数控铣床编程与操作项目教程 第4版 电子教案 项目四　轮廓加工 任务一　铣平面

PAGEPAGE7《数控铣床编程与操作项目教程》教案授课班级班级人数授课教师课题序号14授课课型授课课时6课时授课章节名称项目四轮廓加工任务一平面加工教学目标知识目标1.了解平面铣刀的选用；2.了解公、英制尺寸设定指令；3.掌握进给速度单位设定指令（G94、G95）；4.掌握平面铣削工艺的制定及编程方法。能力目标1.会铣削平面；2.会进行平面质量控制。情感目标1.养成文明生产、安全生产习惯；2.养成优良的劳动态度和职业素养；3.培养团队合作精神。教学重点平面铣削工艺制定平面质量的控制方法教学难点平面质量的控制方法教学方法讲授法、讨论法、演示法、自主学习法、探究法、训练法教学资源网络资源，教学视频，相关PPT，配套练习题、数控铣床及其工艺装备板书设计任务一平面加工一、编程指令1.公、英制尺寸设定指令（1）指令功能（2）指令代码数控系统公制英制发那科系统G21G20西门子系统G71G70（3）指令使用说明2.进给速度单位设定指令（1）指令功能（2）指令格式G94F_；每分钟进给量G95F_；每转进给量（3）每分钟进给量与每转进给量关系F=nfF：每分钟进给量n：主轴转速f：每转进给量（4）指令使用说明二、加工工艺分析2.加工工艺方案（1）端面铣削方式（2）平面铣削工艺路径三、参考程序编制[任务实施]教学过程主要教学内容及步骤教师活动学生活动教学目标【一】导入新课题平面加工是我们常见的加工方法之一，特别是针对箱体类零件，平面加工一般采用大直径的盘铣刀，也可采用小直径的铣刀铣削。【二】新授任务一平面加工[学习目标]1.知识目标=1\*GB3①了解平面铣刀的选用；=2\*GB3②了解公、英制尺寸设定指令；=3\*GB3③掌握进给速度单位设定指令（G94、G95）；=4\*GB3④掌握平面铣削工艺的制定及编程方法。2.技能目标=1\*GB3①会铣削平面；=2\*GB3②会进行平面质量控制。[知识学习]一、编程指令1.公、英制尺寸设定指令（1）指令功能公、英制尺寸设定指令是指选定输入的尺寸是英制还是公制。（2）指令代码指令代码见表4-1数控系统公制英制发那科系统G21G20西门子系统G71G70发那科系统与西门子系统公、英制尺寸输入编程示例见表4-2。发那科系统西门子系统含义说明N10GN10G0G开始输入英制尺寸N15G0X10Y30…G20或G70继续有效N20X40Y50N20X40Y50…………N80G21N80G71X19Z20开始输入公制尺寸N85X19Z20…继续为公制尺寸输入指令使用说明1）发那科系统G20、G21指令必须在设定坐标系之前，并在程序的开头以单独程序段指定。2）西门子系统G70、G71指令不需要单独写一程序段。3）在程序段执行期间，均不能切换公、英制尺寸输入指令。4）G20、G21（G70、G71）均为模态有效指令。5）在公制/英制转换之后，将改变下列值的单位制。=1\*GB3①由F代码指定的进给速度。=2\*GB3②位置指令。=3\*GB3③工件零点偏移值。=4\*GB3④刀具补偿值。=5\*GB3⑤手摇脉冲发生器的刻度单位。=6\*GB3⑥在增量进给中的移动距离。2.进给速度单位设定指令（1）指令功能确定直线插补或圆弧插补中进给速度的单位。（2）指令格式G94F_；每分钟进给量，单位分别为mm/min、inch/minG95F_；每转进给量，单位分别为mm/r、inch/r例：N10G94F100；进给速度为100…；N100S400M3；主轴正转，转速为400r/minN110G95F0.5；进给速度为0.5mm（3）每分钟进给量与每转进给量关系F=nfF：每分钟进给量n：主轴转速f：每转进给量例：每转进给量为0.15mm/r,主轴转速为1000r/min，则每分钟进给量F=nf=0.15×1000=150(mm/min)（4）指令使用说明1）数控车床中常默认G95有效，数控铣床中常默认G94有效。G95指令只有在主轴为旋转轴时才有意义。G94、G95更换时要求写入一个新的地址F。4）G94、G95均为模态有效指令。二、加工工艺分析1.工、量、刃具选择（1）工具选择：（2）量具选择：（3）刃具选择：盘铣刀表4-5工、量、刃具清单工、量、刃具清单图号SKX4-1-1种类序号名称规格精度单位数量工具1平口钳QH135个12扳手把13平行垫铁副14平板300×3001级副15塑胶榔头个1量具1游标卡尺0～1500.02把12百分表及表座0～10mm0.01个13直角尺900个14粗糙度样板N0～N112级副1刃具1键槽铣刀Ø20个12立铣刀Ø20个12.