數控銑削加工技術教案20-20學年第學期課程名稱：數控銑削加工技術課題鉆孔、鉸孔加工授課班級授課教師授課日期計劃課時10授課類型理實一體教學目標知識目標1.掌握孔加工循環指令的格式及應用。2.掌握鉆孔、鉸孔的編程。技能目標1.能夠根據孔的類型選擇相應的加工方法。2.能夠完成鉆孔和鉸孔的加工。德育目標1.具有安全文明生產意識和良好的職業素養。2.具有團隊協作能力和分析解決問題的能力。3.具有工匠精神和制造強國意識。教學重點認識基本的孔加工的基本指令及進刀路徑教學難點幾種孔加工的指令的區別教學方法多媒體演示法、小組討論法和實例講解教學方法。教學準備學校數控實訓車間接到一批電機轉接板的加工任務，如圖4-1-1所示的零件，材料為2A12鋁合金，毛坯為90*90*25。請同學們以小組為單位，根據圖紙要求，完成加工任務。教學內容及過程學生活動設計說明環節一、復習導入（5分鐘）1.復習1）說一說車間安全操作規程2）本課程的要求2.導入在操作機床之前，操作人員必須仔細閱讀機床說明書，查看機床安全警示標示，以對機床安全措施和要求有所了解，并遵守相關的安全操作規程。討論并且回答問題保證并且對安全進行重視講解車間安全和目標對安全進行著重講解環節二、相關知識學習（50分鐘）步驟一、學習相關理論知識一、常見的孔加工方法1.鉆孔是數控銑加工中常見的加工方法，利用鉆頭在工件上加工孔。常用的鉆孔刀具有幾下兩種：中心鉆：用于零件平面上中心孔、定位孔的加工，如圖4-1-2所示。麻花鉆：在數控銑床上鉆孔，大多數是采用普通麻花鉆如圖4-1-3所示。圖4-1-2中心鉆圖4-1-3麻花鉆2.鉸孔是鉸刀從工件孔壁上切除微量材料層，以提高其尺寸精度和孔表面質量的方法。通常是先鉆出底孔，留有較少余量，再用鉸刀加工。主要針對小直徑高精度孔，鉸孔精度可達IT6-IT8級。數控鉸刀按形狀分為直槽鉸刀和螺旋鉸刀兩種，如圖4-1-4所示.a）直槽鉸刀b）螺旋鉸刀圖4-1-4鉸刀二、鉆孔固定循環數控加工中，孔加工動作循環已經典型化。例如，鉆孔、鏜孔的動作是孔位平面定位、快速引進、工作進給、快速退回等，這樣一系列典型的加工動作可用包含G代碼的一個程序段調用，從而簡化編程工作。這種包含了典型動作循環的G代碼稱為循環指令。每個固定循環指令通常包含6個動作如圖4-1-5。圖4-1-5鉆孔固定循環動作三、固定循環程序格式:G98/G99G_IP（X_Y_Z_）R_P_Q_F_K_;G80;取消固定循環相關地址說明如表4-1-2所示。表4-1-2鉆孔循環地址說明四、孔加工固定循環指令的格式及應用FANUC系統主要有以下孔加工固定循環，如表4-1-3所示。表4-1-3鉆孔固定循環一覽表1.鉆孔循環、定點鏜孔循環G81G81X_Y_Z_R_F_K_;說明：X_Y_：孔位置數據Z_：從R點到孔底的距離（增量值）或孔底的坐標（絕對值）R_：從初始點平面到R點的距離（增量值），或R點的坐標（絕對值）F_：切削進給速度K_：重復次數（僅限需要重復時）G81循環用于通常的鉆孔加工。刀具沿X、Y軸定位后，快速移動到R點平面，從R點平面沿著Z方向切削進給到孔底，然后刀具以快速移動的方式退回，如圖4-1-6所示。圖4-1-6G81循環動作2.