數(shù)控銑削加工技術(shù)教案20-20學(xué)年第學(xué)期課程名稱：數(shù)控銑削加工技術(shù)課題銑孔、鏜孔加工授課班級(jí)授課教師授課日期計(jì)劃課時(shí)8授課類型理實(shí)一體教學(xué)目標(biāo)知識(shí)目標(biāo)1.掌握鏜孔加工循環(huán)指令的格式及應(yīng)用。2.掌握螺旋銑孔的編程方法。技能目標(biāo)1.能夠掌握鏜刀的使用方法。2.能夠完成銑孔和鏜孔的加工。德育目標(biāo)1.具有安全文明生產(chǎn)和遵守操作規(guī)程的意識(shí)。2.具有團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力和分析解決問(wèn)題的能力。3.具有嚴(yán)格的產(chǎn)品質(zhì)量意識(shí)和工匠精神。教學(xué)重點(diǎn)螺旋銑孔，倒角銑刀的使用教學(xué)難點(diǎn)螺旋銑Φ28通孔掌握鏜孔加工循環(huán)指令的格式及應(yīng)用和掌握螺旋銑孔的編程方法。教學(xué)方法多媒體演示法、小組討論法和示范講解教學(xué)方法。教學(xué)準(zhǔn)備多媒體課件、加工程序、2A12鋁合金、加工實(shí)例視頻教學(xué)內(nèi)容及過(guò)程學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)說(shuō)明環(huán)節(jié)一、復(fù)習(xí)導(dǎo)入（5分鐘）復(fù)習(xí)圓弧編程的知識(shí)。二.導(dǎo)入讓學(xué)生根據(jù)自己所見的說(shuō)說(shuō)生活中常見的帶孔工件如何來(lái)的。思考問(wèn)題，溫故而知新復(fù)習(xí)圓弧編程，掌握加工循環(huán)指令格式環(huán)節(jié)二、相關(guān)知識(shí)學(xué)習(xí)（50分鐘）步驟一、學(xué)習(xí)相關(guān)理論知識(shí)一、螺旋銑孔針對(duì)大直徑的孔的粗、精加工，可采用螺旋銑孔的方式加工，利用機(jī)床圓弧插補(bǔ)指令，一把刀具可加工不同尺寸的孔。相比采用鉆孔加工可有效減少刀具規(guī)格種類，節(jié)約成本。說(shuō)明：X、Y、Z中由G17/G18/G19平面選定的兩個(gè)坐標(biāo)為螺旋線投影圓弧的終點(diǎn)，意義同圓弧進(jìn)給，第3坐標(biāo)是與選定平面相垂直的軸終點(diǎn)，其余參數(shù)的意義同圓弧進(jìn)給。2.編程舉例使用螺旋線插補(bǔ)指令對(duì)圖4-2-2所示的的螺旋線編程。AB為一螺旋線，起點(diǎn)A的坐標(biāo)為（30，0，0），終點(diǎn)B的坐標(biāo)為（0，30，10）；圓弧插補(bǔ)平面為X、Y平面，圓弧AB’是AB在XY平面上的投影，B’的坐標(biāo)值是（0，30，0），從A點(diǎn)到B’是逆時(shí)針?lè)较?。在加工AB螺旋線前，要把刀具移到螺旋線起點(diǎn)A處，則加工程序編寫如下：二、倒角銑刀的使用1.倒角銑刀的分類在數(shù)控銑削加工中，輪廓會(huì)產(chǎn)生毛刺，或者對(duì)孔、軸等有配合要求的部位，要求進(jìn)行倒角。使用倒角銑刀可以方便的對(duì)零件輪廓進(jìn)行倒角加工。