任务6孔类零件的加工.docx

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任务6孔类零件的加工

课程名称：

数控铣削技术

工作任务六

孔类零件的加工

授课次序

第6次

授课班级

07数控

课时

8

授课教师

教学目的、要求：

重点掌握孔类零件加工的程序编制方法、熟练掌握基本形状加工工艺应用编制，操作加工及精度检验

教学重点、难点：

孔类零件加工程序编制方法和常用编程指令

授课类型：

理论实践一体化

教学方式及过程设计：

“教—学—做”一体化，仿真室与实训车间一体化

一、任务分析（数控仿真实训室）

0.5学时

二、任务实施（数控仿真实训室）

1.5学时

三、任务拓展（数控仿真实训室）

2学时

四、产品加工（数控车间）

4学时

教学资源：

数控仿真系统、数控铣床（加工中心）

教学内容：

1、孔类零件加工的基本知识

2、孔类零件加工刀具特点及选择

3、孔类零件编程技能

4、孔类零件的精度检验

讨论、思考题、作业：

预习

主要参考文献、资料：

1、《数控机床操作工》劳动和社会保障办公室主编中国劳动社会保障出版社

2、《数控加工职业资格认证强化实训》（数控铣削模块）刘万菊赵长明主编

3、《数控铣床、加工中心培训教程》徐衡主编化学工业出版社

4、湖北高职“十一五”规划教材《数控仿真培训教程》刘合群主编，湖北科学技术出版社。

5、21世纪高等职业教育规划教材·机电系列《数控机床操作与编程》华中师范大学技术出版社。

工作任务六

一、工作任务

用数控铣床完成如图所示零件的铣削，工件材料为45号钢。

生产规模：

200件。

二、任务分析

该零件为孔类零件，生产规模为200件，属于小批量生产，一次铣削加工可完成，毛坯为100×100×20板材。

三、任务实施

1、设备选用：

FANUC数控铣床

2、刀具选用：

（1）点孔加工，选用φ3mm中心钻。

（2）钻孔加工，选用φ6mm直柄麻花钻加工小孔、用φ10mm直柄麻花钻加工大孔。

3、工艺分析

（1）零件几何特点：

该零件为对称的孔组成，其几何形状为平面二维图形，零件的外轮廓为方形，孔为均匀分布，表面粗糙度为12.6μm，不需要精加工，注意位置度要求。

（2）零件加工工序

1）以底面为定位基准，用精密平口钳夹紧，夹紧前应校正平口钳与机床平行，固定于铣床工作台面

2）点孔加工，选用φ3mm中心钻。

可用孔钻循环指令G81。

3）钻孔加工，选用φ6mm直柄麻花钻加工小孔、用φ10mm直柄麻花钻加工大孔，可用高速深孔钻循环指令G83。

4）确定切削用量

切削用量的具体数值应根据该机床性能、相关的手册并结合实际经验确定，详见加工程序。

（3）各工序刀具及切削参数选择

序号

加工面

刀具号

刀具规格

主轴转速n/r.min-1

进给速度V/mm.min-1

类型

材料

1

点孔加工

T01

φ3mm中心钻

高

速钢

1200

100

2

钻小孔加工

T02

φ6mm直柄麻花钻

800

50

3

钻大孔加工

T03

φ10mm直柄麻花钻

800

50

4、主要指令

孔加工固定循环指令

G80取消固定循环

G81普通钻削循环

G82钻削循环，粗镗削循环

G83深孔钻削循环

G85镗削循环

（1）G81X_Y_Z_R_F_K_

X_Y_：

孔的坐标位置

Z_:

从R点到孔底的距离

R_:

从初始位置到R点位置的距离

F_:

切削进给速度

K_:

重复次数（如果需要的话）

说明：

G81是最简单的固定循环，它的执行过程为：

X、Y定位，Z轴快进到R点，以F速度进给到Z点，快速返回初始点（G98）或R点（G99），没有孔底动作。

（2）G82X_Y_Z_R_P_F_K_

X_Y_：

孔的坐标位置

Z_:

从R点到孔底的距离

R_:

从初始位置到R点位置的距离

P_:

孔底暂停时间（单位为秒）

F_:

切削进给速度

K_:

重复次数（如果需要的话）

说明：

G82固定循环在孔底有一个暂停的动作，除此之外和G81完全相同。

孔底的暂停可以提高孔深的精度，常用于做沉头台阶孔。

（3）G83X_Y_Z_R_Q_F_K_

X_Y_：

孔的坐标位置

Z_:

从R点到孔底的距离

R_:

从初始位置到R点位置的距离

Q_:

每次进给的切削深度

F_:

切削进给速度

K_:

重复次数（如果需要的话）

说明：

G83从R点到Z点的进给分段完成，每段进给完成后，Z轴返回的是R点，然后以快速进给速率运动到距离下一段进给起点上方d的位置开始下一段进给运动。

每段进给的距离由孔加工参数Q给定，Q始终为正值

（4）G85X_Y_Z_R_F_K_

X_Y_：

孔的坐标位置

Z_:

从R点到孔底的距离

R_:

从初始位置到R点位置的距离

F_:

切削进给速度

K_:

重复次数（如果需要的话）

说明：

G85该固定循环非常简单：

X、Y定位,Z轴快速到R点,以F给定的速度进给到Z点,以F给定速度返回R点,如果在G98模态下，返回R点后再快速返回初始点。

（5）G80、G98/G99指令

1）G80指令

G80指令被执行以后，固定循环（G73、G74、G76、G81～G89）被该指令取消，R点和Z点的参数以及除F外的所有孔加工参数均被取消。

另外01组的G代码也会起到同样的作用。

2）G98/G99指令

G98/G99决定固定循环在孔加工完成后返回R点还是起始点，G98模态下，孔加工完成后Z轴返回起始点；在G99模态下则返回R点。

5、使用孔加工固定循环的注意事项

（1）编程时需注意在固定循环指令之前，必须先使用S和M代码指令主轴旋转。

（2）在固定循环模态下，包含X、Y、Z、A、R的程序段将执行固定循环，如果一个程序段不包含上列的任何一个地址，则在该程序段中将不执行固定循环，G04中的地址X除外。

另外，G04中的地址P不会改变孔加工参数中的P值。

（3）孔加工参数Q、P必须在固定循环被执行的程序段中被指定，否则指令的Q、P值无效。

（4）在执行含有主轴控制的固定循环（如G74、G76、G84等）过程中，刀具开始切削进给时，主轴有可能还没有达到指令转速。

这种情况下，需要在孔加工操作之间加入G04暂停指令。

（5）01组的G代码也起到取消固定循环的作用，所以请不要将固定循环指令和01组的G代码写在同一程序段中。

（01组G代码:

G00\G01\GO2\G03\G60）

（6）如果执行固定循环的程序段中指令了一个M代码，M代码将在固定循环执行定位时被同时执行，M指令执行完毕的信号在Z轴返回R点或初始点后被发出。

使用K参数指令重复执行固定循环时，同一程序段中的M代码在首次执行固定循环时被执行。

（7）在固定循环模态下，刀具偏置指令G45～G48将被忽略（不执行）。

（8）单程序段开关置上位时，固定循环执行完X、Y轴定位、快速进给到R点及从孔底返回（到R点或到初始点）后，都会停止。

也就是说需要按循环起动按钮3次才能完成一个孔的加工。

3次停止中，前面的两次是处于进给保持状态，后面的一次是处于停止状态。

（9）重复次数K不是一个模态的值，它只在需要重复的时候给出。

进给速率F则是一个模态的值，即使固定循环取消后它仍然会保持。

6、参考程序

（1）确定工件坐标系和对刀点

在XOY平面内确定以O点为工件原点，Z方向以工件上表面为原点，建立工件坐标系。

（2）孔类加工程序

φ3的中心钻（定位）

O123

N10G01G49G40G90Z30S1000M3F200;

N20X-14.142Y14.142;

N30G99G81Z-2R20F60;

N40X-20Y0;

N50X-14.142Y-14.142;

N60X0Y-20;

N70X14.142Y-14.142;

N80X20Y0;

N90X14.142Y14.142;

N100X0Y20;

N110G80;

N120M5;

N130M30;

%

φ6的钻头（钻小孔）

O1000

N10G01G49G40G90Z30S400M3F200;

N20X-14.142Y14.142;

N30G99G83Z-20R30Q8F80;

N40X-20Y0;

N50X-14.142Y-14.142;

N60X0Y-20;

N70X14.142Y-14.142;

N80X20Y0;

N90X14.142Y14.142;

N100X0Y20;

N110G80;

N120M5;

N130M30;

%

φ10的钻头（钻大孔）

O2000

N10G0G49G40Z30S400M3;

N20X0Y20;

N30G99G83Z-20R30Q8F100;

N40X20Y0;

N50X0Y-20;

N60X-20Y0;

N70G80;

N80M5;

N90M30;

%

7、数控仿真

8、加工过程（实训车间）

完成本次加工任务按以下7个步骤完成：

（1）检查机床，确认机床正常时，开机并回零；

（2）装刀及工件装夹；

（3）用粗铣刀铣削工件上表面，对刀，将工件坐标系原点设置在正方形工件中心上表面处；

（4）输入并检查加工程序；

（5）各项工作准备好后开始切削。

（6）在加工一定尺寸后测量其精度，示范精度检验方法。

指导学生利用修改刀补设置，校正尺寸精度。

（7）加工完毕后将工件取出，去除毛刺，同时清扫机床，擦净刀具、量具等相关工件，并按规定摆放整齐。

9、评分标准

考核分类

考核项目

考核指标

权重

备注

职业素养

着装

着装规范

5

劳动纪律、劳动态度

遵守规章制度，劳动态度端正

5

职业行为

符合7S管理规定

10

产品质量

加工工艺

工艺合理

20

加工程序

正确、效率高

20

加工质量

尺寸合格、符合技术要求

40

四、小结

在工件加工过程中，要注意以下几项内容检查：

1、工件加工前，必须再次检查刀具及相关参数是否设置正确，确保工件正确加工。

2、工件首次加工时，要注意检查刀具轨迹是否合理，是否有余量尚未去除现象发生。

3、工件在加工过程中，可根据实际加工适当调节进给倍率开关，控制刀具进给速度，使切削力不发生突变现象，确保刀具加工安全。

4、对工件尺寸精度进行评估，找出尺寸超差是机床因素还是测量因素，为工件后续加工时尺寸精度控制提出解决办法或合理化建议。

5、对工件的加工表面质量进行评估，找出表面质量缺陷之原因，提出刀路优化设计方法。

6、对加工效率、刀具寿命等方面进行评估，找出加工效率与刀具寿命的内在规律，为进一步优化刀具切削参数夯实基础。

五、任务拓展

完成如图所示零件的铣削，工件材料为45号钢。