数控铣床教案

宁阳县职业中等专业学校数控科模块一数控铳床基础知识项目一 认识数控铳削机床及选用授课时间第1课时授课班级02级数控班授课时数1授课形式讲授授课章节名 称项目1:认识数控铳削机床及选用使用教具多媒体教学目的熟悉适合数控铳削零件；熟悉数控铳床或加工中心的选择方法。教学重点对数控铳床和加工中心的类型进行选择 机床规格的选择机床精度的选择教学难点对数控铳床和加工中心的类型进行选择/机床规格的选择/机床精度的选择补充内容无课外作业教材章中后的相应习题教学后记课堂中讨论内容的安若卜，活跃了教学气氛，激发学生学 习兴趣，增强了学生的思维分析能力。学生掌握程度良好，然 须在后续教学中进一步加强巩固。课堂教学安排教学过程主要教学内容及步骤1、复习及提 问提问上一讲学 习的主要内 容。2、引入：引入：数控铳床的基本特点。新课内容：一、适合数控铳削零件1、空间曲面类零件：2、平面曲线轮廓类零件3、其它适合数控铳削加工的零件他正圆白和斜韵的平白事件3、新课内容:逐步完成本次 教学内容的讲 授。二、数控铳床或加工中心的选择1 .数控铳床或加工中心的类型选择不同类型的数控铳床或加工中心，其使用范围也有一定的 局限性，只有加工与工作条件相适合的工件， 才能达到最佳的4、讨论：讨论机床精度 的选择要点综 合运用新授内 容。效果。一般来说，立式数控铳床及链铳加工中心适用于加工平 面凸轮、样板、箱盖、壳体等形状复杂单面加工零件，以及模 具的内、外型腔等；卧式铳床和加工中心配合回转工作台适用于加工箱体、泵体、壳体有多面加工任务的零件，如果对箱 体的侧面与顶面要求在一次装夹中加工，可选用五面体加工中 心。如果在立式铳床和加工中心上加工适合卧式铳床和加工中心 加工的典型零件，则当对零件的多个加工面、多工位加工时， 需要更换夹具和倒换工艺基准，这样会降低加工精度和生产效 率。如果将适合在立式铳床和立式加工中心的典型工件在卧式铳床或加工中心上加工，则常常需要增加弯板夹具，从而降低工 件加工工艺系统的刚性。为了保持数控铳床及链铳加工中心的精度，降低生产成 本，延长使用寿命，又通常把零件的粗加工，零件基准面、定 位面的加工安排在普通机床上进行。2 .机床规格的选择应根据被加工典型工件大小尺寸选用相应规格的数控机5、总结总结本次授课 主要内容。床。数控机床的主要规格包括工作台尺寸、 几个数控进给坐标 的行程范围和主轴电动机功率。选用合适的工作台尺寸保证工 件在其上面能顺利装夹；选择合适的进给坐标行程保证工件的 加工尺寸在各坐标有效行程内。CNCt床或加工中心的工作台面尺寸和三个直线坐标行程 都有一定比例关系，如机床的工作台为500m佛500mm其X轴行程一般为700800mm Y轴为550700mm Z轴为500 600mm因此工作台的大小基本确定了加工空间的大小。止匕外，选择数控机床时还应考虑工件与换刀空间的干涉及 工作台回转时与护罩等附件干涉等一系列问题， 而且还要考虑 机床工作台的承载能力。对机床的主要的技术参数认识是确定 机床能否满足加工的重要依据。3 .机床精度的选择选择机床的精度等级应根据被加工工件关键部位的加工 精度要求来确定，一般来说，批量生产零件时，实际加工出的 精度公差数值为机床定位精度公差数值的 1.52倍。数控铳床和加工中心按精度分为普通型和精密型， 其主要精度项目如 表5-1-2所示。普通型CNCL床可批量加工IT8级精度的工件; 精密型CNCB床和加工中心加工精度可达IT56级，但对使 用环境要求较严格，以及要有恒温等工艺措施。CNCt床和加工中心的直线定位精度和重复定位精度综合 反映了该轴各运动元部件的综合精度。尤其是重复定位精度， 它反映了该控制轴在全行程内任意点定位稳定性，这是衡量该 控制轴能否稳定可靠工作的基本指标。铳圆精度是综合评价 CNC铳床和加工中心有关数控轴的 伺服跟随运动特性和数控系统插补功能的指标。由于数控机床 具有一些特殊功能，因此，在加工中等精度的典型工件时，一 些大孔径圆柱面和大圆弧面可以采用高切削性能的立铳刀铳 削，测定每台机床的铳圆精度的方法是用一把精加工立铳刀铳 削一个标准圆柱试件，中小型机床圆柱试件的直径一般在小200小300mm左右。将铳削后加工得到的标准圆柱试件放到 圆度仪上，测出加工圆柱的轮廓线，取其最大包络圆和最小包 络圆，两者间的半径差即为其精度。数控铳床和加工中心主要精度项目精度项目普通型(mm)精密型(mm)直线定位精度0. 01/全程0. 005/全程重复定位精度0. 006 0. 002铳圆精度0. 030. 040. 026、作业及辅 导：布置下次提问 的思考题，及 课后练习题。 对思考题、习 题难点、要求 进行辅导。一讨论：机床精度的选择要点。总结：1、适合数控铳削零件；2、数控铳床和加工中心的选择；作业及辅导：1、如何对数控铳床和加工中心的类型进行选择2、适合数控铳削零件？3、如何对机床精度的选择？项目二 认识数控铳削刀具及铳削加工特点课时第2课时授课班级02级数控班授课时数1授课形式讲练授课章中名 称项目2:认识数控铳削刀具及铳削加工特点使用教具多媒体教学目的熟悉铳削刀具的选择； 熟悉铳削用量的选择； 熟悉铳削加工的特点。教学重点铳削刀具的选择 铳削用量的选择 铳削加工的特点。