《數(shù)控車實訓》教案與教設計-()
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1、數(shù)控車實訓教學設計 課 程 名 稱: 專業(yè)技能實訓〔數(shù)控車〕 主 講 教 師: 梁蘇 20 14年~20 15年第 二 學期 27 / 52 教學設計方案 課程學時 60 授課班級1:數(shù)控專業(yè)2014級1班 授課班級2:數(shù)控專業(yè)2014級 2 班 課程性質(zhì) 公共必修課〔〕公共選修課〔〕專業(yè)必修課〔√〕專業(yè)選修課〔 〕 課程類型 理論課〔〕實踐課〔〕理實一體課〔√〕 課程定位 本課程主要培養(yǎng)學生熟悉數(shù)控機床安全操作規(guī)程并提高學生的安全文明生產(chǎn)意識;掌握數(shù)控常用G代碼、M代碼指令的用法以與熟練應用;培養(yǎng)并提高學生的編程與數(shù)控加工工藝分析能力;
2、通過典型產(chǎn)品的制作和調(diào)試,培養(yǎng)學生的制造能力、檢測能力,并逐步具備零件的工藝改進與編程設計能力.涵蓋了一部分數(shù)控中級工技能需掌握的基本理論與實操知識. 前修課程:"數(shù)控加工工藝與編程"、"機械制圖"、"普通機械加工"等.后續(xù)課程:"畢業(yè)實踐項目"、"CAD/CAM" 考核方式 考試〔〕考查〔√〕 考證〔 〕 教材與 參考教材 教 材: 數(shù)控車床操作與考證培訓<自編教材> 主要參考書: 〔1〕數(shù)控車工加工中心操作工〔中級〕,沈建峰 機械工業(yè) 〔2〕數(shù)控機床編程與操作模塊化教程 趙華 許杰明 主編 清華大學 〔3〕數(shù)控機床操作工職業(yè)技能鑒定指導,周 虹
3、 人民郵電 課時分配 序號 授課章節(jié) 課時 第1次 項目一 數(shù)控車床基本操作和安全教育 2 第2次 項目二 門軸的加工 2 第3次 項目三 圓弧手柄的加工 2 第4次 項目四 定位銷的加工 2 第5次 項目五 螺桿的加工 2 第6次 項目六加工設計圖樣 2 第7次 項目七 自主設計圖形 2 備注: 1、課時分配可根據(jù)項目、情境設計,也可根據(jù)教材篇章組織,一般是2節(jié)課為1次課. 2、表格內(nèi)的字體為"仿宋_GB2312,小四". 第1次 授課章節(jié) 項目一 數(shù)控車床的基本操作 授課日期 2015年09月5日 授課課時 2
4、 2015年9月7日 教學目標 1. 熟悉數(shù)控機床安全操作規(guī)程并提高學生的安全文明生產(chǎn)意識 2.熟悉數(shù)控車床的操作〔如:熟悉機床面板操作和加工指令〕 3.了解常用指令的用途 教學內(nèi)容 基本內(nèi)容: 1.數(shù)控機床安全操作規(guī)程 2.數(shù)控車床操作 3.熟悉常用指令的用途重點:注意安全,文明操作 難點:提高學生的安全文明生產(chǎn)意識;數(shù)控機床的基本操作 教學方法 復習:5分鐘;教師講解:10分鐘;思考討論:5 分鐘; 學生講解:5分鐘;學生練習:150分鐘;布置作業(yè):10 分鐘; 布置下次課預習內(nèi)容:5分鐘; 教學手段 多媒體√模型□實
5、物□掛圖□音像□實訓√其他□ 教 學 過 程 任務1 常用按鍵功能位置 熟悉機床面板 20 任務2 分配工件刀具 在工件上對刀 100 任務3 現(xiàn)場解答 完成外圓的加工 30 作業(yè) 1.開機,機床回零,熟悉操作面板,關機 2.對刀,設置工件坐標 課后體會 授 課 主 要 內(nèi) 容 項目一 數(shù)控機床的基本操作 一 數(shù)控機床安全操作規(guī)程 1.進入實訓中心實習時,要穿好工作服,袖口要扎緊,襯衫要系入褲內(nèi).女同學要戴安全帽并將發(fā)辮納入帽內(nèi).不得穿涼鞋、拖鞋、高跟鞋、背心、裙子和戴圍巾進入車間.
