项目2 平面图形加工.docx

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1、项目二平面图形加工教学目标知识目标1.刀具移动方式指令(GoOGOlG02G03)的功能及应用；2 .圆弧及圆的编辑方法；3 .切削平面选择指令的含义与应用；4 .绝对、相对坐标值指令的含义与应用；5 .熟练计算基点坐标；6 .编制轨迹加工的程序。能力目标：1.熟练掌握试切法对刀方法；7 .会制定简单的加工工艺方案(选择机床、刀具、装夹方式及确定加工基准点);8 .掌握数控机床检验和运行程序的方法；9 .会应用VNUC教学仿真软件进行仿真练习。情感目标：1.通过工件制作，学生体验成功的喜悦，感受软件和机器的综合魅力，从而提高学生专业课的学习兴趣；2 .通过任务驱动的方法逐步完成项目，培养学生发

2、现和分析问题的能力；3 .通过分工协作，加强团队合作精神。教学重点与难点重点：1.G功能指令的定义与应用；4 .数控几何与函数知识在数控编程的应用；5 .简单加工工艺方案的编制方法；6 .数控机床的基本操作。难点：1.圆弧插补方式与程序编制；2 .数控机床操作中的程序输入、原点设定及其他操作；3 .VNUC仿真软件的基本操作。教学目的1 .熟练掌握移动、平面、坐标选择指令的定义与应用；2 .能够应用数学知识处理基点的计算并取值，编制平面轨迹加工程序；3 .了解VNUC仿真软件的应用方法并会使用软件模拟加工练习。教学方法总体方法：任务驱动法具体方法：讲述法、引导文法、小组讨论法、示范教学法学时、

3、教具学时：10学时教具：VNUC仿真软件、动画演示、数控机床、工件和刀具、夹具等。教学过程一、项目呈现引导学生进行该零件的结构及工艺分析，引出课题的实现方法。二、项目分析平面类零件加工是数控铳床加工的最基本形状，本项目主要要掌握如下内容:1 .数控程序基本组成；2 .直线和圆弧的编程指令;3 .正确的对刀方法；4 .仿真软件的使用。三、知识学习（一）刀具移动方式指令（GoOGOlGO2G03）1.数控程序功能指令的分类（G、M、S、F、T）1）数控程序的组成（1）程序结构它由遵循程序格式一个完整的加工程序是一组被送到数控装置中去的指令和数据。一定结构句法和格式规则的若干个程序段组成，而每个程序

4、段又由若干个指令字组成。00001;程序号（程序开始）N0010G92XOYOZ100.；程序段N0020S600M03;（EOB）程序段结束符程序内容N1200M05;指令字N1210M30;程序结束程序段格式每个程序段由若干个指令字组成，以“；”或“1.T”作为段结束标志。NGX_Y_Z_R（I.J、K）_S_M_F_D/H_T_Q_P_1._；指令字是控制系统的具体指令，由地址符（字母）和带符号（如尺寸字）或不带符号的数字组成。一个完整的程序由三部分构成：程序开始、程序内容、程序结束。数控机床每个程序字表示一种功能，由若干个程序字组成一个程序段，完成数控机床某一预定动作；又由若干个程序段

5、组成一个完整的程序，完成零件加工的全部或部分内容。根据程序字的功能类别可分为七大类，分别为顺序号字、尺寸字、进给功能字、刀具功能字、主轴转速功能字、辅助功能字和准备功能字。（2）顺序号字（或程序段号）地址：NlN9999,一般放在程序段段首。功能：表示该程序段的号码，一般间隔510,在以后插入程序时不会改变程序段号的顺序。如:N10N20N30指令使用说明：顺序号字不代表数控机床执行顺序，可以不连续，一般由小到大排列，仅用于程序的校对和检索等。（3）尺寸字地址：X、Y、Z（此外还有A、B、C、I、J、K等）。功能：表示机床上刀具运动到达的坐标位置或转角。例如，GOOX20Y30Z100；表示刀

