数控铣床加工项目化教学教案(中级)

数控铣床加工项目化教学教案(中级)任课教师：实训班级：班机电工程系数控教研组编写者：目录课题1机床日常维护及安全生产教育课题2数控系统操作面板及机床面板操作实训课题3识别各类铣刀和安装、正确选择夹具和安装夹具、建立坐标系课题4-1轮廓零件加工用到的指令<一>(基本指令）课题4-2轮廓零件加工用到的指令<二>（实操练习）课题5-1孔加工<一>（基本指令、实操练习）课题6-1综合件铣削手动编程加工实训（1）课题6-2综合件铣削手动编程加工实训（2）课题7程序优化课题8平口钳保养前的拆装实习指导教师课时授课教案授课班级授课日期指导教师课程名称数控铣床实训课题号1实训课题机床日常维护及安全生产教育课时实训准备数控车床及附件实训目标知识目标⑴掌握数控铣床安全技术操作规程，做到安全文明生产实习；⑵掌握数控铣床的维护保养知识，做到正确使用数控铣床。能力目标⑴培养学生熟练应用知识的能力⑵通过任务驱动，培养学生分析问题和解决问题的综合能力⑶培养学生的团队合作精神和交流合作能力情感目标培养学生善于观察，勤于动脑、长于动手的良好学习习惯。使能够理论联系实际，培养学生的动手能力和学习兴趣，从而进一步提高就业竞争能力。实训难点与重点及处理方法重点：安全生产规范动作及规程处理方法：详细讲解，严格强调难点：严格按正确的操作规程进行实习生产，养成习惯处理方法：在实习过程中严格要求并随时提醒安全注意事项①严格遵守实训中心的各项规定。②严格遵守各项安全规定，以免发生人身或机床事故。③严格按照数控车床的操作规程进行操作。④要时刻保持精神集中，明确操作的目的，做到细心、准确地操作机床。⑤对操作有疑问时要先向指导老师请教后方可进行操作。检测手段实训过程教学活动教师活动学生活动时间分配导入新授：活动探究难点突破重点练习重点突破实训总结复习：1、数控机床的组成2、机床本体的组成导入：加工前应注意的问题教师出示设定任务根据指定任务进行操作练习展开练习分组讨论教师出示进一步练习任务强调本次课程重点、难点提问解释说明演示巡回指导引导、提示讲解巡回指导讲述、总结思考、回答观察、思考围绕任务展开练习观察、发现加深练习寻找方法围绕任务展开练习加深练习听讲思考、记忆教学过程教学内容备注组织教学宣布课堂纪律、点名；检查学生的课前准备。复习导入复习：⑴数控铣床的组成学生回答⑵数控铣床机械部分的组成学生回答通过学生的回答情况，做简要的评讲，并提出新问题：在机床实际加工前应注意什么问题？（导入新课）新授课程基本知识讲解活动探究任务：机床的日常维护及安全生产教育 一、机床运转前的准备工作（一）准备工作⑴确保润滑部位（主轴、导轨等）都已加油。⑵查所有操纵手柄，并处于中间（空档）位置。⑶用手拨动主轴核实主轴处于空档位置。⑸上列项目检查完毕后，输入指令使主电机正转，转动主轴箱前轴3～5分钟以溅起油润滑床头箱，在这段时间里主轴不应转动。⑺在手动状态下检查进给运动（X轴，Y轴，Z轴）是否平稳，检查限位保护是否可靠。⑻根据情况，可编一个试运行程序（含主运动、进给运动），让机床在无负荷状态下运行一段时间。编写一个程序，让铣床运转，在无负荷运行，检查机床的运行情况。（教师演示）（二）、润滑和冷却机床运动的时时刻刻所有的部位都应润滑，以保证机床良好的保养和长期的使用寿命。⒈机床主轴润滑对于铣床主轴是机床的关键部件，其性能会直接影响机床的旋转精度、转速、刚性、温升及噪声等参数，进而影响工件的加工质量。决定主轴轴承组寿命的很重要的因素是润滑脂的寿命。⒉导轨及丝杠润滑大小丝杠的润滑为油脂润滑。利用手动油泵可同时润滑床身导轨和横向滑板，每天操作机床前应将手动油泵按动数次。机床工作过程可根据情况用手动油泵打油润滑，还应经常检查油泵油箱的油量。⒊其它部位的润滑机床工作台面、机密平口钳的润滑。如果不及时润滑工作台面生锈，机密平口钳生锈会影响工件的加工质量。机床使用的润滑油、润滑脂必须是清洁的。教学过程教学内容备注难点突破⒋冷却系统机床冷却系统由冷却泵和喷水软管组成。