6、2.工作場地嚴禁打鬧,上機床操作前嚴禁飲酒,如發(fā)現(xiàn)反?,F(xiàn)象或身體不適〔如頭暈等〕不能上機床操作. 3.數(shù)控機床開關機順序一定要按照機床說明書的規(guī)定操作,開機后必須完成返回機床參考點操作. 4.機床運轉(zhuǎn)時,頭部不要離工件太近,手和身體不能靠近正在旋轉(zhuǎn)的工件. 5.主軸啟動前一定要關好防護門,程序運行期間嚴禁打開防護罩. 6.機床動轉(zhuǎn)時,不能進行測量,不能用手接觸工件. 7.手動對刀時,應該選擇合適進給速度,使用手脈時,動作要均勻,同時注意掌握好進刀與退刀方向,切勿搞錯.手動換刀時刀架離工件要有足夠的轉(zhuǎn)位距離. 8.操作人員必須按照機床各項操作的加工參數(shù)編制加工程序,加工程序必須嚴格檢
7、查后方可運行. 9.加工過程中如發(fā)現(xiàn)異常危機可按[急停]按鈕,以保證人身和設備的安全. 10.機床發(fā)生事故后操作者要保留現(xiàn)場,并叫老師過來查看. 11.不得隨意修改數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)部制造廠家參數(shù). 12.工作完后,應切斷電源,清掃切屑,擦凈機床,在導軌面上,加注潤滑油,各部件應調(diào)整到正常位置,打掃現(xiàn)場衛(wèi)生,填寫設備使用記錄. 二、學習數(shù)控車床操作 操作數(shù)控機床的流程為: 開始 錄入程序 裝夾工件 對刀 加工 認識GSK980TD系統(tǒng)數(shù)控車床的操作面板 認識GSK980TD系統(tǒng)數(shù)控機削機床操作之前先來認識一下其操作面板,它由CRT顯示器與MDI面板、機床控制面板
8、、手持盒等組成.圖1-1所示為顯示器與MDI面板. 圖1-1顯示器與MDI面板 〔一〕機床控制面板 1. 工作方式 工作方式選擇旋鈕見上圖,具體各工作方式的功用參見表1-2 表1-2各工作方式的功用 表1-2各工作方式的功能 方式選擇 進入編輯模式,用于直接通過操作面板輸入數(shù)控程序和編輯程序. 進入自動加工模式.可自動執(zhí)行存儲在NC里的加工程序. 進入MDI模式,手動輸入并執(zhí)行指令. 手動方式,工作臺連續(xù)移動. 手輪移動方式,手搖脈沖發(fā)生器生效 手動快速模式.工作臺快速移動 回零模式. 進入單段模式. 2.手動進給速度
9、倍率開關 以JOG手動或自動操作各軸的移動時,可通過調(diào)整此開關來改變各軸的移動速度.在JOG手動移動各軸時,其移動速度等于外圈所對應值×3;在自動操作運行時,其移動速度等于內(nèi)圈所對應值%×編程進給速度F. 3.手搖脈沖發(fā)生器〔圖1-7〕 在手輪操作方式下,通過圖1-6中的選擇坐標軸與倍率旋鈕〔×1、×10、×100分別表示一個脈沖移動0.001mm、0.010mm、0.100mm〕,和運行選定的坐標軸. 圖1-2手動進給倍率開關 圖1-3手搖脈沖發(fā)生器 4.進給軸選擇按鈕開關 JOG方式下,按下欲運動軸的按鈕,被選擇的軸
10、會以JOG倍率進行移動,松開按鈕則軸停止移動.
5.緊急停止按鈕
運動中遇到危機的情況,立即按下此按鈕,機械將立即停止所有動作;欲解除時,順時針方向旋轉(zhuǎn)此鈕〔切不可往外硬拽,以免損壞此按鈕〕,即可恢復待機狀態(tài).
6.操作功能
操作功能的具體內(nèi)容參見表1-4
表1-4操作功能
按鈕
功能
功能說明
循環(huán)啟動按鈕
在自動運行和MDI方式下使用,按下此按鈕后可進行程序的自動運行.
進給保持按鈕
在自動運行和MDI方式下使用下,按下 11、ART>按鈕程序繼續(xù)自動運行.
單程序段開關
該指示燈亮時,在自動運行狀態(tài)下僅執(zhí)行單節(jié)的程序段動作.
選擇性停止開關
該指示燈亮時,當M01已被輸入程序中,則程序執(zhí)行到M01后,程序暫停,工作臺停止運動.
空運行開關
該指示燈亮時,以手動進給倍率開關〔圖1-6〕所設定的進給速度替換原程序所設定的進給速度F.
程序段跳轉(zhuǎn)開關
運行到程序段前加"/"的程序段時仍會執(zhí)行.
機床閉鎖開關
指示燈亮時,機床三軸被鎖定,無法移動而程序指令的坐標仍會顯示.
主軸正轉(zhuǎn)
指示燈亮時,主軸正轉(zhuǎn).
主軸反轉(zhuǎn)
指示燈亮時,主軸反轉(zhuǎn).
主軸停止
指示燈亮時 12、,主軸停止轉(zhuǎn)動.
三、熟悉常用指令的用途
課堂作業(yè)〔實操〕:
1.開、關機與返回參考點操作
2.對刀和設置工件坐標
課后作業(yè)〔理論〕:
1.回顧今天學習的內(nèi)容,并了解刀具的用途與結(jié)構.
2.預習G、M指令的用法,了解其它指令的作用與特點.
第2次
授課章節(jié)
項目二 門軸的加工
授課日期
2015年09月10日
授課課時
2
2015年09月13日
教學目標
1.了解數(shù)控車床的常用指令代碼功能并熟練應用
2.提高數(shù)控加工的操作技能
3.能在數(shù)控車床上加工出合格的零件
教學內(nèi)容
13、
基本內(nèi)容:
1.熟悉數(shù)控機床常用G代碼、M輔助功能指令的用法和合理設置F、S、D、H等指令參數(shù)
2.練習階梯軸加工
3.示范車床類零件在數(shù)控車床上的加工過程
4.學生在數(shù)控車床上完成工件,達到圖紙要求
5.掌握M03 G00 G01 G99 G98等指令的用法
難點:
1. M03 G00 G01 G99 G98等指令的用法
2.數(shù)控車床的基本對刀
教學方法
復習:5分鐘;教師講解:10分鐘;思考討論:5 分鐘;
學生講解:5分鐘;學生練習:150分鐘;布置作業(yè):10 分鐘;
布置下次課預習內(nèi)容:5分鐘;
教學手段
多媒體√模型□實物□掛圖□音像□實訓√其他□
14、教
學
過
程
任務1
分配工件刀具
對刀
20
任務2
檢查程序解決報警
完成工件的半精加工和精加工
100
任務3
現(xiàn)場解答
如何提高加工的精度
30
作業(yè)
1.了解刀具與實際機削選擇的參數(shù)
2.練習加工階梯軸
課后體會
授 課 主 要 內(nèi) 容
項目二 門軸的加工
階梯軸零件
技術要求:
1. 銳角倒鈍
2. 未注公差按IT14標準執(zhí)行
3. 表面不得磕碰
4. 未注圓角小于或等于R0.5mm
門軸
比例
數(shù)量
材料
圖號:01
1:1
1
塑料棒
15、##
日期
中山火炬職業(yè)技術學院
評分
編程就是把零件的外形尺寸、加工工藝過程、工藝參數(shù)、刀具參數(shù)等信息,按照CNC專用的編程代碼編寫加工程序的過程.數(shù)控加工就是CNC按加工程序的要求,控制機床完成零件加工的過程.數(shù)控加工的工藝流程如下圖:
一編程基本知識
〔一〕坐標軸定義
下圖為數(shù)控車床示意圖
圖2-1
GSK980TDa 使用 X 軸、Z 軸組成的直角坐標系,X 軸與主軸軸線垂直,Z 軸與主軸軸線方向平行,接近工件的方向為負方向,離開工件的方向為正方向.按刀座與機床主軸的相對位置劃分,數(shù)控 16、車床有前刀座坐標系和后刀座坐標系,圖 1-4 為前刀座的坐標系,圖 1-5 為后刀座的坐標系.從圖中可以看出,前、后刀座坐標系的 X軸方向正好相反,而 Z 軸方向是相同的.在以后的圖示和例子中,用前刀座坐標系來說明編程的應用.
