2023年数控铣床精品讲义1.pdf

工程一第一节 一、教案头 课题：数控铣床的根本知识 授课 班级 上课 时间 2 课时 上课 地点 数控加工实训室 教学方法 与教具 教学方法：多媒体辅助、类比分析 教具：数控机床 教学 目标 知识目标 能力技能目标 1、了解数控铣床的结构分类。2、明白数控铣床能完成的工作 3、懂得数控铣床根本操作规程与与保养常识 1、能够认识数控铣床 2、能够知识数控铣床根本操作规程。3、能够知识数控铣床的保养常识。情感目标：培养学生观察能力和动手能力。重点 难点 重点：数控铣床的操作流程和平安保养常识 难点：数控铣床的结构、工作范围及分类 能力训练任务及案例 一、训练任务 任务 1：区分数控铣床的结构局部。任务 2：懂得数控铣床的作用。任务 3：学会正确操作数控铣床。任务 4：学会数控铣床的保养。参考资料 数控铣加工中心实训与考级 FANUC-oi？华中世纪星数控系统操作说明书 二、教学过程 步 骤 教 学 内 容 教学方法 教学手段 学生活动 时间分配 内容引入问题 通过观看数控机床的视频引入数控铣床。讲授 多媒体辅助 观看、3 准 备 问题 大家知道视频中加工零件的机床叫什吗？那么我告诉大家它就是加工中心，如果把加工中心的刀库换掉或者不用其自动换刀的功能的话他就是数控铣床。在视屏中我们看到了他强大的功能，大家现在是不是非常迫切的想了解它呢？告 知教学内容、目的 这一节我们学习数控铣床的根本知识。讲授 多媒体辅助 观看 3 工程引入任务工程 观看数控铣床的图片引入。讲授 多媒体辅助 观看 2 操 练 掌握初步或根本能力 1、数控铣床的组成 1数控机床按照其用途可以分为数控车床、数控铣床、数控磨床、讲授 类比 多媒体辅助 观看 思考 讨论 50 数控镗床、数控电火化机床、数控线切割机床等不同类型。常见的结构形式有立式、卧式、龙门式三种。2数控铣床的结构 数控铣床一般由数控系统、主传动系统、进给伺服系统、冷却润滑系统等几大局部组成：1 主轴箱 包括主轴箱体和主轴传动系统，用于装夹刀具并带动刀具旋转，主轴转速范围和输出扭矩对加工有直接的影响。2 进给伺服系统 由进给电机和进给执行机构组成，按照程序设定的进给速度实现刀具和工件之间的相对运动，包括直线进给运动和旋转运动。3 控制系统 数控铣床运动控制的中心，执行数控加工程序控制机床进行加工。4 辅助装置 如液压、气动、润滑、冷却系统和排屑、防护等装置。5 机床根底件 通常是指底座、立柱、横梁等，它是整个机床的根底和框架。2、数控铣床的分类 按主轴位置分可分为 立式数控铣床 图 1 卧式数控铣床 图 2 龙门数控铣床 图 3 按系统功能分可分为 经济型数控铣床 全功能数控铣床 高速数控铣床 3、数控铣床的主要加工对象 数控铣削不仅可以加工各种平面、沟槽、螺旋槽、成 型外表和孔，而且还能加工各种平面和空间等复杂型面，适合于加工各种模具、凸轮、板 类及箱体类的零件。4、数控铣床的平安操作规程 前面带着大家学习了数控铣床的功能，大家也许被它强大的功能震撼了，那么大家想不想去操作它呢。接下来我们就一起学习数控铣床平安操作规程。先让大家观看数控机床平安事故，以引起学生对平安操作数控机床的重视。1工作时，请穿好工作服、平安鞋，并戴上平安帽及防护镜，不允许戴手套操作数控机床，也不允许扎领带。2 开车前，应检查数控机床各部件机构是否完好、各按钮是否能自动复位。3 不要在数控机床周围放置障碍物，工作空间应足够大。4 一般不允许两人同时操作机床。但某项工作如需要两个人或多人共同完成时，应注意相互将动作协调一致。5 机床在正常运行时不允许翻开电气柜的门。6加工程序必须经过严格检查方可进行操作运行。7加工过程中，如出现异常危机情况可按下“急停按钮，以确保人身和设备的平安 8 禁止用手或其它任何方式接触正在旋转的主轴、工件或其它运动部位；(9)禁止加工过程中量活、变速，更不能用棉丝擦拭工件、也不能清扫机床；5、数控机床的根本保养常识(1)操作者在每班加工结束后，应清扫干净散落于工作台、导轨等处的切屑、油垢；在工作结束前，应将各伺服轴回归原点后停机(2)检查确认各润滑油箱的油量是否符合要求。各手动加油点、按规定加油；(3)注意观察机器导轨与丝杠外表有无润滑油，使之保持润滑良好；(4)工作中随时观察积屑情况，切削液系统工作是否正常，有积屑严重应停机清理(5)如果离开机器时间较长要关闭电源，以防非专业者操作.