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1、(完整word)数控加工工艺与编程铣项目二教案学习情境二:外轮廓零件的加工学习情境外轮廓零件的加工参考学时教学内容1、 数控铣床的定位与装夹;2、 平面加工方法的选择;3、 G00、G01、G02、G03指令的应用;6、端铣刀、立铣刀的应用。教学目标1、 职业能力目标(1)具有与设计人员、工艺人员、操作人员沟通的能力;(2)具有读图、识图、分析零件图的能力; (3)具有零件工艺分析能力;(4)具有数控编程的能力;(5)具有查阅资料及相关应用手册的能力;(6)善于观察、思考、自主学习及创新能力。2、专业知识目标(1)掌握数控加工程序编制格式;(2)掌握外圆、端面、锥面的数控加工;(3)能够对阶梯
2、轴类零件进行数控程序的编制和加工。3、社会能力:(1)团队协作意识及方法;(2)语言表达能力.教学重点难点与解决方法1教学重点 (1)零件图的分析; (2)G02、G03指令的应用; (3)刀具的选择。2教学难点 (1)G02、G03指令的应用;(2)编程分析。3。解决方法 (1)图形示例,零件加工仿真; (2)查阅专业书籍及相关设计手册; (3)咨询企业相关人员或教师;教学条件1教室、多媒体; 2校内实训机房、数控加工仿真软件; 3生产性实习车间、数控车床。教学方法多媒体讲授理论知识;仿真软件练习掌握数控机床操作面板及基本指令加工;数控机床实际操作练习掌握基本能力。学习情境二:外轮廓零件的加
3、工(详案)教学过程的实施步骤教学内容教学方法时间情景描述(咨询)1给出零件图;2给出零件的信息及加工要求;3分析零件特点,指导学生自学内容。教师介绍;学生自学制定加工工艺(计划)1工件的装夹与定位;2加工路线的确定;3切削用量的选择;4刀具的选择;5机床及数控系统的选择。教师引入相关理论知识;学生自主确定加工方案编制零件加工程序(决策)1。 G00、G01、G02、G03加工指令编程;2。G90、G91的应用;3。平面加工用刀具的使用;4编程分析、 编写零件的数控加工程序;5查阅资料、进行讨论.教师引入相关理论知识;学生自主确定加工方案数控仿真和 实操加工(实施)1.数控系统面板的应用;2。零
4、件数控仿真加工;3。零件实操加工。教师指导;学生操作检测加工零 件(检查)1零件的尺寸精度检测;2零件加工质量评估;3总结。教师点评任务扩展1。了解铣削工件的常见安装方式;2.工件的校正;3学习应用教师讲授课后自学评价完成情况(60)方法能力(20)创新意识(20)一、学习情景描述给学生发放零件图,给出该零件的信息和加工要求。图示零件为外轮廓零件。毛坯为1008022方料,材料为45钢,要求完成零件的数控加工,铣削尺寸至图中要求.二、理论阐述1.平面加工的知识(1)周铣和端铣平面 用刀齿分布在圆周表面的铣刀而进行铣削的方式叫做周铣;用刀齿分布在圆柱端面上的铣刀而进行铣削的方式叫做端铣。与周铣相
5、比,端铣铣平面时较为有利,因为:端铣刀的副切削刃对已加工表面有修光作用,能使粗糙度降低。周铣的工件表面则有波纹状残留面积。同时参加切削的端铣刀齿数较多,切削力的变化程度较小,因此工作时振动较周铣为小.端铣刀的主切削刃刚接触工件时,切屑厚度不等于零,使刀刃不易磨损.端铣刀的刀杆伸出较短,刚性好,刀杆不易变形,可用较大的切削用量。由此可见,端铣法的加工质量较好,生产率较高.所以铣削平面大多采用端铣。但是,周铣对加工各种形面的适应性较广,而有些形面(如成形面等)则不能用端铣。(2)顺铣和逆铣:周铣有逆铣法和顺铣法之分。逆铣时,铣刀的旋转方向与工件的进给方向相反;顺铣时,则铣刀的旋转方向与工件的进给方
