项目三 任务四　镗孔（教学设计）——《数控铣床编程与操作项目教程 第4版》同步教学（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 12 授课课型 授课课时 6课时 授课章节 名 称 项目三 孔加工 任务四 镗 孔 教学目标 知识 目标 1.了解镗孔刀形状、结构、种类； 2.掌握镗孔工艺参数选择； 3.了解镗孔循环及使用。 能力 目标 1.会进行镗孔尺寸控制及微调镗刀的使用； 2.会进行圆柱（盘）类零件的对刀。 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 镗孔指令的使用 微调精镗刀的使用 教学难点 微调精镗刀的使用及精度控制 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 任务四 镗 孔 [知识学习] 一、编程指令 1．镗孔循环指令 ⑴指令功能 ⑵指令格式 法：G85 X Y Z R F K ； 西：CYCLE86（PL，RP，SC，加工位置，DIR，Z0，Z1，DT，SPOS，退刀模式，DX，DY，DZ） ⑶指令使用说明 (4)应用示例 2．发那科系统精镗孔循环 （1）指令功能 （2）指令格式 G76 X Y Z Q P F K ； （3）指令使用说明二、加工工艺分析 1．工、量、刃具选择 3．加工工艺方案 三、参考程序编制 [任务实施] 一、加工准备 二、对刀、设定工件坐标系 三、程序输入与校核 四、零件自动加工及尺寸控制 五、任务检测与评价 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 对于一些孔径比较大并且尺寸精度要求比较高的孔的加工，一般采用镗刀进行镗孔，镗孔用的刀是镗刀，采用专用的镗孔指令进行镗孔。 【二】新授 任务四 镗孔 [学习目标] 1．知识目标 ①了解镗孔刀形状、结构、种类； ②掌握镗孔工艺参数选择； ③了解镗孔循环及使用。 2．技能目标 ①会进行镗孔尺寸控制及微调镗刀的使用； ②会进行圆柱（盘）类零件的对刀。 [知识学习] 一、编程指令 1．镗孔循环指令 ⑴指令功能 刀具以编程转速和方向加工至指定深度，停留一定时间后，刀具退刀返回或不退刀返回的孔加工方法，可用于镗孔、铰孔和扩孔等加工。 数控系统 发那科系统（镗孔循环） 西门子系统（镗孔循环） 指令格式 G85 X Y Z R F K ； G80；取消循环 CYCLE86(PL，RP，SC，加工位置，DIR，Z0， Z1，DT，SPOS，退刀模式，DX，DY，DZ) 加工图例 　 参数含义 X Y ：孔位置数据，即X轴、Y轴坐标 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 K ：重复次数（仅限需要重复时） PL：加工平面，通过键切换 RP：返回平面（绝对值） SC：安全距离（相对于参考点的高度，输入时不带正负号） 加工位置：有单个位置（在编程的位置上镗孔）和位置模式（带MCALL的位置），通过键切换 DIR：主轴旋转方向 Z0：参考点Z坐标（绝对值） Z1：最后镗孔深度（绝对值或相对于Z0的深度） DT：最后镗孔深度时的停留时间，单位：转或秒 SPOS：主轴停止位置，单位：度 退刀模式：有不退刀和退刀返回两种，通过键切换 DX：X方向退刀量（仅在退刀时） DY：Y方向退刀量（仅在退刀时） DZ：Z方向退刀量（仅在退刀时） D：退刀量（增量）（仅在退刀时） 使用说明 （1）调用循环前，应指定主轴转速及转向； （2）G17(XY)平面必须有效 （3）如用G98，则刀具退回至初始平面；如用G99，则刀具退回至R平面 （4）G85指令为模态有效代码，用G80或01组G(G01、G02、、、)代码取消 （1）输入程序时，点击屏幕下方 软键，再点击屏幕右侧软键，出现上述加工图例界面，移动光标，按提示输入参数值，最后点调用循环 （2）调用循环前，应指定主轴转速，刀具应处于镗孔位置 （3）G17(XY)平面必须有效 （4）应用示例 在XY平面X0 Y0处调用循环G85/LCYC85，Z轴为镗孔轴，如图3-4-4所示。不设置停留时间。 发那科系统与西门子系统镗孔加工参考程序 段号 发那科系统 西门子系统 N10 G90G54G0X0Y0T1；规定参数 G90 G54 G00 X0 Y0 T1 D1；规定参数 N20 M3S1000；主轴正转转速S1000 M3 S1000； 主轴转速S1000 N30 G43Z10H1；刀具快速移动Z10处 Z10； 刀具移动到Z10处 N40 G98G85Z-10R5F100；镗孔 CYCLE86（10，0，2，，-10，，1，2，，，，45，1，1，12）； 调用镗孔循环，最终钻深以相对于参考平面而言 G00 Z200； 刀具退回到Z200处 N50 G80G0Z200；刀具快速移动到Z200处 N60 M30； 程序结束 M30； 程序结束 2．发那科系统精镗孔循环 （1）指令功能 当到达孔底时，主轴停止，切削刀具离开工件的被加工表面并返回。其动作过程如图 G76（G98、G99） 孔底动作示意图 精镗孔动作过程 （2）指令格式 G76 X Y Z Q P F K （3） 指令使用说明 1)Q表示孔底的偏移量，P表示孔底的暂停时间。 2)当到达孔底时，主轴在固定的旋转位置停止，刀具先向刀尖的相反方向移动退刀，然后快速退刀，这样既保证加工面不被破坏，又实现了精密和有效的镗削加工。 3)刀尖反向位移量用地址Q指定，其值q为正值。