深 化加深对根本能力的体会 归 纳 知识和能力 梳理本节知识点 讲授 加工 5 训 练 稳固 拓展 检验 把数控机床平安操作规程和保养常识进行模拟训练 讲授 师范 分析 操作 5 总 结 我们在本次课中主要学习了数控铣床的分类、了解了其主要加工对象。重点要知道数控机床的平安操作规程和维护保养常识。讲授 多媒体 3 作 业 1、数控铣床的分类 2、常见的数控系统有哪些 3、数控铣床的平安操作与保养 反 思 工程一第二节 一、教案头 课题：FANUC-MD/华中世纪星系列数控铣床操作 授课 班级 上课 时间 2 课时 上课 地点 数控加工实训室 教学方法 与教具 教学方法：多媒体辅助、演示、理实一体 教具：发那科、华中数控铣床 教学 目标 知识目标 能力技能目标 1、熟悉 FANUC-MD/华中世纪星系列数控铣床操作面板。2、学会 FANUC-MD/华中世纪星系列数控铣床根本操作。1、能够掌握 FANUC-MD系列数控铣床操作面板常用键的作用。2、会进行开关机、机床回零、手摇等操作。情感目标：培养学生团队协作意识。重点 难点 重点：FANUC-MD/华中世纪星系列数控铣床面板的操作。难点：FANUC-MD/华中世纪星系列数控铣床的操作。能力训练任务及案例 一、训练任务 任务 1：FANUC-MD/华中世纪星系列数控铣床操作面板的熟悉。任务 2：机床开机、关机、回零操作。任务 3：机床手动与手摇操作。参考资料 数控铣加工中心实训与考级 FANUC-oi？华中世纪星数控系统操作说明书 二、教学过程 步 骤 教 学 内 容 教学方法 教学手段 学生活动 时间分配 内容引入问题 在理论学习中我们就知道，数控机床最重要的局部就是数控系统，相同的数控机床如果数控系统不同那么它们的操作方式也不同。讲授 多媒体辅助 观看、3 准 备 问题 我们如果要操作数控机床首先需要会操作什么？告 知教学内容、目的 这一节能容我们主要学习FANUC-MD/华中世纪星系列数控铣床操作面板。和机床的简单操作。讲授 多媒体辅助 观看 3 工程引入任务工程 观看不同数控系统的图片引入。讲授 多媒体辅助 观看 2 操 练 掌握初步或根本能力 一、FANUC-M0 系列数控铣床操作面板介绍 1.XK714 数控系统的操作面板讲授 示范 多媒体辅助 观看 思考 讨论 25 位于机床右侧的上方。组成：系统操作面板 机床操作面板 1.1 系统操作面板 组成：CRT显示屏 MDI键盘 1)CRT 显示屏 作用：显示铣床的各种参数和状态。左端的软体键：用于返回上一级操作界面。右端的软体键：为选择同级菜单中的其他菜单内容。中间 5 个软体键：其功能是对应显示器上各个操作菜单。2)MDI 键盘 组成：字母键 数字键 EOB 3)程序编辑健区 复位键 REST 按下这个键可以使CNC复位或者取消报警 切换键 SHIFT在该键盘上，有些键具有两个功能。按下 键可以在这两个功能之间进行切换。输入键 INPUT 当按下一个字母键或者数字键时，再按该键数据被输入到缓冲区，并且显示在屏幕上。取消键 CAN按下这个键删除最后一个进入输入缓冲区的字符或符号。例如输入缓冲区后显示为：N001X100Z_ 当按下 CAN键时，Z被取消并且显示如下：N001X100_ 替换键 ALTER 将光标放在被替操作 换数据位置上，键入新的数据此时按下 ALTER 键，以前数据将被替换 插入 INSERT：新的数据录入时，按下 INSERT键。将会将新数据插入到光标所在位置 删除 DELETE：按下 DELETE 键将会删除光标所指位置的数据 POS 按下 POS键将会显示机床位置。PROG 显示程序 1.2 机床操作面板键 1旋钮 进给倍率旋钮 主轴转速旋钮 快速进给倍率旋钮 模式选择旋钮 急停按钮 手轮 2主轴手动操作键区 主轴正转按键：主轴正向旋转。主轴反转按键：主轴反向旋转。主轴停止按键：停止主轴转动。3手动操作键区 X轴回零/正向移动 Y轴回零/正向移动 Z轴回零/正向移动 X轴负向移动 Y轴负向移动 Z轴负向移动 快速移动 4方式选择旋钮 不同旋钮指向不同，机床分别处在编辑模式、自动加工(CNC)模式、MDI录入模式、计算机直接加工 DNC 模式、手轮模式、JOG模式、回参考点模式 5开关机操作区 启动、关闭系统电源 6循环启动 选择好程序后，按此键执行加工程序 二、数控铣床的根本操作 一开关机操作 1.开机 检查关闭电气箱门。接通机床总电源。翻开 CNC电源开关(位于机床右侧)。