数控铣床编程与操作项目教程 第4版 电子教案 项目五　凹槽加工 任务四　环形槽及环形凸台加工

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21授课课型授课课时6课时授课章节名称项目五凹槽加工任务四环形槽及环形凸台加工教学目标知识目标1.掌握极坐标指令及其指令格式。2.会用极坐标指令编写零件数控加工程序。3.了解西门子系统轮廓加工循环指令及应用。能力目标1.会进行环形槽加工。2.会进行环形槽尺寸测量及精度控制。3.会进行一般凸台加工及精度控制。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1.极坐标指令及其指令格式。2.西门子系统轮廓加工循环指令及应用。教学难点极坐标编程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四环形槽及环形凸台加工一、编程指令1．极坐标指令（1）指令功能（2）指令格式法：G16；极坐标开始G00/G01IP；G15；极坐标结束西：G110X_Y_；G110RP=AP=；第一种定义极点G111X_Y_；G111RP=AP=；第二种定义极点G112X_Y_；G112RP=AP=；第三种定义极点（3）指令使用说明2．西门子轮廓加工循环指令（1）西门子轮廓加工循环指令格式CYCLE72（“C0N”，RP，Z0，SC，Z1，DZ，UXY，UZ，F，FZ，，，，R1，L1，R2，L2，FS，ZFS）；（2）循环指令使用说明二、加工工艺分析1.工、量、刃具选择2.加工工艺方案三、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】导入新课题对于某些以原点呈一定角的零件，用工件坐标系编程，基点坐标不方便计算，另外对没有规律的一般轮廓，能不能采用循环进行编程加工？【二】新授任务四腔槽综合加工[学习目标]1．知识目标=1\*GB3①掌握极坐标指令及其指令格式。=2\*GB3②会用极坐标指令编写零件数控加工程序。=3\*GB3③了解西门子系统轮廓加工循环指令及应用。2．技能目标=1\*GB3①会进行环形槽加工。=2\*GB3②会进行圆形槽尺寸测量及精度控制。=3\*GB3③会进行一般凸台加工及精度控制。[知识学习]一、编程指令1．极坐标指令（1）指令功能工件上尺寸以到一个固定点（极点）的距离和角度设定时，直角坐标系中计算基点坐标困难且不精确，而采用极坐标系，计算基点坐标容易，编程方便。（2）指令格式系统指令格式指令含义发那科系统G16；G00/G01IP；极坐标开始指令，以工件坐标系原点作为极坐标极点，若程序中采用坐标系偏移（偏转）指令后，则以偏移（偏转）后的坐标系原点作为极坐标极点IP构成极坐标指令的轴地址和指令值：平面的第一轴：指定极坐标的半径（如G17平面中X轴）平面的第二轴：指定极坐标的极角（如G17平面中Y轴）G15；极坐标取消指令西门子系统RP=极坐标半径，某点到极点的距离AP=极角，某点和极点连线与横坐标轴的夹角G110X_Y_；G110RP=AP=；极点定义，以刀具当前位置为基准设置极点，可用直角坐标或极坐标进行定义极点位置G111X_Y_；G11RP=AP=；极点定义，以当前工件坐标系的原点为基准设置极点，可用直角坐标或极坐标进行定义极点位置G112X_Y_；G112RP=AP=；极点定义，以最后有效的极点为基准设置极点，可用直角坐标或极坐标进行定义极点位置（3）指令使用说明1）使用极坐标系时需指令选择所在平面，立式铣床是指G17平面。2）极坐标系中同样可以运行G00、G01、G02、G03等坐标轴移动指令，西门子系统只能插补圆心与极点重合的圆弧，指令格式为G02/G03RP=AP=；发那科系统可以插补圆心不在极点的圆弧，指令格式为G02/G03X_Y_R_；。3）在绝对坐标指令/增量坐标指令（G90/G91）下都可以指定极坐标半径和极角。4）极角是指该点和极点的连线与所在平面中的横坐标轴（第一轴）之间的夹角（如G17平面中X轴），且逆时针方向为正，顺时针方向为负。5）西门子系统如果不定义极点，则以当前工件坐标系原点为极点。例：加工如图5-24所示OAB图形，在工件坐标系XOY中，A、B等基点坐标计算困难且不精确，而采用极坐标编程，基点坐标便很容易求出，编程也方便，程序见表5-40。程序段号发那科系统西门子系统动作说明N10………N20G01X0Y0F100G01X0Y0F100刀具加工至直角坐标系中原点位置N30G17G90G16G17G90选择XOY平面，绝对坐标，发那科系统建立极坐标系N40G01X42Y22G01RP=42AP=22极坐标系中直线加工到A点N45G111X11.658Y28.206西门子系统设置极点到圆弧圆心位置N50G03X60Y75R30G03RP=30AP=82.585极坐标系中圆弧加工到B点N55G15发那科系统取消极坐标系N60G01X0Y0G01X0Y0直角坐标系中直线加工到O点N70……2．西门子轮廓（轨迹）铣削循环指令西门子轨迹铣削循环CYCLE72可以铣削任意编程的轮廓，加工方向任意，且不强制轮廓是闭合的。