《數(shù)控車床項目化教學(xué)（第四版）》教案-項目二 任務(wù)三多槽軸加工電子教案第4版

PAGEPAGE9《數(shù)控車床項目化教學(xué)》教案授課班級班級人數(shù)授課教師課題序號8授課課型授課課時6課時授課章節(jié)名稱項目二軸類零件加工任務(wù)三多槽軸的加工教學(xué)目標(biāo)知識目標(biāo)1．掌握G04暫停指令及應(yīng)用2．掌握切槽循環(huán)指令及應(yīng)用3．掌握子程序定義及應(yīng)用4．熟悉各種外槽加工工藝能力目標(biāo)1．會編寫各種外槽加工程序2．會進(jìn)行外槽刀的安裝及對刀3．具有加工各種外槽并達(dá)到一定精度要求的能力情感目標(biāo)1.養(yǎng)成文明生產(chǎn)、安全生產(chǎn)習(xí)慣；2.養(yǎng)成優(yōu)良的勞動態(tài)度和職業(yè)素養(yǎng)；3.培養(yǎng)團(tuán)隊合作精神。教學(xué)重點1．切槽循環(huán)指令及應(yīng)用2．子程序定義及應(yīng)用教學(xué)難點子程序定義及應(yīng)用及外槽程序編寫教學(xué)方法講授法、討論法、演示法、自主學(xué)習(xí)法、探究法教學(xué)資源網(wǎng)絡(luò)資源，教學(xué)視頻，相關(guān)PPT，數(shù)控車床若干，配套練習(xí)題板書設(shè)計任務(wù)三多槽軸的加工【任務(wù)描述】【知識準(zhǔn)備】1．外切槽刀及選用2．切外槽進(jìn)刀方式（1）窄直槽進(jìn)退刀方式（2）寬直槽進(jìn)刀方式（3）V（梯）形槽進(jìn)刀方式3．切槽切削用量（1）選擇背吃刀量（2）選擇進(jìn)給量（3）選擇切削速度4．測量槽尺寸的量具5．編程知識（1）暫停指令（G04）（2）法那科系統(tǒng)徑向溝槽復(fù)合循環(huán)指令（G75）（3）西門子系統(tǒng)切槽循環(huán)指令（CYCLE930）（4）子程序子程序名、子程序結(jié)束指令（5）子程序調(diào)用【任務(wù)實施】1．工藝分析2．程序編制教學(xué)過程主要教學(xué)內(nèi)容及步驟教師活動學(xué)生活動教學(xué)目標(biāo)【一】導(dǎo)入新任務(wù)軸表面具有各種類型槽如何在數(shù)控車床上加工？當(dāng)相同尺寸的槽數(shù)量較多時，能否有簡便的編程方法以簡化程序結(jié)構(gòu)？由此引入本次任務(wù)。【二】任務(wù)開始任務(wù)三多槽軸的加工【任務(wù)描述】使用FANUCoiMate-TD或SIEMENS828D系統(tǒng)數(shù)控車床完成如圖2-19所示多槽軸加工，材料：45鋼，其中4mm×1mm窄槽3個，6mm×2mm寬槽3個，零件表面粗糙度全部為Rα3.2μm，尺寸精度為未注公差尺寸。加工后效果圖如圖2-20所示。圖2-19多槽軸零件圖【知識目標(biāo)】1．掌握G04暫停指令及應(yīng)用2．掌握切槽循環(huán)指令及應(yīng)用3．掌握子程序定義及應(yīng)用4．熟悉各種外槽加工工藝【技能目標(biāo)】1．會編寫各種外槽加工程序2．會進(jìn)行外槽刀的安裝及對刀3．具有加工各種外槽并達(dá)到一定精度要求的能力【知識準(zhǔn)備】軸類零件表面上各種類型槽，如直槽、Ｖ（梯）形槽、圓形槽等，如圖2-21所示1．外切槽刀及選用外切槽刀有整體式、焊接式、可轉(zhuǎn)位式3種切槽刀種類結(jié)構(gòu)形式加工特點整體式由高速鋼刀條刃磨而成，切削速度較低，效率較低，易折斷，常用于有色金屬、塑料等材料加工，也可用于鋼、鑄鐵加工。