12.数车实习授课电子教案——简单外直螺纹加工公开课【完整版】

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　数车实习电子教案——内沟槽加工编程

　课题 成形面加工编程基础(G02、G03) 科

　目 数控车削编程 授课时间

　教学 目标

　知识目标

　掌握成形面的加工编程

　能力目标

　掌握成形面的加工工艺 教材 分析 重

　点 刀具和切削用量的选择 难

　点 加工圆弧顺、逆方向的判断 教学 方法

　教

　法

　讲解、演示、模仿、提问、启发、谈话、自学、复习

　学

　法

　听、记、练、思、问、答 教学 设备 黑板、粉笔 教学资料 数控车削编程与操作训练 高等教育出版社 高枫 肖卫宁主编

　师生互动设计

　1. 教师讲解内容并用实例加以引导； 2. 学生注意听讲； 3. 教师提问启发； 4. 学生回答； 5. 教师总结重点。

　课时 安排 2 课时

　一、

　导入新课：

　具有曲线轮廓的旋转体表面称为成形面，又称为特形面。

　成形面一般是由一段或多段圆弧组成，按其圆弧的形状可以分为凸圆弧和凹圆弧。

　二、

　教学内容：

　 成形面加工编程基础(G02、G03) 一、成形面加工编程基础 （一）成形面加工编程的工艺知识 1.成形面加工方法 成形面加工一般分为粗加工和精加工。

　圆弧加工的粗加工与一般外圆、锥面的加工不同，曲线加工的切削用量不均匀，背吃刀量过大，容易损坏刀具，在粗加工中要考虑加工路线和切削方法。其总体原则是在保证背吃刀量尽可能均匀的情况下，减少走刀次数及空行程。

　(1)粗加工凸圆弧表面 圆弧表面为凸表面时，通常有两种加工方法，车锥法(斜线法)和车圆法(同心圆法)。

　①车锥法

　车锥法即用车圆锥的方法切除圆弧毛坯余量。加工路线不能超过A、B 两点的连线，否则会伤到圆弧的表面。车锥法一般适用于圆心角小于 90°的圆弧。

　采用车锥法需计算 A、B 两点的坐标值，方法如下； 22 0.4142 0.586CD RCF R R RAC BC CF R    ； A 点坐标(R-0.586R，0)； B 点坐标(R，-0.586R)。

　②车圆法

　车圆法即用不同的半径切除毛坯余量。此方法的车刀空行程时间较长。车圆法适用于圆心角大于 90°的圆弧粗车。

　(2)粗加工凹圆弧表面 当圆弧表面为凹表面时，其加工方法有等径圆弧形式(等径不同心)、同心圆形式(同心不等径)、梯形形式和三角形形式。其各自的特点如下。

　各种形式加工特点比较 形

　式 特

　点 等径圆弧形式 计算和编程最简单，但走刀路线较其他几种方式长 同心圆弧形式 走刀路线短，且精车余量最均匀 梯形形式 切削力分布合理，切削率最高 三角形形式 走刀路线较同心圆弧形式长，但比梯形、等径圆弧形式短 2.切削用量的选择 由于成形面在粗加工中常常出现切削不均匀的情况，背吃刀量应小于外圆及圆锥面加工的背吃刀量。一般粗加工背吃刀量取 ap=1～1.5mm，精加工背吃刀量取 ap=0.2～0.5mm，其进给速度也较低，在参考切削用量表时要有所考虑。

　(二)刀具的选择 1.刀具的种类 加工成形面，一般使用的刀具为尖形车刀或圆弧形车刀。

　2.刀具的特点及选用

　(1)尖形车刀 对于大多数精度要求不高的成形面，一般可选用尖形车刀。选用这类车刀切削圆弧，一定要选择合理的副偏角，防止副切削刃与已加工圆弧面产生干涉。

　(2)圆弧形车刀 圆弧形车刀的主要特征是构成主切削刃的刀刃形状为一条轮廓误差很小的圆弧，该圆弧刃每一点都是圆弧形车刀的刀尖，因此刀位点在圆弧的圆心上。圆弧形车刀用于切削内、外表面，特别适宜于车削各种光滑连接的成形面，加工精度和表面粗糙度较尖形车刀高。在选用圆弧车刀切削圆弧时，切削刃的圆弧半径应小于或等于零件凹形轮廓上的最小曲率半径，以免发生加工干涉。