圖2-2 前刀座的坐標系 圖2-3 后刀座的坐標系
〔二〕數(shù)車對刀
GSK980TDa 的刀具功能〔T 代碼〕具有兩個作用:自動換刀和執(zhí)行刀具偏置
圖2-4
二、確定數(shù)控加工工藝與工裝方案
〔一〕零件結(jié)構與技術要求分析
1.零件的毛坯尺寸為φ30X70
2.零件 17、要求精度較低.
〔二〕數(shù)控切削工藝工裝分析
1.用三瓜卡盤裝夾,至少伸出55mm,以免加工中車到盤口.
2.加工方法:第一次裝夾中完成所有圖形加工.
3.提供刀具:90度外圓車刀
〔三〕數(shù)控加工工序卡片如表2-1所示
數(shù)控加工工序卡片:
表2-1工藝卡片
數(shù)控加工工序卡片
工序號
工序內(nèi)容
1
槽類加工
中山火炬職業(yè)技術學院
零件名稱
材料
夾具名稱
使用設備
階梯軸
塑膠棒
三瓜卡盤
數(shù)控車床
工步號
程序號
工步內(nèi)容
刀具號
刀具規(guī)格/mm
主軸轉(zhuǎn)速/〔r.min-1〕
進給速度/ 18、
O0001
車外圓
1
自選
600
0.1
1
2
編制
審核
第 頁
共 頁
三、編寫基于GSK980TD數(shù)控系統(tǒng)的數(shù)控加工程序
〔一〕快速定位 G00
代碼格式:G00 X〔U〕 Z〔W〕;
代碼功能:X軸、Z軸同時從起點以各自的快速移動速度移動到終點,如圖2-5所示.
兩軸是以各自獨立的速度移動,短軸先到達終點,長軸獨立移動剩下的距離,其合成軌跡不一定是直線.
代碼說明: G00為初態(tài)G代碼;
X、U、Z、W取值范圍為-9999.999~+9999.999mm;
X〔U〕、Z〔W〕可省略一個或 19、全部,當省略一個時,表示該軸的起點和終點坐標值一致;
同時省略表示終點和始點是同一位置,X與U、Z與W在同一程序段時X、Z有效,U、W無效.
代碼軌跡圖:
C 點為 A 點快速移動到 B 點的中間點
圖2-5
示例:刀具從 A 點快速移動到 B 點.
圖2-6
G0 X20 Z25;〔絕對坐標編程〕
G0 U-22 W-18;〔相對坐標編程〕
G0 X20 W-18; 〔混合坐標編程〕
G0 U-22 Z25;〔混合坐標編程〕
〔二〕直線插補 G 20、01
代碼格式:G01 X〔U〕_ Z〔W〕_ F_;
代碼功能:運動軌跡為從起點到終點的一條直線.軌跡如圖2-7所示.
代碼說明: G01為模態(tài)G代碼;
X、U、Z、W取值范圍為-9999.999~+9999.999mm;
X〔U〕、Z〔W〕可省略一個或全部,當省略一個時,表示該軸的起點和終點坐
標值一致;同時省略表示終點和始點是同一位置.
F 代碼值為 X 軸方向和 Z 軸方向的瞬時速度的矢量合成速度,實際的切削進給速度為進給倍率與 F 代碼值的乘積;
F 代碼值執(zhí)行后,此代碼值一直保持,直至新的 F 代碼值被執(zhí)行.
〔三〕取零件上右端面的中心為工件坐標系原點,圖中標注 21、的坐標以此為原點.
課題一 觀察數(shù)控程序的構成
O0001; 程序名〔以O開頭后接4位數(shù)〕
G99G97; 一組初始狀態(tài)
M03S1000M08; 設定主軸轉(zhuǎn)速與打開切削液
T0101; 換刀和執(zhí)行刀偏
程序頭 G00X100M08; 主軸提升到安全位置
Z0; 檢查對刀的 22、正確與否
……………
程序體 G01X-12.5Y12.5F400;
……………
M09; 關閉切削液
程序尾 M05; 主軸停止轉(zhuǎn)動
M30; 程序結(jié)束并返回程序頭
學習機床運動控制指令
圖2-1 G00/G01運動形式 圖2-2 G02/G03運動形式
臺階軸具體程序的編寫,為學生自己完成.
四、上機操作完成工件的加工
<1>數(shù)控 23、車床開機和返回參考點.
<2>裝夾工件.保證工件伸出卡盤長度足夠,主軸旋轉(zhuǎn)時不晃動〔圓跳動小〕.
<3>程序優(yōu)化.根據(jù)驗證程序結(jié)果,對刀具運動軌跡和加工參數(shù)進行優(yōu)化.
<4>安裝刀具、對刀.
X、Z向?qū)Φ丁苍嚽袑Φ丁?
按 24、后自動加工.加工時,隨時注意觀察加工運行情況,適當調(diào)整主軸速度和進給速度,保證加工正常.
<6>尺寸測量.
<7>加工結(jié)束.松開三瓜卡盤,卸下零件,去毛刺倒鈍,打掃清理數(shù)控機床.
