项目三 任务三　铣孔（教学设计）——《数控铣床编程与操作项目教程 第4版》1（机工版）

《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 11 授课课型 授课课时 6课时 授课章节 名 称 项目三 孔加工 任务三 铣 孔 教学目标 知识 目标 1.了解铣刀及工艺参数的选择； 2.掌握暂停指令G04及其应用； 3.掌握子程序及其应用用； 4．了解顺铣、逆铣及对表面质量的影响。 能力 目标 1.会进行铣孔操作； 2.会用子程序编程以简化程序结构。 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 子程序编制及顺逆铣对表面质量的影响 教学难点 子程序及其运用 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 任务三 铣 孔 [知识学习] 一、编程指令 1．暂停指令 ⑴指令功能 ⑵指令格式 系统 指令格式 指令含义 发那科系统 G04 X 暂停时间秒，数值必须加小数点 G04 P 暂停时间1/1000秒，数值不用小数点 西门子系统 G04 F 暂停时间秒 G04 S 暂停主轴转数 （3）指令使用说明 （4）指令应用 2．子程序 （1）子程序功能（2）子程序名 （3）子程序结构 （4）子程序结束及返回（5）子程序调用（6）子程序使用说明 二、加工工艺分析 1．工、量、刃具选择 3．加工工艺方案 （1）加工工艺路线制定 （2）铣刀进给方向的确定 三、参考程序编制 [任务实施] 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 常见的孔除了可以用钻头钻削之外还可以用铣刀进行铣削，把孔当作一个内轮廓进行加工，并且当孔的形状一样时，一般采用子程序加工比较方便。 【二】新授 任务三 铣 孔 [教学目标] 1．知识目标 ①了解铣刀及工艺参数的选择； ②掌握暂停指令G04及其应用； ③掌握子程序及其应用用； ④了解顺铣、逆铣及对表面质量的影响。 2．技能目标 ①会进行铣孔操作； ②会用子程序编程以简化程序结构。 [知识学习] 一、编程指令 1．暂停指令 ⑴指令功能 两个程序段之间插入一个暂停指令，可以使加工程序中断给定的时间。 ⑵指令格式 表3-19发那科系统与西门子系统暂停指令格式 系统 指令格式 指令含义 发那科系统 G04 X ； 暂停时间秒，数值必须加小数点 G04 P ； 暂停时间1/1000秒，数值不用小数点 西门子系统 G04 F ； 暂停时间秒 G04 S ； 暂停主轴转数 （3） 指令使用说明 1）使用G04指令，刀具延时结束后执行下个程序段。 2）G04指令为非模态指令。 3）发那科系统中当G04中X或P都不指定时，执行准确停止。 4）西门子系统中G04 S 只有在受控主轴情况下才有效（当转速给定值同样通过S编程时）。 （4）指令应用 段号 发那科系统 西门子系统 N10 G54G17G90T2； 设置初始参数 G54G17G90T2D1；设置初始参数 N20 S500M3； 设置转速 S500M3 F100 ； 设置转速、进给速度 N30 G43Z10H01； 设置长度补偿 G0X0Y0Z10 N40 G1Z-5F100 G1Z-5F100 N50 G04 X2（或P2000）；刀具暂停2秒 G04 F2； 刀具暂停2秒 N60 G0Z100 G0Z100 N70 M30； 程序结束 M30； 程序结束 2．子程序 （1）子程序功能 对经常需要进行重复加工的轮廓形状，或零件上相同形状轮廓的加工可编制子程序，在程序适当的位置进行调用、运行。 （2）子程序名 发那科系统与西门子系统子程序名见表3-3-2。 数控系统 发那科系统 西门子系统 子程序名 子程序名与主程序名完全相同，由字母“O”开头，后跟四位数字。如“O1233” 子程序名开始两位必须是字母，其后为字母、数字或下划线，最多不超过8位，中间不允许有分隔符并用后缀“．SPF”与主程序相区分。如：“DDF．SPF“。 （3）子程序结构 子程序结构与主程序结构完全相同，由各程序段组成。 （4）子程序结束及返回 数控系统 发那科系统 西门子系统 子程序 返回 用M99指令结束子程序并返回。 用M2、M17或RET指令结束子程序并返回。 （5）子程序调用 数控系统 发那科系统 西门子系统 子程序调用 M98 P xxx xxxx P后跟子程序被重复调用次数及子程序名。 如：N20 M98 P2233；调用子程序“O2233”。 … N40 M98 P31133；重复调用子程序“O1133”3次。 直接用程序名调用子程序；当要求多次执行某一子程序，则在所调用子程序名后地址P下写入调用次数。 如：N10 L2233；调用子程序“L2233” … N40 NAM1133 P3；重复调用子程序“NAM1133．SPF”3次。 （6）子程序使用说明 1）主程序调用子程序，子程序还可再调用其它子程序，这被称为子程序嵌套，一般子程序嵌套深度为三层，也就是有四个程序界面（包括主程序界面）。注意固定循环是子程序的一种特殊形式也属于四个程序界面中的一个。 