《数控铣床编程与操作项目教程》教案模块三课题一

《数控铣床编程与操作项目教程》教案授课班级班级人数授课教师课题序号9授课课型授课课时6课时授课章节名称模块三孔加工课题1钻孔教学目标知识目标1.了解孔的类型及加工方法；2.了解麻花钻、钻孔工艺及工艺参数选择；3.掌握刀具长度补偿指令；4.掌握孔加工循环指令。能力目标1.掌握浅孔、深孔加工；2.掌握循环指令加工浅孔、深孔方法。情感目标1.养成文明生产、安全生产习惯；2.养成优良的劳动态度和职业素养；3.培养团队合作精神。教学重点刀具长度补偿指令孔加工循环指令教学难点刀具长度补偿指令的运用孔加工循环指令教学方法讲授法、讨论法、演示法、自主学习法、探究法、训练法教学资源网络资源，教学视频，相关PPT，配套练习题、数控铣床及其工艺装备板书设计课题1钻孔[知识学习]一、编程指令1．刀具长度补偿指令（1）指令功能（2）指令代码（3）法那克系统指令格式G43ZHG44ZHG49或H0（4）长度补偿的使用（5）长度补偿指令使用说明2．钻孔循环指令（1）指令功能（2）指令格式法：G82XYZRFPK西：CYCLE82(RTP，RFP，SDIS，DP，DPR，DTB)（3）指令使用说明3．深孔钻削循环（1）指令功能（2）指令格式法：G83XYZRQFPK西：CYCLE83（RTP，RFP，SDIS，DP，DPR，FDEP，FDPR，DAM，DTB，DTS，FRF，VARI）（3）指令使用说明二、加工工艺分析三、参考程序编制[技能训练]教学过程主要教学内容及步骤教师活动学生活动教学目标【一】导入新课题数控铣床（加工中心）出来进行轮廓的铣削外，还有一个非常重要的用途，那就是孔的加工，特别是加工箱体类零件，主要就是进行钻孔、镗孔等操作。【二】新授课题1钻孔[学习目标]1．知识目标①了解孔的类型及加工方法；②了解麻花钻、钻孔工艺及工艺参数选择；③掌握刀具长度补偿指令；④掌握孔加工循环指令。2．技能目标①掌握浅孔、深孔加工；②掌握循环指令加工浅孔、深孔方法。[知识学习]一、编程指令1．刀具长度补偿指令（1）指令功能通常在数控铣床（加工中心）上加工一个工件要使用多把刀具，由于每把刀具长度不同，所以每次换刀后，刀具Z方向移动时，需要对刀具进行长度补偿，让不同长度的刀具在编程时Z方向坐标统一。（2）指令代码表3-1-1法那克系统与西门子系统长度补偿指令系统法那克系统西门子系统指令代码G43正向长度补偿G44负向长度补偿G49取消长度补偿无刀具长度补偿指令，调用某把刀具及刀具刀沿号时即调用该刀具及该刀沿号的长度补偿值；如：T2D2即调用T2刀具D2刀沿号中的长度补偿值，刀具号后不写刀沿号则D1自动生效。（3）法那克系统指令格式G43ZHG44ZHG49或H0其中：H为长度补偿寄存器号，H0中长度补偿值为0。2．钻孔循环指令（1）指令功能刀具以编程指定的主轴转速和进给速度进行钻孔，直至达到给定的钻削深度，在到达最终钻削深度时可编程一个停留时间，退刀时以快速移动速度退回。法那克系统G82（G98、G99）西门子系统CYCLE82图3-1-4钻孔循环动作过程（2）指令格式表3-1-3法那克系统与西门子系统钻孔循环指令系统法那克系统西门子系统指令格式G82XYZRFPK其中：XY：孔位X、Y坐标Z：孔底的位置坐标（绝对值时）从R点到孔底的距离（增量值时）R：从初始位置到R点位置的距离F：切削进给速度P：孔底停留时间K：重复次数G80取消循环CYCLE82(RTP，RFP，SDIS，DP，DPR，DTB)循环参数：RTP：返回平面，绝对值RFP：参考平面，绝对值SDIS：安全距离，无符号DP：最终钻深，绝对值DPR：相对于参考平面的最终钻深，无符号DTB：钻深断屑暂停3．深孔钻削循环（1）指令功能当孔较深时，用此循环可使刀具间歇进给到孔的底部，钻孔过程中可从孔中排除切屑，避免切屑阻断麻花钻。法那克系统G83（G98、G99）西门子系统CYCLE83图3-1-6深孔钻削指令动作过程（2）指令格式法那克系统与西门子系统深孔钻削循环指令格式见表3-1-6。