数控铣床教案

萧山高级技工学校实习教案模块一数控铣床的基本操作训练项目一数控铣床基本操作授课时间第1周周二第1.2.3.4授课班级230810授课时数理论2授课形式讲练实践2授课章节名称项目1：数控铣床基本操作使用教具多媒体教学目的熟悉CNC铣床MDI面板和机床控制面板的操作；熟悉手动、MDI、编辑、手轮等基本操作；熟悉开机和关机步骤；教学重点MDI面板和机床控制面板的操作，开机和关机操作教学难点对开机回零操作的理解补充内容无课外作业补充教学后记课堂中讨论内容的安排，活跃了教学气氛，激发学生学习兴趣，增强了学生的思维分析能力。学生掌握程度良好，然须在后续教学中进一步加强巩固。萧山高级技工学校实习教案课堂教学安排教学过程主要教学内容及步骤1、复习及提问提问上一讲学习的主要内容。2、引入：3、新课内容：逐步完成本次教学内容的讲授。4、讨论：讨论机床精度的选择要点综合运用新授内容。5、总结总结本次授课主要内容。6、作业及辅导：布置下次提问的思考题，及课后练习题。对思考题、习题难点、要求进行辅导。引入：普通车床的操作。新课内容：4．1FANUC0i数控铣床操作面板1．CRT/MDI操作面板2．机床控制面板4．2FANUC0i数控系统操作及机床的基本操作1．操作注意事项2.开机步骤机床总电源开，机床电源指示灯亮。系统电源开，控制器指示灯亮。急停按钮松开，按下机床复位按钮，机床准备好灯亮。3．关机步骤按下急停按钮，此时机床准备好灯灭，系统电源关，控制器指示灯灭。机床总电源关，机床电源指示灯灭。一、讨论：关机时注意什么问题？总结：1、键的基本操作；2、开关机步骤；作业及辅导：1、CNC铣床坐标系的规定？2、消除CNC铣床坐标系与工件坐标系的差别的方法？3、坐标系零点偏置的方法？萧山高级技工学校实习教案项目二认识数控铣床的对刀及刀具补偿授课时间第1周周二第5.6节，第6周周三第1.2节授课班级230810授课时数理论2授课形式讲练实践2授课章节名称项目2：认识数控铣床的对刀及刀具补偿使用教具多媒体教学目的熟悉CNC铣床坐标系的规定；熟悉消除CNC铣床坐标系与工件坐标系的差别；熟练掌握数控铣床的对刀；教学重点CNC铣床坐标系的规定；数控铣床的对刀；教学难点铣床坐标系与工件坐标系的差别，数控铣床的对刀目的及方法补充内容无课外作业补充教学后记课堂中讨论内容的安排，活跃了教学气氛，激发学生学习兴趣，增强了学生的思维分析能力。学生掌握程度良好，然须在后续教学中进一步加强巩固。课堂教学安排教学过程主要教学内容及步骤1．复习及提问提问上一讲学习的主要内容。2．引入：3.新课内容：逐步完成本次教学内容的讲授。4.讨论：引入：数控车床对刀及补偿设置。新课内容：2.1CNC铣床坐标系1．立式铣床、加工中心的坐标轴名称2．卧式铣床、加工中心的坐标轴名称3.铣床零点、机床坐标系4．回参考点操作2．2设定工件坐标系2．3基于零点偏置的对刀方法萧山高级技工学校实习教案讨论机床对刀目的、步骤及方法，分析刀具补偿的要点。5.总结总结本次授课主要内容。6.作业及辅导：布置下次提问的思考题，及课后练习题。对思考题、习题难点、要求进行辅导。1．坐标系零点偏置2．以零件两侧面交点为工件坐标原点的偏置值测量3．零件中心为工件原点的偏置值测量4.对刀操作，具体步骤为：①装夹工件，装上刀具。②MDI程序显示状态下，输入指令“M03S200;”循环启动;然后打到手轮状态，再启动。③通过手摇脉冲发生器使刀具在工件前、后、左、右侧面及工件上表面作极微量的接触切削，分别记下刀具此时所处的机床坐标系X、Ｙ、Ｚ的坐标值。④进行必要的数值处理计算。⑤将工件坐标系原点在机床坐标系的坐标值录入到G54~G59存储地址的任一工件坐标系中即可。⑥对刀正确性验证。MDI方式下运行“G5_G90G00X0Y0Z100”5.刀具补偿（1）数控铣床刀具半径补偿的概念如果数控系统不具备刀具半径自动补偿功能，则只能按刀心轨迹编程。