常州机电职业技术学院项目课程教案

1-1-11常州机电职业技术学院项目课程教案教师姓名授课班级授课日期课时数6项目与模块名称项目二：数控铣削程序的编制与加工模块：带孔盘类零件教学场所数控加工技术项目教学室教学目标终极目标：会编制带孔盘类零件数控加工程序，能够确定加工方法。促成目标：1、会分析常见定位方式的定位误差；2、会编制孔加工方案；3、会选用孔加工刀具；4、会选用工具系统；教学重点孔加工固定循环G代码的指令格式、指令字的正确运用，孔位坐标的巧妙编写方法。教学难点各条指令的六步动作的理解、加工中刀位点的控制。更新、补充删节内容无所需工具、设备名称及数量多媒体课件、仿真软件、数控铣床及其相关刀具教学方法行动导向法、演示法、讲授法、现场教学练习法教学组织形式以组为单位的班级教学1-1-12教学步骤与教学内容1-1-13一、本课程的任务、性质、地位和作用：本课程主要学习数控铣削加工工艺知识，数控铣削刀具、夹具的选用知识，数控铣削程序设计知识，数控铣床选用、保养知识，数控铣床操作加工知识，了解数控铣工国家职业技能鉴定标准，使学生掌握数控铣削加工工艺编制方法，会选用数控铣床、刀具和夹具，会编制数控铣削程序，会操作数控铣床或数控仿真加工出中等复杂的零件，并且具有正确保养数控机床的能力。二、明确本次教学目标：终极目标：会编制带孔盘类零件数控镗铣工艺。促成目标：1、会分析常见定位方式的定位误差；2、会编制孔加工方案；3、会选用孔加工刀具；4、会选用工具系统；5、学会使用孔加工固定循环编写数控镗铣程序。三、呈现工作任务：如上图所示零件，材料为45钢，要求加工5件，试编制其数控加工程序。四、相关理论知识：（一）、孔加工固定循环的概念一些典型的动作编织成子程序且固化在存储器中用G代码调用（有的系统不一定用G代码调用）这里的固定循环功能主要用于孔加工。1、孔加工固定循环的运用2、孔加工固定循环的概念3、孔加工固定循环指令组的分类（二）、孔加工固定循环的动作分析1-1-14动作：1、刀具XY快速定位到初始平面=安全平面2、刀具Z向快速移动到达R点（参考平面，引入平面）切入距离2-5，防止平移碰撞3、Z向工件加工孔4、孔底动作暂停进给/主轴停，主轴定向等/让刀/不做动作5、刀具返回到R点6、刀具返回到安全平面（三）、孔加工固定循环的编程指令1、指令格式：G17G73---G89G90/G91G98/G99X-Y-Z-R-Q-P-F-K-；2、指令字的正确应用：①、G17②、G73---G89③、G98-G99④、X-Y-⑤、Z-R-⑥、Q-P-F-K-X_Y_:孔的位置坐标G90/G91；R:R平面G90/G91；Z:孔底平面G90/G91；Q:渐进量，无符号增量值，与G90/G91无关；P:孔底暂停时间，ms,让主轴2-3转；F:切削进给速度（Z向），可以提前给定；K:孔加工重复次数，缺省为1。在G90方式下，同一位置加工K次；（四）、G81指令加工动作详解１、几个说明1）孔底平面：盲孔时削出孔深，通孔时附加削出距离2）G98/G99G99刀具返回到R点G98刀具返回到安全平面，常为初始G代码同一把刀加工若干孔，到平面移动有障碍使用G98,无障碍时用G993）G90/G91,常用G90，很少用G911.G90/G91G98/G99G口口X_Y_R_Z_Q_P_F_K_；①G口口是指G73～G89，见表3—9。G73～G89是模态指令，因此，多孔加工时该指令只需指定一次，以后的程序段只给孔的位置即可。②X、Y指定孔在X、Y平面的坐标位置(增量或绝对值)。孔的位置无规则排列时，用G90和K=1编程，有规则排列时，用G91和K联合编程。1-1-15③R在增量方式中是初始点到R点的距离；而在绝对值方式中是R点的Z坐标值。④Z指定孔底坐标值。在增量方式时，是R点到孔底的距离，在绝对值方式时，是孔底的Z坐标值。R、Z用G90编程简单，用G91编程易出错。