1、综合项目工艺与编程 教 案课题名称数控加工工艺与编程序 号32授课班级数控0801日 期任课教师陈文杰教学目标重点难点教学目标：1、 熟悉综合类零件（支架）的零件图识读2、 熟悉综合类零件（支架）的加工工艺分析及刀具选用3、 熟悉综合类零件（支架）的程序编制4、 熟悉综合类零件（支架）的数控加工操作重点与难点： 熟悉综合类零件（支架）的加工工艺特点及刀具板书设计数控综合零件加工工艺与编程项目八 支架的数控加工一、项目七总结二、项目八任务布置1、 任务说明2、 任务要求三、准备工具1、 机床操作2、 工装准备四、确定加工方案1、 毛坯使用2、 装夹要求3、 加工过程描述作 业 教 案教 学过 程
2、与教 法设 计教学过程项目七总结引入本节内容：一、布置任务1、任务说明2、任务要求二、准备工具3、 机床操作4、 工装准备三、确定加工方案4、 毛坯使用5、 装夹要求四、加工过程描述五、本节小结教法设计明确任务，重点讲解，个别答疑，现场指导时间分配（10分）（3分）（15分）（10分）（10分）（20分）（10分）（7分）（20分）（5分）课 堂小 结课 后总 结 备课笔记 一、布置任务1、任务说明项目八 支架2、任务要求重点保证尺寸、和形状位置加工要求以及表面质量 二、准备工具1、机床操作（1）机床操作规程（2）机床操作流程（3）对刀、建立坐标系2、工装准备正确安装刀具 教 案课题名称数控加
3、工工艺与编程序 号33授课班级数控0801日 期任课教师陈文杰教学目标重点难点教学目标：掌握综合类零件（支架）的数控加工工艺制定过程及思考的问题重点与难点： 切削用量的确定板书设计数控综合加工工艺与编程项目六 支架的数控加工一、 支架零件的结构特点二、 支架类零件的工艺分析三、 走刀路线的确定1支架加工走刀路线确定2支架加工切削用量选择3支架加工刀具选择4支架加工刀具系统5填写工艺文件 四、加工过程描述作 业 教 案教 学过 程与教 法设 计教学过程： 复习 提问 引入本节内容：一、支架零件的结构特点二、支架类零件的工艺分析1支架加工走刀路线确定2支架加工切削用量选择3支架加工刀具选择4支架加
4、工刀具系统5填写工艺文件三、加工过程描述教法设计重点讲解，个别答疑，现场指导时间分配（5分）（2分）（3分）（5分）（15分）（15分）（15分）（15分）（10分）（5分）课 堂小 结课 后总 结 备课笔记一、支架零件结构特点二、支架零件工艺分析1零件工艺分析（1）分析研究产品的装配图和零件图 对于装配图的分析和研究，主要是熟悉产品的性能、用途和工作条件，明确各零件在产品中的相互关系及作用，了解零件图上各项技术条件装订的依据，找出其主要技术问题，从而为制订正确合理的工艺规程奠定基础。一般零件工艺规程的制订，可以不进行装配图的分析研究。对于零件图的分析和研究，主要是对零件图进行工艺审查，如发现
5、图样上的视图、尺寸标注、技术要求有问题，或结构工艺性不好，应提出修改意见。在征得设计人员的同意后，按规定手续进行必要的修改及补充。1）零件图的完整性与正确性分析 零件的视图应足够、正确，表达清楚、符合国家标准，尺寸与有关技术要求应标注齐全，几何元素（点、线、面）之间的关系（如相切、相交、垂直、平行等）应明确。2）零件技术要求分析 零件的技术要求主要指尺寸精度、形状精度、位置精度、表面粗糙度及热处理等，这些要求在保证零件使用性能的前提下应经济合理。过高的精度和过小的表面粗糙度会使工艺过程复杂、加工困难、成本提高。如图1-20所示为汽车的板弹簧与吊耳配合的简图。其中吊耳的两内侧面与板弹簧要求是不接
