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1、复杂轮廓的加工课题说明：用加工中心完成上图所示零件的加工。零件材料为45钢，毛坯为160mm120mm40mm。按图样要求完成零件节点、基点计算，制定正确的工艺方案（包括定位、夹紧方案和工艺路线），选择合理的刀具和切削工艺参数，编制数控加工程序。本课题主要是综合练习了，轮廓铣削、钻孔循环、镗孔循环、攻丝循环、键槽及球面的铣削加工（其中包含了FANUC0i的B类宏程序的应用）、子程序的调用等知识点比较集中，代表性很强；比较全面的锻炼了学生综合应用各类知识的能力。课题任务：l 详读视图完成零件的图样分析，想像零件的空间结构l 根据图纸用CAD完成零件图的重新绘制l 列表完成零件节点、基点的计算l
2、选择合理的刀具和切削工艺参数l 制定正确的工艺方案（包括定位、夹紧方案和工艺路线）l 编制合理的数控加工程序教学目标：【能力目标】工装夹具的选择和安装各工序刀具及切削参数的选择制定正确的工艺路线局部坐标系的建立原则工件坐标系的旋转【知识体系】表面粗糙度的定义、标注方法尺寸公差、形位误差的定义和标注针对不同材质，表面发黑处理的方法根据不同的工件材质和加工方式选择不同的刀具工程图中图幅的选择和零件三视图的画法碳素结构钢的分类和命名方法教学重点：切削参数及刀具的选择教学难点：三项加工技能的训练（装加定位、局部坐标系的建立、坐标系的旋转） 教学方法：项目引导教学法教学手段：仿真实验演示、多媒体展示台投
3、影、实际操作强化教学过程项目内容学生活动一、 学生分组进行图样分析，提出关联知识主要涉及问题有：1 表面粗糙度的定义、标注方法2 尺寸公差、形位误差的定义和标注3 针对不同材质，表面发黑处理的方法4 根据不同的工件材质和加工方式选择不同的刀具5 工程图中图幅的选择和零件三视图的画法6 碳素结构钢的分类和命名方法每组学生负责1至2个知识点的讲解二、 零件加工过程中学生能力的培养1. 设备的初步检查设备外观、地面卫生、量具工具到位且摆放有序、各类油位符合要求、设备用气安全清洁2. 正确开机、手动操作设备及进行使用前的保养开机过程：设备电源、系统电源、急停开关手动回零：先回Z轴，后回X、 Y 轴设备
4、检查：手动运行检查是否有异常、各轴是否润滑到位，做到听、看、闻到位（听设备运行的声音是否正常，看运行的动作是否到位，闻设备运行过程中是否有异味）3. 工装夹具的选择和安装虎钳的装夹定位以及找正 工件在夹具中的定位：1) 定位方式：工件以平面定位、工件以外圆定位、工件以圆孔 定位、工件以组合平面定位 2) 定位误差及其分析与计算六点定位原理可以设计和检查工件在夹具上的正确位置，但能否满足工件对工序加工精度的要求，则取决于刀具与工件之间正确的相互位置。因此，为了保证工件的加工质量，应满足以下关系式： 各种因素产生的误差总和 工件被加工尺寸的公差 定位误差对加工精度的影响，可以写为 D +/3 D工
5、件在夹具中的定位误差，一般应小于/3 除定位误差外，其他因素引起的误差总合，可按加工经济精度查表确定 4. 各工序刀具及切削参数的选择 见表1 5. 制定零件的工艺路线及选择合适的刀具 见表2 6. 编制合理的加工程序 见表3 三、编程技巧的处理1局部坐标系的选择及建立G52局部坐标的格式：G52 IP 0IP：为局部坐标系在原工件坐标中的位置如本题中斜键槽的局部坐标为： G16；（建立极坐标） G52 X70 Y217 （为极坐标） G15；（取消极坐标）注意：G52建立局部坐标系后，必须有坐标轴的移动，才能使局部坐标发挥作用（即G52的下一程序段必须出现G00或G01）2、坐标系的旋转G6
6、8坐标系的旋转格式：G68 X Y R；：为X轴旋转中心在工件坐标系中的位置：为Y轴旋转中心在工件坐标系中的位置：为坐标中心旋转的角度，顺时针为负值，逆时针为正值G69：为取消坐标系的旋转四、实件切削加工，确保加工精度和工件加工过程中的测量精度1. 正确使用和维护测量仪器2. 正确建立工件的加工坐标系3. 正确的选择和使用刀具半径补偿来对零件进行粗精加工保证工件的尺寸误差4. 提高加工效率、优化刀具路径、简化编程、提高刀具的使用寿命5. 选择合理的定位裝夹方法保证形位误差五、工件加工精度的检验 按表4标准验收总结：通过对零件的分析、加工，学习了与之相关的各类理论知识和基本的加工技能，并且对所有