将电源总开关顺时针方向旋转，由“OFF 打向“ON。按屏幕上方的启动键启动机床。释放急停开关 按下复位键 2.关机 机床处于非加工状态。运动部件处于停止状态。将进给倍率开关打到“0，将主轴转速倍率开关打到最低档。按下急停开关 按屏幕上方的停止键关闭机床。切断 CNC电源。切断机床总电源 二机床手动操作 1.机床的回零操作。将机床调到回零状态下 按下需要回零的相应轴键。例如回 Z 轴 按下 Z 到达回零点后，回零指示灯亮。其它轴回零方式与 Z 轴回零相同。注意：.回零时的顺序：先回 Z轴，再回 X、Y轴。.当三轴回零指示灯全部亮起后回到机床原点位置。2“JOG 方式移开工作台“方式选择旋钮指向“JOG；选择要移动的轴。例如 X轴按 X 下 X将正向移动，按下 X 将负向移动。其它轴的移动和移动 X轴相同。注意：“JOG 方式移开工作台时 注意移动距离，以免超程。如果超程 需要向超程轴的反向移动即可。3.手轮方式移开工作台。将机床调到手轮状态下，按下 手轮方式键，键上的指示灯亮。选择手轮运动轴键。例如 选 X轴 选择移动当量键 顺时针旋转手轮，移开工作台沿 X正向移动,反之反向移动。4.主轴的启动 将机床模式调整到 MDI。输入;M03 S400;按下循环启动按钮。此时主轴就按给定的 速度转动 5.主轴的正反转与停止 将机床模式调整到 MDI/点动/手轮按下主轴正传 按下主轴反转。按下 主轴停转 深 化加深对根本能力的体会 通过演示和让学生自己动手操作来加深对知识的理解和技能的提高 示范讲解 示范教学 理实一体 7 归 纳 知识和能力 通过这节内容的学习大家要熟练操作FANUC-0 系列数控铣床操作面板。同时也要能熟练的进行机床回零、手动方式下工作台的移动、主轴的转动停止、手轮方式下工作台的移动等操作。讲授 5 训 练 稳固 拓展 检验 1、根据讲述也演示自己操作FANUC-0 系列数控铣床操作面板，加深对个键作用的理解。2、机床回零操作。讲授 师范 理实一体 分析 操作 30 3、手轮方式移开工作台。4、手动方式移开工作台。5、MDI方式实现主轴的转动 6、主轴的停止、正反转。总 结 本节课我们主要讲解 FANUC-0/华中世纪星操作面板上常用键及它们的功能。同时也给大家讲解和演示了数控铣床的根本操作，使大家学会了机床回零、手动方式下工作台的移动、主轴的转动停止、手轮方式下工作台的移动。讲授 多媒体辅助 5 作 业 1、手动方式下如何实现机床的回零？2、CRT操作面板上主要有那些键其作用是什么？3、如何正确的开关机？反 思 工程一第三节 一、教案头 课题：工件坐标系的建立 授课 班级 上课 时间 2 课时 上课 地点 数控加工实训室 教学方法 与教具 教学方法：多媒体辅助、演示、理实一体 教具：发那科、华中数控铣床、铣刀、量具、塑料板 教学 目标 知识目标 能力技能目标 1、会认识机床坐标系。2、明白建立工件坐标系的目的。3、学会 FANUC-MD/华中世纪星系列数控铣床试切对刀法 1、熟悉机床坐标方向的判断。2、能够掌握 FANUC-MD/华中世纪星系铣床试切对刀操作 3、掌握对刀操作后刀具的校验方法。情感目标：培养学生团队协作意识。重点 难点 重点：FANUC-MD/华中世纪星系列数控铣床建立工作坐标系的目的。难点：FANUC-MD/华中世纪星系列数控铣床试切法对刀过程。能力训练任务及案例 一、训练任务 任务 1：机床坐标轴方向的判断。任务 2：G54试切法工件坐标系的建立。任务 3：对刀完成后刀具的校验。参考资料 数控铣加工中心实训与考级 FANUC-oi MD/中世纪星数控系统操作说明书 二、教学过程 步 骤 教 学 内 容 教学方法 教学手段 学生活动 时间分配 内容引入问题 在数控编程的时候我们都要进行程序的编写，在编写程序的时候大家也都在零件图上找过程序的编程坐标。那么这些编程坐标在机床上是如何找到的？讲授 多媒体辅助 观看、3 准 备 问题 如果我们已经知道编程零点，我们如何将这个零点设定到工件上？又如何让机床知道这个点就是编程零点呢？告 知教学内容、目的 这一节能容我们主要 FANUC-MD/华中世纪星系列数控铣床工件坐标系的建立对刀 讲授 多媒体辅助 观看 3 工程引入任务工程 观看零件图，由编程坐标引入。讲授 多媒体辅助 观看 2 操 练 一、认识机床坐标系 讲授 多媒体辅观看 25 掌握初步或根本能力 1.数控机床坐标系的作用 数控机床坐标系是为了确定工件在机床中的位置，机床运动部件特殊位置及运动范围，即描述机床运动，产生数据信息而建立的几何坐标系。