项目三 任务五　攻螺纹（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 13 授课课型 授课课时 6课时 授课章节 名 称 项目三 孔加工 任务五 攻螺纹 教学目标 知识 目标 1.了解丝锥种类选用； 2.掌握攻内螺纹前底孔直径的确定方法； 3.掌握攻内螺纹加工循环指令。 能力 目标 1.会攻内螺纹； 2.会进行内螺纹精度的测量及控制。 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 攻螺纹循环指令的使用 螺纹底孔直径确定方法 教学难点 内螺纹循环指令 螺纹精度控制方法 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 任务五 攻螺纹 一、编程指令 1. 攻内螺纹循环指令 （1）指令功能 （2）指令格式 法：G84 X Y Z R P F K 西：CYCLE84（RP，Z0，SC，Z1，DT，SDE，P，aS，S，SR，D，V2） （3）指令使用说明 （4）应用示例 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 三、程序输入与校核 四、零件加工与尺寸控制 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 在数控铣床上常进行螺纹的机动加工，采用攻螺纹循环指令加工，在攻螺纹之前需要采用钻孔指令与钻一个底孔，然后再进行螺纹孔的加工。 【二】新授 任务五 攻螺纹 [学习目标] 1．知识目标 ①了解丝锥种类选用； ②掌握攻内螺纹前底孔直径的确定方法； ③掌握攻内螺纹加工循环指令。 2．技能目标 ①会攻内螺纹； ②会进行内螺纹精度的测量及控制。 [知识学习] 一、编程指令 1. 攻内螺纹循环指令 （1）指令功能 攻螺纹循环指令是刀具以编程的主轴转速和方向，加工至给定的螺纹深度，主轴反转退回的螺纹加工方法。 数控系统 发那科系统（攻螺纹循环） 西门子系统（攻螺纹循环） 指令格式 G84 X Y Z R P F K ； G80；取消循环 CYCLE84(RP，Z0，SC，Z1，DT，SDE，P，aS，S，SR，D，V2) 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 P ：孔底停留时间 F ：切削进给速度 K ：重复次数（仅限需要重复时） PL：加工平面，通过选择/转换键切换 RP：返回平面（绝对值） Z0：参考点Z坐标（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） Z1：最后攻丝深度（绝对值或相对于Z0的深度） DT：最后攻丝深度时的停留时间，单位：秒 SDE：循环结束后的旋转方向，有停止转动：5，正转：3，反转：4 P：螺距，单位为mm、英寸或牙 aS：起始角偏移，单位为度 S：主轴转速（仅在刚性攻丝时） SR：退回时的主轴转速（仅在刚性攻丝时） D：最大进刀深度（仅在刚性攻丝、退刀排屑或断屑时） V2：手动退回时的回退量 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）攻螺纹期间，进给倍率无效 （5）进给速度必须严格按公式计算，否则会乱扣。进给速度＝主轴转速×螺纹导程 （6）当指定重复次数K时，只对第一个孔执行M代码，对第二及以后的孔不执行M代码 （7）G84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，点击软键，出现上述加工图例，移动光标，按提示输入参数值，最后点软键，完成参数输入，调用循环 （2）调用循环前刀具应处于攻螺纹位置 （3）G17(XY)平面必须有效 （4）补偿夹具模式有带有补偿夹具CYCLE840和不带补偿夹具CYCLE84两种 （5）攻丝位置有单独位置和MCALL两种 （6）螺纹旋向有右旋和左旋两种，仅用于不带补偿夹具CYCLE84模式 （7）中有“无”“公制螺纹”“惠氏螺纹BSW”“惠氏螺纹BSP”“UNC”等螺纹供选择 （8）回退方式有“自动”“手动”两种 （9）攻螺纹期间，进给倍率无效 （4）应用示例 例如：XY平面X30Y35处攻M10×1.5螺纹，钻削轴为Z轴。不设定停留时间。（如图3-5-4所示）。 表3-5-3发那科系统与西门子系统参考程序 段号 发那科系统 西门子系统 N10 G54G80G49T2； 设置初始参数 G54G17G90G0T2D1；设置初始参数 N20 G0X30 Y35 Z50；回到钻孔位 X30 Y35 Z40;回到钻孔位 N30 G43 Z40 H01；设置长度补偿 M3S100；主轴正转转速200转 CYCLE84（40，36，2，，2，，1.5，5，，0，100，200，0，1，0，0，，，，，1001，2001002）；调用攻螺纹循环指令 N40 G98G84Z2R40F150；调用攻丝循环 G0G80Z200；取消循环 N50 M30； 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：攻内螺纹前应钻螺纹底孔（含钻中心孔定心），需用到中心钻及麻花钻；攻内螺纹用丝锥进行加工。 