為防止折斷，可用彈性刀夾夾持焊接式由硬質(zhì)合金刀片焊接在刀桿上制成，價格較低，但磨損后需重磨，效率低可轉(zhuǎn)位式由專門企業(yè)生產(chǎn)，將可轉(zhuǎn)位刀片裝夾在刀桿上構(gòu)成，一個刀刃磨損后只需將刀片松開轉(zhuǎn)一個位置，再夾緊即可繼續(xù)投入切削，效率高，故數(shù)控機(jī)床一般都選用可轉(zhuǎn)位式切槽刀進(jìn)行加工外切槽刀刀頭長度L和刀頭寬度a尺寸L=h+（2～3）mm式中L—刀頭長度（mm）；H—切入深度（mm）。刀頭寬度計算公式：a=(0.5～0.6)式中a—刀頭寬度（mm）；D—為待加工表面直徑（mm）。加工槽寬小于5mm槽，刀頭寬度取槽寬尺寸。2．切外槽進(jìn)刀方式（1）窄直槽進(jìn)退刀方式圖2-22窄槽進(jìn)退刀方式（2）寬直槽進(jìn)刀方式用切槽刀沿橫向多次粗車，槽側(cè)和槽底留精車余量，最后精車槽側(cè)和槽底，（3）V（梯）形槽進(jìn)刀方式槽尺寸大小采用成形槽刀直進(jìn)法、左右切削法切削。3．切槽切削用量（1）選擇背吃刀量當(dāng)槽寬b＜5mm，切槽刀刀頭寬度等于槽寬，背吃刀量為刀頭寬度；切寬槽時，用小于5mm寬的切槽刀。（2）選擇進(jìn)給量切槽進(jìn)給量選擇較小值，粗車進(jìn)給量為0.08～0.1mm/r，精車進(jìn)給量為0.05～0.08mm/r。（3）選擇切削速度高速鋼切槽刀及焊接式切槽刀切削速度為200～300r/min，可轉(zhuǎn)位切槽刀轉(zhuǎn)速為300～400r/min。4．測量槽尺寸的量具5．編程知識（1）暫停指令（G04）數(shù)控系統(tǒng)指令格式參數(shù)含義示例法那科系統(tǒng)G04X；X后跟暫停時間，可用帶小數(shù)點的數(shù)，單位為秒s。G04X5；表示暫停5sG04U；U后跟暫停時間，可用帶小數(shù)點的數(shù)，單位為秒s。G04U5；表示暫停5sG04P；P后跟為暫停時間，不允許用帶小數(shù)點的數(shù)，單位為毫秒ms。G04P50；表示暫停50ms，即暫停0.05s西門子系統(tǒng)G04F；F后跟跟停時間，可用帶小數(shù)點的數(shù)，單位為秒s。G04F2.5；表示暫停2.5sG04S；S后跟主軸轉(zhuǎn)數(shù)，表示暫停主軸轉(zhuǎn)過S轉(zhuǎn)的時間。G04S5；表示暫停主軸轉(zhuǎn)過5轉(zhuǎn)的時間注：G04指令為程序段有效指令（2）法那科系統(tǒng)徑向溝槽復(fù)合循環(huán)指令（G75）類別內(nèi)容徑向溝槽復(fù)合切削循環(huán)指令格式G75R（e）；G75X(U)Z(W)P(△i)Q(△k)R(△d)F(f)；切削循環(huán)路徑參數(shù)含義e；返回量X、Z：槽底終點絕對坐標(biāo)U、Ｗ：槽底終點相對于循環(huán)起點的增量坐標(biāo)△i：X軸方向的切深量，無符號，半徑值，輸入單位μm△k：Z軸方向的移動量，無符號，輸入單位μm△d：槽底位置Z方向的退刀量，無要求時可省略f：進(jìn)給速度使用說明1．X(U)或Z(W)指定，而△i或△k未指定或值為零將發(fā)生報警2．△k值大于Z軸的移動量或△k值為負(fù)將發(fā)生報警，△k值大于槽寬將切多個相同槽3．△i值大于U/2或設(shè)置為負(fù)將發(fā)生報警4．退刀量大于進(jìn)刀量將發(fā)生報警5．法那科系統(tǒng)切槽循環(huán)只能加工徑向直槽（3）西門子系統(tǒng)切槽循環(huán)指令（CYCLE93）類別內(nèi)容切槽循環(huán)指令格式CYCLE930(X0，Z0，B1，B2，T1，a0，a1，a2，F(xiàn)S1，F(xiàn)S2，F(xiàn)S3，F(xiàn)S4，D，UX，UZ，SC，N，F(xiàn))；參數(shù)示意圖參數(shù)含義SC：安全距離，單位mmF：進(jìn)給率，單位mm/r：有粗加工、精加工、粗加工和精加工三種，用鍵切換：指槽所處的各種位置，共有八種見下圖所示X0：參考點X軸坐標(biāo)，直徑值Z0：參考點Z軸坐標(biāo)B1：凹槽底部寬度，單位mm，用鍵切換B2：凹槽頂度寬度，單位mmT1：凹槽絕對深度，直徑值，或相對于X0、Z0的凹槽深度，用鍵切換a0：斜面角度，僅限于選擇凹槽3時提供a1：槽側(cè)面角度1，該角度為0～90°之間a2：槽側(cè)面角度2，該角度為0～90°之間FS1…FS4（或R1…R4）：槽頂、槽底倒角寬度（或槽頂、槽底倒角半徑），用鍵切換D：最大切入深度；若D為0，則一刀直接加工到最終深度，單位mmUX：X軸精加工余量，單位mmUZ：Z軸精加工余量，單位mmN：凹槽數(shù)量（N＝1…65535）使用說明1．