6、触的，所以该表面粗糙度可由原设计的增大到，从而可增大铣削加工时的进给量，提高生产率3）尺寸标注方法分析 零件图上的尺寸标注方法有局部分散标注、集中标注和坐标标注等。在数控机床上加工的零件，零件图上的尺寸在加工精度能够保证使用性能的前提下，可不必局部分散标注，应集中标注，或以同一基准标注（标注坐标尺寸），即利于编制程序，又有利于设计基准、工艺基准与编制的程序原点统一。4）零件材料分析 在满足零件功能的前提下应选用廉价的材料，材料选择应立足国内，不要轻易选用贵重及紧缺的材料。（2）零件的结构工艺性分析 零件结构工艺性是指所设计的零件在能满足使用要求的前提下制造的可行性和经济性。好的结构工艺性会使零
7、件加工容易，节省工时，节省材料；差的结构工艺性会使加工困难，浪费工时，浪费材料，甚至无法加工。2选择毛坯毛坯的选择主要是确定毛坯的类型，毛坯的种类有铸件、锻件、型材、冲压件及焊接件等。毛坯的形状和尺寸越接近零件，毛坯的精度越高，机械加工余量越小，则材料消耗越少，因而可以降低成本，但是毛坯的制造费用会提高。因此，选择毛坯的类型要从机械加工和毛坯制造两方面综合考虑，以求得最佳的经济效益。3加工路线设计设计工艺路线是制订工艺规程的重要内容之一，其主要内容包括确定加工方法，确定定位夹紧方案，安排加工顺序，以及安排热处理、检验及其他辅助工序等。设计者应采用从生产实践中总结出来的一些综合性的工艺原则，结合
8、实际的生产条件提出几个方案，进行分析对比，选择经济、合理的最佳方案。（1）加工方法的选择 机械零件的结构形状是多种多样的，但它们都是由平面、外圆柱面、内圆柱面或曲面、成形面等基本表面所组成的。每一种表面都有多种加工方法，具体选择时应根据零件的加工精度、表面粗糙度、材料、结构形状、尺寸及生产类型等选用相应的加工方法和加工方案。（2）加工阶段的划分 当零件的加工质量要求较高时，应把整个工艺过程划分成几个加工阶段。一般可分为粗加工、半精加工 (细加工)和精加工三个阶段。有时在精加工之后还有专门的光整加工。当毛坯余量特别大，表面非常粗糙时，在粗加工之前还要安排荒加工。（3）工序划分 在制订工艺路线时，
9、当选定了各表面的加工方法，划分加工阶段后，就可将同一加工阶段中各表面的加工组合成若于个工序。组合时可采用工序集中或工序分散的原则4.定位基准的选择工件装夹时必须依据一定的基准。工件是一个几何实体，它是由一些几何元素(点、线、面)构成的。其上任何一个点、线、面的位置总是用它与另外一些点、线、面的相互关系(如尺寸、平行度、同轴度等)来确定的。用来确定工件上几何要素间的几何关系所依据的那些点、线、面叫做基准。根据基准的作用不同，分为设计基准和工艺基准两类。1）设计基准设计基准是指设计图样上所采用的基准2）工艺基准工艺基准是指在工艺过程中所采用的基准。按其作用不同，工艺基准可以分为工序基准、定位基准、
10、测量基准和装配基准。3）定位基准的选择定位基准分为租基准与精基推。在机械加工的第一道工序中，只能使用毛坯上未经加工的表面作为定位基准，这种基准称为粗基准。在以后的工序中，可以采用已加工过的表面作为定位基准，这种基准称为精基准。5.加工余量的确定确定工序尺寸时，首先要确定加工余量。加工余量是指加工表面达到加工要求的精度和表面质量而应切除的金属层的厚度，加工余量分为总余量和工序余量。1）加工总余量和工序余量由毛坯变为成品的过程中，在某加工表面上切除的金属层总厚度，即毛坯尺寸与零件图的设计尺寸之差，称为加工总余量（或毛坯余量）。完成一个工序中某一表面所切除的金属层厚度，即为相邻两工序的工序尺寸之差，
