项目四 任务四　轮廓综合加工（教学设计）——《数控铣床编程与操作项目教程 第4版》同步教学（机工版）

《数控铣床编程与操作项目教程》教案 授课班级 班级人数 授课教师 课题序号 17 授课课型 授课课时 6课时 授课章节 名 称 项目四 轮廓加工 任务四 轮廓综合加工 教学目标 知识 目标 1.掌握轮廓综合加工工艺制定方法； 2.了解相同形状内、外轮廓的编程方法。 能力 目标 1.会进行轮廓综合加工； 2.会进行相同形状内、外轮廓的加工； 3.会处理薄壁零件加工工艺。 情感 目标 1.养成文明生产、安全生产习惯； 2.养成优良的劳动态度和职业素养； 3.培养团队合作精神。 教学重点 1.相同形状的内外轮廓的加工方法 2.轮廓尺寸控制方法 教学难点 相同形状的轮廓的加工 教学方法 讲授法、讨论法、演示法、自主学习法、探究法、训练法 教学资源 网络资源，教学视频，相关PPT，配套练习题、数控铣床及其工艺装备 板书设计 任务四 轮廓综合加工 一、编程知识 使用刀具半径补偿指令时，当机床中刀具半径参数值为正，刀具沿工件外轮廓运行；刀具半径参数值为负，刀具将沿工件内侧运行。 二、加工工艺分析 1.工、量、刃具选择 2.加工工艺方案 （1）加工工艺路线制定 （2）合理切削用量选择 3.参考程序编制 （1）工件坐标系建立 （2）基点坐标计算 （3）参考程序 [任务实施] 一、加工准备 二、对刀，建工件坐标系 三、程序输入与仿真测试 四、零件自动加工与精度控制 五、任务检测与评价 教 学 过 程 主 要 教 学 内 容 及 步 骤 教师活动 学生活动 教学目标 【一】导入新课题 我们日常的生产实践中常见的轮廓大多是由内外轮廓组成的在编制程序的时候该如何控制刀具半径补偿，并且如果轮廓中有相同形状的薄壁该如何处理？ 【二】新授 任务四 轮廓综合加工 [学习目标] 1.知识目标 ①掌握轮廓综合加工工艺制定方法； ②了解相同形状内、外轮廓的编程方法。 2.技能目标 ①会进行轮廓综合加工； ②会进行相同形状内、外轮廓的加工； ③会处理薄壁零件加工工艺。 [知识学习] 一、编程知识 使用刀具半径补偿指令时，当机床中刀具半径参数值为正，刀具沿工件外轮廓运行；刀具半径参数值为负，刀具将沿工件内侧运行。图4-31a）所示为机床中刀具半径参数值为正时刀具中心轨迹；图4-31b)所示为机床中刀具半径参数值为负值刀具中心轨迹，此时G41、G42指令互换；用此方法可加工凹、凸配合形状零件或相同形状的内、外轮廓（如薄壁件），且它们之间的间隙（厚度）可通过调节半径参数值大小来控制。 ( 图 4- 3 1 ) 二、加工工艺分析 1.工、量、刃具选择 （1）工具选择： （2）量具选择： （3）刃具选择：本课题有内轮廓还有外轮廓，刀具直径选择不仅考虑内轮廓最小圆弧轮廓半径，还需考虑两轮廓最小间距，内轮廓最小圆弧半径为R10；上、下凸台与中间轮廓最小间距为15，右侧半圆台与中间轮廓最小间距为15，故加工中间内轮廓可选用直径为Ø16铣刀；加工外轮廓及上、下凸台，右侧半圆台铣刀直径则不能大于Ø16，此处选Ø12铣刀。此处为减少刀具数量，统一用Ø12铣刀。 表4-28 综合轮廓加工工、量、刃具清单 工、量、刃具清单 图号 SKX4-4-1 种类 序号 名称 规格 精度 单位 数量 工具 1 平口钳 QH135 个 1 2 扳手 把 1 3 平行垫铁 副 1 4 塑胶榔头 个 1 量具 1 游标卡尺 0～150mm 0.02 把 1 2 深度游标卡尺 0～200mm 0.02 把 1 3 万能角度尺 0～3600 2′ 把 1 4 百分表及表座 0～10mm 0.01 个 1 5 粗糙度样板 N0～N1 12 副 1 刃具 1 键槽铣刀 Ø12 个 1 2 立铣刀 Ø12 个 1 2.加工工艺方案 （1）加工工艺路线制定 既有外轮廓又有内轮廓时一般应先加工内轮廓，中间内、外轮廓形状相同可用同一程序，通过设置机床刀具半径补偿值正、负数值来加工。 内轮廓无法沿轮廓切线延长线方向切入、切出，只能沿法向（或圆弧）切入、切出，此处沿法线方向切入、切出，刀具由O运行至1时建立刀具半径补偿，然后沿着下列次序运行： 1→2→3→4→5→6→7→8→9→10→11→12→13→1→O，在刀具由1运行至O点时取消刀具半径补偿。 外轮廓沿切线延长线方向切入、切出，路线： 14→15→1→2→3→4→5→6→7→8→9→10 →11→12→13→1→16→17，在切入前建立刀具半径补偿，切出后取消刀具半径补偿。 