鉆孔循環、鏜階梯孔循環G82G82X_Y_Z_R_P_F_L_;說明:X_Y_：孔位置數據Z_：從R點到孔底的距離（增量值）或孔底的坐標（絕對值）R_：從初始點平面到R點的距離（增量值），或R點的坐標（絕對值）P_：孔底暫停時間（單位0.001秒）F_：切削進給速度K_：重復次數（僅限需要重復時）G82循環用于通常的鉆孔加工，刀具沿X、Y軸定位后，快速移動到R點平面，從R點平面沿著Z方向切削進給到孔底，在孔底暫停，然后刀具以快速移動的方式退回，如圖4-1-7所示。由于孔底暫停，在盲孔加工中，可提高深的精度。圖4-1-7G82循環動作3.深孔鉆削循環G83G83X_Y_Z_R_Q_F_K_;說明：X_Y_：孔位置數據Z_：從R點到孔底的距離（增量值）或孔底的坐標（絕對值）R_：從初始點平面到R點的距離（增量值），或R點的坐標（絕對值）Q_：每次切削進給的進給量F_：切削進給速度K_：重復次數（僅限需要重復時）G83循環通常用于加工深孔，該循環以間歇方式切削進給到達孔底，一邊將切屑從孔中清除出去一邊執行加工，然后快速退回，如圖4-1-8所示。Q為每次的切入量，始終用增量值來指定。在第二次以后的切削進給中，先快速進給刀具剛加工完的位置d處，然后變為切削進給。Q值必須是正值，即使指定負值，也將被忽略，d設定在參數（No.5115）中。圖4-1-9G85循環動作5.高速深孔鉆循環（G73）G73X_Y_Z_R_Q_F_L_;說明:X_Y_：孔位置數據Z_：從R點到孔底的距離（增量值）或孔底的坐標（絕對值）R_：從初始點平面到R點的距離（增量值），或R點的坐標（絕對值）Q_：每次的切削量F_：切削進給速度K_：重復次數高速深孔鉆削循環進行孔加工時，沿Z軸以間歇方式切削進給到達孔底，一邊將切屑從孔中排出，一邊進行加工，到達孔底之后快速退回如圖4-1-10所示。該鉆孔方式可以防止切屑堆積在孔中，提高鉆孔速度和精度，通常用于深孔加工。圖4-1-10G73循環動作任務實施一、任務圖紙分析該零件是孔系零件，毛坯為方形，由4個Φ8.5通孔，4個Φ12沉孔和2個Φ10銷孔組成。其中4個Φ8.5通孔和4個Φ12沉孔未標注公差，尺寸公差按±0.5加工。其中Φ10孔精度要求較高，精度等級為H7，表面粗糙度要求為Ra1.6。零件加工完成后需去除加工過程中產生的毛刺，銳邊倒鈍。二、制訂加工工藝1.加工工藝分析該任務零件毛坯是方形毛坯，可采用平口鉗裝夾工件。為保證孔的位置，先用中心鉆打中心孔，再用鉆頭鉆孔。其中Φ10通孔精度要求較高，鉆孔不能滿足要求，所以采用打中心孔-鉆底孔-倒角-鉸孔的加工方法。2.選擇刀具及切削用量根據對零件的加工工藝分析，先選用Φ3的中心鉆打定位孔，然后直接選用Φ8.5的鉆頭鉆Φ8.5通孔，選用Φ12鍵槽刀加工沉孔。Φ10H7孔選用Φ9.8鉆頭鉆底孔，單邊留0.1mm余量，然后用Φ10H7鉸刀鉸孔。制訂刀具卡片如表4-1-4所示。表4-1-4刀具卡片（參考）3.填寫工藝卡片根據加工工藝和選用刀具情況，填寫如表4-1-5所示工藝卡片。表4-1-5工藝卡片（學生填寫）三、程序編制1.建立工件坐標系，確定刀具軌跡及點坐標值。