6、向相同。逆铣时,切屑的厚度从零开始渐增.实际上,铣刀的刀刃开始接触工件后,将在表面滑行一段距离才真正切入金属。这就使得刀刃容易磨损,并增加加工表面的粗糙度。逆铣时,铣刀对工件有上抬的切削分力,影响工件安装在工作台上的稳固性。顺铣则没有上述缺点。但是,顺铣时工件的进给会受工作台传动丝杠与螺母之间间隙的影响.因为铣削的水平分力与工件的进给方向相同,铣削力忽大忽小,就会使工作台窜动和进给量不均匀,甚至引起打刀或损坏机床。因此,必须在纵向进给丝杠处有消除间隙的装置才能采用顺铣。但一般铣床上是没有消除丝杠螺母间隙的装置,只能采用逆铣法。另外,对铸锻件表面的粗加工,顺铣因刀齿首先接触黑皮,将加剧刀具的磨损
7、,此时,也是以逆铣为妥。2、刀具选择(1)面铣刀 主切削刃分布在圆柱或圆锥表面上,端面切削刃为副切削刃,铣刀的轴线垂直于被加工表面。按刀齿材料可分为高速钢和硬质合金两大类,多制成套式镶齿结构,刀体材料为40Cr。高速钢面铣刀按国家标准规定,直径d=80250mm,螺旋角=10,刀齿数Z=1026。硬质合金面铣刀与高速钢铣刀相比,铣削速度较高、加工表面质量也较好,并可加工带有硬皮和淬硬层的工件,故得到广泛应用。硬质合金面铣刀按刀片和刀齿的安装方式不同,可分为整体式、机夹一焊接式和可转位式三种。面铣刀主要用在立式铣床或卧式铣床上加工台阶面和平面,特别适合较大平面的加工,主偏角为90的面铣刀可铣底部
8、较宽的台阶面.用面铣刀加工平面,同时参加切削的刀齿较多,又有副切削刃的修光作用,使加工表面粗糙度值小,因此可以用较大的切削用量,生产率较高,应用广泛。(2)立铣刀 立铣刀是数控铣削中最常用的一种铣刀,其结构如上图所示,圆柱面上的切削刃是主切削刃,端面上分布着副切削刃,主切削刃一般为螺旋齿,这样可以增加切削平稳性,提高加工精度。由于普通立铣刀端面中心处无切削刃,所以立铣刀工作时不能作轴向进给,端面刃主要用来加工与侧面相垂直的底平面。为了改善切屑卷曲情况,增大容屑空间,防止切屑堵塞,刀齿数比较少,容屑槽圆弧半径则较大。一般粗齿立铣刀齿数Z=34,细齿立铣刀齿数Z=58,套式结构Z=1020,容屑槽
9、圆弧半径r=25mm。当立铣刀直径较大时,还可制成不等齿距结构,以增强抗振作用,使切削过程平稳。标准立铣刀的螺旋角为4045(粗齿)和3035(细齿),套式结构立铣刀的为1525.直径较小的立铣刀,一般制成带柄形式。271mm的立铣刀为直柄;663mm的立铣刀为莫氏推柄;2580mm的立铣刀为带有螺孔的7:24锥柄,螺孔用来拉紧刀具.直径大干40160mm的立铣刀可做成套式结构。立铣刀主要用于加工凹槽,台阶面以及利用靠模加工成形面。另外有粗齿大螺旋角立铣刀、玉米铣刀、硬质合金波形刃立铣刀等,它们的直径较大,可以采用大的进给量,生产率很高。三、制订加工工艺 1装夹与定位 该零件为平面类零件,采用