使用凹槽循環(huán)可以在任意直線輪廓單元上加工對稱和不對稱的凹槽2．切槽寬度(WIDG)小于刀具實際寬度將發(fā)生報警3．在調(diào)用循環(huán)之前，有效的G功能在循環(huán)之后仍保持有效；4．該循環(huán)可進(jìn)行縱向、橫向、外槽、內(nèi)槽切削，主要由“位置”參數(shù)確定，“.起刀點”如圖所示。表2-28切槽循環(huán)編程示例切槽要求及零件圖程序（直徑編程）切外槽，起始點位于X70Z60，刀具：T5，刀具補(bǔ)償號D1、D2，槽側(cè)、槽底精車余量0.5mm，槽底暫停時間1sN10T5D1M03S400DIAMON；N20G00G90X80Z65；N30G95F0.2；N40CYCLE930(70，60，30，25，5，10，20，0，0，2，2，0.2，2，1，10510，，1，，0.1，2，0.5，0.5，2，1111110)；N50G00G90X80Z65；N60M02；（4）子程序當(dāng)加工零件相同部分形狀和結(jié)構(gòu)時，可將這部分形狀和結(jié)構(gòu)的加工編寫成子程序，在主程序適當(dāng)位置調(diào)用、運行以簡化程序結(jié)構(gòu)。表2-29法那科系統(tǒng)與西門子系統(tǒng)子程序名及子程序結(jié)束指令數(shù)控系統(tǒng)法那科系統(tǒng)西門子系統(tǒng)子程序名子程序名與主程序名完全相同，由字母“O”開頭，后跟四位數(shù)字。如“O1233”子程序名開始兩位必須是字母，其后為字母、數(shù)字或下劃線，最多不超過8位，中間不允許有分隔符并用后綴“．SPF”與主程序相區(qū)分。如：“DDF．SPF”。此外，地址L后跟1～7位數(shù)也表示子程序名。如：L28．SPF、L028．SPF，且兩者不是同一子程序子程序結(jié)束指令及說明用M99指令結(jié)束子程序并返回，使用時不必為一獨立程序段用RET、M17或M02指令結(jié)束子程序并返回。其中M02指令返回主程序時會中G64斷連續(xù)路徑方式，RET、M17返回時不會中斷連續(xù)路徑方式，但需為獨立程序段示例子程序程序名：“O2233”（增量編程）N10G00W-10.0；Z方向快速移動-10mm；N20G01U-8.0；X方向直線進(jìn)給-8mm；N30G04X2.0；暫停時間2秒；N40G01U8.0；X方向直線切出8mm；N50M99；子程序結(jié)束并返回子程序程序名：“L33.SPF”（增量編程）N10G00G91Z-10.0；Z方向快速移動-10mm；N20G01X-8.0；X方向直線進(jìn)給-8mm；N30G04F2.0；暫停時間2秒；N40G01X8.0；X方向直線切出8mm；N50RET；子程序結(jié)束。（5）子程序調(diào)用主程序可以在適當(dāng)位置調(diào)用子程序，子程序還可以再調(diào)用其它子程序。數(shù)控系統(tǒng)法那科系統(tǒng)西門子系統(tǒng)子程序調(diào)用M98Pxxxxxxx；P后跟子程序被重復(fù)調(diào)用次數(shù)及子程序名直接用程序名調(diào)用子程序；當(dāng)要求多次執(zhí)行某一子程序，則在所調(diào)用子程序名后地址P下寫入調(diào)用次數(shù)標(biāo)例N20M98P2233；調(diào)用子程序“O2233”?！