按照倒角銑刀的材質(zhì)和結(jié)構(gòu)分類，常見的倒角銑刀有三種形式如圖4-2-3所示2.倒角銑刀的用法使用倒角銑刀對(duì)零件進(jìn)行倒角加工，需要掌握倒角銑刀的相關(guān)尺寸信息，不同的倒角銑刀，其尺寸信息有所差別，該信息可以從刀具包裝盒上獲得，也可用量具測(cè)量獲得。對(duì)于小直徑孔的倒角，可以直接選擇相應(yīng)尺寸的倒角銑刀進(jìn)行加工，如圖4-2-4a所示，如孔的直徑為d，倒角直徑為d1,則選擇的倒角銑刀直徑D要大于d1。對(duì)于大直徑的孔或者輪廓倒角，需對(duì)輪廓編程加工，通過(guò)對(duì)刀具半徑補(bǔ)償D值的設(shè)置與下刀深度Z的配合來(lái)實(shí)現(xiàn)的，如圖4-2-4b所示。C為倒角尺寸，Z1為倒角銑刀加工時(shí)超出材料的深度，此值一般大于1mm左右，d為倒角銑刀底面直徑，有的倒角銑刀此值為零，即底面為尖角。D為刀具半徑補(bǔ)償值，Z為刀具下刀深度，根據(jù)以上幾何關(guān)系，可以確定：D=d/2+Z1Z=C+Z1銑削倒角時(shí)，需要提前計(jì)算出Z值和D值，按照輪廓編寫加工程序即可。三、鏜孔加工針對(duì)大直徑、精度要求較高的孔可選用鏜孔加工，鏜孔加工一般為孔加工的最后一道工序。按加工步驟可以分為鉆孔、擴(kuò)孔（小直徑的孔）、銑孔（大直徑的孔）、鏜孔。精密鏜削的加工精度可達(dá)IT6-IT7級(jí)，表面粗糙度可達(dá)Ra1.6-Ra0.8，鏜孔還可以較好地糾正原來(lái)孔軸線的偏斜。鏜刀一般分為粗鏜刀和精鏜刀，可對(duì)已有的孔進(jìn)行粗加工、半精加工和精加工，如圖4-2-5所示。1.精鏜循環(huán)G76G76X_Y_Z_R_Q_P_F_K_；說(shuō)明：X_Y_：孔位置數(shù)據(jù)Z_：從R點(diǎn)到孔底的距離（增量值）或孔底的坐標(biāo)（絕對(duì)值）R_：從初始點(diǎn)平面到R點(diǎn)的距離（增量值），或R點(diǎn)的坐標(biāo)（絕對(duì)值）Q_：孔底的偏移量P_：孔底的暫停時(shí)間（單位0.001秒）。F_：切削進(jìn)給速度K_：重復(fù)次數(shù)（僅限需要重復(fù)時(shí)）精鏜循環(huán)用于高精度的鏜孔加工，刀具沿X、Y軸定位后，快速移動(dòng)到R點(diǎn)平面，主軸正轉(zhuǎn)狀態(tài)鏜削至孔底，執(zhí)行主軸準(zhǔn)停，暫停時(shí)間P，刀具刀尖相反的方向平移距離Q，刀具離開工作表面，刀具快速退回，這樣能保證加工表面不受損傷，如圖4-2-6所示。在孔底，通過(guò)定向信號(hào)，主軸停止在固定的回轉(zhuǎn)位置上，向與刀尖相反的方向移動(dòng)后退，不擦傷加工面，進(jìn)行高精度，高效率鏜削加工。注意Q值必須是正值，即使是負(fù)值，符號(hào)也將被忽略。在參數(shù)（No.5148）中指定偏移的方向。2.鏜削循環(huán)G86G86X_Y_Z_R_F_K_；說(shuō)明：X_Y_：孔位置數(shù)據(jù)Z_：從R點(diǎn)到孔底的距離（增量值）或孔底的坐標(biāo)（絕對(duì)值）R_：從初始點(diǎn)平面到R點(diǎn)的距離（增量值），或R點(diǎn)的坐標(biāo)（絕對(duì)值）F_：切削進(jìn)給速度K_：重復(fù)次數(shù)（僅限需要重復(fù)時(shí)）G86用于鏜孔加工，加工完后，可以再用G76進(jìn)行精鏜。