10、平口钳装夹。 2加工顺序 先铣削上平面,深度为2mm。加工路线:如图所示,从P0P1P2P3P4P5.再加工直线和圆弧。加工路线:如图所示,从 P0P1P2P3P4P5 P5P6P6P7P0.3选择刀具 根据零件加工要求和加工工艺分析分析可得,加工该零件需用到32mm硬质合金端面铣刀和12mm立铣刀。4确定切削用量 铣削用量的具体数值应根据机床性能、加工工艺、相关手册并结合实际经验确定: 机床转速:加工上表面时为2000r/min,加工直线和圆弧时为500r/min; 进给速度:加工上表面时进给速度为500mm/min,加工直线和圆弧时进给速度为100mm/min。5选择机床和数控系统 机床型
11、号 机床型号为CK6132型数控车床。 数控系统 采用广数928TD数控系统。四、编制零件加工程序 1程序清单2.加工程序的检验、修改 学生讨论、自评、检验、修改。 教师指导、讲解。五、数控仿真和实操加工 1零件的数控仿真 使用数控加工仿真软件对加工程序进行检验,正确进行数控加工仿真的操作,完成零件的仿真加工。(1) 自动加工方式自动/连续方式自动加工流程检查机床是否回零,若未回零,先将机床回零。导入数控程序或自行编写一段程序。点击操作面板上的“自动运行”按钮,使其指示灯变亮。点击操作面板上的“循环启动”按钮,程序开始执行。中断运行数控程序在运行过程中可根据需要暂停,急停和重新运行。数控程序在
12、运行时,按“进给保持”按钮,程序停止执行;再点击“循环启动”按钮,程序从暂停位置开始执行。数控程序在运行时,按下“急停”按钮,数控程序中断运行,继续运行时,先将急停按钮松开,再按“循环启动”按钮,余下的数控程序从中断行开始作为一个独立的程序执行.自动/单段方式检查机床是否机床回零。若未回零,先将机床回零再导入数控程序或自行编写一段程序.点击操作面板上的“自动运行按钮,使其指示灯变亮。点击操作面板上的“单节”按钮.点击操作面板上的“循环启动”按钮,程序开始执行。注:自动/单段方式执行每一行程序均需点击一次“循环启动”按钮。注:点击“单节跳过”按钮,则程序运行时跳过符号“/”有效,该行成为注释行,
13、不执行;点击“选择性停止按钮,则程序中M01有效。可以通过“主轴倍率”旋钮和“进给倍率”旋钮来调节主轴旋转的速度和移动的速度。按键可将程序重置.(2)检查运行轨迹NC程序导入后,可检查运行轨迹。点击操作面板上的“自动运行”按钮,使其指示灯变亮,转入自动加工模式,点击MDI键盘上的按钮,点击数字/字母键,输入“Ox”(x为所需要检查运行轨迹的数控程序号),按开始搜索,找到后,程序显示在CRT界面上。点击按钮,进入检查运行轨迹模式,点击操作面板上的“循环启动按钮,即可观察数控程序的运行轨迹,此时也可通过“视图”菜单中的动态旋转、动态放缩、动态平移等方式对三维运行轨迹进行全方位的动态观察。 2零件的
14、实操加工 通过仿真加工, 确定零件程序的正确性后, 在实训车间对该零件进行实际操作加工。 六、加工零件的检测 1利用测量工件,学生对自己加工的零件进行检测,包括尺寸精度的检测和零件加工质量的检测。 2教师对学生加工零件进行检测,并做出点评。 七、任务扩展 1、铣削工件的常见安装方式(1)用机用平口钳安装工件机用平口钳是一种通用夹具,适用于安装中小尺寸和形状规则的工件。安装平口钳时必须先将底面和工作台面擦干净,利用百分表校正钳口,使钳口与横向或纵向工作台方向平行,以保证铣削的加工精度。(2)用组合压板安装工件对于体积较大的工件大都用组合压板来装夹。(3)用卡盘安装利用压板将三爪卡盘或四爪卡盘安装在工作台面上,可装夹圆柱形零件。2学习应用编写加工该零件的程序。毛坯尺寸为100*5020。附件1:学习任务单附件2:学习应用编写加工该零件的程序。毛坯尺寸为10050*20。