返回点代码G98(返回初始点)/G99(返回R点)选择固定循环动作组成中的第⑤、第⑥步之一，如果这一孔加工完毕后需抬高刀具越过压板、凸台等“高山”加工下一孔,则在这一孔固定循环中用G98，如果在“平原”上工作,用G99。⑤Q在G73、G83中用来指定每次进给的深度；在G76、G87中指定刀具的退刀量。⑥P指定孔底暂停时间，单位为ms。⑦F是进给速度，可以提前赋值。⑧K指定固定循环的重复次数，如果不指定K，则只进行一次循环。K＝0时，机床不动作，但存储孔加工数据R、Z、Q、P。固定循环中的参数(Z、R、Q、P、F)是模态的，所以当变更固定循环时，可用的参数可以继续使用，不需重设。但中间如果隔有G80或01组G指令，则参数均被取消，不执行固定循环，而01组的G指令，不受固定循环的影响。在使用固定循环编程时，一定要在前面程序段中指定M03(或M04)等初始条件，使主轴启动。2.固定循环(1)高速钻孔G81G81X__Y__Z__R__F__动作示意图如图3—53所示。G81指令X、Y轴定位，快速进给到R点。接着R点加工。孔加工完，则刀具退到R点，快速进给返回到起始点。（2）锪孔G82G82X__Y__Z__R__P__F__到Z点进行孔动作示意图如图3—54所示。与G81相同，只是刀具在孔底位置执行暂停即光切加工后退回，以改善孔底的粗糙度和精度。(3)深孔高速钻削循环表3—9孔加工固定循环1-1-16①孔口排屑G83)G83X__Y__Z__Q__R__F__动作示意如图3—55所示。q是每次切削量，无符号，如果指令负值，则负号无效。在第二次及以后切入执行时，在切入到dmm的位置，由快速进给转换成切削进给。d值用参数(No．5115)设定。②孔底断屑G73书写格式：G73X__Y__Z__R__Q__F__动作示意图如图3—56所示。虚线箭头表示快速进给，实线箭头表示切削进给（工进），退刀量d用参数(No．5114)设定。设定一个小的退刀量（0.5～1mm），使在钻深孔时，间歇进给，便于断屑。图3—56G73循环图3—53G81循环图3—54G82循环图3—55G83循环1-1-17(4)浮动攻丝循环①攻右旋螺纹G84G84X__Y__Z__R__F__动作示意如图3—57所示。在孔底位置主轴反转退刀。②攻左旋螺纹G74G74X__Y__Z__R__F__P__动作示意图如图3—58所示。在孔底位置主轴正转退出。在G84、G74作用时，进给倍率开关调整无效。进给速度和主轴转速必须同步，即进给速度F=主轴转速S×螺距t。(5)铰孔G85G85X_Y_Z_R_F_工进工出，如图3—59所示。主要用于塑性材料铰孔。图3—58G74循环图3—57G84循环图3—59G85循环1-1-18(6)精镗①孔底主轴停转精镗G86G86X_Y_Z_R_F_G86与G81类似，但进给到孔底后，主轴停转，返回到尺点(G99方式)或初始点(G98)后主轴再重新启动。动作示意图如图3—60所示。②孔底让刀精镗G76G76X__Y__Z__R__Q__P__F动作示意图如图3—61所示。主轴在孔底位置定向准停，刀具平移q距离让刀，q值是正值，如果指定负值，则负号无效,让刀量q用参数RDl(No．5101#4)、RD2(No．5101#5)设定如下方向之一。G17(XY平面)；+X、—X、+Y、—YG18(ZX平面)；+Z、—Z、+X、—XG19(YZ平面)；+Y、—Y、+Z、—Z退刀不会在工件表面上画痕，但主轴必须有定向准停功能，数控铣床一般没有此功能，加工中心应该有此功能。（7）反镗G87G87X__Y__Z__R__Q__F__动作示意如图3—62所示。刀具沿X及Y轴定位后，主轴准停。主轴让刀以快速进给速度在孔底位置定位(R点)，主轴正转。沿Z轴的正向到Z点进行加工。在这个位置，主轴再度准停，刀具退出。图3—61G76循环图3—60G86循环1-1-19（8）镗削G88X__Y__Z__R__P__F__动作示意如图3—63所示。G88指令X、Y轴定位后，以快速进给移动到R点。