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1、完整word)数控加工工艺与编程项目六G71符合循环教案 学习情境六：用复合循环指令加工零件 学习情境 用复合循环指令加工零件 参考 学时 教学内容 1．复合固定循环指令的加工原理； 2．复合固定循环指令的编程方法； 3. 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）
2、掌握复合固定循环指令的编程； (2）能够灵活使用复合固定循环指令进行程序编制。 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 （1)复合固定循环指令编程； （2）复合固定循环指令注意事项。 2．教学难点 复合固定循环指令编程方法. 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
3、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。 学习情境四:用复合循环指令加工零件的加工（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
4、教师辅导 1.5课时 编制零件加工程序 (决策） 1。 内外径粗车循环指令G71； 2。 精车循环指令G70； 3．编程分析、编写零件的数控加工程 序； 4．查阅资料、进行讨论. 学生为主 教师点评 8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 6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．利用复合固
5、定循环指令编程; 2．创新设计。 教师讲授 课后自学 3.5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6。1 零件图 图6.2 三维图 图示零件为一阶梯轴。该工件有 外圆柱面、外圆锥面、和圆弧构成,要求使用轴向粗车复合循环指令编程,并完成零件的车削加工. 二、制订加工工艺 （一)引入新知识 切削用量的选择: 数控车削加工中的切削用量包括背吃刀量、主轴转速或切削速度、进给速度或进给量。 （1）背吃刀量的确定 背
6、吃刀量应根据机床、夹具、刀具及工件所组成的工艺系统的刚度来确定。在刚度允许的条件下，尽可能使背吃刀量等于工件的加工余量。为了保证加工精度和表面粗糙度，一般都留有一定的精加工余量，一般为0.1---0。5mm。 （2）进给速度 的确定 进给速度指在单位时间内刀具沿进给方向移动的距离（单位为 mm/min）.有些数控车床规定可以选用进给量 f（单位 mm/r）表示进给速度，二者之间的关系为: ==nf 式中,为进给速度（mm/min），n为主轴转速（r/min），f为进给量(mm/r）。 应在保证表面质量的前提下,选择较高的进给速度。一般情况下，根据零件的表面粗糙度、刀具及工件材料
7、等因素,查阅切削用量手册选取进给速度。 （3）主轴转速 n的确定 轮廓车削时主轴转速应根据被加工部位的直径、工件和刀具材料,以及加工性质等条件所允许的切削速度来确定。切削速度可通过计算、查表和实践经验获取，切削速度确定后，用式 ： n= 计算主轴转速。 式中，n是工件转速（r/min)；vc 是切削速度（m/min)；d是切削刃选定点处所对应的工件回转直径(mm）. （4）切削用量参考表 常见工件材料、刀具及相应的切削用量见下表. 表6—1 常见工件材料、所用刀具及相应的切削用量 （二）零件具体加工工艺制定 1．装夹与定位 该零件为实心轴类
8、零件，采用轴的左端面和外圆作为定位基准,采用三爪自定心卡盘夹紧工件左端,一次装夹完成粗精加工。 2．工步顺序 ① 装夹工件，手动车削端面； ② 自右向左粗车外轮廓； ③ 自右向左精车外轮廓； 3．选择刀具 根据零件加工要求和工艺分析,选用如下刀具:T01为90°外圆粗车刀;T02为90 °外圆精车刀。 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：粗车外轮廓为 800r/min，精车外轮廓为 1000r/min。 进给速度: 粗车外轮廓为0。5mm/r， 精车外轮廓为0.3mm/r。 5．选择机床和
9、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）编程指令学习 1。 轴向粗车复合循环-—-G71 ① G71 指令格式 格式：G71 U(△d） R(e）; G71 P(ns） Q（nf) U（△u) W（△w） F(△f) S（△s) T(t）； N(ns)—--——-——-; -—-—-S（s) F(f); ； ； N（nf）—-—-—--——； 参数： △d:每次切削被吃刀量，即x轴向的进刀，深度以半径值表示,一定为正值； e：
10、每次切削结束的退刀量； ns:为精加工路径第一程序段的顺序号； nf：为精加工路径最后程序段的顺序号； △u：为X轴方向精加工余量，直径值; △w:为Z轴方向精加工余量； △f:粗车时的进给量； △s：粗车时的主轴功能（一般在G71之前即已指定，故大多省略）； t: 粗车时所用刀具（一般在G71之前即已指定，故大多省略） s： 精车时的主轴功能 f： 精车时的进给量 ② G71 指令的刀具循环路径 图6。3 G71外圆粗车循环刀具轨迹 图6。3所示为G71粗车循环指令的进给路径， 图中C点为粗加工循环起点， 虚线 （R）为
11、快速定位，实线（F)为以粗车进给速度切削。程序执行时，刀具由循环起点 C沿着X方向快进一个切削深度△d，然后开始沿着 Z 方向车削循环。当最后一次粗车循环后，零件各表面留有 X 方向精车余量△U，Z 方向精车余量△W,粗车循环结束后,刀具返回到循环起点。 使用G71指令时还应注意以下两点： ①由循环起点C到A点的只能用G00或G01指令,且不可有z轴方向移动指令。 ②车削的路径必须是单调增大或减小，即不可有内凹的轮廓外形。 2. 精车循环———G70 当用G71指令对工件粗加工后,可以使用G70指令按粗车循环指定的精加工路线切除粗加工留下的余量，其编程格式为： G70 P（ns
