任务二工件坐标系的设定.docx

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任务二工件坐标系的设定

清远市技师学院（高级技工学校）教案

学习领域

数控技术

学时

教学方法

宏观：

引导文法微观：

六阶段法

授课班级

日期

2010.05.10

任课教师

学习情景

任务二：

工件坐标系的设定

教学

目标

能力目标：

（1）专业能力目标

1、会使用工具在数控铣床上装夹刀具

2、能说明常用铣刀的功用

3、能理解机床坐标系及工件坐标系

4、能止确的设定工件坐标系

5、会进行工件坐标系零点的检查

（2）社会能力目标

1）具有良好的自我控制能力和团队协作精神。

2）有较强的责任感和认真的工作态度。

（3）方法能力目标

1）有较好的学习新知识和技能的能力。

2）具有良好的分析和解决问题的能力。

3）具有查找资料、文献获取信息的能力。

4）具有合理制定工作计划的能力。

应用性知识目标：

1、会使用工具在数控铣床上装夹刀具

2、能说明常用铣刀的功用

3、能理解机床坐标系及工件坐标系

4、能止确的设定工件坐标系

5、会进行工件坐标系零点的检查

任务载体

r

*扛1i

—r

丄——L

准备

教学

设备：

数控铣/立式加工中心共5台；计算机20台,

材料：

塑料

工量具：

©10立铣刀5把，

（配相应刀柄）,

百分表5个，磁性表座5个，游标卡尺5把。

教学课件及相关教学资料•

教学

实施

工作过程

工作任务

教学组织

学时

资讯

收集数控铣床、加工中心的对刀方法。

公布项目任务，教师协调下的学生自愿分组，明确分工；提出资讯建议，提供获取资讯的方法与途径信息。

1

计划

如何设定工件坐标系。

听取学生的决策意见，提出可行性方面的质疑，提供指导意见帮助形成工艺方案结论

1

决策

确定合适对刀方法。

审疋工作计划方案，关注计划中的预期成果及未来的自查项目，关注工作进度及重要节点，

4

实施

上机床进行对刀

帮助学生与有关部门沟通。

考

10

操作，机床日常维护与清洁、团队合作等。

察学生在项目实施中的能力，关注安全生产、环保、质量意识考察，作好相应记录。

检杳

检杳对刀的准确性。

提供规范化技术文档范例供学生参考。

1

评估

分析原因，提出改进措施等。

完成个人任务报告。

组内举行成果报告会。

评估项目完成质量，关注团队合作、安全生产、环保意识、敬业勤业评估等。

1

教学重点：

设定工件坐标系

考核与评价：

成果评定60%教师评价25%自我评价15%

教学

过程

资讯

一、数控铣床坐标系

1、机床坐标系

（1）定义：

为了确定机床的运动方向和移动距离，就要在机床上建立一个坐标系，这个坐标系就叫机床坐标系，也叫标准坐标系。

在机床显示屏上常见的“机械坐标”就是指机床坐标系的坐标值。

（2）机床坐标系的规定

1）刀具相对于静止工件而运动的原则：

这个原则规定不论数控机床是刀具运动还是工件运动，编程时均以刀具的运动轨迹来编写程序，这样可按零件图的加工轮廓直接确定数控机床的加工过程。

2）坐标轴正负的规定：

使刀具与工件之间距离增大的方向规定为轴的正方向，反之为轴的反方向。

3）右手笛卡儿坐标系：

数控机床坐标系采用右手笛卡儿坐标系

y殖檢7■坐标轴

6|4®或C旋转方向

z/科严药］

图1-2-5右手笛卡儿坐标系系统图

教学

过程

按右手直角坐标系规定，右手的拇指、食指和中指分别代表X、Y、Z三根直角坐标轴的方向；如图（b）所示，旋转方向按右手螺旋法则规定，四指顺着轴的旋转方向，拇指与坐标轴同方向为轴的正旋转，反之为轴的反旋转，图中A、B、C分别代表围绕X、Y、Z三根坐标轴的旋转方向。

4）机床坐标系的方向：

Z轴表示传递切削动力的主轴，X轴平行于工件的装夹平面，一般取水平位置，根据右手直角坐标系的规定，确定了X和Z坐标轴的方向，自然能确定丫轴的方向。

5）在图中横线标出数控铣床的三根坐标轴

▲

图1-2-6数控铳床坐标轴

（3）机床原点、机床参考点

机床原点亦称机床零点，是机床上设置的一个固定的点，即机床坐标系的原点。

机床参考点是机床上一个特殊位置的点，该点一般位于靠近机床零点的位置，也可以和机床原点重合。

2、工件坐标系

（1）工件坐标系：

为了便于尺寸计算、检查和程序编制，根据零件图样建立的坐标系称为工件坐标系。

（2）工件原点：

工件原点亦称编程原点，该点是指工件装夹

完成后，选择工件上的某一点作为编程或者工件加工的原点。

二、程序结构与格式

1、程序的组成

一个完整的程序由程序号、程序内容和程序结束三部分组成:

00001;

程序号（Oxxxx，0加四位数字，从00000~09999,数字前的程序内以省略，如

0002。

序可以写成020）

N10G90G94G17G40G80

N20G91G28Z0T01；

N30M06；

N40G90G54G00X0Y30.0;

N50M03S800；

N200G91G28Z0;

N210M05；

N220M30；程序结束（用M02或M30表示）

2、程序段的组成

程序段格式是指一个程序段中字、字符、数据的排列、书写方式和顺序。

常用的是字一地址程序段格式，格式如下：

N-

——G-

——X—

——Y-

——Z—

程序

准备

▼

尺寸字

盹1=1.段号

功能

三、数控常用系统功能

F——S——T——M——LF

f

进给主轴刀具辅助结束

速度功能功能功能标记

1、准备功能

准备功能也叫G功能或G代码，用于数控机床做好某些准备工作的指令。

由G和后面的两位数字组成，从G00~G99共100种

2、辅助功能

辅助功能也叫M功能或M代码，主要用于控制机床或系统的开、关等辅助动作的功能指令。

由M和后面的两位数字组成，从M00~M99共100种。

3、其他功能

（1）坐标功能

坐标功能字（又称尺寸功能字）用来设定机床各坐标的位移量。

它一般使用X、丫、Z、V、W、P、Q、R（用于指定直线尺寸坐标）和A、B、C、D、E（用于指定角度坐标）及I、J、K（用于指定圆心坐标点位置尺寸）等地址为首，在后面跟“+”或“一”及数字。