11、称为工序余量。2）影响加工余量的因素影响加工余量的因素比较复杂，这里仅对在一次切削中应切除的部分作一些说明，其因素包括以下几项。(1)前工序 (或毛坯)加工后的表面质量(2)前工序 (或毛坯)的尺寸公差(3)前工序(或毛坯)的形位误差(4)本工序的安装误差3）加工余量的确定方法(1)经验估算法 经验估算法是具有丰富实践经验的工艺人员根据实际情况估算加工余量。为了防止余量不足而产生废品，一般取定的加工余量都偏大，仅用于单件小批生产。(2)查表修正法 查表修正法是根据工厂长期生产实践和试验研究所积累的数据资料制成加工余量表格，并汇编成手册。确定加工余量时，可先从手册中查得所需数据，然后再结合工厂的
12、实际情况进行适当修正。这种方法目前应用最广泛。6工序基准的选择在设计工序时，必须在工序卡片上绘制出加工所需的工序简图，在该图上要明确地表示出被加工表面，并合理地标注出该工序加工表面加工后的尺寸、形状和位置的要求，为此就需要选择恰当的工序基准。在选择时，应考虑是从设计基准标注还是从定位基准标注的问题。7.工序尺寸及公差的确定工序余量确定以后，就可以确定各工序尺寸及公差。由于工序尺寸及公差是零件在加工过程中各工序应达到的加工尺寸，因此正确地确定各工序尺寸及公差是工序设计中的主要工作。确定工序尺寸及公差时，应从工序基准和设计基准是否重合来加以考虑。8夹具的选择选择机床的同时，应考虑在机床上装夹工件所
13、用的夹具，具体选择时应考虑以下几方面： 单件小批量生产时，应优先使用组合夹具、通用夹具或可调夹具，以节省费用和缩短生产准备时间。 成批生产时，可采用专用夹具，但力求结构简单。工件装卸要方便可靠，以缩短辅助时间，有条件且生产批量较大时，可采用液动、气动或多工位夹具，以提高加工效率。 在数控机床上使用的夹具，安装要准确，且能协调工件和机床坐标系的尺寸关系。力求设计基准、工艺基准与编程原点统一，以减少基准不重合误差和数控编程中的计算工作量。尽量减少装夹次数，做到一次装夹后能加工出工件上大部分待加工表面，甚至全部待加工表面，以减少装夹误差，提高加工表面之间的相互位置精度，充分发挥数控机床的效率。避免采
14、用占机人工调整式方案，影响加工效率。9切削刀具的选择一般优先采用标准刀具，必要时也可采用各种高生产率的复合刀具及专用刀具。如可转位刀具、整体硬质合金刀具、陶瓷刀具等。刀具的类型、规格和精度等级应符合加工要求，刀具材料应与工件材料相适应。数控机床加工所用的刀具性能高于普通机床加工所用的刀具，因此，选择数控机床加工刀具时，还应考虑以下几个方面的问题：(1)切削性能好 为适应刀具在粗加工或对难加工材料的加工时，能采用大的背吃刀量、高速进给，刀具必须具有能够承受高速切削和强力切削的性能。同时，同一批刀具在切削性能和刀具寿命方面一致性要好，以便实现按刀具使用寿命换刀或由数控系统对刀具寿命进行管理。(2)
15、精度高 为适应数控加工的高精度和自动换刀等的要求，刀具必须具有较高的精度。如整体式立铣刀的径向尺寸精度高达0.0O5mm。(3)可靠性高 要保证数控加工中，不会发生刀具意外损坏及潜在缺陷而影响到加工的顺利进行，要求刀具及与之组合的附件必须具有很好的可靠性及较强的适应性。(4)耐用度高 数控加工刀具，不论在粗加工或精加工中，都应具有比普通机床加工所用刀具具有更高的耐用度，以尽量减少更换、修磨刀具与对刀的次数，从而提高数控机床的加工效率，保证加工质量。(5)断屑及排屑性能好 数控加工中，断屑和排屑不像普通机床加工那样能及时由人工处理，由于工序较为集中，连续切削时间长，切屑易缠绕在刀具和工件上，损坏