刀具沿X、Y軸定位后，快速移動(dòng)到R點(diǎn)平面，從R點(diǎn)平面沿著Z方向切削進(jìn)給到孔底，主軸停轉(zhuǎn)，然后刀具快速返回到R點(diǎn)平面或初始平面，主軸正轉(zhuǎn)啟動(dòng)，如圖4-2-7所示。3.反鏜循環(huán)G87G87X_Y_Z_R_Q_P_F_K_；說(shuō)明：X_Y_：孔位置數(shù)據(jù)Z_：從R點(diǎn)到孔底的距離（增量值）或孔底的坐標(biāo)（絕對(duì)值）R_：從初始點(diǎn)平面到R點(diǎn)的距離（增量值），或R點(diǎn)的坐標(biāo)（絕對(duì)值）Q_：孔底的偏移量P_：孔底的暫停時(shí)間（單位0.001秒）。F_：切削進(jìn)給速度K_：重復(fù)次數(shù)（僅限需要重復(fù)時(shí)）G87循環(huán)用于鏜削精密孔。沿X軸和Y軸定位后，主軸停止在固定的旋轉(zhuǎn)位置，刀具在與刀尖相反的方向偏移Q值，用快速移動(dòng)的方式定位在孔底（R點(diǎn)），然后刀具沿刀尖方向進(jìn)給一個(gè)位移量Q，主軸正轉(zhuǎn)后沿著鉆孔軸的正向鏜孔，直到Z點(diǎn)。在此位置，使主軸再次停止在固定的旋轉(zhuǎn)位置，然后刀具沿著刀尖相反的方向偏移Q值，主軸正轉(zhuǎn)，進(jìn)行下個(gè)程序段動(dòng)作。關(guān)于位移量，及其方向，與G76完全相同，如圖4-2-8所示。4.鏜孔循環(huán)G88G88X_Y_Z_R_P_F_K_；說(shuō)明：X_Y_：孔位置數(shù)據(jù)Z_：從R點(diǎn)到孔底的距離（增量值）或孔底的坐標(biāo)（絕對(duì)值）R_：從初始點(diǎn)平面到R點(diǎn)的距離（增量值），或R點(diǎn)的坐標(biāo)（絕對(duì)值）P_：孔底的暫停時(shí)間（單位0.001秒）。F_：切削進(jìn)給速度K_：重復(fù)次數(shù)（僅限需要重復(fù)時(shí)）G88循環(huán)自動(dòng)進(jìn)給，手動(dòng)退出。刀具沿X軸和Y軸定位后，刀具快速移動(dòng)到R點(diǎn)平面，從R點(diǎn)平面到Z點(diǎn)進(jìn)行鏜孔，在孔底暫停，主軸停轉(zhuǎn)，進(jìn)入保持狀態(tài)。此時(shí)切換成手動(dòng)狀態(tài)，可以手動(dòng)移出刀具。無(wú)論進(jìn)行什么樣的手動(dòng)操作，都要以刀具從孔中安全退出為原則。在重新開始自動(dòng)加工時(shí)，刀具按照G98或G99快速返回到R點(diǎn)或初始平面后，主軸正轉(zhuǎn)啟動(dòng)，重新按照下一個(gè)程序段開始動(dòng)作，如圖4-2-9所示。5.鏜孔循環(huán)G89G89X_Y_Z_R_P_F_K_；說(shuō)明：X_Y_：孔位置數(shù)據(jù)Z_：從R點(diǎn)到孔底的距離（增量值）或孔底的坐標(biāo)（絕對(duì)值）R_：從初始點(diǎn)平面到R點(diǎn)的距離（增量值），或R點(diǎn)的坐標(biāo)（絕對(duì)值）P_：孔底的暫停時(shí)間（單位0.001秒）。