通过机床坐标系的建立，可确定机床位置关系，获得所需的相关数据。2、数控机床坐标系确实定 标准的数控机床坐标系是一个右手笛卡尔直角坐标系，其根本坐标轴为 X、Y、Z直角坐标，相对于每个坐标轴的旋转运动坐标为 A、B、C。拇指为 x 轴，食指为 Y轴，中指为 z轴 3、X、Y、Z坐标轴与正方向确实定 1确定原那么 不管机床的具体结构，一律看作是工件相对静止，刀具运动。机床的直线坐标轴 X、Y、Z的判定顺序是：先 Z轴，再 X轴，最后按右手定那么判定 Y轴。增大工件与刀具之间距离的方向为坐标轴正方向 2确定方法 Z坐标轴 Z 坐标轴的运动由传递切削力的主轴决定，与主轴平行的标准坐标轴为 Z坐标轴，其正方向为增加刀具和工件之间距离的方向 X坐标轴 X坐标轴的运动是水平的，它平行于工件装夹面，是刀具或工件定位平面内的运动的主要坐标。假设 Z坐标轴是垂直的立式铣示范 助 思考 讨论 操作 床，当由主轴向立柱看时，X坐标轴的正方向指向右方；Y坐标 根据 X、Z坐标轴，按照右手直角笛卡儿坐标系确定。教师通过手轮操作讲解机床坐标系的正方向并让学生实践练习 4、机床原点 机床原点是指机床坐标系的原点，即 X=0,Y=0,Z=0 的点，对某一具体的机床来说，机床原点是固定的，是机床制造商设置在机床上的一个物理位置。教师利用机床回零操作，使学生感性认识机床原点 二、工件坐标系 1、工件坐标系定义 编程人员在编程时设定的坐标系，也称为编程坐标系。工件坐标系坐标轴确实定与机床坐标系坐标轴方向一致 2、工件坐标系原点 也称为工件原点或编程原点，由编程人员根据编程计算方便性、机床调整方便性、对刀方便性、在毛坯上位置确定的方便性等具体情况定义在工件上的几何基准点，一般为零件图上最重要的设计基准点 工件坐标系原点选择：与设计基准一致 尽量选在尺寸精度高，粗糙度低 的工件外表 最好在工件的对称中心上 要便于测量和检测 3、机床坐标系与工件坐标系的关系 机床坐标系和工件坐标系间能建立的位置关系。4、FANUC-Oi-MD 数控铣床工件坐标系的建立 1建立方法 用刀具试切法在 G54-G59中建立工件坐标系的对刀方法通过设定刀具相对于工件坐标系原点的值来确定工件坐标系原点。2建立步骤 首先将工件毛坯装夹在工作台上 对 Z轴 在 MDI模式下在 PROG 界面中输入；M03 S500；点击循环启动键。让主轴转起来。切换到手轮模式 调节手轮 Z轴负向，移近工件。当刀具与工件外表轻微接触时，也就对好 Z轴，记下 Z轴数据。点击 OFS/SET键，选择坐标系命令 将 Z轴机床坐标输入到G54工件坐标系 Z处。对 X轴 点击“位置键(POS)：进入坐标状态。先对 X轴一边，按相对坐标系，输入 X，使 X坐标闪烁。点击屏幕上的归零按键，将 X轴此时相对坐标变为 0。再到X轴另外一边，试切对刀。记住此时 X轴相对坐标值，算出 X/2的值。将主轴移动到 X/2 处，记住此时 X轴机械坐标值。按OFS/SET键选择工件坐标系命令。将光标放到在 G54坐标系 X轴上，将X轴的机械坐标输入到对应处。对 Y轴的方法与 X轴对法相同。5、FANUC-Oi-MD 数控铣床工件坐标系的校验 工件坐标系建立好以后需要校验机床坐标系与工件坐标系间的位置关系。因此需要将机床调整到 MDI模式，在 MDI界面下输入下面指令 G00 X0 Y0 Z5 输入完成后按循环启动按钮。看机床是否到达指定位置。深 化加深对根本能力的体会 通过演示和让学生自己动手操作来加深对知识的理解和技能的提高 示范讲解 示范教学 理实一体 7 归 纳 知识和能力 通过这节内容的学习大家要熟练掌握 FANUC-M0/华中世纪星系列数控铣床工件坐标系的建立，同时也要学会建立好工件坐标系后对刀位的校验。讲授 5 训 练 稳固 拓展 检验 1、通过回零操作加深学生对机床坐标系与机床原点的理解。2、工件坐标系建立的演示。3、工件坐标系校验的演示。4、学生自己动手建立工件坐标系。5、在 MDI方式下校验刀具位置 讲授 师范 理实一体 分析 操作 30 总 结 本节课我们主要讲解 FANUC-MD/华中世纪星系列数控铣床工件坐标系的建立与校验，同时也讲解了机床坐标系及机床坐标系与工件坐标系的关系。讲授 多媒体辅助 5 作 业 4、机床坐标系与工件坐标系有何关系 5、用图示法讲解试切法工件坐标系的建立过程 6、如何验刀？