教学难点铳削用量的选择；立铳刀；顺铳与逆铳的比较补充内容无课外作业1 .铳削用量的选择方法？2 .立铳刀的类型及选择？3 .顺铳与逆铳的比较？教学后记教案设计时注意了学习内容的逻辑性，学习内容层层深 入，教学展开顺利，教学效果良好；课堂中讨论内容的安排， 活跃了教学气氛，激发学生学习兴趣，增强了学生的思维分析 能力。学生掌握程度良好，然须在后续教学中进一步加强巩固。课堂教学安排教学过程主要教学内容及步骤复习及提问提问上一讲 学习的主要 内容。引入：新课内容：逐步完成本 次教学内容 的讲授。讨论：讨论铳削刀 具的选择；铳 削用量的选 择总结总结本次授 课主要内容。引入：铳削是铳刀旋转作主运动，工件或铳刀作进给运动的切削 加工方法。数控铳削是一种应用非常广泛的切削加工方法，能 完成数控铳削加工的设备主要是数控铳床和加工中心，各种平面轮廓和立体轮廓的零件，如凸轮、模具、叶片、螺旋桨等都 可采用数控铳削加工。新课内容：一、数控铳削加工的刀具1、面铳刀2、立铳刀立铳刀的一般结构/特种立铳刀3、模具铳刀4、键槽铳刀5、鼓形铳刀6、铳削刀具的选择二、刀具切削参数的选择铳削用量的选择吃刀量的选择1）切削深度ap （背吃刀量）为平行于铳刀轴线测量的切削层尺寸，单位为加。端 铳时，背吃刀量为切削层深度；而圆周铳削时，为被加工 表面的宽度。2）切削宽度aw （侧吃刀量）侧吃刀量（ae）为垂直于铳刀轴线测量的切削层尺寸， 单位为mm。端铳时，ae为被加工表面宽度； 而圆周铳削时， 侧吃刀量为切削层深度3）背吃刀量或侧吃刀量与表面质量的要求。余量不大，力求粗加工一次进给完成，但是在余量较 大，或工艺系统刚性较差或机床动力不足时，可多次分层 切削完成。当工件表面粗糙度值要求不高时粗铳，或分粗铳、半精铳两步加工；当工件表面粗糙度值要求较高，宜分粗铳、半精铳、精铳三步进行。每齿进给量的选择。切削线速度Vc合理的切削用量应满足以下要求：在保证安全生产，不发 生人身、设备事故，保证工件加工质量的前提下，能充分地发 挥机床的潜力和刀具的切削性能，在不超过机床的有效功率和 工艺系统刚性所允许的额定负荷的情况下，尽量选用较大的切 削用量。一般情况下我们对切削用量选择时应考虑到下列问题：保证加工质量：主要是保证加工表面的精度和表面粗 糙度达到工件图样的要求。保证切削用量的选择在工艺系统的能力范围内：要保 证切削用量的选择在工艺系统的能力范围内，不应超过机床允许的动力和转矩的范围，不应超过工艺系统 （铳床、刀具、工 件）的刚度和强度范围，同时又能充分发挥它们的潜力。 保证刀具有合理的使用寿命：在追求较高的生产效率 的同时，保证刀具有合理的使用寿命，并考虑较低的制造成本。以上三条，要根据具体情况有所侧重。一般在粗加工时， 应尽可能地发挥刀具、机床的潜力和保证合理的刀具使用寿 命。精加工时，则应首先要保证切削加工精度和表面粗糙度， 同时兼顾合理的刀具的使用寿命。三、铳削加工的特点1、铳削特点概述：2、周铳与端铳的比较3、顺铳与逆铳的比较顺铳一一切削处刀具的旋向与工件的送进方向一致。打个比 方，你用锄头挖地，而地面同时往你脚后移动，顺铳就是这样 的状况。通俗地说，是刀齿追着材料“咬”，刀齿刚切入材料 时切得深，而脱离工件时则切得少。顺铳时，作用在工件上的 垂直铳削力始终是向下的，能起到压住工件的作用，对铳削加 工有利，而且垂直铳削力的变化较小，故产生的振动也小，机床受冲击小，同时顺铳也有利于排屑，数控铳削加工一般尽 量用顺铳法加工。作业及辅导：布置下次提 问的思考题， 及课后练习 题。对思考 题、习题难逆铳一一切削处刀具的旋向与工件的送进方向相反。打个 比方，你用铲子铲地上的土，而地面同时迎着你铲土的方向移 动，逆铳就是这样的状况。通俗地说，是刀齿迎着材料“咬” 刀齿刚切入材料时切得薄，而脱离工件时则切得厚。这种方式 机床受冲击较大，加工后的表面不如顺铳光洁，消耗在工件进 给运动上的动力较大。由于铳刀刀刃在加工表面上要滑动一小 段距离，刀刃容易磨损。对于表面有硬皮的毛坯工件，顺铳时铳刀刀齿一开始就切 削到硬皮，切削刃容易损坏，而逆铳时则无此问题。讨论：铳削刀具的选择点、要求进行 辅导。铳削用量的选择总结：1、铳削加工的特点2、铳削刀具及铳削用量的选择作业及辅导：1、铳削用量的选择方法？2、立铳刀的类型及选择？3、顺铳与逆铳的比较？模块二 数控铳床的基本操作训练项目一 数控铳床基本操作课时第3课时授课班级02级数控班授课时数1授课形式讲练授课章节名 称项目1:数控铳床基本操作使用教具多媒体教学目的熟悉CNCt床MDI面板和机床控制面板的操作； 熟悉手动、MDk编辑、手轮等基本操作； 熟悉开机和关机步骤；教学重点MDI面板和机床控制面板的操作，开机和关机操作教学难点对开机回零操作的理解补充内容无课外作业补充教学后记课堂中讨论内容的安若卜，活跃了教学气氛，激发学生学 习兴趣，增强了学生的思维分析能力。学生掌握程度良好，然 须在后续教学中进一步加强巩固。课堂教学安排教学过程主要教学内容及步骤2、复习及提 问提问上一讲 学习的主要 内容。2、引入：7、新课内 容：逐步完成本 次教学内容 的讲授。8、讨论：讨论机床精 度的选择要 点综合运用 新授内容。9、总结总结本次授 课主要内容。