F_：切削進(jìn)給速度K_：重復(fù)次數(shù)（僅限需要重復(fù)時(shí)）G89用于鏜孔加工，加工完后，再用G76進(jìn)行精鏜。循環(huán)過(guò)程同G85，只是在孔底有暫停時(shí)間，可以提高盲孔的加工精度，如圖4-2-10所示。任務(wù)實(shí)施一、任務(wù)圖紙分析該任務(wù)零件為孔類零件，由一個(gè)Φ28通孔和一個(gè)Φ56階梯孔構(gòu)成。其中Φ28通孔公差為，圓度要求為0.02，表面粗糙度要求為0.8，精度要求較高。其余粗糙度要求為Ra3.2，孔口倒角C1，零件加工完成后需去除加工過(guò)程中產(chǎn)生的毛刺和飛邊。二、制訂加工工藝1.加工工藝分析該任務(wù)零件外形為方形，可采用平口鉗裝夾。先用鉆頭鉆通孔，然后用立銑刀加工Φ56階梯孔。Φ28通孔精確要求較高，并且有圓度要求，銑孔很難滿足加工要求，可采用鉆孔-擴(kuò)孔-鏜孔的方法加工。2.選擇刀具及切削用量根據(jù)對(duì)零件的加工工藝分析，先選用Φ12鉆頭在中心位置打通孔。然后選選用Φ16立銑刀銑削Φ56階梯孔，中間Φ28通孔先用Φ16立銑刀擴(kuò)孔，單邊預(yù)留0.1mm余量，然后用鏜刀鏜孔。制訂刀具卡片如表4-2-2所示。三、程序編制1.建立工件坐標(biāo)系，確定刀具軌跡及點(diǎn)坐標(biāo)值。零件毛坯為正方形，孔位于毛坯的中心，為方便對(duì)刀及編程，選擇上表面的對(duì)稱中心為工件坐標(biāo)系原點(diǎn)。零件的編程原點(diǎn)、刀具走刀路線及點(diǎn)坐標(biāo)如表4-2-4所示。銑削Φ56階梯孔時(shí)，采用圓弧切入和切出的方式,先將刀具定位到圓心位置，下刀至要加工的深度，然后直線插補(bǔ)至A點(diǎn)并建立刀具半徑補(bǔ)償，圓弧插補(bǔ)至B點(diǎn)，切線方向切入工件，逆時(shí)針插補(bǔ)加工Φ56整圓，然后圓弧插補(bǔ)至C點(diǎn)，圓弧切出，直線插補(bǔ)至圓心點(diǎn)并取消刀具半徑補(bǔ)償。Φ28孔的尺寸精度要求較高，先用立銑刀擴(kuò)孔，由于孔較深，可采用螺旋銑孔的方式加工。鏜孔時(shí)采用G76精鏜循環(huán)，鏜刀鏜削至孔底，然后主軸定向停止，刀具往刀尖相反的方向平移0.2mm，使得刀具離開工作表面，避免抬刀劃傷已加工面。四、程序的錄入及軌跡仿真機(jī)床開機(jī)，回零，選擇“EDIT（編輯）”模式，按鍵進(jìn)入程序界面，依次錄入加工程序。切換到自動(dòng)模式，按機(jī)床鎖、輔助鎖、空運(yùn)行鍵，按下鍵，進(jìn)入圖形界面，按“循環(huán)啟動(dòng)”運(yùn)行程序，注意觀察刀具運(yùn)行軌跡，檢查刀路是否正確，如圖4-2-11所示。五、加工零件崗位規(guī)范小提示：進(jìn)入加工實(shí)訓(xùn)車間，要嚴(yán)格遵守車間管理規(guī)定和機(jī)床操作規(guī)范，穿戴好防護(hù)用品。嚴(yán)禁多人同時(shí)操作機(jī)床，注意保護(hù)人身和設(shè)備安全。1.裝夾零件毛坯檢查機(jī)床，開機(jī)并回零。安裝并找正平口鉗。測(cè)量鉗口高度，選擇合適平行墊鐵，墊起工件，由于進(jìn)行通孔加工，注意墊鐵放置的位置要避開孔加工的位置，避免刀具和墊鐵干涉，加緊并敲平工件如圖4-2-12所示。