丝锥分手用丝锥和机用丝锥两种。加工中心上常用机用丝锥直接攻丝，常用的机用丝锥有直槽机用丝锥、螺旋槽机用丝锥和挤压机用丝锥等。 图3-29 常用机用丝锥 攻内螺纹时丝锥有挤压金属的作用。加工塑性好的材料时，挤压作用尤其显著。因此攻螺纹前的底孔直径（即钻孔直径）必须大于螺纹标准中规定的螺纹内径。一般用下列经验公式计算内螺纹底孔钻头直径d0： 参数名称 计算公式 说明 钢等塑性材料 D0=D-P 式中：D0－底孔直径 D－螺纹公称直径 P－螺距 L0－孔的深度 L－所需螺纹孔的深度 铸铁等脆性材料 D0=D-(1.05～1.1)P 不通孔螺纹 钻孔的深度尺寸 L0＝L-0.7D 攻盲孔（不通孔）的螺纹时，因丝锥不能攻到底，所以孔的深度要大于螺纹长度，盲孔深度可按下列公式计算： 孔的深度=所需螺纹孔深度+0.7d 表3-5-4攻内螺纹工、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 螺纹塞规 M10 1个 3 游标卡尺 0～150mm 1把 4 粗糙度样板 N0～N1 1副 刃 具 1 中心钻 A5 1个 2 麻花钻 Φ8.5 1个 3 丝锥 M10 1个 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Φ8.5麻花钻钻螺纹底孔。 ③用M10丝锥攻4×M10螺纹。 ⑵合理切削用量选择 加工铝件，钻孔速度可以提高，但攻螺纹时可以低速和高速加工，工件较薄时可以选择高速攻螺纹，本题宜低速攻螺纹。参考切削用量如表3-5-5所示。 表3-5-5 参考切削用量 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 Φ8.5麻花钻 钻孔螺纹底孔 100 800 T3 M10丝锥 攻4×M10螺纹 150 100 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 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．钻孔加工之前，要利用中心钻钻中心孔，然后再进行钻孔、攻丝，所以要保证中心钻、麻花钻和丝锥对刀的一致性。 3．攻螺纹加工时，要正确合理选择切削参数，合理使用攻丝循环指令。 4．攻螺纹加工时，暂停按钮无效，主轴速度修调旋钮保持不变，进给修调旋钮无效。 5．加工钢件时，攻螺纹前必须把孔内的铁屑清理干净，防止丝锥闷在孔内。 6．一般情况下，M20以上的螺纹孔可在加工中心通过螺纹铣刀加工；M6以上、M20以下的螺纹孔可在加工中心上完成攻螺纹加工。 【三】总结与经验分享 【二】作业布置 1．试述发那科（FANUC-0i M）系统中G84指令用法。 2．试述西门子（SIEMENS 828D（840D sl））系统中CYCLE840指令用法。 3. 攻螺纹前，螺纹底孔直径如何确定？为什么？ 4．做一做：针对图3-30所示，编写攻螺纹的加工程序并进行加工练习。 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 讲解攻螺纹循环加工过程 老师分析、讲解攻螺纹循环指令格式、参数含义并举例分析其参数选用 引导学生了解西门子系统攻螺纹循环参数含义及使用注意事项 老师举例分析攻螺纹循环编程方法 引导学生分析本次课用到的工、量、刃具 按图分析丝锥结构 分析螺纹底孔直径的计算方法 引导学生分析课题加工工艺 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、 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、思考并能运用攻螺纹循环加工指令 分组思考讨论、得出结论 看图、思考、分析 听讲、思考并记录 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 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 了解攻螺纹循环动作过程 掌握攻螺纹循环指令功能、格式及参数选用 了解西门子系统攻螺纹循环参数含义并会选择参数值 灵活运用攻螺纹循环指令编程 会选择工、量、刃具 会选择丝锥 会计算各种情况下螺纹底孔直径 会制订加工路线 会灵活运用攻螺纹循环编写加工程序 熟悉加工准备工作及对刀操作 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 $$