10、作业及辅导：布置下次提 问的思考题， 及课后练习 题。对思考 题、习题难 点、要求进行 辅导。引入：普通车床的操作。新课内容：4. 1 FANUC 0i数控铳床操作面板1 . CRT/MD操#W板2 .机床控制面板4. 2 FANUC 0i数控系统操作及机床的基本操作1 .操作注意事项2 .开机步骤机床总电源开，机床电源指示灯亮。系统电源开，控制 器才旨示灯亮。急停按钮松开，按下机床复位按钮，机床准备好 火凫。3 .关机步骤按下急停按钮，此时机床准备好灯火，系统电源关，控 制器指示灯灭。机床总电源关，机床电源指示灯灭。二、讨论：关机时注意什么问题？总结：1、键的基本操作；2、开关机步骤；作业及辅导：1、CNCB床坐标系的规定？2、消除CNCt床坐标系匕上件坐标系的差别的方法？3、坐标系零点偏置的方法？项目二 认识数控铳床的对刀及刀具补偿课时第4课时授课班级02级数控班授课时数1授课形式讲练授课章节名 称项目2:认识数控铳床的对刀及刀具补偿使用教具多媒体教学目的熟悉CNCt床坐标系的规定；熟悉消除CNO床坐标系匕上件坐标系的差别； 熟练掌握数控铳床的对刀；教学重点CNCt床坐标系的规定； 数控铳床的对刀；教学难点铳床坐标系与工件坐标系的差别，数控铳床的对刀目的及方法补充内容无课外作业补充教学后记课堂中讨论内容的安若卜，活跃了教学气氛，激发学生学 习兴趣，增强了学生的思维分析能力。学生掌握程度良好，然 须在后续教学中进一步加强巩固。课堂教学安排教学过程主要教学内容及步骤1 .复习及提 问提问上一讲 学习的主要 内容。2 .引入：引入：数控车床对刀及补偿设置。新课内容：2.1 CNC铳床坐标系1 .立式铳床、加工中心的坐标轴名称2 .卧式铳床、加工中心的坐标轴名称3 .铳床零点、机床坐标系4 .回参考点操作2. 2设定工件坐标系2. 3基于零点偏置的对刀方法1 .坐标系零点偏置2 .以零件两侧面交点为工件坐标原点的偏置值测量3 .新课内容：逐步完成本 次教学内容 的讲授。4 .讨论：讨论机床对 刀目的、步骤 及方法，分析 刀具补偿的 要点。5 .总结总结本次授 课主要内容。3 .零件中心为工件原点的偏置值测量4 .对刀操作，具体步骤为：装夹工件，装上刀具。MDI程序显示状态下，输入指令“ M03 S200;”循环启 动;然后打到手轮状态，再启动。通过手摇脉冲发生器使刀具在工件前、 后、左、右侧面 及工件上表面作极微量的接触切削，分别记下刀具此时所处的 机床坐标系X、Y、Z的坐标值。 进行必要的数值处理计算。将工件坐标系原点在机床坐标系的坐标值录入到 G54G5储储地址的任一工件坐标系中即可。 对刀正确性验证。MDI方式下运行 G5_G90G00 X0 Y0 Z1005.刀具补偿(1)数控铳床刀具半径补偿的概念如果数控系统不具备刀具半径自动补偿功能，则只能按刀 心轨迹编程。如图5-4-3所示的点划线为刀心轨迹，其坐标值 计算相当复杂，尤其是当刀具磨损、重磨或换新刀而使刀具直 径变化时，必须重新计算刀心轨迹，并修改程序，这样既复杂 繁锁，又不易保证加工精度。当数控系统具备刀具半径补偿功能时，数控程序只需按工 件轮廓编写，加工时数控系统会自动计算刀心轨迹，使刀具偏 离工件轮廓一个半径值，即进行刀具半径补偿。(2)刀具半径补偿量的指定现代数控系统一般都设置有若干个可编程刀具半径偏置寄 存器，并对其进行编号，专供刀具补偿之用，可将刀具补偿参 数(刀具长度、刀具半径等)存入这些寄存器中。FANUC勺刀具长度、半径补偿值寄存器如图5-4-4所示。在 进行数控加工前，必须预先把各刀的半径补偿值填写到寄存器。 DH是存放补偿值(刀具半径值)的存储器地址。刀具补偿值由操 作者在操作面板上输入D到指定的存储器中。刀具补偿值应 设在D01开始的存储器中。D00通常表示补偿值为零。在编写数控程序半径补偿程序时，只需写出所需刀具半径 补偿参数所对应的寄存器编号即可。如，D01调用存在半径补 偿寄存器编号为1的地址内半径补偿值。实际加工时，数控系统将该编号对应的刀具半径偏置寄存 器中存放的刀具半径取出，对刀具中心轨迹进行补偿计算，生 成实际的刀具中心运动轨迹。(Dt/i 0?,4|4|6.作业及辅 导：布置下次提 问的思考题， 及课后练习 题。对思考 题、习题难 点、要求进行 辅导。图2-1刀具左半径补偿指令 G41,右半径补偿指令 G42(3) G40、G41、G42指令格式三、讨论：X、Y向对刀的实质？总结：1、CNCt床坐标系与工件坐标系的差别；作业及辅导：1、CNCt床坐标系的规定？项目二 认识数控铳床的对刀及刀具补偿课时第5课时授课班级02级数控班授课时数1授课形式讲练授课章节名 称项目2:认识数控铳床的对刀及刀具补偿使用教具多媒体教学目的熟悉CNCt床坐标系的规定；熟悉消除CNO床坐标系匕上件坐标系的差别； 熟练掌握数控铳床的对刀；教学重点CNCt床坐标系的规定； 数控铳床的对刀；教学难点铳床坐标系与工件坐标系的差别，数控铳床的对刀目的及方法补充内容无课外作业补充教学后记课堂中讨论内容的安若卜，活跃了教学气氛，激发学生学 习兴趣，增强了学生的思维分析能力。学生掌握程度良好，然 须在后续教学中进一步加强巩固。课堂教学安排教学过程主要教学内容及步骤1.