技巧。学时安排1．孔类零件铣削的加工工艺和编程方法2学时。2．数控铣床实际加工零件的训练12学时。教学条件多媒体课件、数控铣床。课外作业加工孔类零件。考核评价1.随堂提问，计平时成绩。2.对加工零件测量评分，计平时成绩。3.考核学生学习小组的合作能力与沟通能力4.考核学生工作态度是否专注认真教学后记授课主要内容任务引入以型腔类零件的零件图引入新课。图2-5.1孔类类零件图基本知识1、孔类零件的加工工艺如下图所示，一个孔加工通常由以下6个动作完成：动作1：快速定位至初始点，X、Y表示初始点在初始平面的位置；动作2：Z轴快速定位至R点；动作3：孔加工，以切削进给的方式进2行孔加工的动作；动作4：孔底动作，包括暂停、主轴准停、刀具移位等动作；动作5：Z轴返回R点，继续孔加工时刀具返回至R点平面；动作6：快速返回至初始点，孔加工完成后返回初始点平面。注释：初始平面：是为安全下降刀具规定的一个平面。初始平面到零件表面的距离可以设定在一个安全的高度上，一般为50~100mm。R平面：又称参考平面R，这个平面是刀具进刀时由快速进给转为切削进给的平面，距工件表面的距离主要通过考虑工件表面尺寸的变化来确定，一般可取3~5mm。加工盲孔时孔底平面就是孔底的Z轴深度；加工通孔时刀具一般要伸出工件底平面一段距离，主要是为保证全部孔深都加工到尺寸；钻削加工时还需考虑钻尖对孔深的影响。2、钻孔和锪孔指令G81、G82⑴指令格式G81X__Y__Z__R__F