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1、XXXXXX高等职业学校课程单元教学设计2011 -2012 第 二 学期 序号：20班 级月日星期时数第 节初、重复课类型机高10282初上机机高10292复上机课题名称项目五 数控加工基础背景分析数控加工就是将加工数据和工艺参数输入到机床，机床的控制系统对输入信息进行运算与控制，并不断地向伺服机构发送脉冲信号，然后由传动机构驱动机床，从而加工零件。学习目标设 定能力（技能）目标：通过本次课程的学习，学生能够进行实现基本的加工步骤。知识目标：1、了解数控加工的基本步骤；2、了解用CAXA制造工程师实现加工的步骤及相关概念。态度与情感目标：培养学生动手操作能力。学习任务描 述任务一：数控加工概
2、述；任务二：掌握数控加工的基本概念；任务三：掌握CAXA制造工程师的通用参数设置；任务四：对照老师所讲和书上例子自行练习。教学情境创 设演示CAXA制造工程师的数控仿真模拟，通过加工一个简单的零件，以引起学生学习的兴趣。教学资源准 备时间资源：课前、课后和课内的设计和安排。材料资源：教学设计一份，教学课件一份。设备资源：笔记本电脑、投影仪。环境资源：CAD实验室教学反思教 学 过 程 设 计主要步骤教学内容教学方法教学手段学生活动告知引入操练深化训练总结归纳教学目标任务一：数控加工概述；任务二：掌握数控加工的基本概念；任务三：掌握CAXA制造工程师的通用参数设置。任务四：对照老师所讲和书上例子
3、自行练习。口述讲解提问演示讲解演示教师巡视指导提问课件课件课件课件课件听讲听讲听讲小组讨论听讲思考上机练习代表上台操作教学过程实施 第 页1、告知能力（技能）目标：通过本次课程的学习，学生能够进行实现基本的加工步骤。知识目标：1、了解数控加工的基本步骤；2、了解用CAXA制造工程师实现加工的步骤及相关概念。2、引入任务一：数控加工概述； 数控加工就是将加工数据和工艺参数输入到机床，机床的控制系统对输入信息进行运算与控制，并不断地向直接指挥机床运动的机电功能转换部件机床的伺服机构发送脉冲信号，伺服机构对脉冲信号进行转换与放大处理，然后由传动机构驱动机床，从而加工零件。所以，数控加工的关键是加工数
4、据和工艺参数的获取，即数控编程。 1、数控加工一般包括以下几个内容：(1)对图纸进行分析，确定需要数控加工的部分。(2)利用图形软件对需要数控加工的部分造型。(3)根据加工条件，选择合适的加工参数，生成加工轨迹(包括粗加工、半精加工、精加工轨迹) (4)轨迹的仿真检验。(5)生成G代码。(6)传给机床加工。2、数控加工有以下主要优点： (1)零件一致性好，质量稳定。因为数控机床的定位精度和重复定位精度都很高，很容易保证零件尺寸的一致性，而且，大大减少了人为因素的影响。 (2)可加工任何复杂的产品，且精度不受复杂程度的影响。 (3)降低工人的体力劳动强度，从而节省出时间，从事创造性的工作。3、操
5、练任务二：掌握数控加工的基本概念； 1、用CAXA-ME实现加工的过程： 首先，在后置设置中须配置好机床。这是正确输出代码的关键； 其次，看懂图纸，用曲线、曲面和实体表达工件； 然后，根据工件形状，选择合适的加工方式，生成刀位轨迹； 最后，生成G代码，传给机床。2、两轴加工 机床坐标系的X和Y轴两轴联动，而Z轴固定，即机床在同一高度下对工件进行切削。两轴加工适合于铣削平面图形。 在CAXAME中，机床坐标系的Z轴即是绝对坐标系的Z轴，平面图形均指投影到绝对坐标系的XOY面的图形。3、两轴半加工 两轴半加工在二轴的基础上增加了Z轴的移动，当机床坐标系的X和Y轴固定时，Z轴可以有上下的移动。 利用
6、两轴半加工可以实现分层加工，每层在同一高度(指Z向高度，下同)上进行两轴加工，层间有Z向的移动。 CAXAME的平面轮廓和平面区域加工功能，均针对两轴半加工来设置。4、三轴加工 机床坐标系的X、Y和Z三轴联动。 三轴加工适合于进行各种非平面图形即一般的曲面的加工。7、轮廓轮廓是一系列首尾相接曲线的集合，如下图所示8、区域和岛区域指由一个闭合轮廓围成的内部空间，其内部可以有“岛”。 岛也是由闭合轮廓界定的。 区域指外轮廓和岛之间的部分。由外轮廓和岛共同指定待加工的区域，外轮廓用来界定加工区域的外部边界，岛用来屏蔽其内部不需加工或需保护的部分。如下图所示。9、机床参数数控铣床的一些速度参数，包括主
7、轴转速、接近速度、进给速度和退刀速度。如下图所示。10、刀具参数 CAXA-ME主要针对数控铣加工，目前提供三种铣刀：球刀(r=R)、端刀(r=0)和R刀(rR)，其中R为刀具的半径、r为刀角半径。刀具参数中还有刀杆长度L和刀刃长度l，如下图所示：对于刀具，还应区分刀尖和刀心，两者均是刀具的对称轴上的点，其间差一个刀角半径，如下图所示： 11、刀具轨迹和刀位点刀具轨迹是系统按给定工艺要求生成的对给定加工图形进行切削时刀具行进的路线，如下图所示。系统以图形方式显示。刀具轨迹由一系列有序的刀位点和连接这些刀位点的直线(直线插补)或圆弧(圆弧插补)组成。本系统的刀具轨迹是按刀尖位置来计算和显示的。1
