课题5-1--孔加工一.doc

(完整word)课题5-1 孔加工一
实习指导教师课时授课教案
授课班级

授课日期

指导教师

课程名称
数控铣床实训
课题号
5—1
实训课题
课题5-1 孔加工〈一> （基本指令、实操练习）
课时

实训准备
1。设备：数控铣床
2。工具及材料:
①工具副:装拆刀具专用扳手、垫块。（每组1套）
②量具:游标卡尺，0～150钢尺。（每组1套）
③刀具：Ф12 白钢刀、Ф9.8 钻头、Ф10铰刀、Ф8.5钻头、M10丝锥 镗孔
④材料：④材料：铝2A12T4，尺寸规格96mm×96mm×50mm。
实训目标
知识目标
⑴ 通过本次课的学习使同学们熟练掌握钻孔、攻螺纹加工
（2） 掌握了解孔类零件的加工工艺、掌握加工中心孔的相关指令、刀具长度补偿的知识.
（3）灵活运用加工中心孔的加工指令进行程序编制、合理选用刀具及确定切削用量会用G81，G73，G74等指令编程、刀具长度补偿的应用。
能力目标
⑴培养学生熟练应用知识的能力
⑵通过任务驱动，培养学生分析问题和解决问题的综合能力
⑶培养学生的团队合作精神和交流合作能力
情感目标
增强学生的团结合作的意识，使能够理论联系实际.培养学生的动手和学习兴趣,从而进一步提高就业竞争能力。
实训难点与重点及处理方法
重点： 熟练掌握钻孔、攻螺纹加工的操作步骤 。
处理方法：多练习
难点：攻螺纹加工中注意事项
处理方法： 熟练掌握编程和加工工艺
安全注意
事项
①严格遵守实训中心各项安全规定，以免发生人身或机床事故。
②程序在输入后要养成用图形模拟的习惯，以保证加工的安全性.尺寸及表面粗糙度达不到要求时，要找出其中原因。
③要按照操作步骤逐一进行相关训练，实训中对未涉及的问题和不明白之处要询问指导教师，切忌盲目加工。
检测手段
千分尺，游标卡尺，0~150钢尺
实训过程
教学活动
教师活动
学生活动
时间分配
复习导入

新授：
活动探究

难点突破

重点练习
重点突破

实训总结
复习：1、数控机床的基本指令
2、如何编程

根据指定任务进行操作练习
展开练习

分组讨论

教师出示进一步练习任务
强调本次课程重点、难
提问　

解释说明
演示
巡回指导

引导、提示
讲解
巡回指导
讲述、总结
思考、回答

观察、思考
围绕任务展开练习
观察、发现
加深练习
寻找方法
围绕任务展开练习 加深练习
听讲
思考 记忆

教学过程
教 学 内 容
备注
组织教学
宣布课堂纪律、点名;
检查学生的课前准备.

复习导入

新授课题

活动探究

知识讲解

复习:对本次课题必须用到的知识进行简单的复习并提问：
①复习FANUC数控铣简单G代码的编制指令
②提问FANUC数控铣常用G代码指令格式
③加工轮廓零件的工艺
导入:加工轮廓我们用的是立铣刀、那么加工孔用什么刀具完成呢？