16、刀具和划伤工件己加工表面，甚至会发生伤人和设备事故，影响加工质量和机床的安全运行，所以要求刀具应具有较好的断屑和排屑性能。三、加工过程描述第一次装夹，组合夹具1. 粗精铣A基准面表面（平面轮廓加工）2. 钻8、12孔的中心孔3. 钻8、12孔4. 铰8、12孔第二次装夹，组合夹具第一工位: 5. 镗23.8的孔6. 铣台阶孔7. 铣25.4,52.5的凸台面第二工位：8粗精铣铣肋板表面到尺寸、粗糙度要求第三工位；9.粗精铣底板上表面到尺寸、粗糙度要求以A基准为精基准定位面装夹，加工其他特征如轮廓面、孔等。 教 案课题名称数控加工工艺与编程序 号34授课班级数控0801日 期任课教师陈文杰教学目
17、标重点难点教学目标：掌握综合类零件（支架）的加工编程指令的应用重点与难点： 铣镗综合类零件（支架）的编程指令的应用板书设计数控综合加工工艺与编程项目八 支架类零件加工一、数控支架加工编程指令特征二、数控支架加工编程指令1、G73高速钻孔循环2、G76精镗循环3、G80撤销固定循环4、G81定点钻孔循环5、G85镗削三、本节总结作 业 教 案教 学过 程与教 法设 计教学过程复习 提问 引入本节内容：一、数控支架加工编程指令特征二、数控支架加工编程指令1、G73高速钻孔循环2、G76精镗循环3、G80撤销固定循环4、G81定点钻孔循环5、G85镗削三、本节总结教法设计重点讲解，个别答疑，现场指导
18、时间分配（5分）（3分）（2分）（5分）（10分）（10分）（10分）（10分）（5分）（5分）（5分）课 堂小 结课 后总 结 备课笔记 项目八 数控支架加工一、常用孔加工的固定循环常用的固定循环指令能完成的工作有：钻孔、镗孔、攻螺纹等，一般固定循环都包括六个基本动作，在XY平面的定位；到R平面的快速移动；孔的切削加工；孔底的动作；返回到R平面；返回到起始平面。如图5-62，图中实线表示切削进给，虚线表示快速进给，R平面为在孔口时快速运动与进给运动的转换位置。固定循环编程的基本格式如下：G90G91 G98G99 G73G89 X_ Y_ Z_ R_ Q_ P_ F_ K_式中：G90/G9
19、1数据方式。G90为绝对坐标，G91为增量坐标。G98/G99返回点位置。G98指令返回起始点，G99指令返回R平面。G73G89孔加工方式。如附表1-1所示。G73G89是模态指令，因此，多孔加工时该指令只需指定一次，以后的程序段只给孔的位置即可。X、Y指定孔在XOY平面的坐标位置（增量或绝对坐标值）。Z指定孔底坐标值。在增量方式时平面到孔底的距离；在绝对值方式时，是孔底的Z坐标值。R在增量方式时，为起始点到R平面的距离；在绝对方式时，为R平面的绝对坐标值。Q在G73、G83中用来指定每次进给的深度；在G76、G87中指定刀具的退刀量。它始终是一个增量值。P孔底暂停时间。最小单位为1ms。F
20、切削进给的速度。K规定重复加工次数。如果不指定K，则只进行一次循环。K=0时，孔加工数据存入，机床不动作。在增量方式（G91）时，如果有孔距相同的若干相同孔，采用重复次数来编程是很方便的。 二、孔加工的固定循环1G73高速钻孔循环见图。其中d由系统参数设定。2G76精镗循环该指令使主轴在孔底准停，主轴沿切入方向的反方向退出执行精镗。其中准停偏移量Q一般总为正值，偏移方向可以是+X，-X、+Y或-Y，由系统参数选定。见图。3G80撤销固定循环使用G80指令后，固定循环被取消，孔加工数据全部清除，从G80的下一程序段开始执行一般G指令。4G81定点钻孔循环这是一种常用的钻孔加工方式。见图。 5G8