指令格式CYCLE72(“CON”，RP，Z0，SC，Z1，DZ，UXY，UZ，F，FZ，，，，R1，L1，R2，L2，FS，ZFS)步骤输入程序时，按屏幕下方软键，再按屏幕右侧软键，出现轨迹铣削窗口，移动光标，按提示输入参数值，最后按软键，完成参数输入加工图例（轨迹铣削窗口）参数含义CON：轮廓子程序名PL：加工平面，通过选择/转换键切换RP：返回平面，单位：mmZ0：参考点Z坐标，单位：mmSC：安全距离（相对于参考点的高度，输入时不带正负号）单位：mmZ1：腔的深度（绝对值或相对于Z0的深度）单位：mmDZ：最大进刀深度，单位：mmUXY：边缘精加工余量，单位：mmUZ：底部精加工余量，单位：mmF：进给速度FZ：垂直下刀进给速度（仅限选择了轴向方式逼近时提供）R1：逼近半径（仅适用于四分之一、半圆或直线逼近模式）L1：逼近长度（仅适用于直线逼近模式）R2：回退半径（仅适用于四分之一圆或半圆回退模式）L2：回退长度（仅适用于直线回退模式）FS：倒角的斜边宽度（仅选择倒角时提供）ZFS：刀尖下刀深度（仅选择倒角时提供）使用说明（1）调用循环前，刀具可处于任意位置，但需保证刀具从该位置到循环起点不发生碰撞（2）调用循环前应设置刀具半径值，若加工内轮廓时应小于内轮廓拐角半径（3）加工性质有：▽（粗加工1）、▽▽▽（精加工2）和chamfer（倒角5）三种（4）加工方向有向前和回退两种（5）刀具半径补偿有左补偿（41）、右补偿（42）和无补偿（40）三种（6）进刀方式（平面逼近模式）有直线、四分之一圆、半圆和垂直四种（7）逼近方案有轴方式和三维（仅适用于四分之一圆、半圆和直线逼近模式）两种（8）退刀方式（平面回退模式）有直线、四分之一圆和半圆三种（9）回退方案有轴方式和三维（仅适用于四分之一圆、半圆和直线逼近模式）两种例：试用西门子轮廓循环（CYCLE72）指令加工图5-22第一象限凸台轮廓，参考程序见表5-42所示。段号西门子（828D）系统动作说明N10G17G90M03S1000T01初始化N20G00X0Y0Z50刀具运行至起始点位置N30CYCLE72（L40，10，0，3，-5，3，0.3，0.3，100，50，211，42，12，4，100，12，4）调用轮廓加工循环，设置循环参数N40G00X0Y0Z200刀具退回N50M30程序结束轮廓子程序名L40.SPF，程序内容见表5-43。段号西门子（828D）系统动作说明N10G01RP=17.5AP=15直线加工至极坐标半径为17.5，极角为15°位置N20G01RP=22.5AP=15RND=3直线加工至极坐标半径为22.5，极角为15°位置且倒圆角N30G03RP=22.5AP=75RND=3圆弧加工至极坐标半径为22.5，极角为75°位置且倒圆角N40G01RP=12.5AP=75RND=3直线加工至极坐标半径为12.5，极角为75°位置且倒圆角N50G02RP=12.5AP=15RND=3圆弧加工至极坐标半径为12.5，极角为15°位置且倒圆角N60G01RP=17.5AP=15直线加工至极坐标系半径为17.5，极角为15°位置N70RET子程序结束二、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：工、量、刃具清单图号SKX5-4-1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塑胶榔头个1量具1游标卡尺0～1500.02把12深度游标卡尺0～2000.02把13百分表及表座0～10mm0.01个14圆弧样板R3副15万能角度量角尺0～320°2′把16芯棒φ25H8只17粗糙度样板N0～N112级副1刃具1键槽铣刀φ10个12键槽铣刀φ5个13立铣刀φ10个14立铣刀φ5个12．加工工艺方案（1）加工工艺路线=1\*GB3①粗加工三个凸台（外轮廓）表面。=2\*GB3②粗加工四个圆周槽。=3\*GB3③精加工三个凸台（外轮廓）表面。=4\*GB3④精加工四个圆周槽。（2）合理切削用量选择刀具工作内容f/(mm/min)n/(r/min)φ10键槽铣刀（T1）粗铣凸台轮廓801000φ5键槽铣刀（T2）粗铣环形槽垂直进给深度方向留0.3mm精加工余量401200粗铣环形槽表面进给轮廓留0.3mm精加工余量601200φ10立铣刀（T3）精铣凸台轮廓501200φ5立铣刀（T4）精铣环形槽垂直进给401500精铣环形槽表面进给501500（3）参考程序（略）[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五、检测与评分[操作注意事项]1）加工前应注意每把刀具的半径和长度补偿等参数的设定。2）凸台轮廓加工选择从工件侧边下刀时，可选用不能垂直下刀的立铣刀进行加工。中间圆周槽加工时，应选能垂直进刀的立铣刀或键槽铣刀。3）圆弧槽宽度的测量，应注意测量尺寸是指内、外圆弧径向值。4）铣凸台轮廓后，其余岛屿部分余量可另外编程进行加工也可以通过手动加工方式去除。【三】总结与经验分享【二】作业布置1．发那科系统与西门子系统极坐标系指令有何异同？2．什么样零件宜采用极坐标编程加工？3．简述西门子系统轮廓循环各参数含义。4．做一做：编制如图5-25所示零件程序并加工练习。图5-25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、讲解极坐标概念、代码及指令格式老师举例分析，引导学和了解极坐标使用注意事项举例引导学生学会极坐标编程方法分析西门子系统轮廓铣削循环及参数含义分析西门子轮廓铣削循环参数含义引导分析西门子轮廓铣循环指令说明举例讲解西门子系统轮廓铣削循环调用、参数选择引导学生分析本次课用到的工、量、刃具按图分析课题铣削工艺分析课题铣削用量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、对刀工作指导学生完成零件加工提醒安全生产、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图、听讲、思考、记录讨论、分析、思考、记录并能理解其含义讨论、思考、记录、完成编程任务听讲、理解、思考、记录听讲、思考并记录听讲、讨论、分析看图、思考、讨论、分析并得出结果看图、思考、分析听讲、思考并记录