任务2：型腔类零件加工

教学目标

素质目标：具备正确的社会主义核心价值观和道德法律意识；具备精益求精、追求卓越的工匠精神和严谨细致、踏实肯干的工作作风；具备良好的团队协作精神、协调能力、组织能力和管理能力。

知识目标：了解型腔类零件的加工过程，掌握型腔类零件图的识图方法，掌握型腔类零件数控加工工艺及工艺装备的知识，理解数控编程通用指令及数控铣削指令的含义，掌握各个指令的使用方法。

能力目标：会分析型腔类零件图样，能够制订型腔类零件数控铣削加工工艺方案，会选择数控编程指令，能够编写出型腔类零件的数控车削程序。

任务导学

学生在网上搜查学习资料，通过自主学习，小组合作完成课前自学任务，并上传到班级课程网站作业专栏。在完成学习任务的过程中，对于相关知识的欠缺，也可在智慧职教资源库中搜查相关课程资源，进行自主学习与弥补。

智慧职教MOOC学院《典型零件的数控编程与加工》课程资源

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任务要求

如图6.2.1所示轮槽零件，根据零件图要求，主要掌握型腔类零件的数控编程与加工，制定加工工艺方案，编制合理的数控加工程序并进行仿真调试，最后加工合格零件。

任务分解

一、加工分析

（一）识读图样

1．加工内容

主要包括多种内轮廓形状的加工，主要包括圆柱体，环形槽，轮槽，直槽多个表面的加工。

2．加工精度

由图可知多个尺寸精度为中等以上公差等级要求，并且需要保证零件的总高度要求，无形位公差要求，表面粗糙度要求为Ra1.6μm。零件材料为45，加工后需去除毛刺。

交流讨论

（二）加工方案

根据零件毛坯的形状为圆柱棒料，所以可以采用铣床用三爪自定心卡盘进行装夹，伸出高度为23mm，先将上表面铣平，并设为Z向的零点。再加工φ68外轮廓，深度为22mm；然后加工内轮廓各表面。先加工φ64内圆，保证尺寸精度，切削深度为5mm；接下来加工五个均匀分布的内槽，切削深度为10mm；再加工中心处φ14的内孔，切削深度为15mm和φ24的外圆深度为5mm。最后掉头装夹保证总高度为20mm。

交流讨论

（三）夹　具

由于毛坯为圆柱类棒料，零件加工时需要限制工件的四个自由度，所以装夹时采用铣床用三爪自定心卡盘进行装夹，装夹时保证装夹后露出高度高于工件的有效深度。通过对刀将工件坐标系零点建立在工件的上表面中心位置上。采用铣床用三爪自定心卡盘，装夹方便，定位可靠，定位精度高，便可满足该零件的加工项目要求。如图6.2.2所示。

练一练

（四）刀　具

通过对零件图的识读，可知零件的加工内容包括内外轮廓加工和各类槽加工。其中外轮廓包括φ68mm圆柱体、φ64mm环形槽、φ14mm直槽和5外轮槽。因此加工零件时可以选用φ16立铣刀，φ16键槽铣刀及φ10键槽铣刀对各个表面进行加工。如图6.2.3所示。