如X100.0、A+30.0、1-10.0等。

（2）进给功能字F

进给功能字的地址符是F，又称为F功能或F指令，用于指定切削的进给速度。

对于车床，F可分为每分钟进给（G94）和主轴每转进给（G95）两种，对于其它数控机床，一般只用每分钟进给。

F指令在螺纹切削程序段中常用来指令螺纹的导程。

（3）主轴转速功能字S

主轴转速功能字的地址符是S,又称为S功能或S指令，用于指定主轴转速。

单位为r/min（G97）。

对于具有恒线速度功能的数控车床，程序中的S指令用来指定车削加工的线速度数m/min

（G96）。

（4）刀具功能字T

刀具功能字的地址符是T,又称为T功能或T指令，用于指定加工时所用刀具的编号。

对于数控车床，其后的数字还兼作指定刀具长度补偿和刀尖半径补偿用。

四、初识数控铣床/加工中心刀具系统

1•数控铣床/加工中心刀具系统特点

1。

刀片和刀柄高度的通用化、规则化、系统化。

2。

刀片和刀具几何参数及切削参数的规范化、典型化。

3）刀片或刀具材料及切削参数需与被加工工件材料相匹配。

4）刀片或刀具的使用寿命长，加工刚性好。

5）刀片及刀柄的定位基准精度高，刀柄对机床主轴的相对位置要求也较高。

2•刀具的材料

1）常用刀具材料

常用的数控刀具材料有高速钢、硬质合金、涂层硬质合金、陶瓷、立方氮化硼、金刚石

3•数控铣床/加工中心常用切削刀具

1）铣削刀具

常用有面铣刀、立铣刀、铣槽铣刀、模具铣刀和成形铣刀等

4.数控铣床/加工中心的刀柄系统

数控铣床/加工中心的刀柄系统主要由三部分组成，即刀柄、拉钉和夹头（或中间模块）。

1）刀柄

数控铣床/加工中心刀柄可分为整体式与模块式两类

二、刀具的装夹

1.常用铣刀的装夹

1）直柄立铣刀的装夹

（1）根据立铣刀直径选择合适的弹簧夹头及刀柄，擦净各安装部位。

（2）按图所示的安装顺序，将刀具、弹簧夹头装入刀柄中。

（3）再将刀柄放在锁刀座上，使锁刀座的键对准刀柄上的键槽，

用专用板手顺时针拧紧刀柄，再将拉钉装入刀柄并拧紧，见图所示。

3.安装刀具时的注意事项

1）安装直柄立铣刀时，一般使立铣刀的夹持柄部伸出弹簧夹头约3~5mm，伸出过长将

减弱刀具铣削刚性。

2）禁止将加长套筒套在专用扳手上拧紧刀柄，也不允许用铁锤以敲击专用扳手的方式紧

固刀柄。

3）装卸刀具时务必弄清扳手旋转方向，特别是拆卸刀具时的旋转方向，否则将影响刀具的装卸甚至损坏刀具或刀柄。

4）安装铣刀时，铣刀应垫棉纱并握圆周，防止刀具刃口划伤手。

5）拧紧拉钉时，其拧紧力要适中，过大力拧紧易损坏拉钉，且拆卸也较困难；过小力则拉钉不能也刀柄可靠联接，加工时易产生事故。

计划、决策

图1-2-10坐标系设定按钮及其显示区

坐标系设定

试切对刀法：

1、X、Y向对刀

（1）将工件通过夹具装在工作台上，装夹时，工件的四个侧面都应留出对刀的位置。

（2）在模式（MDI）输入“M03S800启动主轴旋转，快速移动工作台和主轴，让刀具快速移动到靠近工件左侧有一定安全距离的位

置，然后降低速度移动至接近工件左侧。

（3）靠近工件时改用微调操作（一般用0.01mm来靠近），让刀具慢慢接近工件左侧，使刀具恰好接触到工件左侧表面（观察，听切削声音、看切痕、看切屑，只要出现其中一种情况即表示刀具接触到工件），再回退0.01mm记下此时机床坐标系中显示的X坐标值，如-240.500等。

（4）沿Z正方向退刀，至工件表面以上，用同样方法接近工件右侧，记下此时机床坐标系中显示的X坐标值，如-340.500等。

（5）据此可得工件坐标系原点在机床坐标系中X坐标值为：

{-240.500+（-340.500）}/2=-290.500。

（6）同理可测得工件坐标系原点W在机床坐标系中的Y坐标值。

2、Z向对刀

（1）将刀具快速移至工件上方。

（2）启动主轴旋转，快速移动工作台和主轴，让刀具快速移动到靠近工件上表面有一定安全距离的位置，然后降低速度移动让刀具端面接近工件上表面。

（3）靠近工件时改用微调操作（一般用0.01mm来靠近），让刀具端面慢慢接近工件表面（注意刀具特别是立铣刀时最好在工件边缘下刀，刀的端面接触工件表面的面积小于半圆，尽量不要使立铣刀的中心孔在工件表面下刀），使刀具端面恰好碰到工件上表面，再将Z轴再抬高0.01mm记下此时机床坐标系中的Z值，如-140.400等，则工件坐标系原点W在机床坐标系中的Z坐标值为-140.400。

3、数据存储

将测得的X、丫、Z值输入到机床工件坐标系存储地址G5*中

（G54~G59）

4、起动生效

进入面板输入模式（MDI），输入“G5*”按启动键，运行G5*使其生效。

5、检验

在模式（MDI）输入“G00X0Y0Z20”，按程序启动检验对刀是否正确。

实施

一、工件坐标系设定

（1）任务：

根据图纸上零点位置设定该零件的工件坐标系

（2）实训时间：

10学时

（3）分组教学：

以6人为一小组，分组进行讨论。

（4）设备/工具：

数控铣床、相关刀具工具、相关资料、手册。

（5）工作流程：

1）安装工件及刀具（寻边器）

2）接通机床电源

3）打开操作面板开关

4）在方式选择中选择手轮

5）设定工件坐标系

6）检验

检杳与评价

•评价内容：

1、会使用工具在数控铣床上装夹刀具

2、能说明常用铣刀的功用

3、能理解机床坐标系及工件坐标系

4、能止确的设定工件坐标系

5、会进行工件坐标系零点的检查

&在完成任务的过程中的团队合作能力和学习态度。

•评价方式：

个人自评、小组评价或互评、教师评价

•评价标准：

序号

评价内容

评价分值

任务完成情况

签名

1

会使用工具在数控铣床上装夹刀具

5分

10分

个人自评：

小组评价：

2

能说明常用铣刀的功用

5分10分

个人自评：

教师评价：

3

能理解机床坐标系及工件坐标系

5分

10分

个人评价：

教师评价：

4

能正确的设定工件坐标系

10分

15分

小组互评：

教师评价：

5

会进行工件坐标系零点的检查

5分10分

小组评价：

教师评价：

6

在完成任务的过程中的团队合作能力和学习态度

5分10分

小组评价：

教师评价：

反馈：

根

存

扌据实际情况，提出本任务的存在的问题及改进建议：

F在冋题及改进建议：

作业

完成本次工作任务的工作页

教学后记