21、5镗削与G81类似，但返回行程中，从ZR段为切削进给，如图。6G88镗削该指令X、Y轴定位后，以快速进给移动到R点。接着由R点进行镗孔加工。镗孔加工完，则暂停后停止主轴，以手动由Z点向R点退出刀具。由R点向起始点，主轴正转快速进给返回。如图所示。 图5-69 G85循环 图5-70 G88循环7G86镗削该指令与G81类似，但进给到孔底后，主轴停转，返回到R平面（G99方式）或初始点（G98方式）后主轴再重新启动。动作示意图如图所示。8G87反镗该指令X、Y轴定位后，主轴准停。让刀以快速进给率到孔底位置（R点）后主轴正转，沿Z轴的正向到Z点进行加工。在这个位置，主轴再度准停，刀具退出，刀具返回
22、到起始点后进刀。如图所示。9G89镗削该指令与G85类似，从ZR为切削进给，但在孔底时有暂停动作。如图所示。 图5-72 G87循环 图5-73 G89循环例：试采用重复固定循环方式加工如书图所示的各孔。刀具：T01为10的钻头，长度补偿号为H01。程序编写如下：三、本节总结教 案课题名称数控加工工艺与编程序 号35、36授课班级数控0801日 期任课教师陈文杰教学目标重点难点教学目标：5、 掌握数控支架加工过程6、 掌握数控支架加工刀具、工件安装方法重点与难点： 掌握数控支架加工刀具、工件安装方法板书设计数控综合加工工艺与编程项目八 数控支架加工四、 加工准备3、 机床准备4、 毛坯准备五、
23、 正确安装刀具六、 正确安装工件七、 加工支架作 业教 案教 学过 程与教 法设 计教学过程一、加工准备1、机床准备2、毛坯准备二、正确安装刀具三、正确安装工件四、加工支架、检验教法设计教学做一体化，个别答疑，现场指导时间分配（10分）（5分）（5分）（5分）（70分）课 堂小 结课 后总 结 1机床的选择选择机床时，一般应考虑以下几个方面的问题。 机床主要规格的尺寸应与工件外廓尺寸相适应。即小工件应当选择小规格的机床加工，大工件则选择大规格的机床加工，做到设备合理使用。 机床的类型应与工序的划分原则相适应。若工序是按集中原则划分的，对单件小批生产，则应选择通用机床或数控机床；对大批量生产，则
24、应选择高效自动化机床和多刀、多轴机床。若工序是按分散原则划分的，则应选择结构简单的专用机床。 机床的工作精度应与工序要求的加工精度相适应。根据加工精度要求合理选择机床，如精度要求低的粗加工工序，应选用精度低的机床；精度要求高的精加工工序，应选用精度高的机床。 机床的功率与刚度以及机动范围应与工序的性质和最合适的切削用量相适应。如粗加工工序去除的毛坯余量大，切削用量选得大，就要求机床有大的功率和较好的刚度。应该注意的是，选择机床时应充分利用现有设备，根据需要进行改装，以扩大机床的功能。当机床选定后，往往需要根据负荷的情况进一步修订工艺路线，并适当调整工序的内容。2夹具的选择选择机床的同时，应考虑