6、具运动终点的坐标为（20,30,100）o尺寸单位有米制、英制之分：米制一般用毫米（mm）表示,英制用英寸（in）表示。（4）进给功能字地址：E功能：表示刀具切削加工时进给速度的大小，数控车床进给速度的单位一般为亳米/转速（廊r）;数控铳床进给速度的单位一般为毫米/分钟（mmminn）o例如,NlOGOlX20.Y10.F70表示刀具进给速度为70mm/mino（5）主轴转速功能字地址：So功能：表示主轴的转速,单位：转/分（rmin）例如,S1500表示主轴转速为1500rmin（6）刀具功能字地址：To功能：表示指定加工时所选用的刀具号。例如，T6表示选6号刀。（7）辅助功能字地址：M从M

7、oOM99（或M999）,前置的“0”可省略不写，如M02与M2、M03与M3可以互用功能：表示数控机床辅助装置的接通和断开，一般由P1.C（可编程控制器）控制。（7）准备功能（G代码或G功能字）地址：G从GOo到G99（或G999）,前置的“0”可以省略。如GoO与GO,GOl与GI等可以互用。功能：是建立机床或控制系统工作方式的一种命令。指令使用说明：1）不同数控系统G代码各不相同，同一数控系统中不同型号G代码也有变化，使用中应以数控机床使用说明书为准。2）G代码有模态代码和非模态代码两种，模态代码一经使用持续有效，直至同组的G代码出现为止。非模态代码仅在本程序段中有效，又称程序段有效代码

8、。2.移动方式指令（GoOGOlG02G03）1）点定位GOO指令（1）指令功能指刀具以机床规定的速度（快速）运动到目标点。（2）指令格式GOOX_Y_Z_；其中：X、Y、Z为目标点的坐标。（3）指令使用说明：用GOO指令快速移动时地址F下编程的进给速度无效；GOO一经使用持续有效，直到被同组G代码（GkG2、G3）取代为止；GOO指令刀运动速度快，容易撞刀，只能使用在退刀及空中运动的场合，能减少运动时间，提高效率；向下运动时，不能以GOO速度运动切入工件，-一般应离工件有510n三的安全距离，不能在移动过程中碰到机床、夹具等。2）直线插补Gol指令（1）指令功能刀具以给定的进给速度运动到目标

9、点。(2)指令格式G02X_Y_Z_F_其中：X、Y、Z为目标点的坐标：F为刀具进给速度大小，单位一般为mmmin0(3)指令使用说明用于直线切削加工，必须给定刀具进给速度；G(H为续效代码，一经使用持续有效，直到被同组G代码(GO、G2、G3)取代为止;刀具空间运行或退刀时用此指令则运动时间长，效率低。图21直线移动方式3)圆弧插补指令(1)指令功能使刀具按给定进给速度沿圆弧方向进行切削加工。(2)指令代码顺时针圆弧插补指令代码：G02(或G2)逆时针圆弧插补指令代码：G03(或G3)顺时针、逆时针方向判别：从不在圆弧平面的坐标轴正方向往负方向看，顺时针用G02,逆时针用G031M2BM*W

10、CI部3为照mH喋加或推枇CN图2一2圆强移动方式(3)圆弧及圆的编辑方法指令格式G17G02(G03)X_Y_R(EJ)_；(G17用I、J表示；G18用I、K表示；G19用J、K表示；)图23圆孤编辑方式当180o360时：G02（G03）X_Y_R-_；G02（G03）X_Y_I_J_；圆：G02（G03）I_J_；（4）指令使用说明终点坐标+圆弧半径格式中，当圆弧圆心角小于180时，半径为正；圆弧圆心角大于180时，半径为负；终点坐标+圆弧半径格式不能编制整圆零件加工；终点坐标+圆弧半径格式不仅可用于加工一般圆弧，还可以用于整圆加工；终点坐标+圆弧半径格式中不管是用G90还是用G91指