小結(jié):
1.刀具的進刀點應選擇適當,避免進刀時因位置不當造成過切和撞刀
2.加工前應注意對工件加工程序的檢查
3.粗加工或半精加工時,切削熱量大.因此,切削液的作用應以冷卻散熱為主.精加工時,為了獲得良好的已加工表面質(zhì)量,切削液應以潤滑為主.
第3次
授課章節(jié)
項目三 圓弧手柄加工
授課日期
2015年09月18日
授課課時
2
2015年09月21日
25、
教學目標
1.提高學生手工編程能力
2.熟練數(shù)控機床的操作〔如:進刀與退刀方式〕
3.能在數(shù)控車床上加工出合格的零件
教學內(nèi)容
基本內(nèi)容:
1.熟練G02、G03、指令功能的用法
2.練習加工圓弧軸零件:
難點:
軸類零件的手工編程;進刀與退刀的方式.
教學方法
復習:5分鐘;教師講解:10分鐘;思考討論:5 分鐘;
學生講解:5分鐘;學生練習:150分鐘;布置作業(yè):10 分鐘;
布置下次課預習內(nèi)容:5分鐘;
教學手段
多媒體√模型□實物□掛圖□音像□實訓√其他□
教
學
過
程
任務1
熟練G02、G03指令功能的用法
26、
手工編程
30
任務2
數(shù)控機床的操作〔如:進刀與退刀方式〕
操作與手工編程
90
任務3
現(xiàn)場解答
如何提高對刀的精度
10
任務4
要求每組自評
每組組員互相對數(shù)
20
作業(yè)
1.了解進刀與退刀的方式與其應用
2.熟悉G02、G03指令功能的用法
3.加工圓弧軸零件
課后體會
授 課 主 要 內(nèi) 容
項目三 圓弧手柄加工
其零件示意圖,零件加工效果如下表所示
圓弧手柄
比例
數(shù)量
材料
圖號:02
1:1
1
塑料棒
##
日期
中山火炬職業(yè)技術學院
評分
一、編 27、程基本知識
〔一〕圓弧插補 G02、G03
代碼功能:G02代碼運動軌跡為從起點到終點的順時針〔后刀座坐標系〕/逆時針〔前刀座坐標系〕圓弧,軌跡如圖3-1所示.
G03代碼運動軌跡為從起點到終點的逆時針〔后刀座坐標系〕/順時針〔前刀座坐標系〕圓弧,軌跡如圖3-2所示.
代碼軌跡圖:
圖3-1 G02軌跡圖 圖3-2 G03軌跡圖
代碼說明:G02、G03為模態(tài)G代碼;
R為圓弧半徑,取值范圍-99999.999~99999.999mm;
I為圓心與圓弧起點在 X方向的 28、差值,用半徑表示,取值范圍-9999.999~9999.999mm;
K為圓心與圓弧起點在 Z 方向的差值,取值范圍-9999.999~9999.999mm.
圓弧中心用地址I、K指定時,其分別對應于X,Z軸.I、K表示從圓弧起點到圓心的矢量分量,是增量值;如圖3-3所示.
I=圓心坐標X-圓弧起始點的X坐標<半徑值>; K=圓心坐標Z-圓弧起始點的Z坐標;
圖3-3
圓弧方向:G02/ G03圓弧的方向定義,在前刀座坐標系和后刀座坐標系是相反的,見圖3-4:
圖3-4
29、注意事項:
當I = 0或K = 0時,可以省略;但代碼地址I、K或R必須至少輸入一個,否則系統(tǒng)產(chǎn)生報警;
I、K和R同時輸入時,R有效,I、K無效;
R值必須等于或大于起點到終點的一半,如果終點不在用R代碼定義的圓弧上,系統(tǒng)會產(chǎn)生報警;
地址X〔U〕、Z〔W〕可省略一個或全部;當省略一個時,表示省略的該軸的起點和終點一致;同時省略表示終點和始點是同一位置,若用I、K指令圓心時,執(zhí)行G02/G03代碼的軌跡為全圓〔360°〕;用R 指定時,表示0度的圓;
建議使用R編程.當使 30、用I、K編程時,為了保證圓弧運動的始點和終點與指定值一致,系統(tǒng)按半徑運動;
若使用I、K值進行編程,若圓心到的圓弧終點距離不等于R 31、裝方案
〔一〕零件結(jié)構與技術要求分析
1.零件的毛坯尺寸為Φ30X60mm.
2.零件要求精度較低.
〔二〕數(shù)控切削工藝工裝分析
零件的右端表面中心定義為編程坐標系原點
1.工裝:用三瓜卡盤裝夾,工件伸出卡盤45mm,以免加工中車到盤口.
2.加工方法:第一次裝夾中完成所有圖形加工.
3.提供刀具:90度外圓尖刀
數(shù)控加工工序卡片如表3-1所列.
表3-1工藝卡
數(shù)控加工工序卡片
工序號
工序內(nèi)容
1
槽類加工
中山火炬職業(yè)技術學院
零件名稱
材料
夾具名稱
使用設備
槽類加工
有機玻璃
平口鉗
數(shù)控機床
工步號
程序號
工步內(nèi)容
刀具 32、號
刀具規(guī)格/mm
主軸轉(zhuǎn)速/〔r.min-1〕
進給速度/ 33、101;
N020
M03S800;
主軸正轉(zhuǎn),轉(zhuǎn)速1000
N030
G0 X40 Z5;
快速定位
N040
G01 X0 Z0 F0.1;
靠近工件
N050
G03 U24 W-24 R15;
切削 R15 圓弧段
N060
G02 X26 Z-31 R5;
切削 R5 圓弧段
N070
G01 Z-40;
切削ф26
N080
X40 Z5;
返回起點
N090
M05;
N100
M30;
程序停止并返回至程序頭
說明:1.畫整圓時必須采用"I—J—"方式;
2.畫大于半圓時若采用"R—"方式時, 34、R取負值.