孔加工
一、任务描述
加工孔类零件，该零件上的两销孔（2×M12)需由攻螺纹完成。
任务分析
用加工中心对不同类型的孔的加工，主要是通过孔固定循环指令编写相关程序来实现的。因此,根据具体的孔的加工类型,确定合理的加工工艺,从而编制出正确程序显得尤为重要。
二、相关知识
1.孔加工工艺
加工中心特别适合加工多空类零件，尤其是孔数比较多而且每个孔需经几道工序加工方可完成的零件,如多孔板零件`分度头孔盘零件等。如果零件上孔的分布排列具有一定规则,则使用加工中心固定循环功能,会给编程工作带来很大方便.
对点位控制的数控机床,只要求定位精度较高，定位过程中尽可能快，而刀具相对于工件的运动路线是无关紧要的,因此这类机床应按空程最短来安排进给路线。除此之外还要确定刀具轴向运动尺寸，其大小主要由被加工零件的孔深来决定，但也应考虑一些辅助尺寸,如刀具的引入距离和超越量。数控钻孔的尺寸关系.△Z为刀具的轴向引入距离,Zc为刀具的轴向引入距离，Zc为超越量
1) Z的经验数据为：已加工面上钻、镗、绞孔△Z＝1～3mm；
毛坯面上钻镗铰孔△Z ＝5～8mm；
攻螺纹时△Z ＝5~10mm；
Zc的数据为:Zc()
对于位置精度要求较高的的孔系加工，特别注意孔加工顺序的安排,安排不当,就有可能将坐标轴的反向间隙带入,直接影响位置精度。如图4-1—3所示，图4-1—3a为零件图，在该零件上镗孔6个尺寸相同的孔,有两种加工路线。
按如图4—1—3b所示路线加工时,由5，6孔与1,2,3，4孔定位方向相反，Y方向反方向间隙会使定位误差增加,从而影响5,6孔与其他孔定位方向相反，Y方向反向间隙会使定位误差增加，从而影响5，6孔与其他孔的位置精度。加工完4孔后往上多移动一段距离到P点，然后再折回来加工5,6孔这样方向一致,可避免反向间隙引入,提高5,6孔与其他孔的位置精度.
尽量缩短进给路线，可减少加工距离空程运行距离和空刀时间,减小刀具磨损，提高生产率。
对切削加工而言，进给路线是指加工过程中,刀具刀位点相对于工件的运动轨迹和方向,它不但包括了工步内容，还反映了工步顺序。
影响走刀路线选择因素有很多，例如工艺方法`工件材料及其状态`加工精度及表面粗糙度`工件刚度`加工余量`刀具的刚度与耐用度及状态`机床类型与性能等.
2) 孔加工固定循环指令
在数控加工中,某些加工动作已经典型化,例如钻孔镗孔的动作顺序是孔位平面定位`快速引进`切削进给`快速退回等,这一系列动作已经预先编好程序，储存在内存中,可用包含G代码的一个程序调用从而简化编程工作,这种包含了典型动作循环的G代码称为循环指令。
孔加工循环指令为模态指令，一旦某个孔加工循环指令有效，在接着的所有(X，Y)位置均采用该孔加工循环指令进行孔加工,直到用G80取消孔加工循环为止。在孔加工循环指令有效时,（X,Y)平面内的运动即孔位之间的刀具移动为快速运动G00 FANUC oi系统的孔加工固定循环指令。
本课题根据加工要求，只介绍钻孔和攻螺纹指令,镗孔指令在下课体中讲解.
孔加工通常由下述6个动作组成:
动作1—X轴和Y轴定位,使刀具快速定位到孔加工位置;
动作2-快进到R点即刀具自初始点快速进给到R点
动作3-孔加工,以切削进给的方式执行孔加工的动作;
动作4-在孔底的动作包括暂停`主轴准停`刀具移位等动作;
动作5—返回R点，继续孔的加工而又可以安全移动刀具时选择R点;
动作6快速返回到初始点，孔加工完成后一般应选择初始点

初始平面：是为安全下降刀具规定一个平面。初始平面到零件表面的距离可以任意设定在一个安全的高度上。
R平面：又叫做R参考平面，这个平面是刀具下刀时由快速进给转为切削进给的高度平面，距工件表面的距离主要通过考虑工件表面尺寸的变化来确定，一般可取3～5mm。
孔底平面：加工盲孔时孔平底平面就是孔底Z轴高度;加工通孔时一般刀具还要伸出工件底平面一段距离,主要是保证全部孔深都加工到尺寸；钻削加工时还应该考虑钻头对孔深的影响。
钻孔定位平面选择代码G17,G18和G19决定，分别对应钻孔轴Z，Y和X及他们的平行轴(如W,V，U辅助轴）。必须记住，只有在取消固定循环以后才能切换钻孔轴。
固定循环的坐标数值形式可以采用绝对坐标（G90)和增量坐标(G91)表示。采用绝对坐标和增量坐标编程时,孔加工循环指令中的值有所不同.
G98/G99 G73~G89 X Y Z R Q P F L
说明:
G98:返回初始平面，为默认方式；
G99:返回R点平面;
G73~G89：孔加工指令;
X,Y:加工起点到孔位的距离(G91）或孔位坐标（G90）；
Z:点到孔底的增量距离(G91）或孔底坐标(G90);
R：初始点到R点的增量距离（G91）或R点的坐标（G90）;
Q：每次进给深度（G73/G83)或刀具在轴上的反向位移增量（G76/G87）；
P:刀具在孔底的暂定时间;
F：切削进给速度；
L:固定循环的次数.
孔加工方式的指令以及Z，R,Q，P等指令都是模态的，只是在取消孔加工方式时才被清除,因此只需要在开始时指定这些指令，在后面连续的加工中重复的功能可不必重新指定。如果仅仅是某个孔的加工数据发生变化(如孔深有变化）,仅修改要变化的数据即可。
(1) 钻孔指令
3) 钻孔G81和锪孔G82
程序格式：
G81X Y Z R F ；
G82X Y Z R P F ；
G81指令的动作循环为X,Y坐标定位﹑快速进给﹑切削进给和快速返回等动作。
G82与G81动作相似，唯一不同之处是G82在孔底增加了暂定,因而适用于盲孔﹑锪孔或镗阶梯孔的加工,以提高孔底表面加工精度,而G81只适于一般孔的加工.
4) 高速深孔往复排屑钻G73
程序格式：
G73指令由于深孔加工,孔加工动作如图4-1-8所示。该固定循环用于Z轴方向的间歇进给,使深孔加工时可以较容易地实现断屑和排屑,减少退刀量,进行较高效率加工。Q值为每次的被吃刀量（增量值且用正直表示）必须保证Qd,退刀量d由参数设定。
5) 攻螺纹指令G84/G74

