资源简介

数控铣削（加工中心）技术训练理实一体课教案
项目五 轮廓加工
任务 任务三 运用简化编程加工轮廓
授课时间 年 月 日 授课班级
教学方法 讲授、讨论、提示启发、归纳总结法 授课时数 课时
教学用具 多媒体 教学资源 多媒体课件、教材
课前准备 1.实训设备、实习任务书、评分标准及多媒体课件的准备；2.学生工位分配。
教学目标 知识目标： 掌握简化指令的编程方法。 技能目标： 能熟练使用镜像、比例缩放和旋转指令进行编程。
教学重点 1.镜像功能 2.缩放功能 3.旋转功能
教学难点 能熟练使用镜像、比例缩放和旋转指令进行编程。
教学过程 1.镜像功能 2.缩放功能 3.旋转功能
实施环节 教学内容 导学方法
组织教学 1.检查学生出勤情况并做好记录。2.调整学生的注意力，为上课作准备。 互动交流
复习提问 简述子程序的概念及子程序调用的指令格式。 提问导思
导入 轮廓加工是数控铣床编程的重点。通过简化编程功能的学习，可以帮助我们在对一些特殊形状零件编程时，如加工内容相对于某轴对称或某点旋转或某点缩放而来的图形，进行程序的简化。 启发学习积极性
讲授新课 一、镜像功能机械零件中有些零件形状比较特殊，如零件的外形由多个相同的部分所组成，并且它们还相对于某一轴对称。这样的零件在编程时，使用镜像功能只对工件其中一个部分进行编程， 再镜像加工出工件的对称部分。1. 镜像指令（G24 、G25 ）指令格式：G24 X__ Y__ Z__ M98 P__G25 X __ Y __ Z__式中：G24 — 建立镜像；X、Y、Z ─ 镜像的位置坐标；G25 ─ 取消镜像。2. 镜像指令使用注意事项① G24 、G25 为模态指令；② 在指令平面内执行镜像指令时，如果程序中有坐标系旋转指令，则坐标系旋转方向相反。即顺时针变为逆时针，反之， 逆时针变为顺时针；③ 在指令平面内执行镜像指令时，如果程序中有圆弧指 令，则顺圆弧指令（G02）镜像后改变为逆圆弧指令（G03）， 反之，G03变为 G02；④ 在指令平面内执行镜像指令时，如果程序中有刀具半径补偿指令，则半径补偿的偏置方向反向，即 G41 变成 G42， 反之，G42 变为 G41。二、镜像编程实例如图 5-20 所示，零件的外形是已加工表面，尺寸为 100mm ×80mm ×30mm，材料为 45 号钢，请根据图纸要求在数控铣床上使用镜像。本例的加工方法，常用于加工 “一腔多模”的模具类零件。1.工艺分析如图 5-20 所示，零件的加工内容为 35 mm ×25 mm ×5 mm 的四个台阶，没有尺寸公差和粗糙度要求。四个台阶大小相等，且都是相对于 X 轴或 Y 轴对称，满足镜像编程要求。编写程序时，只编写右上角台阶的加工程序，其余台阶使用镜像功能进行加工。（1）选择刀具如图 5-20 所示，两个台阶之间的距离为 66mm -25 ×2=16 mm，故选用刀具直径不能大于 16 mm， 本例选用直径为 12 mm 的平底铣刀对台阶进行加工。（2）确定刀具路径工件编程原点位于零件上表面的中心如图 5-21 所示。加工时，刀具从 1 点下刀， 由 1 点到 2点建立刀具半径左补偿， 然后依次到达 3点→ 4 点→ 5 点→ 6 点→ 7 点，由 7 点到 1 点取消刀具半径左补偿后抬刀。各基点的坐标见表 5-5 所示。2.程序编制 （1）镜像加工参考程序（主程序）（2）镜像加工参考程序（子程序）3.加工操作过程评价三、缩放功能数控编程中，有时在对应坐标轴上的值是按固定的比例系数进行放大或缩小的，这时，使用缩放功能可以方便程序的编制，提高编程的效率，减少手工编程时出错的概率。1. 缩放指令（G50 、G51）指令格式：G51 X __ Y __ Z__ P__ M98 P__G50式中：G51—建立缩放；X 、Y 、Z ─缩放基准点的位置坐标；P ─缩放倍率；G50 ─取消缩放。G51 既可在指定平面上缩放，也可在空间上进行比例缩放， 运行该指令时各个坐 标值以（X、Y、Z）指定的位置为中心， 按 P 规定的缩放比例进行缩放。如图 5-22 所示， “O”为缩放中心，“a/b”为 X 轴的缩放比例；“c/d”为 Y 轴的缩放比例。