8、2、安全高度和起止高度安全高度是指保证在此高度以上可以快速走刀不发生干涉的高度，应高于零件的最大高度。 起止高度是进退刀时刀具的初始高度，起止高度应大于安全高度。13、慢速下刀高度 每一次下刀，刀具都是快速运动(G00)，当距下刀点某一距离值时，刀具以接近速度下降。这个距离值称为慢速下刀高度。14、加工余量 铣加工是一个去余量的过程，即从毛坯开始逐步除去多余的材料，以得到需要的零件。这种过程往往由粗加工和精加工构成，必要时还需要进行半精加工，即需经过多道工序的加工。在前一道工序中，往往需给下一道工序留下一定的余量。实际的加工模型是指定的加工模型按给定的加工余量进行等距的结果。如下图所示：15、
9、加工误差与步长 刀具轨迹和实际加工模型的偏差即是加工误差。用户可通过控制加工误差来控制加工的精度。 用户给出的加工误差是刀具轨迹同加工模型之间的最大允许偏差，系统保证刀具轨迹与实际加工模型之间的偏离不大于加工误差。 用户应根据实际工艺要求给定加工误差，如在进行粗加工时，加工误差可以较大，否则加工效率会受到不必要的影响；而进行精加工时，需根据表面要求等给定加工误差。16、行距和残留高度及刀次 行距指加工轨迹相邻两行刀具轨迹之间的距离。如图所示。 在三轴加工中，由于行距造成的两刀之间一些材料未切削，这些材料距切削面的高度即是残留高度。 在加工时，可通过控制残留高度来控制加工的精度。 有时可通过指定
10、刀具轨迹的行数及刀次来控制残留高度。17、顺铣和逆铣在铣加工中需注意顺铣和逆铣的不同，顺铣和逆铣的切削效果是不同的。在数控铣削加工中，一般总是采用顺铣的方式，可以得到较好的加工效果。18、干涉在切削被加工表面时，如果刀具切到了不应该切的部分，则称为出现干涉现象，或者叫做过切。 在CAXAME系统中，干涉分为两种： 自身干涉：指被加工表面中存在刀具切削不到的部分时存在的过切现象， 面间干涉：指在加工一个或一系列表面时，可能会对其他表面产生过切的现象 19、限制线刀具轨迹不允许越过的线。在限制线加工中，刀具轨迹被限定在两系列限制线之中。如下图所示：20、限制面专门用来限制刀位轨迹。在参数线加工中用
11、到。如下图所示。4、深化任务三：掌握CAXA制造工程师的通用参数设置。1、切入切出 切入切出选项卡菜单在大部分加工方法中都存在，其作用是设定加工过程中刀具切入切出方式 。2、接近点和返回点 根据模型或者加工条件，从接近点开始移动或者移动到返回点的部分可能与领域发生干涉的情况。避免的方法有变更接近位置点或者返回位置点。 3、下刀方式 下刀方式选项卡菜单在所有加工方法中都存在，其作用是设定加工过程中刀具下刀方式 。4、切削用量 切削用量选项卡菜单在所有加工方法中都存在，其作用是设定加工过程中切削过程中所有速度值 。5、加工边界 加工边界选项卡菜单在大部分加工方法中都存在，且都相同，其作用是加工边界
12、进行设定 。6、加工参数加工方向“加工方向”在所有加工方法中都存在，在某些加工方法中只有顺铣和逆铣两项，其作用是对加工方向进行选择。 参数 “参数”在所有加工方法中都存在 。加工坐标系和起始点“加工坐标系”和“起始点”在所有加工方法中都存在，其作用是对加工坐标系和起始点进行设定。 其他常用参数说明（1）XY切入 行距：XY方向的相邻扫描行的距离。 残留高度：由球刀铣削时，输入铣削通过时的残余量（残留高度）。当指定残留高度时，会提示XY切削量。 （2）Z切入z向切削设定有以下两种定义方式。 层高：z向每加工层的切削深度。 残留高度：系统会根据输入的残留高度的大小计算z向层高。 最大层间距：输入最
13、大z向切削深度。 根据残留高度值在求得Z向的层高时，为防止在加工较陡斜面时可能层高过大，限制层高在最大层间距的设定值之下。 最小层间距：输入最小z向切削深度。 根据残留高度值在求得Z向的层高时，为防止在加工较平坦面时可能层高过小，限制层高在最小层间距的设定值之上。 （3）进行角度 输入0度，生成与X轴平行的扫描线轨迹。 输入90度，生成与Y轴平行的扫描线轨迹。 输入值范围是0度360度。 （4）加工顺序 Z优先：以被被识别的山或谷为单位进行加工。自动区分出山和谷，逐个进行由高到低的加工（若加工开始结束是按Z向上的情况则是由低到高）。若断面为不封闭形状时，有时会变成XY方向优先。 XY优先：按照Z进刀的高度顺序加工。即仅仅在XY方向上由系统自动区分的山或谷按顺序进行加工。 （5）行间连接方式行间连接方式有直线、圆弧、 S形3种类型（6）平坦部识别 自动识别模型的平坦区域，选择是否根据该区域所在高度生成轨迹。 5、训练 任务四：对照老师所讲和书上例子自行练习。6、归纳总结