程序格式:
G84X Y Z R F;
G74 X Y Z R F；
G84为攻右旋螺纹；G74为攻左旋螺纹.
G84指令使主轴从R点至Z点时,刀具正向进给，主轴正转,到孔底时主轴反转,返回到R点平面后主轴恢复正转。
G74指令使主轴攻丝时反转,到孔底正转，返回到R点时恢复反转.
与钻孔加工不同的是攻螺纹结束后的返回过程不是快速运动运动而是进给速度反转退出。
攻螺纹过程要求主轴转速与进给速度成严格的比例比系，因此,编程时要求根据主轴速计算进给速度,计算公式如下:
F＝NP
式中,F为进给速度,N为主轴转速，P为螺纹导程(单线为螺距）。
6) 取消固定循环G80
G80用来取消固定循环,也可以用G00,G01，G02，G03取消固定循环,其效果与G80一样。
注意:
应用固定循环之前，必须用辅助功能M03是主轴正转，当使用了主轴停止转动指令M05之后,一定要重新使主轴旋转后，再指定固定循环。
指定固定循环状态时,必须给出X,Y，Z R中的每一个数据，固定循环才能执行。
操作时,若利用复位或急停按钮使数控装置停止,固定循环加工和加工数据仍然存在，所以再次加工时,应该使固定循环剩余动作进行到结束。
7)精镗孔G76

程序格式:
G76/G78 X–Y–Z–P–Q–F；
孔加工的动作中P表示孔底有暂停,主轴在孔底有准停，Q表示刀具移动量。精镗时为不使刀具再退刀过程中划伤孔表面,可以使用精镗孔指令G76.机床执行G76时，刀具从初始点移至R点，并开始进行精镗切削,直至孔底主轴准停,刀尖反方向移动（偏移一个Q值)，然后快速退刀，刀具复位,Q值总为正值，为负值时负号将被忽略。
8）精镗孔指令G85与阶梯镗孔指令G89

程序格式：
G85 X–Y–Z–P–F;
G89 X–Y–Z–P–R–F;
这两种镗孔的方式,刀具是以切削进给方式加工到孔底,然后又以切削进给方式返回到R点平面,因此适用于精镗孔。G89在孔底有暂停。
9）镗孔G86

G86 X–Y–Z–R–F;
该指令是指刀具加工到孔底后,主轴停止,快速返回到R平面或初始平面后,主轴在重新动起来。采用这种方式加工时，如果连续加工的空间距较小可能出现刀具已经定位到下一个孔的加工位置而主轴尚未到达规定的转速。显然加工中心中不允许出现这种现象,为此可以在各孔动作之间加入暂停指令G04,以使主轴达到规定的转速。G74与G84指令也有类似情况，应注意避免。
到初始平面而不能返回到R点平面,因为R点平面低于Z平面,本指令参数设定与G76相同.