系统法那克系统西门子系统G83XYZRQFPKCYCLE83（RTP，RFP，SDIS，DP，DPR，FDEP，FDPR，DAM，DTB，DTS，FRF，VARI）指令格式其中：XY：孔位X、Y坐标Z：孔底的位置坐标（绝对值时）从R点到孔底的距离（增量值时）R：从初始位置到R点位置的距离Q：每次切削进给的背吃刀量，它必须用增量值指定F：切削进给速度P：孔底停留时间K：重复次数循环参数：RTP：返回平面，绝对值RFP：参考平面，绝对值SDIS：安全距离，无符号DP：最终钻深，绝对值DPR：相对于参考平面的最终钻深，无符号FDEP：起始钻孔深度，绝对值FDPR：相对于参考平面的起始钻孔深度，无符号DAM：递减量，无符号DTB：钻深断屑暂停DTS：起始点暂停FRF：起始钻孔深度的进给系数，无符号，值域：0.001...1VARI：加工类型：0=断屑，1=排屑（4）应用示例例如：如图3-1-7所示，孔位置坐标（40，60），钻削深度为145mm的深孔，试用两种系统编写程序。表3-1-8法那克系统与西门子系统深孔加工参考程序段号法那克系统西门子系统N10G54G17G90T1；设置初始参数G54G17G90T1D1；设置初始参数N20M3S500；设置转速M3S500F100；设置转速，进给速度N30G43Z180H01；设置长度补偿G00X40Y60Z180；刀具空间移动至孔上方N40G83G98X40Y60Z5R155P2Q20F100；调用钻孔循环CYCLE83（165，150，1，，95，，50，20，2，，0.5，0）；调用钻孔循环，最终钻深和首钻深度均以相对于参考平面而言的相对值N50G80G0Z200；取消钻孔循环G00Z200；抬刀N60M30；程序结束M30；程序结束二、加工工艺分析1．工、量、刃具选择（1）工具选择（2）量具选择（3）刃具选择种类序号名称规格数量工具1机用虎钳QH1601个2平行垫铁若干3塑胶榔头1个4呆扳手若干量具1游标卡尺0～150mm1把2百分表及表座0～10mm1个刃具1中心钻A21个2麻花钻Φ6、Φ8各1个2．加工工艺方案（1）孔的种类及常用加工方法=1\*GB3①按孔的深浅分浅孔和深孔两类；当长径比（L/D孔深与孔径之比）小于5时为浅孔，大于等于5时为深孔=2\*GB3②按工艺用途分序号种类特点加工方法1中心孔定心作用钻中心孔2螺栓孔孔径大小不一，精度较低钻孔、扩孔、铣孔3工艺孔孔径大小不一，精度较低钻孔、扩孔、铣孔4定位孔孔径较小，精度较高，表面质量高钻孔+铰孔5支承孔孔径大小不一，精度较高，表面质量高钻孔+镗孔（钻孔+铰孔）6沉头孔精度较低锪孔（2）加工工艺路线（3）合理切削用量选择刀具号刀具规格工序内容F（mm/min）S（r/min）T1A2中心钻钻2×Φ6及2×Φ8的中心孔1001000T2Φ6麻花钻钻2×Φ6的盲孔1001200T3Φ8麻花钻钻2×Φ8的盲孔1001000三、参考程序编制1．工件坐标系建立2．参考程序[技能训练]一、仿真软件使用二、加工准备1.检查毛坯尺寸。2.开机、回参考点。3.程序输入4.工件装夹5.刀具装夹三、对刀四、仿真加工五、自动加工六、检测与评分[操作注意事项]1．毛坯装夹时，要考虑垫铁与加工部位是否干涉。2．钻孔加工前，要先钻中心孔。3．钻孔加工时，要正确合理选择切削用量。4．固定循环运行中，在开始加工时要特别注意，使固定循环剩余动作进行到结束。5．当程序执行到M00暂停时，不允许手动移动机床，在停止位置手动换刀，继续执行程序。6．编程时应计算钻头的顶点应加工的深度。7．通常直径大于Ф30的孔应在普通机床上完成粗加工，留4至6mm余量（直径方向），再由数控铣床（加工中心）进行精加工；而小于Ф30的孔可以直接在数控铣床（加工中心）上完成粗、精加工。【三】总结与经验分享【二】作业布置1．法那克（FANUC-0i-MD）系统中，G82和G83有何区别？西门子（SIEMENS802D）系统中CYCLE82和CYCLE83有何区别？2．如图3-1-8所示零件，编写钻4个Φ5孔的加工程序。教师展示成品，让同学有一个先入为主的印象以及明确的学习目标教师引导学生读懂零件图出示本次课目标讲解刀具长度补偿指令，举例并引导学生思考如何运用指令编程老师分析、讲解钻孔循环指令功能、代码并举例分析其运用示例，引导学生了解指令循环动作过程老师分析、讲解钻深孔循环指令功能、代码并举例分析其运用举例、分析运用深孔指令编程引导学生分析本次课用到的工、量、刃具按表分析各种孔用途及工艺加工路线讲解、分析并引导学生分析工艺引导学生完成课题零件加工程序编写提示安全注意事项，引导学生做好加工准备、对刀工作指导学生完成零件加工提醒安全生产、文明生产要求引导学生总结与经验分享观看成品，思考理解、思考并记录零件图理解学习目标看图、分析、思考、讨论记录、思考并能运用钻孔循环加工指令看图分析、讨论、编程记录、思考并能运用钻深孔循环加工指令讨论、思考、学习编程分组思考讨论、得出结论讨论、思考、分析听讲、思考讨论、分析、思考并编程程序做好加工