7、知识进行了综合的应用和总结，提高了学生对理论知识的整体把握；真正做到了理论联系实际，提高了学生的自我学习和总结的意识，极大地调动了学生的积极性，这就使整个教学过程变得和谐统一。1、分析零件结构，手工绘制零件图2、复习相关理论知识（分组进行，每组负责1至2个知识点）分析原因如有异常应及时做出正确的判断和处理措施复习各类常用定位元件及定位方式 复习工件分别以平面、外圆、圆柱孔、以一面两孔定位情况定位误差的计算麻花钻的刃磨铣刀的选择分组制定，比较优劣，说明原因优化刀具路径，提高加工效率学生编写单一的斜槽的加工程序，模拟加工验证结果学生分组练习根据加工情况，分析解决生产过程中遇到的不同问题分组轮流检验
8、，对比检测结果，分析工件的加工缺陷及测量误差1. 各工序刀具及切削参数机床型号加工数据序号加工面刀号刀具类型主轴转速r/min进给速度mm/min刀具补偿号长度半径1铣上平面T180可转位面铣刀800100H01D012铣心型外形T212立铣刀60050H02D023铣两个凸台T212立铣刀60050H02D024铣边角料T516立铣刀35040H05D055粗铣键槽20T412键铣刀70045H04D046精铣键槽20T320立铣刀35040H05D057钻孔8.5T68.5钻头60035H068钻孔32T732钻头15030H079铣孔37.6T516立铣刀35040H05D0510镗孔3
9、8T838精镗刀90025H0811铣凹圆球面T516立铣刀800200H05D0512钻两螺纹底孔8.5T68.5钻头60035H0613攻螺纹M10T9M10机用丝锥100H09D092. 刀具选择及工艺路线针对零件图样要求给出加工工序为： 机械加工工序卡班级学号姓名工序名称零件名称材料牌号夹具名称夹具编号使用设备FZLK145钢虎钳加工中心工步工作内容刀具量具主轴转速r/min进给速度mm/min1均铣两平面，保证尺寸38 0 -0.039 及平行度0.03T1千分尺8001002粗铣心型外形面及两凸台，留0.5mm余量T2卡尺600503精铣心型外形面及两凸台至尺寸要求T2卡尺8005
10、04铣边角料T5卡尺350405分粗精铣键槽20T4卡尺70045T320塞尺350406钻两螺纹孔8.5T6卡尺600357钻孔32T7卡尺150308铣孔37.6T5卡尺350409镗孔38+0.025 0至尺寸T8内径表9002510铣凹圆球面T5R规8008011攻2-M10螺纹T9M10塞规100编制审核批准共1页第1页3. FANUC0i系统参考程序O0006主程序名N10G98 G90 G40 G80 G17N20G00 G53 G49 Z0机床坐标系,取消长度补偿N30M6 T1换1号刀铣平面N40.铣平面程序省略N50M6 T2换2号刀;12立铣刀N60S600 M03 主轴
11、正传600 r/minN70G00 G54 X0 Y0建立坐标系,快速定位N80G00 G43 H2 Z20 M7加入刀补,快速进刀N90M98 P0001调用子程序O0001, 铣心型外形通过更改D02的刀具半径实现轮廓的粗精加工N100G00 G90 Z100快速抬刀N110X0 Y0N120M98 P0002调用子程序O0002, 铣削对称凸台轮廓,通过更改D02的刀具半径实现轮廓的粗精加工N130G00 G90 Z100快速抬刀N140G68 X0 Y0 R180坐标系旋转180N150M98 P0002调用子程序O0002, 铣削对称凸台轮廓,通过更改D02的刀具半径实现轮廓的粗精加
12、工N160G00 G90 Z100快速抬刀N170G69取消坐标系旋转N180G00 Z100快速抬刀N190G53 G00 G49 Z0返回参考点，取消长度补偿N200M5主轴停N210M6 T5换5号刀;16立铣刀省略去余料程序M6 T4换4号刀;12立铣刀省略粗铣键槽程序M6 T3换3号刀;20立铣刀.省略精铣键槽程序M6 T6换6号刀;8.5钻头.省略钻两螺纹底孔程序M6 T7换7号刀;32钻头.省略钻32底孔程序M6 T5换5号刀;16立铣刀.省略粗铣38至37.6的程序M6 T8换8号刀;38精镗刀.省略精镗38内孔的程序N360M6 T5换5号刀;16立铣刀N370S800 M3主轴正传800r/minN380G00 G55 X0 Y0 建立工件坐标系G55,快速定位N390G00 G43 Z50 H05加入刀补,快速进刀N400G00 Z-13快速进刀N410#100=-14.42定义圆球起始
