教育学作业编写一个课时的教案(共20页).doc
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1、精选优质文档-倾情为你奉上第三章 数控加工程序的编制教学形式理论教学方法手段多媒体课件、数控仿真软件计划学时24教学目的1了解数控车床的编程特点;2掌握常用数控车床G指令的编程方法;3掌握螺纹车削加工指令G92和G76的编程方法;4了解车削固定循环指令G70、G71、G72和G73的编程方法;5了解数控铣床和加工中心的编程特点;6掌握数控铣削固定循环常用指令G80G89的编程方法;7. 掌握加工中心的程序编制方法。教学重点难点重点:1. 常用数控车床G指令的编程方法;2. 螺纹车削加工指令G92的编程方法;3. 铣削固定循环指令G80G89的编程方法;4. 加工中心的程序编制方法。难点:1.
2、车削加工圆弧插补中,顺逆圆弧方向的判别;2. 车削固定循环指令G70、G71、G72和G73刀具路径的理解;3. 铣削固定循环指令G80G89刀具路径的理解。教学内容3.1 数控车床的程序编制(一)数控车床的编程特点编程时,当采用绝对值编程,X以直径值表示;当采用增量值编程,X以径向实际位移量的二倍值表示。X向的脉冲当量取Z向的一半(以提高工件的径向尺寸精度)。数控装置常具备不同形式的固定循环功能,以适应加工棒料或锻料的毛坯。多数数控车床用X、Z表示绝对坐标指令,用U、W表示增量坐标指令。而不用G90、G91指令。第三坐标指令I、K在不同的程序段中作用也不同。在圆弧切削时,I、K表示圆心相对圆
3、弧起点的增量值;在有自动循环指令的程序中,I、K表示每次循环的进刀量。(二)常用G指令说明1. G90/G91:绝对坐标增量坐标编程。(与第二章介绍相同)2. G00、G01、G02/G03:快速定位、直线插补、顺圆弧逆圆弧插补。(使用方法与第二章同)其中注意:使用G02/G03指令时,顺逆圆弧的判别方向:见图3-1所示。图3-1 数控车床坐标系3. G04:暂停格式:G04 说明:(1)常用于车槽、镗平面、锪孔等场合,以提高表面加工质量。(2)X后面可用小数表示,单位为秒;P后面不允许用小数表示,单位为毫秒。如:G04 X5 表示暂停5秒;G04 P1000 表示暂停1秒。4. 恒线速切削G
4、96、恒转数切削G97和主轴最高速度限定G50:(用于设定主轴转速的指令)G96:保证刀具与工件表面的切削速度恒定,常用于工件的精加工和半精加工。G97:常用于工件的粗加工或工件直径变化不大的工件加工。G50:除了有坐标系设定功能外,还有主轴每分钟的最高转数设定功能。编程时如下:G96 S180 (恒速切削,线速度v=180mm/min)G97 S800(恒转数切削,n=800r/min)G50 S2000(主轴转速最高为n=2000r/min)注意:(1)在螺纹加工中不便用恒定线速度控制功能;(2)用恒线速度控制加工端面、锥面和圆弧面时,由于X坐标值不断变化,当刀具逐渐接近工件的旋转中心时,
5、主轴转速会越来越高,工件有从卡盘飞出的危险,所以为防止事故的发生,有时必须限定主轴的最高转速。5. 恒进给速度G94与恒进给量切削G95G94:规定刀具沿工件轴线的进给速度;G95:规定刀具沿工件轴线的进给量,以便加工螺纹。编程时如下:G94 F100; (100mm/min)G95 F0.3; (0.3mm/r)6. 设定工件坐标系及工件零点(1)通过设置工件零点相对机床坐标系的坐标值,设定工件坐标系。G54G59(2)通过设置刀具起点相对工件坐标系的坐标值,来设定工件坐标系对于FANUC系统车床工件零点的设定:格式:G50 XZ 如图32所示,分别设O1、O2、O3为工件零点。图32 工件
6、零点设定实例设O1为工件零点,程序段:G50X70.Z70.设O2为工件零点:G50X70.Z60.设O3为工件零点:G50X70.Z20.7. 单一循环功能对于不同的系统,完成内外径切削循环的G代码不同:如G77(ISO代码)、G80(华中I 型)、G90(FUNAC 系统)(1)内、外径切削循环指令:G901)圆柱面的内、外径切削循环:如图3-3所示。格式:G90X(U)_Z(W)_F_;说明: X、Z:绝对值编程时,为切削终点C在工件坐标系下的坐标;U、W:增量值编程时,为切削终点C相对于循环起点A的有向距离 执行该指令时,刀具按ABCD路径走刀,图中F表示工进速度;R表示空行程速度。