零件毛坯為正方形，孔位置對稱分布，為方便對刀及編程，選擇上表面的對稱中心為工件坐標系原點。零件的編程原點、刀具走刀路線及點坐標如表4-1-6所示。根據工藝分析及所選刀具情況，先按照A→B→F→E→D→C的路線鉆中心孔，然后換鉆頭按照A→B→C→D的路線加工Φ8.5通孔，更換Φ12立銑刀加工4個沉孔。更換Φ9.8鉆頭依次鉆E、F底孔，更換鉸刀鉸孔。由于是加工通孔，考慮鉆頭、鉸刀底部對加工深度的影響，Z向深度，均加大5mm左右。表4-1-62.編寫加工程序編寫零件加工程序如下（參考）：鉆中心孔程序鉆Φ8.5通孔程序鉆Φ12沉孔程序：鉆Φ12沉孔程序：鉆Φ12沉孔程序：四、程序的錄入及軌跡仿真機床開機，回零，選擇“EDIT（編輯）”模式，按鍵進入程序界面，依次輸入加工程序。選擇“自動”模式，按機床鎖、輔助鎖、空運行鍵，按下鍵，進入圖形界面，按“循環啟動”運行程序，注意觀察刀具運行軌跡，檢查刀路是否正確，如圖4-1-11所示。a中心孔刀具軌跡a中心孔刀具軌跡圖4-1-11模擬刀具軌跡五、加工零件崗位規范小提示：進入加工實訓車間，要嚴格遵守車間管理規定和機床操作規范，穿戴好防護用品。嚴禁多人同時操作機床，注意保護人身和設備安全。1.裝夾零件毛坯檢查機床，開機并回零。安裝平口鉗并用百分表找正鉗口與X軸平行度如圖4-1-12所示。測量鉗口高度，選擇合適平行墊鐵，墊起工件，保證工件伸出鉗口高度大于12mm，由于進行通孔加工，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4-1-13所示。圖4-1-12安裝平口鉗圖4-1-13裝夾工件毛坯2.設定工件坐標系原點安裝尋邊器，分中的方式將工件毛坯的對稱中心設定為G54工件坐標系X、Y軸原點。3.打中心孔安裝Φ3中心鉆至主軸，Z軸目測對刀，手輪方式將刀具移動到工件上表面接近工件的位置如圖4-1-14所示。按鍵，切換到坐標系設置界面，將光標調整到G54坐標系，輸入Z0，點擊測量如圖4-1-15所示，或者將機械坐標系Z值輸入G54坐標系Z的位置。完成Z軸對刀。調出加工程序O4101，切換到自動模式，按循環啟動鍵運行程序，完成中心孔加工，如圖4-1-16所示。圖4-1-14目測位置圖4-1-15輸入Z值圖4-1-16中心孔4.鉆Φ8.5通孔取下Φ3中心鉆，安裝Φ8.5鉆頭至主軸。重新設定G54工件坐標系Z軸原點。調用O4102鉆孔程序，切換到自動模式，按下循環啟動運行程序，完成Φ8.5孔加工，如圖4-1-1所示。圖4-1-17Φ8.5孔5.鉆Φ12沉孔取下Φ8.5鉆頭，安裝Φ12鍵槽銑刀至主軸，重新設定G54工件坐標系Z軸原點。調用O4103沉孔程序，切換到自動模式，按下循環啟動運行程序，完成沉孔加工，如圖4-1-18所示。圖4-1-18沉孔6.鉆Φ9.8底孔取下Φ12銑刀，安裝Φ9.8鉆頭至主軸，重新設定G54工件坐標系Z軸原點。調用O4104鉆孔程序，切換到自動模式，按下循環啟動，完成孔加工，如圖4-1-19所示。7.鉸2個Φ10孔取下Φ9.8鉆頭，安裝Φ10鉸刀至主軸，重新設定G54工件坐標系Z軸原點。調用O4105鉸孔程序，切換到自動模式，按下循環啟動，完成鉸孔加工，如圖4-1-20所示。