反 思 工程一第四节 一、教案头 课题：程序的结构与录入和编辑 授课 班级 上课 时间 2 课时 上课 地点 数控加工实训室 教学方法 与教具 教学方法：多媒体辅助、理实一体 教具：数控机床 教学 目标 知识目标 能力技能目标 1、懂得 FANUC-MD/华中世纪星系列数控铣床程序的结构与特点。2、会进行程序的录入编辑。3、能够对程序进行校验。1、能够掌握 FANUC/华中数控系统程序的结构。2、能够熟练进行程序的录入与编辑 3、会对程序进行校验。情感目标：加强学生观察能力和动手能力。重点 难点 重点：FANUC-MD/华中世纪星系列数控铣床程序的结构。难点：程序的录入编辑与校验。能力训练任务及案例 一、训练任务 任务 1：懂得 FANUC 数控系统程序的构成。任务 2：进行程序的录入、修改、编辑。任务 3：对程序进行校验。参考资料 数控铣加工中心实训与考级 FANUC-oi/华中世纪星数控系统操作说明书 二、教学过程 步 骤 教 学 内 容 教学方法 教学手段 学生活动 时间分配 内容引入问题 前面我们已经学会了工件坐标系的建立。而我们建立工件坐标系的目的就是建立编程零点。当我们编好程序，建立好工件坐标系后是不是就要把程序录入到系统里呢 讲授 多媒体辅助 观看、3 准 备 问题 我们如何将编好的程序输入到系统中呢？录入好的程序怎样判断其正误呢？告 知教学内容、目的 这一节能容我们主要学习FANUC-MD系列数控铣床程序的录入、编辑与校验 讲授 多媒体辅助 观看 3 工程引入任务工程 问题引入。讲授 多媒体辅助 观看 2 操 练 掌握初步或根本能力 一、FANUC 数控系统程序的构成 一个完整的程序由程序号、程序内容和程序结束三局部组成。讲授 示范操作 多媒体辅助 理实一体 观看 思考 讨论 25 1、程序号 一般采用英文字母 O作为程序编号地址码。2、程序内容 由许多程序段组成，每个程序段由一个或多个指令构成，它表示数控机床要完成的全部动作。3、程序结束 编程中是以程序结束指令M02或M30来结束整个程序 注意：1、FANUC 系统数控程序每行结束需要用分号隔开按 Eob 键 2、程序以%结尾 在 M30;之后需要有%二、FANUC 数控系统程序的录入与编辑 1、程序的录入新建 第一步“方式选择选择EDIT方式。第二步 按下“PROG 键。第三步 按下地址键“O，输入程序号。第四步 按下“INSERT 键。第五步 输入程序，每个程序段尾按“EOB 键，程序段自动录入。二、程序的编辑 1 程序的选择 第一步 将机床选择为编辑状态 第二步 在程序编辑键区内按下 PROG 键。第三步 在上图中选择“列表命令 第四步 输入需要查找的程序名 第五步 按下界面中的“O检索此时就找到了我们需要查找的程序 2程序的修改 我们在把程序输入完成或在输入的过程中如果出现错误，那么我们需要对错误的局部进行修改。修改的操作 步骤如下 第一步 需要在编辑状态下 第二步 如果要修改程序，将Y100改成Y10。将光标移到Y100上，然后输入Y10，再点击“修改键(ALTER)第三步如果要修改程序，将X10删除。将光标移到X1上，再点击“删除(DELETE)。如果要删除正在编辑的存行中X10:那么将光标移动到X10后，点击删除键CAN 三、FANUC 数控系统程序的校验 程序校验的时候由于机床由于不能锁住，因此需要修改程序中Z轴的高度，或者修改坐标系中Z轴的参数，以免加工的时候伤到工件。程序校验的时候可以适当提高进给速度。第一步找到需要校验的程序，并且光标放在程序头 第二步将机床选择为自动状态 第三步按CSTM/GR 键翻开(图形)主菜单中图形界面 第四步按下循环启动按钮。此时就能在上图界面中显示被加工程序的图形 深 化加深对根本能力的体会 通过演示和让学生自己动手操作来加深对知识的理解和技能的提高 7 归 纳 知识和能力 通过这节内容的学习大家要熟悉 FANUC-M0 系列数控铣床程序的特点，程序的输入，编辑与校验。讲授 理实一体 5 训 练 稳固 拓展 检验 1、程序的录入 2、程序的编辑。3、程序的校验。讲授 师范 分析 操作 30 总 结 本节课我们主要讲解 FANUC-M0系列数控铣床程序的特点，程序录入的步骤，程序编辑与校验的方法。