7、图33 圆柱面车削循环 图3-4 外圆锥面切削循环 2)带锥度的内、外径切削循环:如图3-4所示。格式:G90X(U)_Z(W)_R_F_;说明: X(U)、Z(W):同上述一样;刀具按ABCD路径走刀; R:表示切削始点B与切削终点C的半径差,即R始R终,为正值时,R取正;为负值时,R取负。(2)端面切削循环指令:G941)端面切削循环:如图3-5所示。 图3-5 端面切削循环 图3-6 带锥度端面切削循环格式:G94X(U)-Z(W)-F-;说明: X、Z:绝对值编程时,为切削终点C在工件坐标系下的坐标;U、W:增量值编程时,为切削终点C相对于循环起点A的距离。 执行该指令时,刀具按ABC
8、D路径走刀,图中F表示工进速度;R表示空行程速度。2)带锥度端面切削循环:如图3-6所示。格式: G94X(U)-Z(W)-R-F-;说明: X、Z:同上述一致;刀具按ABCD路径走刀; R:为切削始点B相对与切削终点C在Z轴的移动距离。10螺纹加工指令(1)螺纹加工基础知识1)螺纹尺寸的计算螺纹实际牙型高度的计算公式:hH2(H/8)0.8660.75P0.6495P式中:H螺纹原始三角形高度,H0.866P(mm);P螺距(mm)。如图37所示。图37 普通牙型高度2)编制螺纹加工程序应注意的几个问题:A、螺纹加工切入距离L1与切出距离L2的确定:主要用于避免在步进电机或伺服电机的升降速过
9、程中切削,所以加工螺纹时应留有一定的切入与切出距离。一般取:L1(35)F L2(12)F。如图38所示。 图38 升、降速段 图39 无退刀槽的收尾方式当螺纹收尾处没有退刀槽时,可按45退刀收尾,如图39所示。B、螺纹加工走刀次数与切削余量的确定(参考表3-1) 当螺纹牙型较深时,其切削量较大,一般要求分数次进给。 每次粗切余量是按递减规律自动分配。表3-1 为常用螺纹切削的进给次数与吃刀量米 制 螺 纹螺 距11.522.533.54牙深(半径量)0.6490.9741.2991.6241.9492.2732.598切 削 次 数 直及 径吃 量刀 量 1次0.70.80.91.01.21
10、.51.52次0.40.60.60.70.70.70.83次0.20.40.60.60.60.60.64次0.160.40.40.40.60.65次0.10.40.40.40.46次0.150.40.40.47次0.20.20.48次0.150.39次0.2英 制 螺 纹牙/in2418161412108牙深(半径量)0.6780.9041.0161.1621.3551.6262.033切 削 次 数 直及 径吃 量刀 量1次0.80.80.80.810.91.01.22次0.40.60.60.60.60.70.73次0.160.30.50.50.60.60.64次0.110.140.30.4
11、0.40.55次0.130.210.40.56次0.160.47次0.17注: 从螺纹粗加工到精加工,主轴的转速必须保持一常数 在没有停止主轴的情况下停止螺纹的切削将非常危险 在螺纹加工中不便用恒定线速度控制功能(2)螺纹切削单一循环指令:G92。执行该指令可切削圆柱螺纹和锥螺纹。1)直螺纹切削循环:如图3-10所示。图3-10 直螺纹加工指令G92示意图格式:G92 X(U)_Z(W)_F_说明:X、Z:绝对值编程时,为螺纹终点C的坐标值;U、W:增量值编程时,为螺纹终点C相对于循环起点A的有向距离。F:为螺纹导程。执行该指令时,刀具走刀路径为ABCDA。2)锥螺纹切削循环:如图3-11所示
12、。格式:G92 X(U)_Z(W)_R_F_说明:X、Z、F同上述一致;R: 为螺纹始点与锥螺纹终点的半径差, 即R始R终。执行该指令时,刀具走刀路径为ABCDA。 图3-11 锥螺纹加工指令G92示意图 图3-12直螺纹切削循环图例例3.1 试编写如图3-12所示零件的加工程序。设毛坯34,长为180mm。参考程序清单:O0315;T0101;(粗车外圆车刀)M03S500;G00X60.Z130.;Z100.;G01X-1.5F0.5;(车端面)G00X36.Z104.;G71U2.5R1.5;G71P110Q160U0.5W0.2F1.;N110G00X19.8;G01X29.8Z99.