圖4-2-12裝夾工件毛坯2.設(shè)定工件坐標(biāo)系原點(diǎn)安裝尋邊器，分中的方式將工件毛坯的對(duì)稱中心設(shè)定為G54工件坐標(biāo)系X、Y軸原點(diǎn)。3.鉆通孔安裝Φ12鉆頭至主軸，將工件上表面設(shè)定為G54工件坐標(biāo)系Z軸原點(diǎn)。編輯模式下調(diào)用O4201程序，切換到自動(dòng)模式，按循環(huán)啟動(dòng)鍵運(yùn)行程序，完成孔加工，如圖4-2-13所示。圖4-2-13鉆通孔4.銑削Φ56階梯孔取下Φ12鉆頭，安裝Φ16立銑刀至主軸。校準(zhǔn)Z軸設(shè)定器，Z軸重新設(shè)定G54工件坐標(biāo)系原點(diǎn)。調(diào)用O4102程序，按鍵，切換到刀補(bǔ)設(shè)置界面，將D01號(hào)半徑補(bǔ)償值修改為8.2，單邊留0.2mm余量。切換到自動(dòng)模式，按下循環(huán)啟動(dòng)運(yùn)行程序，完成Φ56孔粗加工，將刀具半徑補(bǔ)償值修改為8.再次按下循環(huán)啟動(dòng)，完成Φ56孔的精加工，如圖4-2-14所示，內(nèi)測(cè)千分尺測(cè)量孔徑，檢驗(yàn)尺寸是否符合圖紙要求。圖4-2-14Φ56階梯孔5.螺旋銑Φ28通孔按鍵，切換到刀補(bǔ)設(shè)置界面，將D02號(hào)半徑補(bǔ)償值修改為8.2，單邊留0.2mm加工余量。調(diào)用O4203號(hào)程序，按循環(huán)啟動(dòng)鍵自動(dòng)運(yùn)行程序，完成孔的粗加工，如圖4-2-15所示。圖4-2-15螺旋銑孔6.倒角更換倒角刀至主軸，用Z軸設(shè)定器重新設(shè)定G54工件坐標(biāo)系Z軸原點(diǎn)。調(diào)用倒角加工程序O4205，將D02號(hào)半徑補(bǔ)償值修改為1，切換到自動(dòng)模式，按循環(huán)啟動(dòng)鍵運(yùn)行程序，完成倒角加工，如圖4-2-16所示。圖4-2-16倒角7.鏜孔注意安裝鏜刀前，先確定孔底退刀方向?？刹榭礄C(jī)床參數(shù)（No.5148），或者將Z軸抬高，空運(yùn)行鏜孔程序觀察退刀方向?！癕DI”模式輸入“M19”指令,按“循環(huán)啟動(dòng)”，使主軸定向停止，鏜刀刀尖朝退刀方向的相反方向安裝至主軸。例如退刀方向?yàn)閄-向，刀尖應(yīng)朝向X+。放置Z軸設(shè)定器重新設(shè)定G54工件坐標(biāo)系Z軸原點(diǎn)。手輪模式將刀具移動(dòng)到孔的中心位置并Z向下降至Φ28孔口的位置。用內(nèi)六角扳手松開鏜刀鎖緊螺釘，如圖4-2-17所示。然后-方向轉(zhuǎn)動(dòng)刻度盤如圖4-2-18所示，讓刀尖處于孔徑以內(nèi)的位置，Z向下降至Φ28孔內(nèi)約2mm位置，內(nèi)六角扳手+向轉(zhuǎn)動(dòng)刻度盤，增大鏜刀直徑，此時(shí)注意觀察鏜刀刀尖，當(dāng)?shù)都饪煲龅娇妆跁r(shí)，如圖4-2-19所示.此時(shí)鏜刀直徑約為底孔的直徑Φ27.6mm，抬起鏜刀至工件上表面，繼續(xù)+向轉(zhuǎn)動(dòng)刻度盤30格（注：每格代表直徑方向0.01mm），擰緊鎖緊螺釘。