冷却泵装在水箱里。机床尾部床脚即为水箱。喷水软管可任意转动，使冷却效果最佳。冷却液经泵抽起后通过喷水软管喷向切削点，然后经过承屑盘中的过滤网流回水箱。（四）、机床防护本机床防护采用半封闭式防护结构，前面为滑移门，可在机床全长上自由移动，既可有效地防止切屑和冷却液的飞溅，也便于变换主轴转速和上下工件。在推动滑移门的过程中，门未停止，手就不应放开。绝对禁止猛推滑移门。机床下面为挡屑口。挡屑口下为排屑抽屉，每天实习结束都要清倒铁屑。根据学生分组情况，让同学们依次操作机床，及时发现问题，及时解决，未操作的同学注意观察。（五）、日常维护保养每班工作后应擦净铣床导轨面，要求无油污、无铁屑，并浇油润滑，使铣床外表清洁和场地整齐。⑵要求铣床三个导轨面及转动部位清洁、润滑，油眼畅通，油标油窗清晰，并保持铣床外表清洁和场地整齐等.⑶铣床的润滑都采用30号机油。（六）、安全操作规程⑴实习时，要穿好工作服、袖套、防护眼镜，女同学应戴工作帽。头发和辫子应塞入工作帽内。加工时，注意头与工件不能靠得太近。⑵数控系统的编程、操作和维修人员必须经过专门的技术培训，熟悉所用数控铣床的使用环境、条件和工作参数等，严格按机床和系统和使用说明书要求正确、合理地操作机床。⑶数控铣床的使用环境要避免光的直接照射和其它热辐射，避免太潮湿或粉尘过多的场所，特别要避免有腐蚀气体的场所。⑷为避免电源不稳定给电子元件造成损坏，数控铣床应采取专线供电或增设稳压装置。教学过程教学内容备注活动探究⑸数控铣床的开机、关机顺序，一定要按照机床说明书的规定操作。主轴起动开始切削之前一定要关好防护罩门，程序正常运行中严禁开启防护罩门。⑹在每次电源接通后，必须先完成各轴的返回参考点操作，然后再进入其他运行方式，以确保各轴坐标的正确性。⑺机床在正常运行时不允许打开电气柜的门。⑻加工程序必须经过严格检验方可进行操作运行。⑼手动对刀时，应注意选择合适的进给速度；手动换刀时，刀架距工件要有足够的转位距离不至于发生碰撞。⑽加工过程中，如出现异常危急情况，可按下“急停”按钮，以确保人身和设备的安全。⑾机床发生事故，操作者要注意保留现场，并向维修人员如实说明事故发生前后的情况，以利于分析问题，查找事故原因。⑿数控机床的使用一定要有专人负责，严禁其他人员随意动用数控设备。⒀要认真填写数控机床的工作日志，做好交接工作，消除事故隐患。⒁不得随意更改数控系统内部制造厂设定的参数，并及时做好备份。⒂要经常润滑导轨、防止导轨生锈。使用冷却液时，要在铣床导轨上涂上润滑油，冷却泵中的冷却液应定期调换。⒃使用带有手动机械变速的数控铣床，铣床在需要变速时，必须在停铣状态下进行。⒄注意保护床身及导轨面，不允许在卡盘及床身上敲击或校直工件。床身上不准放置工具或工件，装卸较重工件，应用木板保护床面。⒅爱护工、夹、量具。工作时，工、夹、量具及工件，应尽可能靠近和集中在操作者周围。⒆铣刀磨损后，要及时刃磨，用磨钝的铣刀继续切削会增加铣床负荷，甚至损坏机床。⒇下班前，应清扫铣床上及铣床周围的切屑，并做好铣床的清洁保养工作；应将大拖板退至床尾一端，并关闭电源。展示相关因违反操作规程出现的大量的严重的事故的图片，让事实说话，让同学们牢记安全生产的重要性。教学过程教学内容备注实习总结一、课题小结1、课题测试；2、重申安全文明实习的重要性；3、指出实习操作中的的普遍问题及解决措施。二、布置作业1、数控机床运行前的准备工作有那些？2、简述安全操作规程的主要内容三、清理现场1、整理实习工具、材料和清扫设备；2、实习场地卫生清理。课后分析实习指导教师课时授课教案授课班级授课日期指导教师课程名称数控系统操作面板及机床面板操作实训课题号2实训课题数控系统操作面板及机床面板操作实训课时实训准备数控铣床及附件实训目标知识目标⑴熟悉数控系统操作面板上各功能键的作用；⑵熟悉数控系统各主功能菜单的作用及选择。⑷熟悉“手动”主菜单的操作界面；⑸熟练掌握面板上手动操作键的使用；能力目标⑴培养学生熟练应用知识的能力⑵通过任务驱动，培养学生分析问题和解决问题的综合能力⑶培养学生的团队合作精神和交流合作能力情感目标使能够理论联系实际，培养学生的动手和学习兴趣，从而进一步提高就业竞争能力。