13、F0.5;(倒角)Z54.;(外圆)X32.;Z0;N160X36.;G00X60.Z130.;M01;T0202;(精车外圆)M03S800;G00X36.Z104.;G70P110Q160;G00X60.Z130.; M01;T0303;(切槽刀)M03S500;G00X34.Z54.;G01X26.F0.5;G04X2.;G00X34.;Z55.;G01X26.F0.5;G04X2.;G00X34.;X60.Z130.;M01;T0404;(螺纹车刀)M03S350;G00X34.Z104.;G92X29.2Z56.F1.5;G92X28.6Z56.F1.5;G92X28.2Z56.F1
14、.5;G92X28.04Z56.F1.5;G00X60.Z130.;M05;M30;%(3)螺纹切削复合循环指令:G76复合螺纹切削循环指令可以完成一个螺纹段的全部加工任务。它的进刀方法有利于改善刀具的切削条件,在编程中应优先考虑应用该指令,如图313所示。图313 复合螺纹切削循环与进刀法 格式: G76 P (m) (r) () Q(dmin) R(d) G76 X(U) Z(W) R(I) F(f) P(k) Q(d)说明: 式中各参数的意义:m精加工重复次数,为模态量;r倒角量,该值的大小可设置在之间,系数为0.1的整数倍,其中为螺距,为模态量;刀尖角,可从80、60、55、30、29
15、和0六个角度中选择,用两位整数来表示;dmin最小切入量,用半径编程;d精加工余量,用半径编程;X(U) Z(W)螺纹底径终点坐标;I 螺纹部分半径之差,即螺纹切削起始点与切削终点的半径差。加工圆柱螺纹时,i=0。加工圆锥螺纹时,当X向切削起始点坐标小于切削终点坐标时,I为负,反之为正。k螺牙的高度 (X轴方向的半径值);d第一次切入量(X轴方向的半径值);f螺纹导程。 例3.2 试编写图314所示圆柱螺纹的加工程序,螺距为6mm。图314 复合螺纹切削循环应用G76 P 02 12 60 Q0.1 R0.1G76 X60.64 Z23 R0 F6 P3.68 Q1.811. 复合固定循环指令
16、(1)复合内、外圆粗车循环:G71,如图3-15所示。格式:G71U(d)R(e) G71P(ns)Q(nf)U(u)W(w)F(f)S(s)T(t) d:每次切削的背吃刀量,X方向。半径值,无正负号。 e:退刀量。半径值,无正负号。 ns:指定精加工路线的第一段程序的段号(不能省略段号)。 nf:指定精加工路线的最后一段程序的段号(不能省略段号)。 u:X方向的精加工余量。直径值。 w:Z方向的精加工余量。 f:粗加工的进给量。如果前面有设定,可省略。 s:粗加工的主轴转速。如果前面有设定,可省略。 t:粗加工所选刀具。如果同前面的刀具,可省略。 图3-15 粗车循环指令G71 图3-16
17、端面粗车循环指令G72(2)复合端面粗车循环指令G72格式:G72W(d)R(e) G72P(ns)Q(nf)U(u)W(w)F(f)S(s)T(t)G72指令循环过程如图3-16所示。其中,d为Z方向的背吃刀量。其余各项含义同G71指令。(3)固定形状粗车循环:G731)编程格式:刀具路径如图317所示。G73U(i)W(k)R(d);G73P(Ns)Q(Nf)U(U)W(W)F-S-T-;2)说明:程序段中,除地址I、K、D外,其余均与G71的相同。i:径向切除余量(半径值);k:轴向切除余量;d:粗车循环次数。适用于铸、锻件毛坯零件的一种循环切削方式。图317 粗车固定循环G73(4)精
18、车固定循环:G701)编程格式:G70P(Ns)-Q(Nf)-;2)说明:在G70状态下,从(Ns)至(Nf)程序中指定F、S、T有效。当从(Ns)至(Nf)程序中不指定F、S、T时,原在粗车循环前指定的F、S、T仍有效。在用G71、G72、G73粗车工件后,用G70来指定精车循环、切除粗加工中留下的余量。(5)复合循环指令注意事项 G71,G72,G73复合循环中地址P指定的程序段,应有准备机能01组的G00或G01指令,否则产生报警。 在MDI方式下,不能运行G71,G72,G73指令,可运行G76指令。 在复合循环G71,G72,G73中由P,Q指定顺序号的程序段之间,不应包含M98子程
19、序调用及M99子程序返回指令。(三)编程实例例3.3 试编制图3-18所示工件的粗、精加工程序。毛坯为86棒料,材料45钢。其刀具布置如图3-19所示。 图318 车床编程实例 图319 刀具布置图(5) 参考程序清单:O3602;T0101;M03S630M08;G00X200.Z350.;X88.Z290.;G01X-1.5F0.3;G00X88.Z292.;G71U3.R2.;G71P20Q90U0.4W0.1S350F1.5;N20G42G00X41.8;G01X47.8Z289.F0.3;Z230.;X50.;X62.Z170.;Z155.;X78.;X80.Z154.;Z135.;
20、G02X80.Z75.I63.25K-30.;G01Z65.;X85.;Z-4.;N90G40X88.;G00X200.Z350.;M01;M03M08S800;G00X88.Z292.;G70P020Q090;G00X200.Z350.;M01;T0202;M03M08S315;G00X51.Z230.;G01X45.F0.25;G04X2.;G00X51.;X200.Z350.;M01;T0303;S200M03M08;G00X52.Z292.;G92X47.2Z231.5F1.5;X46.6;X46.1;X45.8;X45.8;G00X200.Z350.;M05;M30;%3.2 数控铣
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