四、上機操作完成工件的加工
⑴數(shù)控車床開機和返回參考點.
⑵裝夾工件.
⑶安裝刀具、對刀.
⑷驗證程序:〔圖形模擬驗證〕
<5>程序優(yōu)化.根據(jù)驗證程序結(jié)果,對刀具運動軌跡進行優(yōu)化.
<6>先單段試加工,后自動加工.加工時,隨時注意觀察加工運行情況,適當調(diào)整主軸速度和進給速度,保證加工正常.
<7>尺寸測量.
<8>加工結(jié)束.松開卡盤,卸下零件,去毛刺倒鈍,打掃清理數(shù)控機床.
小結(jié):
1.刀具的進刀點應選擇適當,避免進刀時因位置不當造成過切
2.加工前應注意對工件加工程序的檢查
35、
第4次
授課章節(jié)
項目四 定位銷的加工
授課日期
2015年09月27日
授課課時
2
2015年09月30日
教學目標
1.鞏固前面的知識,靈活運用各種指令功能,提高手工編程技巧
2.提高數(shù)控加工的操作技能
教學內(nèi)容
基本內(nèi)容:
1.掌握G90、切槽刀刀具的用法與進刀、退刀的方式,子程序的應用
2.實例加工重點:
難點:
切槽刀加工時的切削用量;進刀與退刀的方式;子程序的應用
教學方法
復習:5分鐘;教師講解:10分鐘;思考討論:5 分鐘;
學生 36、講解:5分鐘;學生練習:150分鐘;布置作業(yè):10 分鐘;
布置下次課預習內(nèi)容:5分鐘;
教學手段
多媒體√模型□實物□掛圖□音像□實訓√其他□
教
學
過
程
任務1
對刀
了解結(jié)構與原理
20
任務2
子程序的應用
手工編程
100
任務3
現(xiàn)場解答
如何提高對刀的精度
10
任務4
要求每組自評
每組組員互相對數(shù)
20
作業(yè)
1. 掌握G41、G42刀具半徑補償?shù)挠梅?
2. 綜合運用前面所學的指令功能進行實例加工
課后體會
授 課 主 要 內(nèi) 容
項目四 定位銷的加工
定位銷零件圖
37、
技術要求:
1.銳角倒鈍
2.未注公差按IT14標準執(zhí)行
3.表面不得磕碰
4.未注圓角小于或等于R0.5mm
定位銷
比例
數(shù)量
材料
圖號:02
1:1
1
塑料棒
##
日期
中山火炬職業(yè)技術學院
評分
一、編程基本知識
〔一〕固定循環(huán)代碼
為了簡化編程,GSK980TDa提供了只用一個程序段完成快速移動定位、直線/螺紋切削、最后快速移動返回起點的單次加工循環(huán)的G代碼:
G90:軸向切削循環(huán); G92:螺紋切削循環(huán);
G92螺紋切削固定循環(huán)代碼在螺紋功能一節(jié)中講述.
1. 軸向 38、切削循環(huán) G90
代碼格式:G90 X〔U〕__ Z〔W〕__ F__; 〔圓柱切削〕
G90 X〔U〕__ Z〔W〕__ R__ F__; 〔圓錐切削〕
代碼功能:從切削點開始,進行徑向〔X 軸〕進刀、軸向〔Z 軸或 X、Z 軸同時〕切削,實現(xiàn)柱面或錐面切削循環(huán).
代碼說明:G90 為模態(tài)代碼;
切削起點:直線插補〔切削進給〕的起始位置;
切削終點:直線插補〔切削進給〕的結(jié)束位置;
X:切削終點 X 軸絕對坐標,單位:mm
U:切削終點與起點 X 軸絕對坐標的差值,單位:mm;
Z:切削終點 Z 軸絕對坐標,單位:mm;
W:切削終點與起點 Z 軸絕對坐標的 39、差值,單位:mm;
R:切削起點與切削終點 X 軸絕對坐標的差值〔半徑值〕,帶方向,當 R 與 U 的符號不一致時,要求│R│≤│U/2│;R=0 或缺省輸入時,進行圓柱切削,如圖4-1,否則進行圓錐切削,如圖4-2;單位:mm.
循環(huán)過程:①X 軸從起點快速移動到切削起點;
②從切削起點直線插補〔切削進給〕到切削終點;
③X 軸以切削進給速度退刀,返回到 X 軸絕對坐標與起點相同處;
④Z 軸快速移動返回到起點,循環(huán)結(jié)束.
圖4-1
40、 圖4-2
代碼軌跡:U、W、R 反應切削終點與起點的相對位置,U、W、R 在符號不同時組合的刀具軌跡,如圖4—3.
圖4-3
示例:圖4-4,毛坯 Φ125×110
圖4-4
2.固定循環(huán)代碼的注意事項
1〕在固定循環(huán)代碼中,X〔U〕、Z〔W〕、R 一經(jīng)執(zhí)行,在沒有執(zhí)行新的固定循環(huán)代碼重新給定X〔U〕,Z〔W〕,R 時,X〔U〕,Z〔W〕 41、,R 的代碼值保持有效.如果執(zhí)行了除G04 以外的非模態(tài)〔00 組〕G 代碼或G00、G01、G02、G03、G32 時,X〔U〕、Z〔W〕、R 保持的代碼值被清除.
2〕在錄入方式下執(zhí)行固定循環(huán)代碼時,運行結(jié)束后,必須重新輸入代碼才可以進行和前面同樣的固定循環(huán).
3〕在固定循環(huán)G90~G94 代碼的下一個程序段緊跟著使用M、S、T 代碼,G90~G94 代碼不會多執(zhí)行循環(huán)一次;下一程序段只有EOB〔;〕的程序段時,則固定循環(huán)會重復執(zhí)行前一次循環(huán)動作.
例:…
N010 G90 X20.0 Z10.0 F400;
N011 ;〔此處重復執(zhí)行G90 一次〕
…
4〕在固定循環(huán)G 42、90代碼中,執(zhí)行暫?;騿味蔚牟僮?運動到當前軌跡終點后單段停止.