其它轮廓路线为：17→18→19→20→21；14→22→23→24→25；26→27。 （2）合理切削用量选择 表4-29 粗、精铣削用量 刀具 工作内容 F(mm/min) n(r/min) 高速钢键槽铣刀（T1） 垂直进给深度留0.3mm精加工余量 50 1000 粗铣内、外轮廓轮廓留0.3mm精加工余量 70 1000 高速钢立铣刀（T2） 垂直进给 50 1200 精铣内、外轮廓 60 1200 3.参考程序编制 （1）工件坐标系建立 （2）基点坐标计算 本课题圆弧过渡较多，基点坐标不易计算，采用CAD软件查找坐标方法。在CAD软件如AutoCAD或CAXA电子图板中画出工件轮廓图形，然后把鼠标放置在各基点上可通过软件屏幕下方显示出该点坐标或用软件查询工具查找出各点坐标 (具体查找时只需查找点1、2、3、4、5、6、7、17、18、19、20即可，其余点成Y轴对称)。 表4-30 基点坐标 基点 坐标(X,Y) 基点 坐标(X,Y) 1 （-32.5，0） 13 （-25，-7.5） 2 （-25，7.5） 18 （-40，25） 3 （-15.877，7.5） 19 （-20.207，25） 4 （1.443，17.5） 20 （-11.547，30） 5 （6.005，25.401） 21 （-5.774，40） 6 （18.995，17.901） 22 （-40，-25） 7 （14.434，10） 23 （-20.207，-25） 8 （14.434，-10） 24 （-11.547，-30） 9 （18.995，-17.901） 25 （-5.774，-40） 10 （6.005，-25.401） 26 （40，-10） 11 （1.443，-17.5） 27 （40，10） 12 （-15.877，-7.5） （3）参考程序 [任务实施] 一、加工准备 1.检查毛坯尺寸。 2.开机、回参考点。 3.程序输入 4.工件装夹 5.刀具装夹 二、对刀 三、仿真加工 四、自动加工及尺寸控制 粗加工时通过设置刀具半径补偿值留0.3mm精加工余量，深度方向精加工余量由程序控制。精加工时刀具半径补偿值应设置合理，深度方向长度补偿值（或长度磨损值）设置也应合理；精加工程序运行后，通过实测轮廓尺寸和深度尺寸进一步修调刀具半径补偿值和长度补偿值（或长度磨损值），然后重新运行精加工程序以控制尺寸精度。 五、检测与评分 [操作注意事项] 1. 精加工余量和精加工尺寸控制都是通过实际测量尺寸和调节刀具半径补偿值来控制，操作中注意及时调整刀具半径补偿值。 2.刀具直径选择应注意不能太大以避免破坏工件轮廓形状。 3.内、外轮廓剩余部分余量可通过MDI（MDA）编程切除或手动方式切除。 4.工件装夹在平口钳上应校平上表面，否则深度尺寸不易控制。 【三】总结与经验分享 【二】作业布置 1.刀具半径值由正改变成负值时，加工轮廓如何变化？G41、G42指令如何变化？ 2.内、外轮廓切入、切出时应考虑哪些因素？为什么？ 3.如何控制相同内、外轮廓壁厚？ 4. 做一做：针对图4-32所示零件，试编写程序并加工练习（加工部位表面粗糙度全都为Ra3.2）。 ( 图 4-32 ) 教师展示成品，让同学有一个先入为主的印象以及明确的学习目标 教师引导学生读懂零件图 出示本次课目标 分析、讲解刀具半径补偿值设置对零件轮廓影响 引导学生分析本次课用到的工、量、刃具 引导学生分析本次课题工艺 分析各轮廓加工路线 分析铣各轮廓用量 引导学生完成课题基点坐标查询方法及零件加工程序编写 提示安全注意事项，引导学生做好加工准备、对刀工作 分析轮廓尺寸精度控制方法，指导学生完成零件加工并评分 提醒安全生产、文明生产要求 引导学生总结与经验分享 观看成品，思考 理解、思考并记录零件图 理解学习目标 看图、听讲、思考、记录 分组思考讨论、得出结论 看图、思考、分析 听讲、思考并记录 听讲、分析、思考 讨论、分析、思考、操作并编程程序 做好加工准备工作，按前面课题方法对刀 完成零件加工 听讲并思考原因 学生自主总结并分享经验 提高学生学习兴趣 任务导向 明确本次课学习目标 掌握用刀具半径补偿值设置加工内、外轮廓方法 会选择工、量、刃具 了解复杂轮廓工艺制定方法 会选择铣削轮廓方式 会制选择铣削用量 会查询复杂轮廓基点坐标，会编写课题加工程序 熟悉加工准备工作及对刀操作 熟悉加工方法及轮廓尺寸控制方法 培养安全生产、文明生产习惯 培养学生综合职业能力 教后记 6 学科网（北京）股份有限公司 $$