加工完成用通止規檢測孔徑是否合格。圖4-1-20Φ10H7孔8.整理機床卸下工件，去除加工產生的毛刺。按照車間7S管理規定整理工作崗位，清掃機床，刀量具擦凈擺放，清掃車間衛生。六、檢測零件小組成員分工檢測零件，并將檢測結果填入表4-1-7中。表4-1-7零件檢測表步驟二、課堂總結、布置作業：（5分鐘）小結1.認識基本的孔加工的基本工具2.了解孔加工的基本指令二、布置作業G81與G83的區別。結合圖紙認真學習相關理論知識了解麻花鉆和中心鉆具體的作用并且掌握其基本操作，區分其特性根據圖示了解鉸刀的類型和作用，理解使用方法和時機根據圖示來了解鉆孔工作的動作路線原理學習固定循環的格式，對鉆孔程序進一步掌握根據表格和說明了解孔加工的地址符號基本了解孔的基本指令和用法了解G81的組成地址和地址符號的作用根據圖示進行思考G81的運行動作了解G82的基本地址，并且了解其地址符號的基本作用根據圖示進行思考G82的運行動作了解G83的基本地址，并且了解其地址符號的作用根據圖示對G85的運動刀路進行思考和解析了解G73的基本作用，并且了解其地址符號的作用根據圖示對G73的運動刀路進行思考，明白其原理根據任務圖紙去分析零件特征以及要素認真去理解工藝的分析，嘗試去自我設計貼合刀具卡片對輪廓特征進行刀具準備根據填寫工藝卡片來設計并且準備相應程序，了解其加工需求仔細閱讀并且理解編程時的思路以及要素，貼合圖示對程序進行參考總結編寫或參考其中心孔程序，思考并且檢查代碼正確性編寫或參考其通孔程序，思考并且檢查代碼正確性編寫或參考其沉孔程序，思考并且檢查代碼正確性通過模擬軌跡來檢查刀路是否正確，并且思考運行刀路的原理注意安全，消除隱患調動動手能力來進行裝夾的一系列操作，熟練并且掌握原點的設定安裝中心鉆進行淺度鉆削，同時結合實踐思考其原理和作用檢查Z是否輸入正確安裝8.5鉆頭進行深度鉆削，同時結合實踐思考其原理和作用安裝12鍵槽銑刀進行沉孔銑削，同時結合實踐思考其原理和作用安裝9.8鉆頭進行底孔鉆削，同時結合實踐思考其原理和作用確定輪廓完整度和正確性安裝鉸刀進行鉸孔，同時結合實踐思考其原理和作用檢測精度和輪廓完整度整理工作崗位根據零件檢測表，來檢查零件質量和自身的能力，并且綜合反思自我得失認真完成作業根據教學需要，先對重點理論知識進行補充以便于后續的講解講解麻花鉆和中心鉆的具體作用，并且展示操作步驟，使學生明白其區別根據圖片來講述麻花鉆和中心鉆的刀具設計和內在細節根據圖片來講解鉸刀的類型和作用，并且講解刀具設計和內在細節向學生講解每一個動作的作用以及順序，使學生對鉆孔刀路有初步的認知講述固定循環的程序格式，使學生基本掌握其格式根據表格來對地址符號進行講解闡述孔的基本指令和用法，并且結合動作向學生進行講解以鉆孔指令作為講解核心進行分階段的講解講解G81的組成地址和地址符號，提升學生的編程知識儲備根據圖示對G81的運行動作分解進行講解講解G82的組成地址和地址符號，提升學生的編程知識儲備根據圖示對G82的運行動作分解進行講解講解G83的組成地址和地址符號，提升學生的編程知識儲備根據圖示對G82的運行動作分解進行講解講解G73的組成地址和地址符號，提升學生的編程知識儲備根據圖示對G73的運行動作分解進行講解根