<二> 子程序調(diào)用 M98
<三> 子程序反回M99
示例:圖4-5表示調(diào)用子程序〔M99中有P代碼字〕的執(zhí)行路徑.圖4-6表示調(diào)用子程序〔M99中無P代碼字〕的執(zhí)行路徑.
主程序 子程序 主程序 子程序
圖4-5 圖4-6
二、確定數(shù)控加工工藝與工裝方案
〔 43、一〕零件結(jié)構與技術要求分析
1.零件的毛坯尺寸為Φ30X50mm.
2.零件要求精度較低.
〔二〕數(shù)控切削工藝工裝分析
零件的右端表面中心定義為編程坐標系原點
1.工裝:用三瓜卡盤裝夾,工件伸出卡盤37mm,以免加工中車到卡盤.
2.加工方法:第一次裝夾中完成所有圖形加工.
3.提供刀具:90度外圓尖刀 4毫米寬切槽刀
數(shù)控加工工序卡片如表4-1所列.
表4-1工藝卡
數(shù)控加工工序卡片
工序號
工序內(nèi)容
1
定位銷加工
中山火炬職業(yè)技術學院
零件名稱
材料
夾具名稱
使用設備
定位銷
塑膠棒
三瓜卡盤
數(shù)控車床
工步號
程序號
工步內(nèi)容
刀 44、具號
刀具規(guī)格/mm
主軸轉(zhuǎn)速/〔r.min-1〕
進給速度/ 45、,為了避免出現(xiàn)分段切削的接刀痕跡,通過留出精加工余量,來一次完成加工.參照經(jīng)驗公式先取精加工余量為單邊0.2mm,待分段切削完成后,再在進行一次精加工.
五、實地操作加工
老師在數(shù)控機床上示范該工件的加工過程,鞏固學生對數(shù)控加工的認知
六、學生課堂練習
要求利用子程序進行加工編程
學生加工練習,老師巡回指導
第5次
授課章節(jié)
項目五 螺桿的加工
授課日期
2015年10月5日
授課課時
2
2015年10月8日
教學目標
46、
1.掌握典型螺紋類零件的加工工藝,提高手工編程技巧
2.提高數(shù)控加工的操作技能
3.提高加工工件的尺寸精度
教學內(nèi)容
基本內(nèi)容:
1.掌握固定循環(huán)指令G92、G76的用法與其數(shù)值設置
2.綜合各指令功能的用法并運用于編程練習
3.合理設定切削用量
重點:
靈活運用各指令功能,提高手工編程技巧;加工工件的尺寸精度;固定循環(huán)指令的用法〔如:G92、G76〕
難點:
加工零件的尺寸精度;固定循環(huán)指令的應用〔如:G92、G76〕
教學方法
復習:5分鐘;教師講解:10分鐘;思考討論:5 分鐘;
學生講解:5分鐘;學生練習:150分鐘;布置作業(yè):10 47、 分鐘;
布置下次課預習內(nèi)容:5分鐘;
教學手段
多媒體√模型□實物□掛圖□音像□實訓√其他□
教
學
過
程
任務1
分發(fā)圖紙
制定加工工藝
20
任務2
G92、G76
程序的編輯
100
任務3
現(xiàn)場解答
選刀、裝刀、裝夾
10
任務4
總結(jié)
小結(jié)
20
作業(yè)
綜合運用練習----編程與加工
課后體會
授 課 主 要 內(nèi) 容
項目五 螺桿的加工
該零件材料為塑料棒,零件如圖.
螺桿
比例
數(shù)量
材料
圖號:06
1:1
1
塑膠棒
##
日期
中山火炬 48、職業(yè)技術學院
評分
一、編程基本知識〔相關G功能指令〕
螺紋切削分為單行程螺紋切削、簡單螺紋切削循環(huán)和復合螺紋切削循環(huán).
1. 螺紋切削時的幾個問題
(1) 螺紋牙型高度〔螺紋總切深〕.對于三角形普通螺紋,牙型高度按下式計算:
h=0.6495P
(2) 螺紋起點與終點軸向尺寸.由于車螺紋起始時有一個加速過程,結(jié)束前有一個減速過程,在這段距離中,螺距不可能保持均勻,因此車螺紋時,兩端必須設置足夠的升速進刀段δ1 和減速退刀段δ2.一般按下式選取:
δ1≥2X導程 δ2≥〔1~ 49、1.5〕X導程
(3) 分層切削深度.
表5-1 進給次數(shù)與背吃刀量參考表
米制螺紋〔直徑值,單位:mm〕
螺 距
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
3.5
4.0
牙 深
0.649
0.974
1.299
1.624
1.949
2.273
2.598
背
吃
刀
量
與
切
削
次
數(shù)
1次
0.7
0.8
0.9
1.0
1.2
1.5
1.5
2次
0.4
0.6
0.6
0.7
0.7
0.7
0.8
3次
0.2
0.4
0.6
0.6
0.6
50、0.6
0.6
4次
0.16
0.4
0.4
0.4
0.6
0.6
5次
0.1
0.4
0.4
0.4
0.4
6次
0.15
0.4
0.4
0.4
7次
0.2
0.2
0.4
8次
0.15
0.3
9次
0.2
2. 單行程螺紋切削循環(huán)指令G32
代碼格式:G32 X_ Z 51、長軸,另一個坐標軸稱為短軸,運動過程中主軸每轉(zhuǎn)一圈長軸移動一個導程,短軸與長軸作直線插補,刀具切削工件時,在工件表面形成一條等螺距的螺旋切槽,實現(xiàn)等螺距螺紋的加工.F、I代碼字分別用于給定公制、英制螺紋的螺距,執(zhí)行G32代碼可以加工公制或英制等螺距的直螺紋、錐螺紋和端面螺紋和連續(xù)的多段螺紋加工:
代碼說明:G32為模態(tài)G代碼;
螺紋的螺距是指主軸轉(zhuǎn)一圈長軸的位移量〔X軸位移量則按半徑值〕;起點和終點的X坐標值相同〔不輸入X或U〕時,進行直螺紋切削;起點和終點的Z坐標值相同〔不輸入Z或W〕時,進行端面螺紋切削;起點和終點X、Z坐標值都不相同時,進行錐螺紋切削.
