数控加工与编程车项目五子程序教案.doc

(完整word)数控加工与编程车项目五子程序教案
学习情境五
学习情境
用子程序指令加工不等距槽零件
参考
学时

教学内容
1．子程序的定义；
2．子程序编程指令；
3. 子程序的应用;
4。 零件数控加工工艺的制订.
教学目标
1。 职业能力目标
（1）具有与设计人员、工艺人员、操作人员沟通的能力;
（2）具有分析零件图、掌握设计意图和零件工艺分析的能
力;
（3）具有数控编程的基本能力；
（4）查阅资料及相关应用手册的能力；
（5）善于观察、思考、自主学习及创新设计能力.
2.专业知识目标
（1）掌握子程序指令的编程；
(2）掌握车床上子程序的加工应用范围。
3。社会能力
（1）团队协作意识及方法;
（2）语言表达能力。
教学重点
难点及解决方法
1．教学重点
子程序编程指令.
2．教学难点
应用子程序编程指令加工零件。
3。解决方法
（1)图形示例,零件加工仿真;
（2）查阅专业书籍及相关设计手册；
(3）咨询企业相关人员或教师;
教学
条件
1．教室、多媒体;
2．校内实训机房、数控加工仿真软件；
3．生产性实习车间、数控车床。
教学方法
多媒体讲授理论知识；仿真软件练习掌握数控机床操作面板及基本指令加工；数控机床实际操作练习掌握基本能力。
学习情境二：不等距槽零件的加工（详案）

教
学
过
程
的
实
施
步骤
教学内容
教学方法
时间

情景描述
（咨询）
1．给出不等距槽零件图;
2．给出零件的信息及加工要求；
3．分析零件特点，指导学生自学内容.
教师介绍
0.5课时

制定加工工艺
（计划)
1．工件的装夹与定位；
2．加工路线的确定;
3．切削用量的选择；
4．刀具的选择;
5．机床及数控系统的选择。
学生自学
教师辅导
1课 时

编制零件加工程序
（决策)
1. 子程序调用指令M98;
2。 子程序返回指令M99；
3。 多把刀具的工件坐标系的建立；
4．编程分析、编写零件的数控加工程序；
5．查阅资料、进行讨论。
学生为主
教师点评
2课时
数控仿真和 实操加工
(实施）
1．数控仿真系统的应用；
2．数控仿真加工的操作步骤；
3．零件的加工。
教师指导
学生操作
2课时
检测加工零 件
(检查)
1．零件的尺寸精度检测；
2．零件加工质量评估；
3．总结。
教师点评
0。5 课时

任务扩展
1．螺纹加工扩充；
2．切槽、切断加工;
3．学习应用；
4．创新设计
教师讲授
课后自学
2课时
评价
完成情况(60％）
方法能力（20％）
创新意识(20％)

一、情境描述
给学生发放零件图,并给出零件信息和加工要求。

图5。1 零件图

图5。2 三维图
图示零件为不等距槽的一轴类零件,该零件加工表面有外圆柱面、 切槽等, 要求使用子程序调用的方法进行数控程序的编制，并完成零件的车削加工。
二、制订加工工艺
（一）引入新知识
1。引入新指令
暂停指令---G04
格式:G04 X/P___；
参数：X、P为暂停时间，X后跟数值单位为s；P后跟数值单位为ms，且后跟数值不能用小数点表示。
应用:车削沟槽或钻孔时，加工到槽底或孔底时刀具做适当时间暂停，使工件回转一周以上，以确保槽底或孔底得到精确的尺寸及光滑的加工表面.
说明：
G04在前一程序段的进给速度降到零之后才开始暂停动作；
G04为非模态指令，仅在其被规定的程序段中有效；
G04可使刀具作短暂停留，以获得圆整而光滑的表面。
2。切槽加工
① 车削精度不高和宽度较窄的沟槽,可用刀宽等于槽宽的切槽刀，采用直进法一次加工。
② 车削精度高的沟槽，可用多次直进法切削，见图5.3所示，并在槽的两侧留一定的精车余量，然后精车至尺寸.