复习及提补犍 1 ,问刃口旋转方力卜义 魏里蹈 | ifl M联彦：在初请方向 缪向11 向i扑筐鼠*i!1左刀*Ml1时U订扑c诃2提问上一讲 学习的主要 内容。2.引入：图2-1刀具左半径补偿指令 G41 ,右半径补偿指令 G42引入：数控车床对刀及补偿设置。新课内容：（3） G40、G41、G42指令格式刀具半径补偿指令的格式如下：G00/G01 G41/G42 X YD；G00/G01 G40 X Y；其中：G41为左偏置刀具半径补偿指令，G42为右偏置刀具 半径补偿指令。G40取消刀具半径补偿。如图2-1所示，当沿着刀具前进方向看，刀具中心在零件 轮廓左边时为左偏置，刀具中心在零件轮廓右边时为右偏置。3.新课内容：逐步完成本 次教学内容 的讲授。A 2=0,广抚i,B 1=1 lb,a、G41建立半径补偿1=0. 2P 1=0, Y=-24C 1=110, Y=20,D X-9U Y-O, e mw.xb、G40取消半径补偿2-2半径补偿建立和取消4.讨论：讨论机床对 刀目的、步骤 及方法，分析 刀具补偿的 要点。5.总结总结本次授 课主要内容。(4)半径补偿的建立、执行和撤销在轮廓加工过程中，刀具半径补偿的执行过程一般分为刀 具半径补偿的建立、刀具半径补偿的执行和刀具补偿撤销三步。如图2-2,用半径补偿功能编写轮廓加工程序。设 小24立 铳刀编号为T01,半径补偿号为D01,存储器的D01中存放半径 补偿值D01=12编写轮廓加工程序 05402s口下：05402主程序号N1 G54 G90 G4Q建立工件坐标系，程序初始设定；S300 M03-主轴旋转；N2 G00 X-42 Y-42 ;快进到点 S;N3 Z-2.0 ;Z 轴下刀到Z= -2 ;N4 G41 G01 X0 Y-24 F200 D1 ;建立半径补偿；N5 G01 Y40 F100;N6 X110 Y69.47;N7 Y20;N8 G02 X90 Y0 R20;N9 G01 X-24;在SP直线运动中直线插补至A ;直线插补至B;直线插补至C;顺圆插补至D;直线插补至E ;N10 G0 G40X-42 Y-42;在ES点定位运动中取消半径补偿；N11Z100.0;快速抬刀至Z=100高度平面;N12M05主轴停；N13M30程序结束，复位；(5)刀具补偿实例分析刀具半径补偿的建立在加工程序O5402中，建立半径补彳的程序段为 N4如图5-4-6a所示，刀具从起点S用一个快速S一P运动建 立半径补偿，程序段的终点是 P,但经半径补偿后到达的点是 P1点，P1点相对要加工轮廓的延长线向左偏移了一个半径。补偿加工在刀具补偿进行期间，刀具中心轨迹始终偏离程序轨迹一个刀具半径值的距离。在加工程序 O5402中，在半径补偿状态 下切削加工的程序段为 N5 N6 N7、N& N9。刀具补偿撤销在加工程序O5402中，取消半径补彳的程序段为 N1Q如图5-4-6b所示，刀具从E点有用一个快速ES运动取消 半径补偿，程序段的起点是 E,但取消半径补偿前的实际刀具 中心起点却是E1,经取消半径补偿程序段执行后，刀具中心实 际从E1到达的终点是S点。(6)刀具半径补偿功能的应用6.作业及辅 导：布置下次提 问的思考题， 及课后练习 题。对思考 题、习题难 点、要求进行 辅导。刀具因磨损、重磨、换新而引起刀具直径改变后，不必修 改程序，只需在刀具参数设置中输入变化后刀具直径。如图a、直径改变，程序不变b 、直径不变，粗精加工图2-3刀具半径应用2-3a所示，1为未磨损刀具，2为磨损后刀具，两者直径不同, 只需将刀具参数表中的刀具半径ri改为r2,即可适用同一程 序。用同一程序、同一尺寸的刀具，利用刀具半径补偿的变化， 可进行粗、精加工。如图2-3b所示，刀具半径为r,精加工余 量为粗加工时，输入刀具半径补偿值 D= r + ,则加工出 虚线轮廓。精加工时，用同一程序、同一刀具，但输入刀具半 径补偿值D = r ,则加工出实线轮廓。四、讨论：刀具补偿的目的、方法。总结：2、试切法对刀的步骤。作业及辅导：1、对刀的方法及步骤？模块三数控铳床单项铳削练习项目一 学会平面铳削工艺及其编程课时第6课时授课班级02级数控班授课时数1授课形式讲练授课章节名 称项目1:学会平面铳削工艺及其编程使用教具多媒体教学目的掌握平面铳削考虑的工艺方法； 掌握单次面铳的编程路线设计； 掌握多次平面铳削的刀具路线。教学重点平面铳削考虑的工艺方法；单次面铳的编程路线设计；子 程序编程。教学难点平向铳刀的选择；切削的起点和终点及刀路； 切削参数的选择， 子程序编程的方法。补充内容无课外作业补充教学后记教案设计时注意了学习内容的逻辑性，学习内容层层深 入，教学展开顺利，教学效果良好；课堂中讨论内容的安排， 活跃了教学气氛，激发学生学习兴趣，增强了学生的思维分析 能力。学生掌握程度良好，然须在后续教学中进一步加强巩固。课堂教学安排教学过程复习及提问提问上一讲 学习的主要 内容。新课内容：逐步完成本 次教学内容 的讲授。讨论：讨论单次面 铳工艺编程 的要点综合 运用新授内 容。总结总结本次授 课主要内 容。作业及辅 导：布置下次提 问的思考 题，及课后 练习题。对 思考题、习 题难点、要 求进行辅 导。