2. 缩放指令注意事项① G51 、G50 为模态指令，可相互取消，G50 为缺省值；② 在有刀具补偿的情况下，先进行缩放然后进行刀具半径补偿、刀具长度补偿；③ 机床在执行 G51 指令后，运动指令的坐标值以指定的缩放中心，按 P 规定的缩放比例进行计算；④ 在缩放状态下，不能指定返回参考点指令（G28 、G29）， 也不能指定坐标系的 G 代码（G54～G59，G92）。若一定要指定这些 G 代码，应在取消缩放功能后指定；⑤ 在有刀具补偿的情况下，比例缩放对刀具补偿无效。四、缩放指令编程实例如图 5-23 所示，零件 的外形是已加工表面，毛坯尺寸为 100 mm ×80 mm ×30 mm，材料为 45 号钢。请根据图纸要求在数控铣床上使用缩放指令编写加工程序。1.工艺分析图 5-23 所示，零件的加工内容为 90 mm ×70 mm ×5 mm 和 81 mm ×61 mm ×5 mm 的两个台阶，没有尺寸公差和粗糙度要求。两个台阶的形状相似，缩放基点位于工件的中心，缩放比例为 P=81 / 90=0.9。（2）确定刀具路径工件编程原点位于零件上表面的中心如图 5-24 所示。加工时，刀具从 1 点下刀，由 1 点到 2点建立刀具半径左补偿， 然后依次到达 3点→ 4 点→ 5 点→ 6 点→ 7 点→ 8 点→ 9 点→ 10 点→ 11 点→ 12 点，由 12 点到 1 点取消刀具半径左补偿后抬刀。各基点的坐标见表 5-6。2.程序编制 （1）缩放加工参考程序（主程序）（2）缩放加工参考程序（子程序）3.加工操作过程评价五、旋转功能某些零件的形状是围绕着某一个中心旋转而成的，这些零件在编程时，如果根据旋转后的实际加工轨迹进行编程，就可能使坐标值的计算工作量大大增大。1. 旋转指令（G68 、G69）指令格式：G68 X __ Y__ Z__ P__ M98 P__G69式中：G68—建立旋转；X、Y、Z ─旋转中心位置坐标； P ─旋转角度，单位为度，逆时针旋转角度为正值，反之为负； G69 ─取消旋转。 2. 旋转指令使用注意事项 ① G68、G69 为模态指令，可以相互注销，G69 为缺省值； ② 坐标系旋转前指定的刀具补偿，在坐标系旋转生效后，刀具的长度、半径补偿或刀具位置仍然被使用； ③ 数控系统处理的顺序是程序镜像→比例缩放→坐标系旋转→刀具半径补偿，所以在应用这些功能时，应按顺序指定。取消时，按相反顺序。如果在坐标系旋转指令前有比例缩放指令，则在比例缩放过程中不缩放旋转角度； ④ 在坐标系旋转方式中，G28 指令和 G54、G92 指令不能指定。 六、旋转指令编程实例 如图 5-25 所示，零件的外形（φ 95 mm×30 mm）和孔（φ 24mm）是已加工表面，材料为 45 碳素钢。请根据图纸要求在数控铣床上使用旋转指令编写加工程序。 （2）确定刀具路径 工件编程原点位于零件上表面的中心如图 5-26 所示。加工时，刀具从 1 点下刀，从 1 点到 2 点建立刀具半径左补偿，由 2 点到 3 点以半径 8 mm 圆弧切入，然后依次到达 4 点→ 5 点→ 6 点→ 7 点→ 8 点→ 9 点→ 3 点，再由 3 点到 10 点以圆弧半径 R8 mm 圆弧切出，最后从 10 点到 1 点取消刀具半径左补偿后抬刀。各基点的坐标见表 5-7 所示。2.程序编制 （1）旋转加工参考程序（主程序）（2）旋转加工参考程序（子程序）3.加工操作过程评价 使用镜像功能只对工件其中一个部分进行编程， 再镜像加工出工件的对称部分这种编程的方法不仅可以提高编程的效率，还可以缩短编程的时间。镜像编程实例学习数控编程中，有时在对应坐标轴上的值是按固定的比例系数进行放大或缩小的，这时，使用缩放功能可以方便程序的编制，提高编程的效率，减少手工编程时出错的概率。缩放指令编程实例学习使用旋转功能进行编程， 不仅可以减少计算量，而且还可以对程序进行简化。旋转指令编程实例学习
课堂小结 1.镜像功能 2.缩放功能 3.旋转功能
课后作业
教学后记

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