实训难点与重点及处理方法重点：熟悉操作面板上各功能键的作用，能用手动操作熟练加工工件处理方法：熟悉数控系统面板的操作后，多练习。难点：形成技能处理方法：多练习。安全注意事项①严格遵守各项安全规定，以免发生人身或机床事故。②严格按照数控铣床的操作规程进行操作。③要时刻保持精神集中，明确操作的目的，做到细心、准确地操作机床。④对操作有疑问时要先向指导老师请教后方可进行操作。检测手段实训过程教学活动教师活动学生活动时间分配复习导入新授：活动探究难点突破重点练习重点突破实训总结复习：1、数控机床运行前的准备工作2、安全操作规程的主要内容导入：如何操作数控机床教师出示设定任务根据指定任务进行操作练习展开练习分组讨论教师出示进一步练习任务强调本次课程重点、难点提问解释说明演示巡回指导引导、提示讲解巡回指导讲述、总结思考、回答观察、思考围绕任务展开练习观察、发现加深练习寻找方法围绕任务展开练习加深练习听讲思考、记忆教学过程教学内容备注组织教学宣布课堂纪律、点名；检查学生的课前准备。复习导入新授课程基本知识讲解复习：简要回顾上一课题的主要内容，然后提问：(1)铣床运行前的准备工作有那些？(2)安全操作规程的主要内容？导入：如何正确的操作数控铣床呢？任务：如何操作机床一、开机、关机、急停(一)、开机(1)检查机床状态是否正常；(2)检查电源电压是否符合要求，接线是否正确；(3)按下“急停”按钮；(4)机床上电；(5)数控上电；(6)检查风扇电机运转是否正常；(7)检查面板上的指示灯是否正常；接通数控装置电源后，HNC-21T自动运行系统软件。此时液晶显示器显示如图2-1所示系统上电屏幕（软件操作界面），工作方式为“急停”。(二)、复位系统上电进入软件操作界面时，系统的工作方式为“急停”，为控制系统运行，需左旋并拔起操作台右上角的“急停”按钮使系统复位，并接通伺服电源。系统默认进入“回参考点”方式，软件操作界面的工作方式变为“回零”。(三)、返回机床参考点控制机床运动的前提是建立机床坐标系，为此，系统接通电源、复位后首先应进行机床各轴回参考点操作。方法如下：(1)如果系统显示的当前工作方式不是回零方式，按一下控制面板上面的“回零”按键，确保系统处于“回零”方式；(2)根据X轴机床参数“回参考点方向”，按一下“+X”（“回参考点方向”为“+”）或“-X”（“回参考点方向”为“-”）按键，X轴回到参考点后，“+X”或“-X”按键内的指示灯亮；(3)用同样的方法使用“+Z”、“+y”或“-Z”、“-y”按键，使Z轴回参考点。所有轴回参考点后即建立了机床坐标系。机床坐标系与参考点的认识注意：(1)在每次电源接通后，必须先完成各轴的返回参考点操作，然后再进入其他运行方式，以确保各轴坐标的正确性；(2)同时按下XYZ轴方向选择按键，可使XYZ轴同时返回参考点；教学过程教学内容备注活动探究(3)在回参考点前，应确保回零轴位于参考点的“回参考点方向”相反侧（如X轴的回参考点方向为负则回参考点前应保证X轴当前位置在参考点的正向侧），否则应手动移动该轴直到满足此条件；(4)在回参考点过程中，若出现超程，请按住控制面板上的“超程解除”按键，向相反方向手动移动该轴使其退出超程状态。分作操练，回参考点功能。对操作中出现的问题及时讲解和更正(四)、急停机床运行过程中，在危险或紧急情况下，按下“急停”按钮，CNC即进入急停状态，伺服进给及主轴运转立即停止工作（控制柜内的进给驱动电源被切断）；松开“急停”按钮左旋此按钮（右旋此按钮，自动跳起），CNC进入复位状态。解除紧急停止前，先确认故障原因是否排除，且紧急停止解除后应重新执行回参考点操作，以确保坐标位置的正确性。注意：在上电和关机之前应按下“急停”按钮以减少设备电冲击。(五)、超程解除在伺服轴行程的两端各有一个极限开关，作用是防止伺服机构碰撞而损坏。