25、在机床上装夹工件所用的夹具，具体选择时应考虑以下几方面： 单件小批量生产时，应优先使用组合夹具、通用夹具或可调夹具，以节省费用和缩短生产准备时间。 成批生产时，可采用专用夹具，但力求结构简单。工件装卸要方便可靠，以缩短辅助时间，有条件且生产批量较大时，可采用液动、气动或多工位夹具，以提高加工效率。 在数控机床上使用的夹具，安装要准确，且能协调工件和机床坐标系的尺寸关系。力求设计基准、工艺基准与编程原点统一，以减少基准不重合误差和数控编程中的计算工作量。尽量减少装夹次数，做到一次装夹后能加工出工件上大部分待加工表面，甚至全部待加工表面，以减少装夹误差，提高加工表面之间的相互位置精度，充分发挥数控
26、机床的效率。避免采用占机人工调整式方案，影响加工效率。3切削刀具的选择一般优先采用标准刀具，必要时也可采用各种高生产率的复合刀具及专用刀具。如可转位刀具、整体硬质合金刀具、陶瓷刀具等。刀具的类型、规格和精度等级应符合加工要求，刀具材料应与工件材料相适应。数控机床加工所用的刀具性能高于普通机床加工所用的刀具，因此，选择数控机床加工刀具时，还应考虑以下几个方面的问题：(1)切削性能好 为适应刀具在粗加工或对难加工材料的加工时，能采用大的背吃刀量、高速进给，刀具必须具有能够承受高速切削和强力切削的性能。同时，同一批刀具在切削性能和刀具寿命方面一致性要好，以便实现按刀具使用寿命换刀或由数控系统对刀具寿
27、命进行管理。(2)精度高 为适应数控加工的高精度和自动换刀等的要求，刀具必须具有较高的精度。如整体式立铣刀的径向尺寸精度高达0.0O5mm。(3)可靠性高 要保证数控加工中，不会发生刀具意外损坏及潜在缺陷而影响到加工的顺利进行，要求刀具及与之组合的附件必须具有很好的可靠性及较强的适应性。(4)耐用度高 数控加工刀具，不论在粗加工或精加工中，都应具有比普通机床加工所用刀具具有更高的耐用度，以尽量减少更换、修磨刀具与对刀的次数，从而提高数控机床的加工效率，保证加工质量。(5)断屑及排屑性能好 数控加工中，断屑和排屑不像普通机床加工那样能及时由人工处理，由于工序较为集中，连续切削时间长，切屑易缠绕在
28、刀具和工件上，损坏刀具和划伤工件己加工表面，甚至会发生伤人和设备事故，影响加工质量和机床的安全运行，所以要求刀具应具有较好的断屑和排屑性能。4.数控加工工艺守则数控加工除遵守普通加工通用工艺守则的有关规定外，还应遵守“数控加工工艺守则”的规定。加工前的准备：(1)操作者必须根据机床使用说明书熟悉机床的性能、加工范围和精度，并要熟练地掌握机床及其数控装置或机床各部分的作用及操作方法。(2)检查各开关、旋钮和手柄是否在正确位置。(3)启动控制电气部分，按规定进行预热。(4)开动机床使其空运转，并检查各开关、按钮、旋钮和手柄的灵敏性及润滑系统是否正常等。(5)熟悉被加工件的加工程序和编程原点。刀具与
29、工件的装夹：(1)安放刀具时应注意刀具的使用顺序，刀具的安放位置必须与程序要求的顺序和位置一致。(2)工件的装夹除应牢固可靠外，还应注意避免在工作中刀具与工件或刀具与夹具发生干涉。 加工：(1)进行首件加工前，必须经过程序校验、轨迹检查、单程序段试切及工件尺寸检查等步骤。 (2)在加工时，必须正确输入程序，不得擅自更改程序。(3)在加工过程中操作者应随时监视显示装置，发现报警信号时应及时停车排除故障。(4)零件加工完后，应将程序、磁盘等收藏起来妥善保管，以备再用。数控车床安全操作规程一、安全1、为保证安全，进入车间学生须统一着工装，女生必须戴工作帽。2、学生必须穿防滑皮鞋。 3、严禁戴手套操作机床。二、操作 1、操作者应根据机床使用说明书的要求，熟悉本机床的基本性能和一般结构，禁止超性能使用。 2、开机前，操作者必须清理好现场。机床导轨、机床防护罩顶部不允许放置工具、工件及其他杂物。上述物品必须放在指定