11、令，I、J均表示圆弧圆心相对于圆弧起点的增量值。（二）平面选择指令（Gl7、GI8、G19）在圆弧插补、刀具半径补偿及道具长度补偿时不须首先确定一个平面，即确定一个由两个坐标轴构成的坐标平面。在此平面内可以进行圆弧插补、刀具半径补偿及在此平面垂直坐标轴方向进行长度补偿。铳床三个坐标轴构成三个平面，指令代码见表。G代码平面垂直坐标轴（在钻削、铳削时的长度补偿）G17X/YZG18Z/XYG19Y/ZX图2一4三个平面的确定方法G17定义为XY平面；G18定义为ZX平面；G19定义为ZY平面；坐标平面选择指令是用来选择圆弧插补的平面和刀具补偿平面的。GI7、GI8、G19为模态功能，可相互注销，G

12、17为缺省值。（三）绝对、相对坐标值指令（G90、G91）D指令代码绝对坐标指令代码：G90相对坐标指令代码：G912）指令功能（1） G90绝对坐标指令指输入尺寸表示目标点坐标值，即绝对坐标值。如下左图所示，刀具起点在PI点，直线加工至P2点，再直线加工至P3点，用G90绝对坐刀具从PI点加工至P2点刀具从P2点加工至P3点标指令编程。NlOG90GlX50Y40F50；N20X85Y30；图25G90、G91编程方式其中，第一段程序X50Y40为P2点绝对坐标，第二段程序X85Y30为P3点绝对坐标。（2） G91相对（增量）坐标指令，指输入尺寸表示目标点相对于前一位置的移动增量（正负号由

13、移动方向定）或相对于前一位置点坐标。如上右图所示，刀具起点在Pl点，直线加工到P2,再从P2点加工到P3点，用G91增量坐标指令编程。NlOG91GlX20Y25F50;刀具从PI点加工至P2点N20X35Y-10;刀具从P2点加工至P3点其中，第一段程序中X20Y50为P2点相对于Pl点的坐标（移动增量）,第二段程序中X35Y-IO为P3点相对于P2点的坐标（移动增量）。3）指令使用说明（1） G90、G91为续效代码，一经指定持续有效。（2） 一般情况下G90为机床默认指令，程序启动后G90有效，直到G91替代为止。（3）法那克系统中还可用U、V、W表示相对坐标，X、Y、Z表示绝对坐标且可

14、以绝对坐标、相对坐标混合编程（用U、V、W分别表示X、Y、Z方向的增量）。对上右图所示的加工路线也可用绝对坐标与相对坐标混合编程。NlOG90GOOX30.Y15.;刀具移动到PI点，PI点绝对坐标为X30Y15N20G91GOlX20Y25F50;从PI点加工到P2点，P2点相对于PI在X方向增量为20,Y方向增量为25。N30X85Y30;刀具直线加工到P3点，P3点绝对坐标为X85Y30四、制定计划（一）加工工艺分析1 .工、量、刃具选择（1）工具选择工件采用平口钳装夹，下用垫铁支撑。（2）量具选择加工尺寸精度要求不高，量具用0150mm游标卡尺，另用百分表校正平口钳。（3）刀具选择本课

15、题加工图形深度为2mm,加工材料为硬铝，铳刀直径选择与图形宽度相同为3mm,铳刀材料选用价格较低的普通高速钢，加工中需垂直下刀，故选用键槽铳刀为宜。2 .加工工艺方案（1）加工工艺路线不分粗、精加工，一次垂直下刀至要求的深度尺寸。加工路线考虑路径最短原则即可，对于不连续图形，刀具应注意设置抬刀工艺。其参考加工路线如下：刀具空间移动至Pl上方一下刀f顺时针圆弧加工至P2点f直线加工至P3点一逆时针圆弧加工至P4点一抬刀刀具空间移动至P7点上方一下刀一直线加工至P8点一顺时针圆弧加工至P9点一抬刀一刀具空间移动至P5点上方一下刀一直线加工至P6点一抬刀一刀具空间移动至P5点上方一下刀一直线加工至P6点一抬刀结束加工。（2）合理切削用量的选择加工