主要教学内容及步骤引入：平面铳削通常是把工件表面加工到某一高度并达到一定表面 质量要求的加工，它相对复杂的轮廓周铳加工显得比较简单，一 般大面积的平面铳削使用面铳刀，在小面积平面铳削也可使用立 铳刀。面铳刀加工时，它的轴线垂直于工件的加工表面。新课内容：一、平面铳削需要考虑的几个问题1、面铳刀直径的选择工件上表面宽100 mm,面宽不太大，拟用直径比平面宽度大 的面铳刀单次铳削平面，平面铳刀最理想的宽度应为材料宽度的 1.31.6倍。当刀具中心偏离工件的中心时，刀具与工件的两边 都有一定的重叠，如图2-4。选用标准小80数控硬质合金可转位面铳刀，选择刀齿数为8。 2、铳削中刀具相对于工件的位置选定直径后，便可考虑起点和终点位置了。出于安全考虑，刀具需要在工件外有足够的安全间隙处移至 Z向加工深度，并确 定刀具沿X轴（水平）从右到左方向切削。如上图，选择工件零点（X0, Y0）在工件对称线的右端。本 例工件长度为150则 刀具半径为40mm,选择安全间隙为20 mm, 所以起点的X位置为X=75+40+20=135当Y=30时，刀具中心偏离工件的中心，刀具超出工件边线20 mm,是刀具直径的25%左右。刀具直径的1/4到1/3超出 工件两侧，可以得到适当的刀齿切入角，并基本保证顺铳方式（实 际上顺铳中通常也混有一部分逆铳，这是平面铳削中的正常现 象）。如 上图，最终确定 四个点（X135,Y30）、（X-135,Y30） （X-135,Y-30）、（X135,Y-30）。3、刀具的刀齿4、大平面铳削时的刀具路线单次平面铳削的一般规则同样也适用于多次铳削。由于平面 铳刀直径的限制而不能一次切除较大平面区域内的所有材料，因此在同一深度需要多次走刀铳削大面积工件平面时，分多次铳削的刀路有好几种，如图 3-1 ,最为常见的方法为同一深度上的单向多次切削和双向多次 切削。1 .单向多次切削粗精加工的路线设计如图3-1a、b为单向多次切削粗精加工的路线设计。单向多次切削时，切削起点在工件的同一侧，另一侧为终点 的位置，每完成一次工作进给的切削后，刀具从工件上方快速点 定位回到与切削起点在工件的同一侧，这是平面精铳削时常用的 方法，但频繁的快速返回运动导致效率很低，但这种刀路能保证 面铳刀的切削总是顺铳。2 .双向来回Z形切削双向来回切削也称为 Z形切削，如图3-1c、d,显然它的效 率比单向多次切削要高，但它在面铳刀改变方向时，刀具要从顺 铳方式改为逆铳方式，从而在精铳平面时影响加工质量，因此平 面质量要求高的平面精铳通常并不使用这种刀路，但常用于平面 铳削的粗加工。为了安全起见，刀具起点和终点设计时，应确保刀具与工件 间有足够的安全间隙。二、单次面铳的编程实例：1、选择平面铳刀的直径；2、切削的起点和终点及刀路：3、切削参数的选择设面铳刀分二次铳削到指定的高度，粗铳切深4 mm,留有1加的精加工余量，工序尺寸 4100.3,精加工保证400.02。粗铳时，因面铳刀有8个刀齿(Z=8),为刀齿中等密度铳刀， 选 fz=0.12, WJ f=8 X 0.12=1;参考 V=58 105m/min,综合其它 因素选 V=62.5 m/min,则主轴转速 S=318X 62.5/125 =150r/min , 计算进给速度 F=fzX ZX S=1X 150=150mm/min。精铳时，为保证表面质量，Ra3.2,选f=0.6 ,参考V=55-105m/min,综合切深小，进给量小，切削力小的因素，选 V=100 m/min,则主轴转速 S=318x 100/125 =300r/min ,计算进给速度 F=f x S=0.6 X 300=180mm/min。4、铳削程序T加i UK 0 1加工程序如下：O0601;N10 G54 G90 G40 G69 G80 G15 M03 S900;N20 G00 Z100;N30 X65 Y50;N40 Z10;N50 G01 Z-1 F120;N60 M98 P00070002;N70 G90 G00 Z100;N80 M05;N90 M30;O0002;N10 G91 G01 X-130 F120;N20Y-8;N30 X-130;N40 Y-8;N50 M99;三、多次平面铳削的刀具路线单向多次切削双向来回切削（Z形切削）讨论：单次面铳工艺编程的要点。总结：1、平面铳削时，对刀具考虑的几个问题。2、平面铳削时的路线设计二.二作业及辅导：-9J1、单次面铳工艺编程的要点？2、多次平面铳削的刀具路线的区别？3、对如图零件的上表面加工进行工艺编程项目二 简单外轮廓铳削课时第17-20课时授课班级01级数控班授课时数4授课形式讲练授课章节名 称项目2:学会外轮廓铳削，艺及其编程使用教具多媒体教学目的熟悉和掌握立铳刀的铳削工艺熟悉外轮廓铳削工艺及其编程编程方法、注意点，掌握刀具半径 补偿的方法。教学重点立铳刀粗、精加工，内、外结构加工方法。立铳刀的刀具参数选择。立铳刀的刀具路线刀具半径补偿。教学难点针对/、同加，内容，立铳刀的切削用量三要素的选择，刀具半径 补偿的应用。补充内容无课外作业补充教学后记教案设计时注意了学习内容的逻辑性，学习内容层层深 入，教学展开顺利，教学效果良好；课堂中讨论内容的安排， 活跃了教学气氛，激发学生学习兴趣，增强了学生的思维分析 能力。