如图5-4-3所示的点划线为刀心轨迹，其坐标值计算相当复杂，尤其是当刀具磨损、重磨或换新刀而使刀具直径变化时，必须重新计算刀心轨迹，并修改程序，这样既复杂繁锁，又不易保证加工精度。当数控系统具备刀具半径补偿功能时，数控程序只需按工件轮廓编写，加工时数控系统会自动计算刀心轨迹，使刀具偏离工件轮廓一个半径值，即进行刀具半径补偿。（2）刀具半径补偿量的指定现代数控系统一般都设置有若干个可编程刀具半径偏置寄存器，并对其进行编号，专供刀具补偿之用，可将刀具补偿参数(刀具长度、刀具半径等)存入这些寄存器中。FANUC的刀具长度、半径补偿值寄存器如图5-4-4所示。在进行数控加工前，必须预先把各刀的半径补偿值填写到寄存器。D～是存放补偿值(刀具半径值)的存储器地址。刀具补偿值由操作者在操作面板上输入D～到指定的存储器中。刀具补偿值应设在D01开始的存储器中。D00通常表示补偿值为零。在编写数控程序半径补偿程序时，只需写出所需刀具半径补偿参数所对应的寄存器编号即可。如，D01调用存在半径补偿寄存器编号为1的地址内半径补偿值。实际加工时，数控系统将该编号对应的刀具半径偏置寄存器中存放的刀具半径取出，对刀具中心轨迹进行补偿计算，生成实际的刀具中心运动轨迹。萧山高级技工学校实习教案（3）G40、G41、G42指令格式刀具半径补偿指令的格式如下：G00/G01G41/G42X～Y～D～；G00/G01G40X～Y～；其中：G41为左偏置刀具半径补偿指令，G42为右偏置刀具半径补偿指令。G40取消刀具半径补偿。如图2-1所示，当沿着刀具前进方向看，刀具中心在零件轮廓左边时为左偏置，刀具中心在零件轮廓右边时为右偏置。（4）半径补偿的建立、执行和撤销在轮廓加工过程中，刀具半径补偿的执行过程一般分为刀具半径补偿的建立、刀具半径补偿的执行和刀具补偿撤销三步。如图2-2，用半径补偿功能编写轮廓加工程序。设φ24立铣刀编号为T01，半径补偿号为D01，存储器的D01中存放半径补偿值D01=12。编写轮廓加工程序O5402如下：O5402主程序号N1G54G90G40；建立工件坐标系，程序初始设定；S300M03；主轴旋转；N2G00X-42Y-42；快进到点S；N3Z-2.0；Z轴下刀到Z=-2；N4G41G01X0Y-24F200D1；在SP直线运动中建立半径补偿；图2-1刀具左半径补偿指令G41，右半径补偿指令G42a、G41建立半径补偿b、G40取消半径补偿2-2半径补偿建立和取消萧山高级技工学校实习教案N5G01Y40F100；直线插补至A；N6X110Y69.47；直线插补至B；N7Y20；直线插补至C；N8G02X90Y0R20；顺圆插补至D；N9G01X-24；直线插补至E；N10G0G40X-42Y-42；在ES点定位运动中取消半径补偿；N11Z100.0；快速抬刀至Z=100高度平面；N12M05；主轴停；N13M30；程序结束，复位；（5）刀具补偿实例分析①刀具半径补偿的建立在加工程序O5402中，建立半径补偿的程序段为N4。如图5-4-6a所示，刀具从起点S用一个快速S→P运动建立半径补偿，程序段的终点是P，但经半径补偿后到达的点是P1点，P1点相对要加工轮廓的延长线向左偏移了一个半径。②补偿加工在刀具补偿进行期间，刀具中心轨迹始终偏离程序轨迹一个刀具半径值的距离。在加工程序O5402中，在半径补偿状态下切削加工的程序段为N5、N6、N7、N8、N9。③刀具补偿撤销在加工程序O5402中，取消半径补偿的程序段为N10。如图5-4-6b所示，刀具从E点有用一个快速ES运动取消半径补偿，程序段的起点是E，但取消半径补偿前的实际刀具中心起点却是E1，经取消半径补偿程序段执行后，刀具中心实际从E1到达的终点是S点。（6）刀具半径补偿功能的应用刀具因磨损、重磨、换新而引起刀具直径改变后，不必修改程序，只需在刀具参数设置中输入变化后刀具直径。如图2-3a所示，1为未磨损刀具，2为磨损后刀具，两者直径不同，只需将刀具参数表中的刀具半径r1改为r2，即可适用同一程序。