F:公制螺紋螺距,為主軸轉(zhuǎn)一 52、圈長軸的移動量,取值范圍0< F ≤500 mm,F代碼值執(zhí)行后保持有效,直至再次執(zhí)行給定螺紋螺距的F代碼字.
I:每英寸螺紋的牙數(shù),為長軸方向1英寸〔25.4 mm〕長度上螺紋的牙數(shù),也可理解為長軸移動1英寸〔25.4 mm〕時主軸旋轉(zhuǎn)的圈數(shù).取值范圍0.06~25400牙/英寸,I代碼值執(zhí)行后保持有效,直至再次執(zhí)行給定螺紋螺距的I代碼字.
J:螺紋退尾時在短軸方向的移動量<退尾量>,取值范圍-9999.999~9999.999<單位:mm>,帶正負方向;如果短軸是 X 軸,該值為半徑指定;J 值是模態(tài)參數(shù).
K:螺紋退尾時在長軸方向的長度.取值范圍0~9999.999<單位:mm>, 53、如果長軸是X軸,則該值為半徑指定;不帶方向;K值是模態(tài)參數(shù).
Q:起始角,指主軸一轉(zhuǎn)信號與螺紋切削起點的偏移角度.取值范圍 0~360000<單位:0.001 度>.Q 值是非模態(tài)參數(shù),每次使用都必須指定,如果不指定就認為是 0 度.
Q使用規(guī)則: 1〕、如果不指定 Q,即默認為起始角 0 度;第一篇編程說明
2〕、對于連續(xù)螺紋切削,除第一段的Q有效外,后面螺紋切削段指定的Q無效,即使定義了Q也被忽略;
3〕、由起始角定義分度形成的多頭螺紋總頭數(shù)不超過 65535 頭.
4〕、Q 的單位為 0.001 度,若與主軸一轉(zhuǎn)信號偏移 180 度,程序中需輸入 Q180000,如果輸入的為 54、Q180 或 Q180.0,均認為是 0.18 度.
長軸、短軸的判斷方法:
圖5-1
注意事項:● J、K是模態(tài)代碼,連續(xù)螺紋切削時下一程序段省略J、K時,按前面的J、K值進行退尾,在執(zhí)行非螺紋切削代碼時取消J、K模態(tài);
●省略J或J、K時,無退尾;省略K時,按K=J退尾;
● J=0或J=0、K=0時,無退尾;
● J≠0,K=0時,按J=K退尾;
● J=0,K≠0時,無退尾;
●當前程序段為螺紋切削,下一程序段也為螺紋切削,在下一程序段切削開始 55、時不檢測主軸位置編碼器的一轉(zhuǎn)信號,直接開始螺紋加工,此功能可實現(xiàn)連續(xù)螺紋加工.
●執(zhí)行進給保持操作后,系統(tǒng)顯示"暫停"、螺紋切削不停止,直到當前程序段執(zhí)行完才停止運動;如為連續(xù)螺紋加工則執(zhí)行完螺紋切削程序段才停止運動,程序運行暫停.
●在單段運行,執(zhí)行完當前程序段停止運動,如為連續(xù)螺紋加工則執(zhí)行完螺紋切削程序段才停止運動.
●系統(tǒng)復位、急?;蝌?qū)動報警時,螺紋切削減速停止.
3、螺紋切削循環(huán)
G92 代碼格式:G92 X〔U〕_ Z〔W〕_ F_ J_ K_ L ;〔公制直螺紋切削循環(huán)〕
G92 X〔U〕_ Z〔W〕_ I_ J_ K_ L ;〔英制直螺紋切削循環(huán)〕
G92 X〔U 56、〕_ Z〔W〕_ R_ F_ J_ K_ L ;〔公制錐螺紋切削循環(huán)〕
G92 X〔U〕_ Z〔W〕_ R_ I_ J_ K_ L ;〔英制錐螺紋切削循環(huán)〕
代碼功能:從切削起點開始,進行徑向〔X 軸〕進刀、軸向〔Z 軸或 X、Z 軸同時〕切削,實現(xiàn)等螺距的直螺紋、錐螺紋切削循環(huán).執(zhí)行 G92 代碼,在螺紋加工未端有螺紋退尾過程:在距離螺紋切削終點固定長度〔稱為螺紋的退尾長度〕處,在 Z 軸繼續(xù)進行螺紋插補的同時,X 軸沿退刀方向指數(shù)或線性〔由參數(shù)設置〕加速退出,Z 軸到達切削終點后,X 軸再以快速移動速度退刀,如圖 3-40 所示.
代碼說明:G92 為模態(tài) G 代碼;
切削起點:螺 57、紋插補的起始位置;
切削終點:螺紋插補的結(jié)束位置;
X:切削終點 X 軸絕對坐標,單位:mm;
U:切削終點與起點 X 軸絕對坐標的差值,單位:mm;
Z:切削終點 Z 軸絕對坐標,單位:mm;
W:切削終點與起點 Z 軸絕對坐標的差值,單位:mm;
R:切削起點與切削終點 X 軸絕對坐標的差值〔半徑值〕,當 R 與 U 的符號不一致時,要求 | R│≤│U/2│,單位:mm;
F 公制螺紋螺距,取值范圍 0< F ≤500 mm,F 代碼值執(zhí)行后保持,可省略輸入;
I 英制螺紋每英寸牙數(shù),取值范圍 0.06~25400 牙/英寸,I 代碼值執(zhí)行后保持,可省略輸入;
J:螺紋 58、退尾時在短軸方向的移動量,取值范圍 0~9999.999<單位:mm>,不帶方向〔根據(jù)程序起點位置自動確定退尾方向〕,模態(tài)參數(shù),如果短軸是 X 軸,則該值為半徑指定;
K:螺紋退尾時在長軸方向的長度,取值范圍 0~9999.999<單位:mm>,.不帶方向,模態(tài)參數(shù),如長軸是 X軸,該值為半徑指定;
L:多頭螺紋的頭數(shù),該值的范圍是:1~99,模態(tài)參數(shù).〔省略 L 時默認為單頭螺紋〕
圖5-2
圖5-3
G92 代碼可以分多次進刀完成一 59、個螺紋的加工,但不能實現(xiàn) 2 個連續(xù)螺紋的加工,也不能加工端面螺紋.G92 代碼螺紋螺距的定義與 G32 一致,螺距是指主軸轉(zhuǎn)一圈長軸的位移量〔X 軸位移量按半徑值〕.