讲授 多媒体 5 作 业 4、程序录入的步骤 5、程序修改常用的按键有那些及各自的作用 6、如何进行程序的校验 反 思 工程二第一节 一、教案头 课题：平面铣削的夹具、刀具与铣削用量 授课 班级 上课 时间 2 课时 上课 地点 数控加工实训室 教学方法 与教具 教学方法：多媒体辅助、演示、理实一体 教具：铣刀等 教学 目标 知识目标 能力技能目标 1、了解铣削平面时所用刀具的种类 2、知道平面铣削时夹具的种类 3、知道铣削用量的构成与选用原那么 1、会在加工不同平面时选择适宜的刀具 2、会在加工不同平面时选择适宜的夹具 3、会查表运用公式计算铣削用量 情感目标：注重学生动手能力的培养。重点 难点 重点：平面铣削的刀具与夹具。难点：切削用量的构成和选用原那么。能力训练任务及案例 一、训练任务 任务 1：加工圆形工件外表时选择那种夹具。任务 2：加工规那么平面时选择那种夹具。任务 3：铣削用量的计算 二、案例：对选择铣削用量进行举例说明 参考资料 数控铣加工中心实训与考级 切削用量手册 二、教学过程 步 骤 教 学 内 容 教学方法 教学手段 学生活动 时间分配 内容引入问题 通过观看平面零件，及平面加工的视频引入平面加工，提出本课题的任务 讲授 多媒体辅助 观看、3 准 备 问题 在 PPT中我们展示了很多平面零件的图片，大家想知道它数控铣床的加工方法吗？那我就带着大家在这个工程中学会简单平面的加工。告 知教学内容、目的 这一节我们主要学习平面加工所用刀的刀具、夹具。铣削用量的选择和计算 讲授 多媒体辅助 观看 3 工程引入任务工程 知道平面铣削所用的刀具、夹具及铣削用量的选择 讲授 多媒体辅助 观看 2 操 练 掌握初步或1、平面铣削时常用的刀具 1面铣刀面铣刀的圆周外讲授 示范 多媒体辅助 观看 思考 30 根本能力 表和端面上都有切削刃，端部切削刃为主切削刃，主要用来铣削大平面，以提高加工效率。2刀片镶嵌式盘铣刀 3立铣刀立铣刀的圆周外表和端面上都有切削刃，圆周切削刃为主切削刃，主要用来铣削台阶面 4周铣刀 2、平面铣削时铣刀的一般选择原那么 1根据加工外表的大小选择 2根据加工外表粗糙度要求选择 3、平面铣削的夹具 由于铣削加工切削力较大，又是多刃断续切削，加工时容易产生振动，因此要求铣床夹具必须具有良好的抗振性能与自锁性能。（1）精密虎钳（2）通用夹具平口钳、三爪卡片等（3）专用夹具加工一些特殊外表并且批量生产时选择 4、平面铣削夹具的一般选用原那么 1根据生产数量 2根据工件特征选择。5、铣削用量 1铣削运动主运动为铣刀的转动、进给运动为工件相对刀具的运动。已加工外表、待加工外表、深度外表 2铣削用量的参数 吃刀量 a。1.1 背吃刀量 ap。也叫切削深度，是指垂直于进给速度方向的切削层最大尺寸。一般指工件上已加工外表和待加工外表间的垂直距离。1.2 侧吃刀量 ae。在平行于工作平面并垂直于切削刃基点的进给运动方向上测量的吃刀量 主轴转速 S 1000Vc/d 式中：vc切削速度m/min；d 铣刀直径mm ；进给量 f。讨论 计算 3.1 每齿进给量 fz mm/z 3.2 每转进给量 f mm/r 3.23 每分钟进给量 vf mm/min 式中：z 铣刀齿数；n 铣刀每分钟转速r/min 。3、切削用量的选择原那么与考前须知 保证刀具有合理的使用寿命，有高的生产率和低的本钱。保证加工外表的精度和外表粗糙度到达图样要求。最大限度地发挥工艺系统刀具、工件、夹具、机床的潜力，但不能超过铣床允许的动力和扭矩以及工艺系统允许的刚度和强度。考前须知 精加工时选择高的切削速度，粗加工时取精加工的 0.7 倍。考虑到机床的刚性一般都要给切削速度乘以修正系数 0.4 精加工的每齿进给量取粗加工的0.8 倍 4、选择铣削用量的顺序 根据零件加工余量和粗、精加工要求，选择背吃刀量 ap。根据加工工艺系统所允许的切削力，其中包括机床进给系统、工件刚度以及精加工时外表粗糙度要求，确定进给量 f。根据刀具寿命，确定切削速度 vc。5、每齿进给量，切削速度、进给层深度选择在 PPT中展示 例 2.1 用一把直径为 40mm，齿数为4 的锥柄立铣刀铣削 45#钢。每齿进给量fz 为 0.05mm/z，铣削速度vc采用 30m/min，求铣床的转速和进给量。深 化加深对根本能力的体会 1、有一100 圆形棒料，长度为150mm.现在要求加工其上下外表，保证总长为 130mm.外表粗糙度为 Ra 6.3 请选择适宜的刀具与夹具对其加工。讲解 理实一体 操作 10 fzvfnf zn2、用直径为 16 的 3 齿硬质合金立铣刀，铣削工件外表，请计算在粗精加工时的切削用量 归 纳 知识和能力 通过本节知识的学习我们要学会平面切削时的刀具、夹具、切削用量的选择。