萧山高级技工学校实习教案用同一程序、同一尺寸的刀具，利用刀具半径补偿的变化，可进行粗、精加工。如图2-3b所示，刀具半径为r，精加工余量为△。粗加工时，输入刀具半径补偿值D=r+△，则加工出虚线轮廓。精加工时，用同一程序、同一刀具，但输入刀具半径补偿值D=r，则加工出实线轮廓。二、讨论：X、Y向对刀的实质？刀具补偿的目的、方法。总结：1、CNC铣床坐标系与工件坐标系的差别；2、试切法对刀的步骤。作业及辅导：1、CNC铣床坐标系的规定？2、为什么要对刀？3、对刀的方法及步骤？a、直径改变，程序不变b、直径不变，粗精加工图2-3刀具半径应用萧山高级技工学校实习教案模块二数控铣床单项铣削练习项目一学会平面铣削工艺及其编程授课时间第1周周三第3.4.5.6.周四1.2.授课班级230810授课时数理论2授课形式讲练实践4授课章节名称项目1：学会平面铣削工艺及其编程使用教具多媒体教学目的掌握平面铣削考虑的工艺方法；掌握单次面铣的编程路线设计；掌握多次平面铣削的刀具路线。教学重点平面铣削考虑的工艺方法；单次面铣的编程路线设计；子程序编程。教学难点平面铣刀的选择；切削的起点和终点及刀路；切削参数的选择，子程序编程的方法。补充内容无课外作业补充教学后记教案设计时注意了学习内容的逻辑性，学习内容层层深入，教学展开顺利，教学效果良好；课堂中讨论内容的安排，活跃了教学气氛，激发学生学习兴趣，增强了学生的思维分析能力。学生掌握程度良好，然须在后续教学中进一步加强巩固。课堂教学安排教学过程主要教学内容及步骤萧山高级技工学校实习教案复习及提问提问上一讲学习的主要内容。新课内容：逐步完成本次教学内容的讲授。讨论：讨论单次面铣工艺编程的要点综合运用新授内容。总结总结本次授课主要内容。作业及辅导：布置下次提问的思考题，及课后练习题。对思考题、习题难点、要求进行辅导。引入：平面铣削通常是把工件表面加工到某一高度并达到一定表面质量要求的加工，它相对复杂的轮廓周铣加工显得比较简单，一般大面积的平面铣削使用面铣刀，在小面积平面铣削也可使用立铣刀。面铣刀加工时，它的轴线垂直于工件的加工表面。新课内容：一、平面铣削需要考虑的几个问题1、面铣刀直径的选择工件上表面宽100㎜，面宽不太大，拟用直径比平面宽度大的面铣刀单次铣削平面，平面铣刀最理想的宽度应为材料宽度的1.3～1.6倍。当刀具中心偏离工件的中心时，刀具与工件的两边都有一定的重叠，如图2-4。选用标准φ80数控硬质合金可转位面铣刀，选择刀齿数为8。2、铣削中刀具相对于工件的位置选定直径后，便可考虑起点和终点位置了。出于安全考虑，刀具需要在工件外有足够的安全间隙处移至Z向加工深度，并确定刀具沿X轴(水平)从右到左方向切削。如上图，选择工件零点（X0，Y0）在工件对称线的右端。本例工件长度为150㎜，刀具半径为40㎜，选择安全间隙为20㎜，所以起点的X位置为X=75+40+20=135。当Y=30时，刀具中心偏离工件的中心，刀具超出工件边线20㎜，是刀具直径的25％左右。刀具直径的1／4到1／3超出工件两侧，可以得到适当的刀齿切入角，并基本保证顺铣方式（实际上顺铣中通常也混有一部分逆铣，这是平面铣削中的正常现象）。如上图，最终确定四个点(X135,Y30)、(X-135,Y30)(X-135,Y-30)、(X135,Y-30)。3、刀具的刀齿4、大平面铣削时的刀具路线单次平面铣削的一般规则同样也适用于多次铣削。由于平面铣刀直径的限制而不能一次切除较大平面区域内的所有材料，因此在同一深度需要多次走刀。铣削大面积工件平面时，分多次铣削的刀路有好几种，如图3-1，最为常见的方法为同一深度上的单向多次切削和双向多次切削。图3-1面铣的多次切削刀路萧山高级技工学校实习教案1．单向多次切削粗精加工的路线设计如图3-1a、b为单向多次切削粗精加工的路线设计。单向多次切削时，切削起点在工件的同一侧，另一侧为终点的位置，每完成一次工作进给的切削后，刀具从工件上方快速点定位