璑40M98P31133；重復(fù)調(diào)用子程序“O1133”3次。N10L2233；調(diào)用子程序“L2233”…N40NAM1133P3；重復(fù)調(diào)用子程序“NAM1133．SPF”3次。調(diào)用子程序后，程序執(zhí)行次序圖【任務(wù)實施】1．工藝分析（1）選擇刀具（2）確定車削零件工藝路線（3）切削用量選擇工序名定位工步序號及內(nèi)容刀具及刀號n（r/min）f(mm/r)ap/mm車削夾住毛坯外圓，車工件右端輪廓、槽1．粗車φ28及φ24外圓外圓車刀，刀號T016000.222．精車φ28及φ24外圓外圓車刀，刀號T018000.10.33．切3個4mm×1mm窄槽切槽刀，刀號T023500.0844．切3個6mm×2mm寬槽切槽刀，刀號T023500.0845．切斷切槽刀，刀號T023500.084調(diào)頭裝夾1．手動車端面，控制總長外圓車刀，刀號T016000.222．程序編制編寫槽加工程序時，因右端3個4mm×1mm槽及3個6mm×2mm槽結(jié)構(gòu)形狀相同，可采用增量方式分別編寫兩個子程序，然后在主程序中分別連續(xù)調(diào)用3次即可，調(diào)頭車端面控制總長不需編寫加工程序。參考程序（略）3．加工操作（1）加工準(zhǔn)備1）開機(jī)回參考點。2）裝夾工件。3）裝夾刀具。4）對刀操作，外圓車刀對刀方法同前面任務(wù)。切槽刀對刀刀位點選左側(cè)刀尖，對刀步驟如下。eq\o\ac(○,1)Z方向?qū)Φ?。MDI（MDA）方式下輸入程序M3S400，使主軸正轉(zhuǎn)；切換成手動方式，將切槽刀左側(cè)刀尖碰至工件端面，沿+X方向退出刀具，如圖。然后進(jìn)行面板操作。eq\o\ac(○,2)X方向?qū)Φ?。MDI（MDA）方式下輸入程序M3S400，使主軸正轉(zhuǎn)；切換成手動方式，用切槽刀主刀刃試切工件外圓面（長3～5mm），沿+Z方向退出刀具，如圖所示。停車，測量外圓直徑，然后進(jìn)行面板操作，面板操作步驟與外圓車刀X方向?qū)Φ断嗤胁鄣禯方向?qū)Φ肚胁鄣禭方向?qū)Φ?）輸入程序及校驗。（2）零件加工1）加工零件右端輪廓，2）調(diào)頭夾住φ28mm外圓，手動車左端面，控制總長?！緳z測評分】評價表（略）【任務(wù)反饋】任務(wù)反饋表（略）【任務(wù)拓展一】用切槽循環(huán)指令編寫并加工圖2-19所示零件并加工練習(xí)?！救蝿?wù)拓展二】加工如圖2-27所示零件。材料：45鋼，毛坯為φ45mm×55mm棒料?！救靠偨Y(jié)與成果分享【四】作業(yè)布置1．Ｖ（梯）形外槽如何進(jìn)刀？2．如何調(diào)用法那克及西門子系統(tǒng)子程序？舉生產(chǎn)、生活中含槽的零件軸的實例引入課題任務(wù)出示任務(wù)圖片并分析任務(wù)內(nèi)容，思考初步解決方案出示本次任務(wù)知識、技能目標(biāo)按圖表分析圓常見槽的類型及切槽刀的種類分析、講角切槽刀刀頭長度、寬度的確定方法分析、講解窄槽、寬槽的進(jìn)刀方式分析、講解車槽切削用量確定方法分析、講暫停指令、格式及使用分析、講解法那科系統(tǒng)切槽循環(huán)指令及參數(shù)選擇分析、講解西門子系統(tǒng)切槽循環(huán)指令及參數(shù)選擇舉例引導(dǎo)學(xué)分析理解切槽循環(huán)指令格式及參數(shù)選擇分析、講解子程序含義、子程序名及結(jié)束指令、格式及應(yīng)用舉例分析子程序名、子程序結(jié)束指令舉例分析、講解子程序調(diào)用方法及要求按步驟引導(dǎo)學(xué)生完成刀具選擇等工藝分析及編寫程序等任務(wù)（也可分步實施任務(wù)）按步驟引導(dǎo)學(xué)生完成零件加工前各項準(zhǔn)備工作及零件加工，組織進(jìn)行檢測評分，實施任務(wù)反饋分析并操作演示切槽刀的對刀方法和步驟布置任務(wù)拓展內(nèi)容并