　一般加工圆弧半径较小的零件，可选用成形圆弧车刀，刀具的圆弧半径等于零件圆弧半径，使用 G01 直线插补指令用直进法加工。

　二、成形面加工编程方法 （一）加工圆弧的顺、逆方向判断 在编程前要正确判断圆弧的顺逆方向。在数控车床上加工圆弧，使用圆弧插补指令 G02／G03，对圆弧顺逆方向的判断按右手坐标系确定；沿圆弧所在平面(XOZ 平面)的垂直坐标轴的负方向(-Y)看去，顺时针方向为 G02，逆时针为 G03。

　通常根据刀台在操作者同侧，或对面确定 X 轴的正方向，由此来选择 G02、G03 指令。通常刀架在操作者同侧为多。

　（二）G02／G03 的指令格式 在数控车床上加工圆弧时，不仅要正确判断圆弧的顺逆方向，选择 G02、G03指令，确定圆弧的终点坐标，而且还要正确指定圆弧中心的位置。常用指定圆弧中心位置的方式有两种，一种是用圆弧半径 R 指定圆心；另一种是用圆心相对圆弧起点的增量坐标(I，K)指定圆心位置。

　1.功能 G02 圆弧顺时针方向插补，G03 圆弧逆时针方向插补 2.指令格式 (1)格式一 用圆弧半径 R 指定圆心位置，即 G02

　X(U)

　Z(W)

　R

　F

　； G03

　X(U)

　Z(W)

　R

　F

　； (2)格式二 用 I，K 指定圆心位置，即 G02

　X(U)

　Z(W)

　I

　K

　F

　； G03

　X(U)

　Z(W)

　I

　K

　F

　； 其中：X、Z 为圆弧终点的绝对坐标，直径编程时 X 为实际坐标值的 2 倍。

　 U、W 为圆弧终点相对于圆弧起点的增量坐标。

　 R 为圆弧半径。

　 I、K 为圆心相对于圆弧起点的增量值，直径编程时 I 值为圆心相对于圆弧起点的增量值的 2 倍。当 I、K 与坐标轴方向相反时，I、K 为负值。圆心坐标在圆弧插补时不能省略。

　 F 为进给量。

　结合以上分析，例题中两段圆弧精车时，两种指令格式编程(绝对值编程时)如下； 格式一编程：

　AB 段圆弧；G02

　X36

　Z-38

　R20

　F0.1； BC 段圆弧；G03

　X60

　Z-62

　R30

　F0.1； 格式二编程：

　AB 段圆弧；G02

　X36

　Z-38

　I32

　K-12

　F0.1； BC 段圆弧；G03

　X60

　Z-62

　I-36

　K-24

　F0.1； （三）G40／G41／G42 指令在成形面加工中的应用 1.刀具半径在成形面加工中产生的过切削或欠切削 数控车削加工时以刀尖为对刀点，当切削圆弧时，由于刀尖半径的存在而产生过切削或欠切削的现象。

　具有刀具半径补偿功能的数控系统可防止这种现象的产生。在编制零件加工程序时，以假想刀尖位置按零件轮廓编程，使用刀具半径补偿指令 G41／G42，由系统自动计算补偿值，生成刀具路径，完成对零件的合理加工。

　三、

　总结扩展：

　：

　在普通车床上加工成形面一般要使用成形刀加工或靠操作者用双手同时操作来完成，在数控车床上加工中则通过程序控制圆弧插补指令进行加工。

　四、

　作业布置：

　：

　自编例题 五、

　板书设计：

　：

　刀具判断

　方向判断

　 G02/G03 指令

　六、

　德育渗透：

　〖以理服人〗 已饱餐一顿的狼发现一只绵羊倒在地上，知道绵羊是因过分害怕而昏倒，就走过去叫它不要怕，并答应绵羊，只要说出三件真实的事情就放它走。于是绵羊说出下面三件事：

　第一是不想遇到狼，第二是如果一定要遇到，最好是只瞎眼的狼，第三：我希望所有的狼都死掉，因为我们对狼丝毫没有恶意，而狼却常来攻击我们，欺负我们。

　狼认为绵羊说的话都没有错，就放它走了。

　原意：真理有时还真能感动敌人。

　说明：在公司里，小职员碰到董事长时若缺乏自信，觉得自己处处不对劲，就会被看成庸才，若能镇定地讲出心中的感受，让老板真正地了解问题、解决问题，必能受到赏识。