图5。3 多次直进法切槽
3.切断加工
切断方法：直进法和左右借刀法，如图5.4所示。直进法常用于切断铸铁等脆性材料；左右借刀法常用于切断钢等塑性材料。

（a）直进法 (b）左右借刀法
图5.4 切断方法
(二）零件具体加工工艺制定
1．装夹与定位
该零件为轴类零件，其轴心线为工艺基准，用三爪自定心卡盘夹持φ32mm外圆左 端,使工件伸出卡盘约65mm，一次装夹完成加工。
2．工步顺序
从右端至左端轴向进给切削.先进行外圆加工，再进行切槽,最后进行切断.
① 装夹工件；
② 车削端面；
③ 加工φ30mm外圆；；
④ 切槽至φ20mm;
⑤ 切断。
3．选择刀具
根据零件加工要求和加工工艺分析，选用二把刀具：T01 为外圆车刀、T02 为切断刀。
4．确定切削用量
车削用量的具体数值应根据机床性能、加工工艺、相关手册并结合实际经验确定：
机床转速：外圆加工为800r/min，切槽和切断为400r/min。
进给速度:外圆加工为0。5mm/min，切槽和切断为0.1mm/min。
5．选择机床和数控系统
① 机床型号
机床型号为CK6132-Ⅱ型数控车床。
② 数控系统
采用广数928TD数控系统。
三、编制零件加工程序
（一)引入新知识 （子程序指令）
1.子程序的定义
在编制加工程序中，有时会遇到一组程序段在一个程序中多次出现，或者几个程序中都要使用它，可以把这类程序做成固定程序，并单独加以命名，事先存储起来，这组程序段就称为子程序。
2.子程序的调用
子程序可以在存储器方式下调出使用，主程序可以调用子程序，一个子程序也可以 调用下一级的子程序，子程序执行完后返回到主程序中调用子程序的程序段的下一句程 序段运行。子程序的调用格式如下:
M98 P____；
其中，P 为被调用的子程序号,P后名跟8位数，前四位表示调用子程序次数，省略时为调用一次；后四位表示调用子程序名。
子程序的格式与主程序相似, 区别在于程序结束使用M99从子程序返回， 如下所示:
O××××
……
M99
3.子程序的应用原则
（1) 零件上有若干处相同的轮廓形状。在这种情况下只编写一个子程序，然后用主程序调用该子程序就可以了；
（2） 程序的内容具有相对独立性。在加工较复杂的零件时，往往包含许多独立的工序，有时工序之间的调整也是容许的，为了优化加工顺序，把每一个的工序编成一个独立子程序,主程序中只需加入换刀和调用子程序等指令即可。
（二）确定工件坐标系、对刀点和换刀点
（1) 根据零件图纸的尺寸标注特点及基准统一的原则，选择零件右端面与轴心线的交点作为工件原点，建立工件坐标系。
（2） 采用手动试切对刀方法把该点作为对刀点。
(3） 换刀点设置在工件坐标系下X100、Z100处。
(三）不等距槽零件数控加工程序的编制
1。 编程分析
该零件结构要素有外圆柱面、切槽,最后进行切断，结构较为简单，切槽部分有规律性，所以可以使用子程序进行程序编制，以简化程序.
采用直径编程方式,直径尺寸编程与零件图纸中的尺寸标注一致，编程较为方便.
2。加工程序清单

O0001 主程序
N10 T0101 外圆车刀，建立工件坐标系
N20 M03 S800 主轴正转,转速为800r/min
N30 G00 X35 Z0 移至端面切削起点处
N40 G01 X0 F0.5 切削端面
N50 G00 X30 Z5 移至外圆切削起点处
N60 G01 Z-52 车削φ30外圆
N70 G00 X100 Z100 快速退刀至换刀点
N80 T0202 换切断刀
N90 G00 X32 Z0 移到子程序起点处
N100 M98 P20002 调用子程序，循环2次
N110 G00 W-12 移至切断起点处
N120 G01 X0 F0.2 切断，调整进给速度
N130 G04 X2 暂停2s
N140 G00 X100 Z100 快速退刀至安全点
N150 M30 程序结束
O0002 子程序
N10 G00 W-12 移至槽的切削起点处
N20 G01 U-12 F0。3 切槽至φ20mm，调整进给速度
N30 G04 X1 槽底暂停1s
N40 G00 U12 X向退刀
N50 W-8 Z向偏移至第二个槽切削起点处
N60 G01 U-12 切槽至φ20mm
N70 G04 X1 槽底暂停1s
N80 G00 U12 X向退刀
N90 M99 子程序结束，并返回到主程序
（四）加工程序的检验、修改
◆ 学生讨论、自评、检验、修改。
◆ 教师指导、讲解。
四、数控仿真和实操加工
1．零件的数控仿真
使用数控加工仿真软件对加工程序进行检验,正确进行数控加工仿真的操作,完成零件的仿真加工。