为平面加工做好铺垫 讲授 5 训 练 稳固 拓展 检验 完成 ppt 中练习与思考题 讲授 师范 理实一体 分析 操作 20 总 结 我们要学会平面切削时的刀具、夹具、切削用量的选择，以及选择的时候需要注意的事项 讲授 多媒体辅助 5 作 业 7、平面铣削有那些刀具、夹具、量具 2、用直径为 16 的 4 齿硬质合金立铣刀，铣削工件外表，请计算在粗精加工时的切削用量 反 思 工程二第三节 一、教案头 课题：平面铣削前的准备工作实例引导 授课 班级 上课 时间 2 课时 上课 地点 数控加工实训室 教学方法 与教具 教学方法：多媒体辅助、演示、引导 教具：发那科、华中数控铣床、铣刀、量具、塑料板 教学 目标 知识目标 能力技能目标 1、稳固平面铣削刀具、夹具的选择方法与原那么 2、会在操作工程中根据实际情况选择适宜的切削用量 3、能根据操作任务结合实际情况选择适宜的加工方式。4、能按照加工要求编写正确完整的平面铣削数控加工程序。1、会根据实际情况选择适宜的刀具、夹具。2、会在实际操作中查表计算出切削用量。3、会根据技术要求选择适宜的加工方式。4、能熟练准备的编写平面加工程序。5、学会根据技术要求选择适宜的工量具。情感目标：锻炼学生独立的操作能力 重点 难点 重点：平面铣削工艺的制定。难点：平面铣削程序的编写。能力训练任务及案例 一、训练任务 任务 1：根据图纸选择刀具、夹具、切削用量。任务 2：根据图纸和技术要求结合实际情况选择适宜的加工方式。任务 3：根据图纸要求编写完整的平面加工程序。参考资料 数控铣加工中心实训与考级 FANUC-oi MD/中世纪星数控系统操作说明书、切削用量手册 二、教学过程 步 骤 教 学 内 容 教学方法 教学手段 学生活动 时间分配 内容引入问题 在前几次课中我们已经学习了平面加工的所用到的刀具、夹具和切削用量选择的方法。并且知道了加工平面时的加工方法、进刀方法及检测方法还有平面加工常用编程指令。那么这次课我们就通过一个操作任务来把讲授 多媒体辅助 观看、5 大家前几次课学习的知识应用到实际操作中。准 备 问题 我们要完成一个平面的加工需要准备那些工作呢？告 知教学内容、目的 这一节我们主要完成加工平面前的准备工作 讲授 多媒体辅助 观看 3 工程引入任务工程 通过布置操作任务引入 讲授 多媒体辅助 观看 3 操 练 掌握初步或根本能力 1、布置操作任务 图示零件材料为 45 钢，毛坯尺寸长宽高为 60mm 50mm 30mm。零 件 上 外 表 外 表 粗 糙 度 要 求 为Ra3.2。为了学会平面铣削的工艺知识，提高程序编制能力要求选择16高速钢三刃立铣刀对其上外表进行数控加工，外表粗糙度降至 Ra6.2 加工 深 度 为 1.5mm 上 下 偏 差 为0.06mm)2、任务准备需要的步骤 1零件图分析 如下图零件，其材料为 45 钢，各外表规那么且各外表根本平整。需要做上外表的平面加工，加工外表有一定的精度和外表粗糙度要求。考虑到实际工程操作过程中的目的，有些要求做了改变。2刀具与切削用量的选择 该零件需加工平面为 60mm 50mm，加工平面较小，题目中已近要求加工时选用16 高速钢三刃立铣刀因此省略刀具选择步骤 45 号钢属于中碳钢因此查铣削速度表，16 高速钢立铣刀加工 45钢 铣 削 速 度 取35m/min。按 照S=1000Vc/d计算后得S=697r/min。考虑到机床的刚性我们都要给铣削速度乘以修正系数 0.4.最后计算出的主轴转速为 280r/min 查表每齿进给量表，16 高速钢立铣刀每齿进给量为 0.1mm/z，按照F f Sz mm/min 计 算 后 得F=84mm/min。由于切削深度为 1.5mm,并且对加工外表的质量要求不高所以可以选择一次下刀完成加工。及切削层深讲授 引导 多媒体辅助 示范 启发式 观看 思考 讨论 操作 25 度为 1.5mm 3装夹方式确实定 由于零件各面比拟平整，因此用平口钳装夹即可满足要求，装夹时使工件上外表露出钳口高度为 8mm.垫铁选择适宜保证装夹时工件平整无倾斜，并且加紧力适宜无松动。4检测工具的准备 刀口尺 外表粗糙度样板 0.02mm游标卡尺 5加工机床的选择 根据加工图纸可知此平面的加工选择三轴立式数控铣床即可满足要求。因此选择 XK-714型 FANUC0i系列数控铣床 6加工路线与方式确实定 选该零件中心为 XY编程原点，Z轴零点设置在零件上外表。