錐螺紋的螺距是指主軸轉(zhuǎn)一圈長軸的位移量〔X 軸位移量按半徑值〕,B 點與 C 點 Z 軸坐標差的絕對值大于 X 軸〔半徑值〕坐標差的絕對值時,Z 軸為長軸;反之,X 軸為長軸.
循環(huán)過程:直螺紋如圖 3-38,錐度螺紋如圖 3-39.
①X 軸從起點快速移動到切削起點;
②從切削起點螺紋插補到切削終點;
③X 軸以快速移動速度退刀〔與①方向相反〕,返回到 X 軸絕對坐標與起點相同處;
④Z 軸快速移動返回到起點,循 60、環(huán)結(jié)束.
注意事項:●省略J、K時,按NO.19號參數(shù)設定值退尾;
●省略J時,長軸方向按K退尾,短軸方向按NO.19號參數(shù)設定值退尾;●省略K時,按J=K退尾;
● J=0或J=0、K=0時,無退尾;
● J≠0,K=0時,按J=K退尾;
● J=0,K≠0時,無退尾;
●螺紋切削過程中執(zhí)行進給保持操作后,系統(tǒng)仍進行螺紋切削,螺紋切削完畢,顯示"暫停",程序運行暫停;
●螺紋切削過程中執(zhí)行單程序段操作后,在返回起點后〔一次螺紋切削循環(huán)動作完成〕運行停止;
● J、K輸入負值時,按正值處理;
●系統(tǒng)復位、急?;蝌?qū)動報警時,螺紋切削減速停止.
代碼軌跡:U、W、R 反應螺 61、紋切削終點與起點的相對位置,U、W、R 在符號不同時組合的刀具軌跡與退尾方向,如圖5-4:
圖5-4
示例:如圖5-5
圖5-5
4、復合螺紋切削循環(huán)G76〔選 修〕
代碼格式:G76 P〔m〕〔r〕〔a〕 Q〔△dmin〕 R〔d〕;
G76 X〔U〕 Z〔W〕 R〔i〕 P〔k〕 Q〔△d〕 F〔I〕;
代碼功能:通過多次 62、螺紋粗車、螺紋精車完成規(guī)定牙高〔總切深〕的螺紋加工,如果定義的螺紋角度不為 0°,螺紋粗車的切入點由螺紋牙頂逐步移至螺紋牙底,使得相鄰兩牙螺紋的夾角為規(guī)定的螺紋角度.G76 代碼可加工帶螺紋退尾的直螺紋和錐螺紋,可實現(xiàn)單側(cè)刀刃螺紋切削,吃刀量逐漸減少,有利于保護刀具、提高螺紋精度.G76 代碼不能加工端面螺紋.加工軌跡如圖5-6〔a〕所示.
相關定義:起點〔終點〕:程序段運行前和運行結(jié)束時的位置,表示為 A 點;
螺紋終點:由 X〔U〕 Z〔W〕定義的螺紋切削終點,表示為 D 點.如果有螺紋退尾,切削終點長軸方向為螺紋切削終點,短軸方向退尾后的位置.
螺紋起點:Z 軸絕對坐標與 A 點相 63、同、X 軸絕對坐標與 D 點 X 軸絕對坐標的差值為 i〔螺紋錐度、半徑值〕,表示為 C 點.如果定義的螺紋角度不為 0°,切削時并不能到達 C 點;
螺紋切深參考點:Z 軸絕對坐標與 A 點相同、X 軸絕對坐標與 C 點 X 軸絕對坐標的差值為 k〔螺紋的總切削深度、半徑值〕,表示為 B 點.B 點的螺紋切深為 0,是系統(tǒng)計算每一次螺紋切削深度的參考點;
螺紋切深:每一次螺紋切削循環(huán)的切削深度.每一次螺紋切削軌跡的反向延伸線與直線 BC 的交點,該點與 B 點 X 軸絕對坐標的差值〔無符號、半徑值〕為螺紋切深.每一次粗車的螺紋切深為×△d,n 為當前的粗車循環(huán)次數(shù),△d 為第一次粗車的螺 64、紋切深;
螺紋切削量:本次螺紋切深與上一次螺紋切深的差值:〔〕×△d;
退刀終點:每一次螺紋粗車循環(huán)、精車循環(huán)中螺紋切削結(jié)束后,徑向〔X 軸〕退刀的終點位置,表示為 E 點;
螺紋切入點:每一次螺紋粗車循環(huán)、精車循環(huán)中實際開始螺紋切削的點,表示為Bn點〔n為切削循環(huán)次數(shù)〕,B1為第一次螺紋粗車切入點,Bf為最后一次螺紋粗車切入點,Be為螺紋精車切入點. Bn點相對于B點X軸和Z軸的位移符合公式:
X:螺紋終點 X 軸絕對坐標〔單位:mm〕;
U:螺紋終點與起點 X 軸絕對坐標的差值〔單位:mm〕;
Z:螺紋終點 Z 軸的絕對坐標值〔單位:mm〕;
W:螺紋終點 65、與起點 Z 軸絕對坐標的差值〔單位:mm〕;
P
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