《数控铣编程与加工钻孔加工》教案.docx
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《数控铣编程与加工钻孔加工》教案
数控铣编程与加工
-----钻孔加工
授课人：
临朐县职教中心
授课教案
课程：
数控铣编程与加工课程单元名称：
孔加工---钻孔授课专业：
数控类
项目
孔加工---钻孔
任务名称
任务一：
钻孔加工
教学课时
4学时
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。
素质目标：
1.质量，规范，环保，安全意识，培养良好的团队精神
2.培养吃苦耐劳的工作作风和严谨细致的工作态度。
教学重点、难点
1、钻孔工艺及工艺参数选择
2、循环指令加工浅孔、深孔方法
教学方法建议
讲授法，现场演示，教学做一体
教学组织形式
讲-演-练-评-改进-总结-整理的一体化课程
教学内容与步骤
一、任务展示
二、任务分析
三、以任务为导向的相关知识点
四、以任务为驱动的训练项目
五、任务实施
六、任务完成评价
七、任务总结
八、课后作业
一、任务展示：
【工作任务展示】
图二
图一
二、任务分析
（一）、加工工艺分析
1、工、量、刃具选择
（1）工具选择：
工件采用平口钳装夹，百分表校正钳口。
（2）量具选择：
孔径、孔深、孔间距等尺寸精度较低用游标卡尺测量即可。
（3）刃具选择：
钻孔前先钻中心孔定心；然后用麻花钻钻孔。
清单如下：
种类
序号
名称
规格
数量
工
具
1
机用虎钳
QH160
1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
0～150mm
1把
2
百分表及表座
0～10mm
1个
刃
具
1
中心钻
A2
1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按工艺用途分，孔有以下几种。
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
钻孔前工件应校平后钻中心孔定心，再用麻花钻钻各孔，具体工艺如下：
①用中心钻钻中心孔。
②用Φ6钻头钻Φ6盲孔。
③用Φ8钻头钻Φ8盲孔
（3）合理切削用量选择加工塑料件，钻孔深度较浅，切削速度可以提高，但垂直下刀进给量应小，参考切削用量参数见表
刀具号
刀具规格
工序内容
F（mm/min）
S（r/min）
T1
A2中心钻
钻2×Φ6及2×Φ8的中心孔
100
1000
T2
Φ6麻花钻
钻2×Φ6的盲孔
100
1200
T3
Φ8麻花钻
钻2×Φ8的盲孔
100
1000
三、以任务为导向的相关知识点
知识点一：
浅孔循环指令
1、指令功能：
刀具以指定的主轴转速和进给速度进行钻孔，到给定的钻削深度，退刀时以快速移动速度退回。
2、指令格式
G81XYZRF
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
G80取消循环
3、指令使用说明：
钻孔循环G81先指定主轴转速和方向。
法那克系统钻孔循环指令中，如用G98则刀具退至初始平面，G99则退至R平面。
知识点二：
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。
2、指令格式
G83XYZRQFPK
其中：
XY：
孔位X、Y坐标Z：
孔底的位置坐标
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
3、指令使用说明：
调用深孔钻削循环G83前应先指定主轴转速和方向。
Q表示每次切削进给的钻削深度，它必须用增量值指定；法那克深孔钻削循环中，Q中必须指定正值，负值被忽略（无效）。
如果Z、Q、K的移动量为零，该指令不执行。
知识点三:
参考程序编制
1．工件坐标系建立
根据坐标系建立原则，工件坐标系建立在工件上表面中心位置。
四个孔坐标分别为（16，16）、（16，-16）、（-16，16）、（-16，-16）。
2．参考程序
O0311
G17G40G80G49G90设置初始状态
G54G0X-16Y16绝对编程，刀具快速移动到X-16Y16处
M3S1000主轴正转,转速1000r/min
G99G81Z-3R5F100调用循环，钻中心孔深3mm，刀具返回R平面
……
G80G00Z200取消钻孔循环刀具快速移动到Z200处
G90G54G0X-16Y-16刀具快速移动到X-16Y-16处
……
G99G83Z-7.73R5Q3F100调用孔加工循环，钻Φ6孔，刀具返回R平面
……
G80G0Z200取消钻孔循环刀具沿Z轴快速移动到Z200处
M30程序结束
四、以任务为驱动的训练项目
（一）、加工准备
1．阅读零件图，并检查坯料的尺寸。
2．开机，机床回参考点。
3．输入程序并检查该程序。
4．安装夹具，夹紧工件。
5．刀具装夹该题共使用了3把刀具，注意刀具伸出的长度应能满足加工要求，不能干涉，并考虑钻头的刚性，然后按序号依次放置在刀架上。
（二）、对刀，设定工件坐标系
1．X、Y向对刀通过试切法进行对刀操作得X、Y零偏值，并输入到G54中。
2．Z向对刀测量3把刀的刀位点从参考点到工件上表面的Z数值（机械坐标值），分别输入到对应的刀具长度补偿中，供加工时调用（G54中Z值为0）。
（三）、空运行及仿真
注意空运行及仿真时，使机床机械锁定或使G54中的Z坐标中输入50mm，按下启动键，适当降低进给速度，检查刀具运动轨迹是否正确。
若在机床机械锁定状态下，空运行结束后必须回机床参考点；若在更改G54的Z坐标状态下，空运行结束后Z坐标改为0，机床不需要回参考点。
（四）、零件自动加工
首先使各个倍率开关达到最小状态，按下循环启动键。
机床正常加工过程中适当调整各个倍率开关，保证加工正常进行。
（五）、零件检测
零件加工结束后，进行尺寸检测，检测结果写在评分表中。
（六）、加工结束，清理机床
松开夹具，卸下工件，清理机床
[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，保证麻花钻起钻时不会偏心。
3．钻孔加工时，要正确合理选择切削用量，合理使用钻孔循环指令。
4．固定循环运行中，若利用复位或急停使数控装置停止，由于此时孔加工方式和孔加工数据还被存储着，所以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。
五、工作任务实施
训练项目一：
编写钻图一浅孔的加工程序
训练目的：
能根据数控铣本节内容（G81）编写相关程序
训练内容：
学生在教师指导下编写相关程序
训练项目二：
编写钻图二深孔的加工程序
训练目的：
能根据数控铣本节内容（G83）编写相关程序
训练内容：
学生分组练习，编写相关程序
【任务实施步骤】
教师布置任务，讲授有关钻孔涉及的知识点
六、任务完成评价
项目
钻孔加工---钻孔
学时
4学时
评价类别
过程
评分内容
个人评价10%
组内评价20%
教师评价70%
专业能力（70%）
讲（10%）
对知识点理解
引导学生回答
演（10%）
计划完整性
计划可行性
练、评、改进（30%）
使用工具规范性
操作过程规范性
工量具使用管理
总结（5%）
全面性、准确性
整理（5%）
问题的解决
评价（10%）
工件质量
整理质量
社会能力
（20%）
团结协作（10%）
小组成员合作
对小组的贡献
敬业精神（10%）
学习纪律性
爱岗敬业精神
方法能力
（10%）
决策能力（10%）
明确工作目标
明确工作方法
评价评语
姓名
班级
第组
教师签字
组长签字
日期
评语：
七、任务总结
（详细记录教学过程中遇到的问题和解决方式）
序号
遇到的问题
原因
解决措施
心得
八、课后作业
1．法那克（FANUC-0i-MB/MC）系统中，G81和G83有何区别？
2．如图所示零件，编写钻4XΦ5孔的加工程序。
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