加工工艺方案（1）端面铣削方式图4-4端面铣削方式端面铣削时根据铣刀相对于工件安装位置不同可分为对称铣削和不对称铣削两种，见图4-4所示。端面对称铣削：端铣刀轴线位于铣削弧长的中心位置；铣刀切入点到铣刀轴线位置为切入部分（切入角为δ），切削厚度由小变大，相当于逆铣。铣刀轴线到铣刀切出点为切出部分（切出角为-δ），切削厚度由大变小，相当于顺铣。端面不对称铣削：端面不对称铣削又分为不对称顺铣和不对称逆铣两种；当切入部分多于切出部分（或切入角δ大于切出角-δ）为不对称逆铣，如图4-4b所示；切出部分大于切入部分（或切入角δ小于切出角-δ）为不对称顺铣，如图4-4c所示；其中不对称逆铣对刀具损坏影响最大，不对称顺铣对刀具损坏影响最小。（2）平面铣削工艺路径a.单向平行切削路径刀具以单一的顺铣或逆铣方式切削平面，如图。b.往复平行铣切路径刀具以顺、逆铣混合方式切削平面，如图4-5。c.环切切削路径刀具以环状走刀方式铣削平面，可从里向外或从外向里的方式，如图。图4-5平面铣削路径通常粗铣平面采用往复平行切削法，切削效果好，空刀时间少。精铣平面采用单向平行切削路径，表面质量易于保证。（3）六个平面加工步骤=1\*GB3①粗、精加工上表面。=2\*GB3②粗、精加工下表面，控制厚度尺寸。=3\*GB3③粗、精加工左（右）侧面。=4\*GB3④粗、精加工右（左）侧面，控制长度尺寸。=5\*GB3⑤粗、精加工前（后）侧面。=6\*GB3⑥粗、精加工后（前）侧面，控制宽度尺寸。（4）合理切削用量选择表4-6粗、精铣平面切削用量刀具工作内容F(mm/min)n(r/min)高速钢键槽铣刀（T1）粗铣平面深度方向留0.3mm精铣余量80600高速钢立铣刀（T2）精铣平面60800三、参考程序编制1.工件坐标系建立工件坐标系原点取在工件左下角上表面顶点处。2.刀心坐标计算本课题粗铣采用往复平行切削法，精加工采用单向平行切削法；表4-7左右刀心点坐标序号左侧各点坐标(X,Y)右侧各点坐标(X,Y)1（-15，0）（95，0）2（-15，18）（95，18）3（-15，36）（95，36）4（-15，54）（95，54）5（-15，72）（95，72）3.参考程序[任务实施]一、加工准备1.检查毛坯尺寸。2.开机、回参考点。3.程序输入4.工件装夹5.刀具装夹二、对刀三、仿真加工四、自动加工及尺寸控制通过“试测法”进行工件高度尺寸的控制：刀具长度磨损值为+0.30，假设精加工后测得高度25+0.10的实际尺寸为25.30,比图纸要求尺寸还大0.20～0.30mm，取中间值0.25mm，则把刀具长度磨损值修改为0.30-0.25=0.05mm，然后重新运行精加工程序即可保证高度尺寸在公差范围之内。五、检测与评分[操作注意事项]1.加工表面形位公差主要由工件装夹来保证，故装夹工件时应注意工件校平、校正。2.本课题同模块二简单图形加工，直接按刀具中心运动轨迹的坐标值来编程。3.为了避免出现接刀痕迹，每两刀之间要有一定量的重叠。4.在保证加工质量的前提下，尽量缩短加工路线，以提高生产率。5.平面加工也可用直径较大的盘铣刀采用直线插补的方式进行加工。6.在工件外侧边可用G00指令下刀，以缩短时间，但必须注意下刀过程中不能碰到工件或机床夹具，否则将发生撞刀。【三】总结与经验分享【二】作业布置1.铣刀直径Φ20，主轴转速为1000r/min，每分种进给速度为70mm/min，则每转进给速度是多少？2.发那科系统与西门子系统公、英制尺寸指令使用时有何区别？3.平面铣削进刀方式有哪几种？各有何特点？4.工件装夹过程中，哪些因素会影响到工件的形位精度？5.如图4-6零件，试编写程序并加工练习。图4-图4-6教师展示成品，让同学有一个先入为主的印象以及明确的学习目标教师引导学生读懂零件图出示本次课目标分析、讲解公英制尺寸指令代码老师举例分析，引导学生会用指令编程，注意指令使用中问题分析讲解每分钟进给量和每转进给量指令代码及使用引导学生分析本次课用到的工、量、刃具按图分析端面铣削方式分析端面铣削方式加铣削加工的影响分析铣平面加工工艺路径引导学完成课题工艺路径引导学生完成课题零件加工程序编写提示安全注意事项，引导学生做好加工准备、对刀工作分析高度尺寸精度控制方法，指导学生完成零件加工并评分提醒安全生产、文明生产要求引导学生总结与经验分享观看成品，思考理解、思考并记录零件图理解学习目标看表、听讲、思考、讨论、分析、思考、记录并能运用指令编程听讲、思考、记录、分组思考讨论、得出结论看图、思考、分析听讲、思考并记录听讲、分析、思考讨论、