接着由R点进行镗孔加工。镗孔加工完，则暂停后停止主轴，以手动由Z点向R点退出刀具。由R点向起始点，主轴正转快速进给返回。（9）镗削G89G89X__Y__Z__R__P__F__G89与G85类似，从ZR为切削进给，但在孔底时有暂停动作。动作示意如图3—64所示。3．取消固定循环：G80取消固定循环(G73、G74、G76、G81～G89)，包括孔加工信息全部取消，以后执行其他指令刀具返回到起始点后进刀。主轴正转，刀具执行下一个程序段。该让刀量Q及方向与G76相同。(1)在固定循环指定前，必须用辅助机能(M码)使主轴旋转，如M3；主轴正转G口口……；正确M5；主轴停止G口口……；正确M5；主轴停止(2)如果程序段包含X、Y、Z、R等信息，固定循环钻孔。如果程序段不包含X、Y、Z、R等信息，不执行钻孔。(3)在钻孔的程序段指定钻孔信息Q、P。即在X、Y、Z、R等信息的程序段中指定它。如果在不执行钻孔的程序段中指定这些信息，不保存为模态信息。图3—62G87循环图3—63G88循环图3—64G88循环1-1-110(4)当主轴旋转控制使用在固定循环(G74、G84、G86)时，孔位置(X、Y)间距很短时或起始点位置到R点位置很短，在进行孔加工时，主轴可能没有达到正常转速。这时必须在每个钻孔动作间插入一个暂停指令(G04)使时间延长。此时，不用K指定重复次数，如图3—65所示。G04XG81X__Y__Z__R__F__；G04X__；(执行暂停，不执行钻孔)X__Y__；G04X__；(执行暂停，不执行钻孔)有些机床可能例外。请参照机床制造厂的说明书。(5)如前述，如果在同一固定循环程序段内指定G00至G03任一G代码时，取消固定循环。(6)固定循环指令和辅助功能在同一程序段中，在定位前执行M功能。重复次数指定(K)时，只在初次送出M码，以后不送出。(7)在固定循环中，刀具半径补偿无效。(8)在固定循环中指定刀具长度补偿(G43、G44、G49)时，在刀具位于R点时生效。(9)操作注意事项①单步进给。在单步进给执行固定循环时，在动作1、2、6结束时停止。所以钻1个孔必须启动3次。在动作l及2结束时，进给暂停灯会亮。在动作6结束后有重复次数时，进给暂停，如果没有重复次数，进给停止。②进给暂停。在固定循环G74、G84的动作3至5之间使用进给暂停时，进给暂停灯立刻会亮，继续运行到动作6后停止。如果在动作6时再度使用进给暂停，会立刻停止。③进给倍率调整。在固定循环G74、G84的动作中，进给倍率调整设为100％。5．固定循环重复次数使用方法如果有孔距相同的若干相同孔，孔的坐标位置用增量方式G91编程，孔的固定循环次数用K来设定，编程很方便。例如，当指令为G91G81X50Z-20R-10K6F200时，其运动轨迹如图3—66所示。如果是在绝对值方式中，则不能钻出6个孔，仅仅在第一孔处往复钻六次，结果是1个孔。图3—65G04在孔的固定循环中的应用图3—66重复次数的使用1-1-111四、注意事项1、G80,G00,G01,G02,G03取消固定循环2、F取消了固定循环也保留下来3、主轴动作要事先明确，必须使转起来4、加工电子仪时，倍率开关无效5、第一个钻孔的加工：X_Y_F_S_M_X1_Y1_F_S_M_X_Y_F_S_M_G81R_Z_G81X2_Y2_R_Z_G81X_Y_R_Z_F_S_M(X_Y_不定)G81X_Y_R_Z_五、相关实践知识：1、正确装夹工件刀具：T01为φ10mm的钻头，长度补偿号为H01。程序编写如下：O10N10T01M06;N20G90G00G54X10Y51.963F90S800M03M08；N30G43H01Z20；N40G91G8lX20R-15Z-18K4；N50X10Y-17.32l；N60X-20K4；N70X-10Y-17.32l；N80X20K5；N90X10Y-17.321；N100X-20K6；N110X10Y-17.321；N120X20