学生掌握程度良好，然须在后续教学中进一步加强巩固。课堂教学安排教学过程主要教学内容及步骤复习及提问：提问讲学习的主 要内容。引入：新课内容：逐步完成本次教学内 容的讲授。讨论：讨论针对/、同加工内 容，立铳刀的形状、 尺寸及其它参数的选 择。讨论立铳刀切削Z向 和X、Y向进/退刀控 制方法。总结总结本次授课主要内 容。作业及辅导：布置卜次提问的思考 题，及课后练习题。对思考题、习题难点、 要求进行辅导。引入：圆周铳削中最常用的刀具为立铳刀， 立铳刀的应用 范围很广，它应用于对大多数结构的数控铳削加工中。 在铳削加工使用中，应对立铳刀的直径、刀具形式、切 削刃、Rih刀柄以及刀具材料等予以考虑。 新课内容： 立铳刀的周铳削考虑的问题 1、立铳刀的加工内容 2、立铳刀的形状 3、立铳刀的尺寸 4、刀齿的数量 5、转速和进给率 6、刀具颤振 7、余量的去除 立铳刀粗加工 立铳刀内结构加工 立铳刀外形轮廓加工 8、立铳刀的选用CNQ口工中，必须考虑的立铳刀尺寸因素包括：立 铳刀宜径，立铳刀长度，螺旋槽长度（侧刃长度）。CNCfe工中，立铳刀的直径必须非常精确，立铳刀 的直径包括名义直径和实测的直径。名义直径为刀具厂 商给出的值；实测的直径是精加工用作半径补偿的半径 补偿值。重新刃磨过的刀具，即使用实测的直径作为刀 具半径偏置，也不宜将它用在精度要求较高的精加工 中，这是因为重新刃磨过的刀具存在较大的圆跳动误 差，影响到加工轮廓的精度。直径大的刀具比直径小的刀具的抗弯强度大，加工中不容易引起受力弯曲和振动。立铳刀铳外凸轮廓时， 可按加工情况选用较大的直径，以提高刀的刚性；立铳 刀铳削凹形轮廓时，铳刀的最大半径选择受凹形轮廓的 最小曲率半径限制，铳刀的最大半径应小于零件内轮廓 的最小曲率半径，一般取最小曲率半径的0.80.9倍。刀具从主轴伸出的长度和立铳刀从刀柄夹持工具 的工作部分中伸出的长度也值得认真考虑，立铳刀的长 度越长，抗弯强度减小，受力弯曲程度大，会影响加工 的质量，并容易产生振动，加速切削刃的磨损。立铳刀根据其刀齿数目，可分为粗齿（Z为3、4、6、 8）、中齿（Z 为 4、6、8、10）和细齿（Z 为 5、6、8、10、 12）。粗齿铳刀刀齿数目少、强度高、容屑空间大，适 用于粗加工；细齿齿数多、工作平稳，适用于精加工。 中齿介于粗齿和细齿之间。被加工工件材料类型和加工的性质往往影响刀齿 数量选择。在加工塑性大的工件材料，如铝、镁等，为避免产 生积屑瘤，常用刀齿少的立铳刀，立铳刀刀齿越少，螺 旋槽之间的容屑空间越大，可避免在切削量较大时产生 积屑瘤。加工较硬的脆性材料，需要重点考虑的是避免刀具 颤振，应选择多刀齿立铳刀，刀齿越多切削越平稳，从 而减小刀具的颤振。小直径或中等直径的立铳刀，这些立铳刀通常有两 个、三个和四个刀齿，三刀齿立铳刀兼有两刀齿刀具与 四刀齿刀具的优点，加工性能好，但三刀齿立铳刀不是 精加工的选择，因为很难精确测量其直径尺寸。键槽铳 刀不管直径多大，它通常只有两个螺旋槽，它与钻头相 似，可沿Z轴向切入实心材料。9、立铳刀切削的进/退刀控制方法（1）深度方向切入工件的进/退刀方式直接垂直向下进刀/斜线进刀及螺旋进刀（2）水平方向进/退刀方式10、刀具Z向高度设置起止高度/慢速下刀或进刀相对距离（安全间隙）/抬刀11、切削方向12、程序编制加工程序如下：0100aN10 G54 G90 G69 G40 G15 G80 M03 S900N20 G00 Z100;N30 X75 Y35;N40 Z10;N50 G01 Z-3 F120;N60 G41 X40 Y35 D02;N70 Y-40, R6;N80 X-40 Y-40 , C5;N90 Y40, R6;N100 X40, C5;N110 X75 Y35 G40;N120 G00 Z100;N130 M05N140 M3Q正六边形轮廓铳 削实例1.正六边形 外形铳削加工要 求如图工件，毛 坯是直径小80,高40的圆柱，材料45钢，顶面、底面已加工，现加工外接圆为60的正六边形轮廓，轮廓深15mm轮廓精度 由尺寸51.96 0.02规定，轮廓面和台阶面有表面粗糙 度Ra1.6的要求。2 .余量分配及刀具选用直径方向的单边最大余量为(80-52) +2=14 mm轴 向加工加工余量为15nlm，选择直径小30的四齿立铳刀， 材料为高速钢，立铳对正六边形外形粗、精铳削。拟定Z向深度15 mm分三层切削，切深分别是7mm 7mm 1mm拟定水平面内，分粗、半精、精铳三层切削，粗加 工后留余量2mm半精加工后留精加工余量 0.5mm精 铳时沿轮廓加工。水平面内，粗加工半彳补偿值D1=2+15=17半精加 工半径补偿值 D2=0.5+15=15.5;精加工半径补偿值 D3=153 .刀路设计如图，选择工件上表面圆孔中心为工件零点，求得 轮廓各基点坐标为 A(-15.0,-25.98 ); B (-30.,0 ); C(-15.0,25.98 ); D (15.0,25.98 ); E (30.,0 ); F (15.0,-25.98 )。轮廓半径补偿切削路线图选择刀具的起始点在X55, Y-55,与工件有足够的 安全间隙，OP1动建立补偿，FA延长线的P点切入轮 廓，EF延长线的E点切出轮廓，QS运动取消补偿。