2．零件的实操加工
通过仿真加工，确定零件程序的正确性后，在数控实训车间对零件进行实际操作加工.
五、加工零件的检测
1．利用游标卡尺、外径千分尺、表面粗糙度工艺样板等量具测量工件，学生对自己加工的零件进行检测，包括尺寸精度的检测和零件加工质量的检测.
2．教师对学生加工零件进行检测,并做出点评。
六、任务扩展
针对用子程序指令加工不等距槽零件的学习情境，进行扩展创新，由教师讲授，学生课后学习、应用.
1．子程序的扩展应用

图5。5 子程序加工零件示例
本情境中不等距槽零件上有若干处相同的轮廓形状，所以采用子程序进行编程，可以简化程序。这里讲一下子程序的另一个应用原则：当加工中反复出现有相同轨迹的走刀路线时,可以采用子程序编程。如图5。5零件所示，即被加工的零件需要刀具在某一区域内分层或分行反复走刀， 走刀轨迹总是出现某一特定的形状， 采用子程序比较方便，此时通常要以增量方式编程，该零件程序如下:
O0003 主程序
N10 T0101 外圆车刀，建立工件坐标系
N20 S400 M03 主轴正转,转速400r/min
N30 G00 X92 Z5 移到子程序起点处
N40 M98 P110004 调用子程序，并循环11次
N50 G00 X100 Z100 返回安全位置
N60 M05 主轴停
N70 M30 主程序结束并复位
O0004 子程序
N10 G00 U-52 移至切削 X起点处
N20 G01 Z0 F100 进刀至切削起点处，留下后面的切削余量
N30 G03 U16 W-8 R8 加工R8 圆弧段
N40 G01 W-20 加工φ16外圆
N50 G02 U20 W—10 R10 加工R10圆弧段
N60 G01 U14 加工端面
N70 W-10 加工φ50外圆
N80 G40 U2 离开已加工表面，并取消刀补
N90 G00 Z5 回到循环起点Z轴处
N100 U—4 调整每次循环的吃刀量为4mm
N110 M99 子程序结束，并返回到主程序
2．学习应用
加工图所示零件,零件毛坯为φ35mm的棒料，材料为45号钢，完成零件的数控加工，车削加工至图纸尺寸。
要求:
① 对零件进行简单加工工艺分析;
② 要求使用子程序指令进行数控加工程序编制;
③ 进行数控加工仿真.

附件1：
学习任务单
图示零件为不等距槽的一轴类零件,该零件加工表面有外圆柱面、 切槽等， 要求使用子程序调用的方法进行数控程序的编制,并完成零件的车削加工。

附件2：
数控加工工序卡片
单位
名称
德州
科技
职业
学院
产品名称或代号
零件名称
零件图号

夹具名称
使用设备
车间

工步号
工步内容
刀具号
刀具类型
主轴转速
/（r·min—1）
进给速度
/(mm·min—1）
背吃刀量/mm
备注
1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

附件3：
评分表
数控车工考核评分表
班级 姓名 学号
检测项目
技术要求
配分
评分标准
检测结果
得分

机
床
操
作
1
按步骤开机、检查、润滑
2
不正确无分

2
回机床参考点
2
不正确无分

3
按程序格式输入程序，检查及修改
2
不正确无分

4
程序轨迹检查
2
不正确无分

5
工、夹、刀具正确安装
2
不正确无分

6
按指定方式对刀
2
不正确无分

7
检查对刀
2
不正确无分

外圆
8
Φ30 Ra3。2
10/6
超差0。01扣5分，降级无分

长度
9
10
8×2
超差无分

10
6
8×2
超差无分

其它
11
未注倒角
2
不符无分

12
安全操作规程

违反扣总分10分/次

总配分
100
总得分

零件名称
图号
加工日期
年 月 日
加工开始
时 分
停工时间 分钟
加工时间
检测
加工结束
时 分
停工原因
实际时间
评分

附件4：
学习应用
加工图所示零件，零件毛坯为φ35mm的棒料，材料为45号钢,完成零件的数控加工,车削加工至图纸尺寸.
要求：
① 对零件进行简单加工工艺分析；
② 要求使用子程序指令进行数控加工程序编制；
③ 进行数控加工仿真.

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