2） 子程序可以重复调用，最多999次。 3）在子程序中可以改变模态有效的G功能，比如G90—G91的变换。在返回调用程序时注意检查一下所有模态有效的功能指令，并按照要求进行调整。 4）西门子系统中用RET（或M17）结束子程序不会中断连续运行方式，用M2结束子程序结束会中断连续运行方式；程序结束指令都应占独立一段程序。 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： 表3-22铣孔加工工、量、刃具清单 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 3 内径千分尺 5～25mm 1个 4 深度游标卡尺 0～200mm 1把 5 粗糙度样板 N0～N1 1副 刃 具 1 中心钻 A2 1个 2 麻花钻 Φ9 1个 3 键槽铣刀 Φ10 1个 3．加工工艺方案 （1）加工工艺路线制定 铣孔前先用麻花钻钻预制孔（含用中心钻钻中心孔定心），具体加工路线如下： ①用A2中心钻钻2×Φ10和4×Φ140-0.1中心孔。 ②用Φ9麻花钻钻2×Φ10和4×Φ140-0.1孔深6mm。 ③用Φ10键槽铣刀铣2×Φ10和4×Φ140-0.1盲孔深6.05mm。 钻中心孔和Φ14孔预制孔时调用孔加工循环；铣4个Φ14孔，因加工内容相同，可编写一个子程序，在主程序中调用4次。 （2）铣刀进给方向的确定 铣削加工有顺铣和逆铣两种方式。 铣刀旋转方向与工件进给速度方向相同的铣削方式，称为顺铣。铣刀旋转方向与工件进给速度方向相反的铣削方式，称为逆铣， 顺铣时铣刀刀齿切入工件时的切削厚度由最大逐渐减小到零。刀齿切入容易，且铣刀后面与已加工表面的挤压、摩擦小，刀刃磨损慢，加工出的工件表面质量较高；但顺铣时，刀齿从工件的外表面切入工件，当表面有硬皮和杂质时，容易磨损和损坏刀具。 逆铣时在铣刀中心进入工件端面后，刀刃沿已加工表面切入工件，刀齿存在“滑行”，已加工表面质量差，刀齿易磨损；但铣削表面有硬皮的毛坯件时对铣刀刀齿损坏的影响小。 铣孔时，当铣刀沿孔顺时针方向铣削时，铣刀旋转方向与工件进给方向相反属于逆铣；铣刀沿孔逆时针方向铣削时，铣刀旋转方向与工件进给方向相同属于顺铣。 （3）合理切削用量选择 加工铝件，铣孔深度较浅，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3-23。 刀具号 刀具规格 工序内容 F（mm/min） S（r/min） T1 A2中心钻 钻2×Φ10和4×Φ140-0.1中心孔 100 1000 T2 Φ9麻花钻 钻2×Φ10和4×Φ140-0.1孔深6mm 100 1000 T3 Φ10键槽铣刀 用Φ10键槽铣刀铣2×Φ10和4×Φ140-0.1盲孔深6.05mm 80 1200 三、参考程序编制 1．工件坐标系建立 2．参考程序 [任务实施] 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．钻预制孔及钻中心孔时，中心钻和钻头要保证对刀的一致性。 2．用铣刀进行铣孔时应选择能垂直下刀的铣刀或采用螺旋下刀方式。 3．采用刀心轨迹编程，需计算铣刀刀心移动轨迹坐标。 4．铣孔时尽可能采用顺铣以保证已加工表面质量。 【三】总结与经验分享 【二】作业布置 1．简述铣削加工中顺铣和逆铣的优缺点。 2. 什么是子程序？子程序有什么作用？ 3．比较发那科系统（FANUC-0i-MD）及西门子系统（SIEMENS 828D、840D sl）子程序调用时注意事项。 4．做一做：针对图3-16所示零件，编写铣孔加工程序并加工。 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G04指令，举例并引导学生思考如何运用指令编程 示例，引导学生运用指令编程 按图表分析子程序定义、程序名 按图表分析子程序结束及返回、子程序调用规则 分析子程序使用注意事项 引导学生分析本次课用到的工、量、刃具 加工路线讲解、分析并引导学生分析 按图讲解铣削方式及对加工影响 分析铣孔切削用量 引导学生建工件坐标系、计算基点坐标及程序编写 提示安全注意事项，引导学生做好加工准备、对刀工作并加工零件 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 分析、讨论、编程 听讲、思考、记录 分组思考讨论、记录 听讲、思考 听讲、思考 讨论、分析、思考 看图、分析、听讲 听讲、记录 讨论、分析、编程 做好加工准备工作，并按要求加工出零件 听讲并思考原因 学生自主总结并分享经验 提高学生学习兴趣 任务导向 明确本次课学习目标 了解暂停指令及运用 会灵活运用暂停指令编程 掌握子程序含义及子程序名 掌握子程序结束及返回指令，子程序调用方式 会合理运用子程序 会选择工、量、刃具 会制订加工路线 掌握顺铣、逆铣及对加工的影响 掌握铣孔用量的选择 会计算基点坐标，编写加工程序 熟悉加工准备工作及对刀操作 正确加工出合格零件 培养安全生产、文明生产习惯 培养学生综合能力 教后记 7 学科网（北京）股份有限公司 $$