12、 Q(nf）； 其中，ns为精加工程序中的第一个程序段顺序号；nf为精加工程序中的最后一个程序段顺序号. 注意： ①必须先使用G71指令后，才可使用G70指令。 ②G70指令指定的ns至nf间程序段中,不能调用子程序。 ③ns至nf间精车的程序段所指令的F及S是给G70精车时使用。 (二）用复合循环指令编制零件加工程序 ① 编程分析 该零件结构要素有外圆柱面、圆弧，有一定粗糙度要求，分为粗加工和精加工进行。 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 N01 T0101 N02 G00 X50
13、Z50 N03 M03 S800 N04 X50 Z5 N05 G01 X45 F0.5 N06 G71 U2。5 R1 N07 G71 P08 Q17 U0。5 W0。3 N08 G01 X6 F0.3 N09 X10 Z—2 N10 Z-17 N11 G02 X20 Z—23 R5 N12 G01 Z—33 N13 G03 X34 Z-40 R7 N15 X44 Z-60 N14 G01 Z-50 N16 Z—80 N17 G01 50 N18 G00 Z50 N19 T0202 S1000 N20 X50 Z50 N21 G01 X45 N22
14、G70 P08 Q 17 N23 G01 X50 N24 G00 X50 N25 M30 (四）加工程序的检验、修改 ◆ 过学生讨论、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
15、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 1. 端面粗车复合循环--—G72 ① G72 指令格式 格式：G72 W（△d) R（r）； G72 P(ns) Q（nf) U△x） W△z） F(f) S（s) T(t）； 参数：△d为切削深度（每次切削量），指定时不加符号; r为每次退刀量; ns为精加工路径第一程序段的顺序号； nf为精加工路径最后程序段的顺序号; △x为X方向精加工余量，直径值; △z为Z方向精加工余量； f，s,t为粗加工时G71程序段中编程的F、S、T有效。 ② G72 指令的刀具循环路径
16、G72 与 G71 指令类似，不同在于其刀具平行于 X 轴进行切削,如图 7.3 所示，其进给路径是从外径方向往轴心方向切削，刀具由循环起点C沿着 Z方向快进一个切削深度△d，然后开始沿着 X 方向车削循环。当最后一次粗车循环后，零件各表面留有 X 方向精车余量△U，Z方向精车余量△W，粗车循环结束后，刀具返回到循环起点。 图5.3 G72端面粗车循环刀具轨迹 2. 封闭轮廓粗车复合循环—--G73 ① G73 指令格式 格式：G73 U（△I) W（△K) R(r)； G73 P(ns） Q（nf) U(△x) W（△z)
17、 F（f） S(s) T(t）; 参数：△I为X轴方向的粗加工总余量； △K为Z轴方向的粗加工总余量； r为粗切削次数； ns为精加工路径第一程序段的顺序号； nf为精加工路径最后程序段的顺序号； △x为X方向精加工余量，直径值； △z为Z方向精加工余量； f,s,t为粗加工时G73程序段中编程的F、S、T有效。 ② G73 指令的刀具循环路径 图7.4所示为G73粗车循环指令的进给路径，刀具由循环起点A快速退到 C点，然后从 C 点沿着 X、Z 两个方向各快进一个切削深度,然后开始封闭粗车循环，每次偏移固定的切削深度.当最后一次粗车循环后，零件各表面留
18、有X方向精车余量△U,Z方向精车余量△W，粗车循环结束后，刀具返回到循环起点。 图5.4 G73封闭轮廓粗车循环刀具轨迹 3。 复合循环指令注意事项 （1)G71适用于轴向方向的切除余量比直径的切削余量大的情况,G72则相反，且车削的路径必须是单调增大或减小； （2）G71、G72、G73指令必须带有P、Q地址ns、nf，且与精加工路径起、止顺序号对应,精加工轮廓轨迹描述从A点到 B点; （3)复合循环指令的循环起点必须在零件构成的矩形框的外侧； （4)ns的程序段必须为G00 或G01指令； （5)在顺序号ns到顺序号nf之间的程序段中
19、不应包含子程序. (6）G73适用于加工铸造成形、锻造成形或已粗车成形的工件，且车削的路径没有单调性的要求； 七.学习应用 图示零件为一阶梯轴，毛坯为φ72mm×120mm的棒料，材料为45钢.该工件有外圆柱面、外圆锥面、螺纹和圆弧构成，要求使用粗车循环指令编程，并完成零件的车削加工。 附件1： 学习任务单 图示零件为一阶梯轴。该工件有 外圆柱面、外圆锥面、和圆弧构成，要求使用轴向粗车复合循环指令编程，并完成零件的车削加工。 附件
20、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
21、 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
22、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 Φ44 6 超差无分 9 Φ34 6 超差无分 10 Φ20 6 超差无分 11 Φ10 6 超差无分 圆弧 12 R7 5 超
23、差降级无分 13 R5 5 超差降级无分 长度 14 23 8 超差无分 15 10 8 超差无分 16 17 8 超差无分 17 22 8 18 82 8 其它 19 2х45° 2 不符无分 20 未注倒角 2 不符无分 21 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 图示零件为一阶梯轴，毛坯为φ72mm×120mm的棒料，材料为45钢。该工件有外圆柱面、外圆锥面、螺纹和圆弧构成，要求使用粗车循环指令编程，并完成零件的车削加工。 16
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