4 .切削用量设计6 30 mm的立铳刀、有4个刀齿(Z=4)、立铳刀粗铳削Z向切深7 nim；侧向最大切深12 mm,选fz=0.1 ,选 V=24m/min,则主轴转速 S=318X 24/30 -300r/min ,计 算进给速度 F=fzXZX S=0.1 X 4X280= 120 nlm/min ,综 合其它因素确定 F=100mm/min 0立铳刀半精铳削时，侧向最大切深 2 mm,取S=400 r/min ; F=200mm/min。立铳刀精铳削时，侧向最大切深 0.5 mm,要保证表 面质量，取 S=500 r/min ; F=100mm/min。5.轮廓铳削编程设主程序号为O5603设建立半径补偿，补偿切削、取消补偿的加工运动子程序号O5604O5603（主程序号）G90 G40 G15 G54;（设置系统初始环境）G00 X60.0 Y-60.0 ;（在换刀点图度平闻，X、Y点定位到起点）G43G00Z20.0 H01;（刀具长度补偿到安全高度）G90 G0 Z-7;M03 S300 F100D01 M98 P5604;（调用切削子程序粗加工）G90 G0 Z-14.0 ;D01 M98 P5604;（调用切削子程序粗加工）G90 G0Z-7;M03 S400 F200D02 M98 P5604;（调用切削子程序半精加工）G90 G0 Z-14.0 ;D02 M98 P5604;（调用切削子程序半精加工）G90 G0Z-15;M03 S500 F100D03 M98 P5604;（调用切削子程序精加工）G0 Z20.;（刀具长度补偿到安全高度）G49 G2&（取消长度补偿回参考点）M05（主轴停）M3Q（程序结束并返回）05604（子程序）；G90 G41 G00 Y-25.98 ; S - PG01 X-15. ; 一 AX-30.Y0; 一 BX-15.0 Y25.98 ; 一 CX15.0 ; 一DX30.0 Y0; f EX0. Y-51.96 ; 一 QG40 G00 X55.0Y-55. ; SM99讨论：针对不同加工内容，立铳刀的形状、尺寸及其它参数的 选择。立铳刀切削Z向和X、Y向进/退刀控制方法。总结：1 .立铳刀粗、精加工，内、外结构加工方法。2 .立铳刀的刀具参数选择。3 .立铳刀的刀具路线。作业及辅导：1 .立铳刀的形状、立铳刀的尺寸、刀齿数量的选择方 法？2 .立铳刀转速和进给率的选择？项目三 窄槽铳削工艺及编程（腰型槽加工）课时第21-24课时授课班级01级数控班授课时数4授课形式讲练授课章节名 称项目3:学会窄槽铳削，艺及其编程使用教具多媒体教学目的熟悉掌握开放窄槽工艺分析及程序编制。 熟悉掌握封闭窄槽工艺分析及程序编制教学重点窄槽加工的刀具选用、切削用量选择、刀路设计教学难点槽力加工工艺路线的制定；槽力切削用量三要素的选用。补充内容无课外作业补充教学后记米用多种教学方法和手段，在教学中注重启发学生积极思考。课堂教学安排教学过程主要教学内容及步骤复习及提问提问上学期 学习的主要 内容。引入：新课内容：逐步完成本 次教学内容 的讲授。讨论：讨论工序设 计案例，综合 运用新授内 容。总结总结本次授 课主要内容。作业及辅导：布置下次提 问的思考题， 及课后练习 题。对思考 题、习题难 点、要求进行 辅导。引入：窄槽包括开口的或封闭的。编写图精度要求的窄槽加工程 序通常包括粗加工和精加工。 两种加工可以由一把刀具或多把 刀具完成，这取决于工件材料、尺寸精度和表面质量要求以及 其他条件。新课内容：1、开放窄槽编程分析及程序1）分析图样2）刀具选用3）刀具尺寸4）最大切削深度5）进给率和主轴转速6）刀路设计7）加工程序的编写2、封闭窄槽编程分析及程序1）封闭窄槽与开放窄槽刀具切入工件实体的差别；2）到精加工启动刀具半径补偿；3）切线趋近圆弧半径大小的设计。3、加工程序62一1 口口.加工程序如下：铳腰形槽的外轮廓小16立铳刀O001QN10 G55 G90 G40 G69 G80 G15 M03 S900;N20 G00 Z100;N30 X75 Y70;N40 Z10;N50 G01 Z-3.3 F150;N60 X41 Y70 G41 D01;N70 Y-41 R5;N80 X-41 R5;N90 Y41 R5;N100 X41 R5;N110 Y-70;N120 G40 X75;N130 M05;N140 M30;铳腰形槽小8槽刀O0011N10 G56G90 G40 G69 G80 G15 M03 S900;N20 G00 Z100;N30 G68 X0 Y0 R0(90 180 270 );N40 G16 G00 X28 Y30 ;N50 Z10;N60 G01 Z-2.5 F150;N70 X33.5 Y30 G41 D02;N80 G03 X22.5 Y30 R5.5;N90 G02 X22.5 Y-30 R22.5;N100 G03 X33.5 Y-30 R5.5;N110 G03 Y30 R33.5;N120 G01 X28 Y30 G40;N130 G00 Z100 G15 G69;N140 M05;N150 M30;讨论：封闭窄槽与开放窄槽刀具切入工件实体的不同路线总结：1 .