鏜刀直徑約為27.9mm，鏜刀粗調(diào)完成。調(diào)用鏜孔程序O4206，自動(dòng)運(yùn)行程序，粗鏜完成，測(cè)量孔直徑如圖4-2-20所示，計(jì)算出實(shí)際尺寸與圖紙尺寸差值。松開鎖緊螺釘，根據(jù)差值調(diào)整鏜刀。如實(shí)際值比圖紙尺寸小0.12mm，則往+的方向轉(zhuǎn)動(dòng)12格。調(diào)整完擰緊鎖緊螺釘。再次運(yùn)行程序，完成鏜孔加工如圖4-2-21所示。加工完成，測(cè)量尺寸，如有偏差可繼續(xù)調(diào)整鏜刀，再次鏜孔，直至符合圖紙要求。卸下工件，去除加工產(chǎn)生的毛刺。按照車間7S管理規(guī)定整理工作崗位，清掃機(jī)床，刀量具擦凈擺放整齊，關(guān)閉機(jī)床電源，清掃車間衛(wèi)生。步驟三、課堂總結(jié)、布置作業(yè)：（5分鐘）一、小結(jié)1.倒角銑刀的使用2.程序編制3.軌跡仿真4．加工零件5.螺旋銑Φ28通孔掌握鏜孔加工循環(huán)指令的格式及應(yīng)用6.掌握螺旋銑孔的編程方法。二、布置作業(yè)1.寫出鏜刀調(diào)整的過(guò)程。2.寫出鏜刀加工程序。跟隨教師學(xué)習(xí)螺旋銑孔指令，并做好筆記。認(rèn)真聽，記筆記思考如何進(jìn)行螺旋加工學(xué)生做練習(xí)，記筆記。學(xué)習(xí)倒角刀的分類做好倒角銑刀的用途記錄了解倒角刀的使用方法認(rèn)識(shí)鏜孔刀，并學(xué)習(xí)鏜孔刀的指令。記住功能指令學(xué)生做好筆記區(qū)別兩種程序段的格式。認(rèn)真聽記筆記了解鏜孔與鉸孔區(qū)別認(rèn)真聽講，記筆記總結(jié)歸納編程的步驟學(xué)會(huì)區(qū)分各個(gè)指令之間的區(qū)別。了解鏜刀循環(huán)格式及用法區(qū)別程序格式及用法學(xué)習(xí)并思考加工方案看圖像，了解并進(jìn)行思考讀程序，看程序。認(rèn)真聽講，記筆記反復(fù)對(duì)照程序。在程序運(yùn)行之前把各個(gè)軸鎖住。注意安全在設(shè)定XYZ時(shí)檢查一下自己設(shè)計(jì)的原點(diǎn)是否有誤。進(jìn)行零件加工。準(zhǔn)確有效測(cè)量倒角的時(shí)候進(jìn)行復(fù)習(xí)學(xué)會(huì)鏜刀的基本用法學(xué)會(huì)使用鏜刀來(lái)進(jìn)行精加工確定測(cè)量準(zhǔn)確。相互檢測(cè)，仔細(xì)觀察，多多摸，多看。認(rèn)真完成課后作業(yè)復(fù)習(xí)鏜刀的用法。講解本節(jié)課的知識(shí)點(diǎn)利用課堂練習(xí)加深記憶。教師進(jìn)行總結(jié)歸納編程步驟老師講解幾種倒角刀。老師利用PPT講解倒角的用法。利用PPT中的鏜刀圖，帶領(lǐng)學(xué)生認(rèn)識(shí)鏜刀，并且講解鏜刀指令的用法。先認(rèn)真聽講，然后練習(xí)鞏固，掌握程序段的組成、及各結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系。通過(guò)實(shí)例演示，讓學(xué)生歸納編程的步驟，進(jìn)一步掌握程序編制的過(guò)程。G86鏜削循環(huán)對(duì)于鏜孔具有