10)镗孔循环G88
程序格式:
G88 X–Y–Z–R–P–F；
刀具到达孔底时延时，主轴停止,进入进给保持状态,在此情况下可以执行手动操作。但为了安全高度起见应先把刀具从孔中退出,以便再起动R加工，刀具快速返回到点或初始点，主轴正转
三、 孔加工与参考程序
刀具选择 ： T01中心钻 T02 Ø6mm钻头 T03 Ø7。8mm钻头
T04 Ø10.3mm钻头 T05 Ø20mm钻头 T06 Ø8H7铰刀 T07 M12 丝锥
O001
主程序名
G90 G40 G21 G94 G17；
程序初始化
G91 G28 Z0;
Z轴回参考点
MO6TO1；
换T01号刀具中心钻
G90 G17 G49 G21 G94
程序初始化
G54 M03 S1200
主轴正转
G00 X20。0 Y100 M08
打开切削液
G43 H01 G00 Z50;
长度补偿
G99 G81 X-15.0 Y65。0 Z-4 R5。0 F80;
钻A中心孔
G98 X-30。0；
钻B中心孔
G00 X-120。0；
消除反向间隙
Y15。0 ；
G99 G81 X-85.0 Y15。0 Z—4.0 R5.0 F80 ；
钻D中心孔
G98 X-70；
钻C中心孔
G91 G28 Z0 M09；
关闭切削液
M06 T02;
换刀
G90 G49 G54 M03 S550；

G00 X20.0 Y100。0 M08

G43 H02 G00 Z50.0；
建立2号长度 补偿

G99 G73 X-15.0 Y65.0 Z-20.0 R5.0 Q2.0 F60;
依次钻ＡＢＤＣ孔的孔底

G98 X-30;
G00 X-120,0
Y15.0
G99 G73 X—85。0 Y15。0 Z-20 R5。0 Q2。0 F60；

G98 X-70;

G91 G28 Z0 M09；
绝对值编程,主轴正转
M06 T03；
换刀
G90 G49 G54 M03 S500

G00 X20 Y100 M08；

G43 H03 G00 Z50；
长度补偿
G98 G83 X-30 Y65 Z—21 R5。0 Q2。0 F60;

G91 G28 Z0 M09

M06 T04；
换刀
G90 G49 G54 M03 S450;

G00 X20 Y100 M08;

G43 H04 G00 Z50;
长度补偿

G98 G81 X—15.0 Y65 Z-21 R5。0 F50;
依次扩ＡＤ孔
G00 X—120；
Y15。0；
G98 G81 X-85。0 Y15。0 Z—21 R5。0 F50 ;
G91 G28 Z0 M09;

M06 T05;
换刀
G90 G49 G54 M03 S350;

G00 X20 Y100 M08;

G43 H05 G00 Z50;
长度补偿
G99 G82 X-15 Y65 Z-6 R5 P2000 F60;
倒角
G98 X-30；

G00 X—120;

Y15.0

G99 G82 X—85 Y15 Z—6 R5 P2000 F60

G98 X—70 ；

G91 G28 Z0 M09

M06 T06
换刀
G90 G49 G54 M03 S50;

G00 X20 Y100 M08;

G43 H06 G00 Z50；

G98 G85 X—30 Y65 Z-18 R5.0 F40
铰孔
GOO X—120;
Y15.0；
铰孔
G98 G85 X-70 Y15 Z-18 R5 F40；
G91 G28 Z0 M09；
Z轴回参考点
M06 T07；
换刀
G90 G49 G54 M03 S100;

G00 X20 Y100 M08;

G43 H07 G00 Z50；
建立刀补
G98 G84 X—15 Y65 Z-19 R5。0 F175；
对ＡＣ孔攻丝
G00 X—120;
Y15；
G98 G84 X-85 Y15 Z-19 R5 F175 ;
G91 G28 Z0 M09;

M30 ；
程序结束

教学过程
教 学 内 容
备 注
总结

一、课题小结
1、课题测试；
2、重申安全文明实习的重要性；
3、指出实习操作中的的普遍问题及解决措施.
二、布置作业

毛坯为96mm×96mm×50mm的方形坯料，材料铝，且底面和四个轮廓面均已加工好,要求在立式加工中心上加工孔.
1. 。填写实习工艺卡片
2. 课后复习孔加工循环指令
三、清理现场
1、整理实习工具、材料和清扫设备；
2、实习场地卫生清理。

课后分析