开放窄槽，艺分析及程序编制；2 .封闭窄槽，艺分析及程序编制。作业及辅导：1、如何对精确的封闭窄槽，艺分析？2、对下图的窄槽进行工艺分析及程序编制项目四型腔铳削课时第25-28课时授课班级01级数控班授课时数4授课形式讲练项目4:学会型腔铳削加工工艺授课章节名 称使用教具多媒体教学目的熟悉掌握型腔铳削的工艺分析及程序编制教学重点型腔铳削的刀具选用、切削用量选择、刀路设计教学难点刀路设计及计算刀具选择加工方法及余量分析补充内容无课外作业如何对型腔铳削进行工艺分析？型腔铳削的粗、精加工的刀路设计？教学后记课堂中讨论内容的安若卜，活跃了教学气氛，激发学生学 习兴趣，增强了学生的思维分析能力。课堂教学安排教学过程主要教学内容及步骤复习及提问提问上次课学 习的主要内 容。引入：新课内容：逐步完成本次 教学内容的讲 授。讨论：讨论型腔加工 工艺；粗、精 加工的刀路设 计，综合运用 新授内容。总结总结本次授课 主要内容。作业及辅导：布置下次提问 的思考题，及 课后练习题。 对思考题、习 题难点、要求 进行辅导。引入：铳削型腔时，需要在由边界线确定的一个封闭区域内去除 材料，该区域由侧壁和底面围成。型腔内部可以全空或有孤岛。 对于形状比较复杂或内部有孤岛的型腔则需要使用计算机辅 助编程。型腔铳削编程时有两个重要考虑：刀具切入方法；粗、 精加工的刀路设计。新课内容：一、型腔铳削加工的方法型腔铳削加工概念型腔铳削加工的刀具引入型腔铳削加工刀具路线二、矩形型腔的加工工艺例析1、刀具选择2、切入方法及切入点和粗加工路线3、工件零点、4、加工方法及余量分析5、刀路设计及计算1) Z形刀路间距值2) Z形刀路切削长度3)半精加工切削的长度和宽度4)精加工刀具路径三、矩形型腔编程示例O5801 （主程序）（小8粗加工键槽铳刀）G21 G17 G40 G80 T01;S1250 M03G90 G54 G00 X-22.5 Y-15 ;G43 Z5 H01 M08;G1 Z0. F100 ;M98 P5811 L4G90 G00 Z5. M09;G28 G49 Z5. M05;M01;（手装T02一小6精加工立铳刀）；G90 G54 G00 X0.Y.0 S1500 M03 ;G43 Z5. H02 M08 ;G01 Z-10. F200 ;M98 P5812G90 G00 Z5. M09;G28 G49 Z5.M05;M3Q05811 （粗加工、半精加工子程序）G91 G01 Z-2.5 F50 ;（Z向切入实体）G91 X45. F100;（全齿切削）Y 6. F100;（Y向步距进给）X-45. F150 ;Y 6. F100 ;X45.F150;Y6.F100;X-45.F150;Y6.F100;X45.F150;Y6.F100;X-45. F150 ; （Z 形粗切终点）X-0.5 Y0.5 ;（蚀加工起点）Y -31.;（AB切削）X46.;（BC切削）Y 31.;（CD切削）X-46.;（半精加工结束）M9905812（精加工子程序）G91;G01 G41 X-10.Y-10. D02 F400.;G03 X10. Y-10. R10. F100.;G01 X23.5;G03 X4 Y4 R4;G01 Y32;G03 X-4. Y4. R4.;G01 X-47.;G03 X-4.Y-4. R4.;G01 Y-32.;G03 X4 Y-4 R4 ;X23.5;G03 X10.Y10.R10.;G01 G40 X-10. Y10. F400.;M99讨论：1 .型腔加工工艺；2 .粗、精加工的刀路设计总结：1 .刀路设计及计算2 .刀具选择加工方法及余量分析 作业及辅导：1、如何对型腔铳削进行工艺分析？2、型腔铳削的粗、精加工的刀路设计？项目五 数控系统简化编程课时第29-32课时授课班级01级数控班授课时数4授课形式讲练授课章中名 称项目5:学会数控铳削系统简化编程的方法使用教具多媒体教学目的熟悉掌握数控铳削系统简化编程的方法和指令的应用教学重点如何使用子程序、极坐标编程、旋转、可镜像编程简化编程教学难点子程序的使用方法和注意点。 极坐标编程的应用场合和注意点。补充内容无课外作业补充教学后记教案设计时注意了学习内容的逻辑性，学习内容层层深 入，教学展开顺利课堂教学安排教学过程主要教学内容及步骤复习及提问提问上学期 学习的主要 内容。引入：新课内容：逐步完成本 次教学内容 的讲授。讨论：讨论子程序 的使用方法引入：在数控铳床与加工中心的编程中，用一些特殊的方法和功能 指令可简化编程。新课内容：一、子程序在编制加工程序中，有时会出现有规律、重复出现的程序段。 将程序中重复的程序段单独抽出，并按一定格式单独命名，称之 为子程序。采用子程序的意义使复杂程序结构明晰程序简短增强数控系统编程功能子程序调用的指令格式：M98 P 单次调用指令，P后跟被调用的子程序号M98 P， _重复调用子程序指令，L后跟重复调用的次数和注意点。极 坐标编程的 应用场合和 一、/1 江忠点总结总结本次授 课主要内容。作业及辅导：布置下次提 问的思考题， 及课后练习 题。对思考 题、习题难 点、要求进行 辅导。子程