授课视频

型腔类零件加工分析

交流讨论

二、程序编制

（一）工件坐标原点确定

选择毛坯上表面的中心为编程原点，如图6.2.4所示。

（二）编写数控程序（华中系统）

%1000		（加工零件程序名）
N1	G54 G90 G0 X0 Z200	（建立G54工件坐标系）
N2	M06 T01	（调用φ16立铣刀,转速600mm/min）
N3	M03 S500	（主轴正转）
N4	G43 G0 Z100 H01	（建立一号刀的长度补偿）
N5	G0 X44 Y0	（刀具快速到X44 Y0）
N6	G0 Z-20	（刀具快速降到Z-20）
N7	M98 P100 D01	（调用加工φ68外圆子程序，采用1号刀补）
N8	M98 P100 D02	（调用加工φ68外圆子程序，采用2号刀补）
N9	G49 G0 Z300	（取消长度补偿）
N10	M06 T02	（调用2号φ16键槽铣刀）
N11	M03 S600	（主轴正转）
N12	G43 G0 Z150 H02	（建立2号刀长度补偿）
N13	G0 Z5	（刀具快速降到Z5）
N14	X20Y0	（刀具快速移到X20 Y0）
N15	G01 Z-5 F30	（刀具慢速降到Z-5）
N16	M98 P200 D01	（调用加工φ64内孔子程序，采用1号刀补）
N17	M98 P200 D02	（调用加工φ64内孔子程序，采用2号刀补）
N18	M98P300 D01	（调用加工φ24外圆子程序，采用1号刀补）
N19	M98 P300 D02	（调用加工φ24外圆子程序，采用2号刀补）
N20	G0 Z5	（刀具快速到Z5）
N21	G0 X0 Y0	（刀具快速称到X0 Y0）
N22	G01 Z-15 F30	（刀具慢速降到Z-15）
N23	M98 P400 D01	（调用加工φ14内孔子程序，采用1号刀补）
N24	M98 P400 D02	（调用加工φ14内孔子程序，采用2号刀补）
N25	G49 G0 Z300	（取消长度补偿）
N26	M06 T03	（调用3号φ10键槽铣刀刀具）
N27	M03 S900	（主轴正转）
N28	G43 G0 Z100 H03	（建立3号刀具的长度补偿）
N29	G0 Z5	（刀具快速降到Z5）
N30	G0 X20 Y0	（刀具快速移动到X20 Y0）
N31	G01 Z-15 F30	（刀具慢速降到Z-15）
N32	M98 P500 D03	（调用加工五个内槽子程序，采用3号刀补）
N33	G68 X0 Y0 P72	（以X0 Y0为中心旋转72度）
N34	M98 P500 D03	（调用加工五个内槽子程序，采用3号刀补）
N35	G68 X0 Y0 P144	（以X0 Y0为中心旋转144度）
N36	M98 P500 D03	（调用加工五个内槽子程序，采用3号刀补）
N37	G68 X0 Y0 P216	（以X0 Y0为中心旋转216度）
N38	M98 P500 D03	（调用加工五个内槽子程序，采用3号刀补）
N39	G68 X0Y0 P288	（以X0 Y0为中心旋转288度）
N40	M98 P500 D03	（调用加工五个内槽子程序，采用3号刀补）
N42	G0 Z50	（刀具快速提到Z50）
N43	G69 G0 X0 Y0	（取消旋转）
N44	G49 G0 Z300	（取消长度补偿）
N45	M05	（主轴停转）
N46	M30	（程序结束）
N47	%100	（加工φ68外圆子程序）
N48	G41 G0 Y10	（建立左刀补）
N49	G03 X34Y0 R10	（圆弧切入）
N50	G02 I-34 J0 F120	（加工φ68外圆）
N51	G02 X34 Y-10 R10 F300	（圆弧切出）
N52	G40 G0 Y0	（取消刀补）
N53	M99	（返回主程序）
N54	%200	（加工φ64圆槽）
N55	G41 G01 X32 Y0 F120	（建立左刀补）
N56	G03 I-32 J0	（加工φ64圆槽）
N57	G40 G01 X20 Y0	（取消刀补）
N58	M99	（返回主程序）
N59	%300	（加工φ24外圆子程序）
N60	G41 G01 X12 Y0 F120	（建立左刀补）
N61	G02 I-12 J0	（加工φ24圆柱）
N62	G40 G01 X20	（取消刀补）
N63	M99	（返回主程序）
N64	%400	（加工φ14内孔子程序）
N65	G42 G01 X7 F120	（建立右刀补）
N66	G02 I-7 J0	（加工φ14圆槽）
N67	G40 G01 X0 Y0	（取消刀补）
N68	M99	（返回主程序）
N69	%500	（加工五个内槽子程序）
N70	G42G01X30Y0F80	（建立右刀补）
N71	G02X26Y-15R30	（加工R30圆弧）
N72	G01X13Y-8	（加工斜线）
N73	G03X13Y8R15	（加工R15圆弧）
N74	G01X26Y15	（加工斜线）
N75	G02X30Y0R30	（加工R30圆弧）
N76	G40 G01X20Y0	（取消刀补）
N77	M99	（返回主程序）

授课视频

型腔类零件程序编辑

交流讨论

三、仿真加工

（一）仿真加工准备

1．开启仿真软件，进行回零。

选择回零模式，点击+X+Y+Z，显示屏清零，刀具到达机床原点。如图6.2.5所示。

2．设置毛坯

选择圆柱体，设置直径，设置高度，勾选更换工件，点击确定，如图6.2.6所示。

3．工件装夹

工件装夹方式，可以选择直接装夹或工艺板装夹或平口钳装夹，根据需要选择工艺板装夹，压紧类型根据螺钉的压紧位置，选择模拟图中的一种，最后点击确定，如图6.2.7所示。

4．安装刀具

选择直径为12的端铣，选择直径为10的端铣刀，将刀具添加到刀库，点击确定，如图6.2.8所示。

5．选择程序

首先选择加工模式为编辑或运行，之后点击程序按钮，最后选择并调入已有程序，如图6.2.9所示。

测一测

（二）仿真加工

关闭机床门，选择加工模式，点击循环启动按钮，开始仿真加工，如图6.2.10所示。

授课视频

型腔类零件仿真加工

交流讨论

四、实际加工

严格遵守数控铣床操作规程，按照7S管理规定完成此零件的实际加工过程。

授课视频

型腔类零件实际加工

经验交流

任务评价

评价内容		分值
工作过程	学习态度	20
	通识知识	20
	关键能力	20
工作成果	成果质量	40
合计

诊断与改进

1．充分利用多媒体教学，配合动画演示，解决了型腔类零件的教学重点，结合小组讨论学习法，克服了本节的教学难点。

2．“精益求精的大国工匠精神”贯穿教学全过程，切实做到了对学生素质目标的培养。

3．学生在完成任务的过程，鼓励学生担当不同的角色，利用角色扮演法，增强学生的工作责任心，增强小组成员间的协作能力，组织能力和管理能力，调动学生的积极性，充分体现以学生为主体的教学特点。

4．学生对零件编程与加工的具体操作还有待于进一步优化，以便提高加工效率，提高加工质量。

拓展练习

课后习题

拓展阅读

扩展视频

分毫不差！为航天之翼“雕刻”翅膀，走进大国工匠曹彦生

一、加工分析

（一）识读图样

1．加工内容

2．加工精度

（二）加工方案

（三）夹 具

（四）刀 具

二、程序编制

（一）工件坐标原点确定

（二）编写数控程序（华中系统）

三、仿真加工

（一）仿真加工准备

1．开启仿真软件，进行回零。

2．设置毛坯

3．工件装夹

4．安装刀具

5．选择程序

（二）仿真加工

四、实际加工

（三）夹　具

（四）刀　具