由于该零件上外表加工后外表粗糙度值不是很高，因此确定该零件的下刀点在工件右上角，平行于 X轴往复切削(双向屡次铣削)的精加工方式一次性完成。进刀点选择在工件切入点的延长线上，每次让刀距离为14mm，加工路线如下图。7加工程序的编写 在 ppt 中展示 1检验平面度 刀口尺光隙发进行检查 2外表粗糙度 外表粗糙度样板进行比拟 深 化加深对根本能力的体会 按照操作步骤学生在老师的引导页启发下分析任务，从而加深学生对技能的稳固。引导 启发式教学法 思考 分析 30 归 纳 知识和能力 本节课通过具体的任务把前几节课学到的内容应用到实际工程操作中 讲授 5 训 练 稳固 拓展 检验 按照步骤完成平面加工的各项准备工作 讲授 分析 操作 总 结 本次课中我们把前面学习的内容引用到实际工程操作中，在操作中讲授 多媒体辅助 5 加深对技能的理解掌握。作 业 简述平面加工的大致步骤及各步骤中需要注意的事项。反 思 工程二第四节 一、教案头 课题：平面铣削操作 授课 班级 上课 时间 4 课时 上课 地点 数控加工实训室 教学方法 与教具 教学方法：多媒体辅助、演示、理实一体 教具：发那科、华中数控铣床、铣刀、量具、塑料板 教学 目标 知识目标 能力技能目标 1、知道平面加工时的机床操作步骤。2、能够成功的完成平面加工任务 1、能够熟练的操作数控机床。2、能够在工程操作过程中解决一些简单问题。3、稳固程序的校验。4、能够把机床维护知识用到实际操作中。情感目标：让合作学习成为一种习惯。重点 难点 重点：平面铣削加工方案的制定。难点：平面铣削的过程。能力训练任务及案例 一、训练任务 任务 1：刀具、夹具的选择与工件的装夹。任务 2：加工工艺的制定与工件坐标系的建立 任务 3：程序的手动输入与校验。任务 4：平面的加工与检测。参考资料 数控铣加工中心实训与考级 FANUC-oi MD/中世纪星数控系统操作说明书 二、教学过程 步 骤 教 学 内 容 教学方法 教学手段 学生活动 时间分配 内容引入问题 在上次课中我们通过实例共同学习了平面加工的整个过程，在理论上对平面加工的流程已经有了掌握。那么这次课我们将学以致用完本钱工程中最重要的一个工作平面的数控加工。讲授 多媒体辅助 观看、5 准 备 问题 我们要完成一个平面需要那些操作步骤呢？告 知教学内容、目的 这一节我们主要完成加工平面加工与评价。讲授 多媒体辅助 观看 3 工程引入任务工程 通过布置操作任务引入 讲授 多媒体辅助 观看 2 操 练 掌握初步或根本能力 1、分发毛坯 2、分发评价表 让学生知道评价工程，能够按照评价工程的要求完成工件加工 3、提出完成操作任务需要的步骤 1刀具、工件的装夹 刀具装夹时的考前须知：刀具装夹时需要留适宜的悬伸长度，以防止刀具在加工过程中变形 卸刀时必须要有足够的卸刀空间，刀柄不能与工作台上的工件、夹具发生干预。工件装夹时的考前须知 工件尽量夹在钳口的中部 工件被加工局部一定要伸出钳口，以免刀具与钳口发生干预。2工件坐标系的建立 选择毛坯中心为 X、Y 的坐标零点，工件上外表为 Z轴零点 用试切法对刀，把值输入刀G54对用工程中。工件坐标系建立好以后在 MDI方式下输入。G00 X0 Y0 Z5 校验对刀是否正确 3程序的输入、校验 程序的输入步骤 EDIT PROG 输入程序名 输入程序段 程序输入过程中的考前须知 不能错输、漏输。注意大小写的切换以及O与零的混淆。4平面加工 加工过程中简单的步骤 在编辑状态下将光标放到程序头，接下来在自动模式下选择循环启动 走刀结束后用卡尺和刀口尺按照技术要求对加工外表进行检测，如果符合要求就停止加工，卸下工示范 引导 多媒体辅助 理实一体 工程教学 观看 思考 讨论 操作 100 件。反之要根据测量后反映的问题修改加工程序中的数据进行 2 次加工。加工完成后需要卸下刀柄、刀具，对切屑进行清扫、对机床进行清扫、维护保养。5过程评价 5、过程评价 按照评价标准进行评价 在评价过程中对本工程的知识进行总结归纳 评价过程 个人评价 小组评价 教师评价 最后进行工程总结加工过程中的问题进行总结、工程内容进行全面总结 深 化加深对根本能力的体会 学生总结加工经验，写实训报告 20 归 纳 知识和能力 加工过程中的问题进行总结、工程内容进行全面总结、评价。讲授 30 训 练 稳固 拓展 检验 在本课题中先引导学生分析在平面加工中需要那几个操作步骤，然后指引学生按照步骤操作