位移方向有MDI设定，可为“+X”、“-X”、“+Y”、“-Y”中的任一个。 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：镗孔之前还需安排钻孔（含钻中心孔定心）、扩孔、铣孔等工序，需用到中心钻、麻花钻、铣刀等刀具；最后用镗刀进行加工，其中镗刀分为粗镗刀和精镗刀。 粗镗孔刀的结构和形状如图3-4-6所示，其调整精度为每调整一个刻度刀头移动0.01mm。精镗孔刀具的结构和形状如图3-4-7所示，其调整精度每调整一个刻度刀头移动0.002mm。 图3-4-6粗镗刀 图3-4-7 精镗刀 表 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 百分表及表座 0～10mm 1个 2 千分尺 25～50mm 1把 3 内径百分表 18～35mm 1把 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 A5 1个 2 麻花钻 Φ25 1个 3 键槽铣刀 Φ20 1个 4 微调镗刀(盲孔刀) Φ26 1把 5 微调镗刀(盲孔刀) Φ30 1把 3．加工工艺方案 ⑴加工工艺路线 ①用A5中心钻钻中心孔。 ②用Φ25麻花钻钻孔深12mm。 ③用Φ20键槽铣刀铣Φ26和Φ30盲孔底孔深度至尺寸要求。 ④用微调镗刀镗Φ26+0.021 0深12mm。 ⑤用微调镗刀镗Φ30+0.021 0深6mm。 ⑵合理切削用量选择 加工铝件钻孔和粗铣孔速度要低，镗孔精度要求较高，可以减少切削余量，提高主轴转速，降低进给速度，参考切削用量参数见 表3-4-5。 表3-4-5切削用量选择 刀具号 刀具规格 工 序 内 容 F（mm/min） S（r/min） T1 A5中心钻 钻钻中心孔 100 1000 T2 Φ25麻花钻 钻孔深12mm 100 400 T3 Φ20键槽铣刀 铣Φ26和Φ30盲孔 100 800 T4 Φ26微调镗刀镗 镗Φ26+0.021 0深12mm 80 1200 T5 Φ30微调镗刀镗 镗Φ30+0.021 0深6mm 80 1200 三、参考程序编制 1．工件坐标系建立 2．参考程序（略） [任务实施] 一、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 二、对刀 三、仿真加工 四、自动加工及尺寸控制 镗孔时孔径尺寸控制方法是通过对镗刀进行调整、试切、试测的步骤实现。具体方法如下： ( 图3-4-8 )①松开刀头锁紧螺钉，调节刀头伸出长度后锁紧（见图3-4-8）， 伸出长度按经验公式计算： l=(d1-d2)/2 L=l+d2 其中： l-刀头伸出长度。 d1-预制孔直径。 d2-为镗刀杆直径。 L-游标卡尺测量长度（L应比所需尺寸小0.5～0.3mm）。 ②试切与试测，用自动方式使主轴到达孔轴线位置，在孔口处试切1-2mm，检验孔的轴线位置是否正确；如果已经切到孔的表面则进行测量，再根据测量尺寸调整刀头伸出长度，仍在孔口处试切1～2mm并测量，直到达到要求。 ③试切法调整镗刀一定要遵循“少进多试”的原则，如果镗刀尺寸偏大会出现废品。粗镗刀调整精度可在±0.05mm内，精镗刀一定要调整到精度要求范围内。 五、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．镗孔试切对刀时要准确找正预镗孔的中心位置，保证试切一周切削均匀 3．镗孔刀对刀时，工件零点偏置值可以直接借用之前工艺中应用麻花钻或铣刀测量得到的X、Y值，Z值通过试切获得。 【三】总结与经验分享 【二】作业布置 1．简述如何调整镗刀的尺寸？ 2. 发那科系统与西门子系统镗孔循环指令是什么？其指令格式有何区别？ 3．练一练：编写程序并加工如图3-25所示零件中的成形孔。 图3-25 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 讲解镗孔循环指令，举例并引导学生思考如何运用指令编程 老师分析、讲解镗孔循环指令格式、参数含义并举例分析其参数选用 引导学生了解镗孔循环使用注意事项 老师举例分析镗孔循环编程方法 按表分析运用精镗孔循环指令动作过程、指令格式 引导学生分析本次课用到的工、量、刃具 按图分析粗、精镗刀结构 引导学生分析课题加工工艺 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 按图分析精镗刀原理及镗孔精度控制方法 指导学生完成零件加工并评分 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、思考并能运用镗孔循环加工指令 看图分析、讨论、思考 记录、思考并能运用镗深孔循环加工指令 讨论、思考、听讲 分组思考讨论、得出结论 看图、思考、分析 听讲、分分析、思考、讨论 讨论、分析、思考并编程程序 做好加工准备工作，按前面课题方法对刀 听讲、思考并动手练习 完成零件加工 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 了解镗孔循环指令及运用 掌握镗孔循环指令功能、格式及参数选用 了解镗孔循环使用注意事项 灵活运用镗孔循环编程 了解精镗孔循环指令动作过程，掌握其指令格式并灵活运用 会选择工、量、刃具 会选择粗、精镗刀 会制订加工路线 会灵活运用镗孔循环编写加工程序 熟悉加工准备工作及对刀操作 会调整精镗刀尺寸及控制镗孔精度 熟悉加工方法 培养安全生产、文明生产习惯 培养学生综合职业能力 教后记 6 学科网（北京）股份有限公司 $$