每当伺服机构碰到行程极限开关时，就会出现超程。当某轴出现超程（“超程解除”按键内指示灯亮）时，系统视其状况为紧急停止，要退出超程状态时，必须：(1)松开“急停”按钮，置工作方式为“手动”或“增量”方式；(2)一直按压着“超程解除”按键（控制器会暂时忽略超程的紧急情况）；(3)在手动(增量)方式下，使该轴向相反方向退出超程状态；(4)松开“超程解除”按键。若显示屏上运行状态栏“运行正常”取代了“出错”，表示恢复正常，可以继续操作。注意：在操作机床退出超程状态时请务必注意移动方向及移动速率，以免发生撞机。(六)、关机(1)按下控制面板上的“急停”按钮，断开伺服电源；(2)断开数控电源；(3)断开机床电源。教学过程教学内容备注二、操作面板各功能键的作用数控系统操作面板如图2－1、图2－3所示，可分为以下几个部分。1.CRT显示器：2.MDI键盘：3.“急停”按钮：4.功能软键：5.机床操作面板：图2-1CRT显示器图2－2MDI键盘表2－1MDI键盘说明序号名称功能说明1复位键按下这个键可以使CNC复位或者取消报警等。2帮助键当对MDI键的操作不明白时，按下这个键可以获得帮助。3软键根据不同的画面，软键有不同的功能。软键功能显示在屏幕的底端。4地址和数字键按下这些键可以输入字母，数字或者其它字符。5切换键在键盘上的某些键具有两个功能。按下<SHIFT>键可以在这两个功能之间进行切换。6输入键当按下一个字母键或者数字键时，再按该键数据被输入到缓冲区，并且显示在屏幕上。要将输入缓冲区的数据拷贝到偏置寄存器中等，请按下该键。这个键与软键中的[INPUT]键是等效的。7取消键取消键，用于删除最后一个进入输入缓存区的字符或符号。8程序功能键、、：替换键：插入键：删除键9功能键按下这些键，切换不同功能的显示屏幕。10光标移动键有四种不同的光标移动键。这个键用于将光标向右或者向前移动。这个键用于将光标向左或者往回移动。这个键用于将光标向下或者向前移动。这个键用于将光标向上或者往回移动。11翻页键有两个翻页键。该键用于将屏幕显示的页面往前翻页。该键用于将屏幕显示的页面往后翻页。功能键和软键功能键用来选择将要显示的屏幕画面。按下功能键之后再按下与屏幕文字相对的软键，就可以选择与所选功能相关的屏幕。功能键：按下这一键以显示位置屏幕。：按下这一键以显示程序屏幕。：按下这一键以显示偏置/设置（SETTING）屏幕。：按下这一键以显示系统屏幕。：按下这一键以显示信息屏幕：按下这一键以显示用户宏屏幕。软键要显示一个更详细的屏幕，可以在按下功能键后按软键。最左侧带有向左箭头的软键为菜单返回键，最右侧带有向右箭头的软键为菜单继续键。输入缓冲区当按下一个地址或数字键时，与该键相应的字符就立即被送入输入缓冲区。输入缓冲区的内容显示在CRT屏幕的底部。为了标明这是键盘输入的数据，在该字符前面会立即显示一个符号“>”。在输入数据的末尾显示一个符号“_”标明下一个输入字符的位置（如下图）。为了输入同一个键上右下方的字符，首先按下键，然后按下需要输入的键就可以了。例如要输入字母P，首先按下键，这时shift键变为红色，然后按下键，缓冲区内就可显示字母P。再按一下键，shift键恢复成原来颜色，表明此时不能输入右下方字符。按下键可取消缓冲区最后输入的字符或者符号。教学过程教学内容备注机床操作面板图2－3机床操作面板表2－2机床操作面板说明名称功能说明方式选择键用来选择系统的运行方式。：按下该键，进入编辑运行方式。：按下该键，进入自动运行方式。：按下该键，进入MDI运行方式。：按下该键，进入JOG运行方式。：按下该键，进入手轮运行方式。操作选择键用来开启单段、回零操作。：按下该键，进入单段运行方式。：按下该键，可以进行返回机床参考点操作（即机床回零）。主轴旋转键用来开启和关闭主轴。：按下该键，主轴正转。：按下该键，主轴停转。：按下该键，主轴反转。循环启动/停止键用来开启和关闭，在自动加工运行和MDI运行时都会用到它们。主轴倍率键在自动或MDI方式下，当S代码的主轴速度偏高或偏低时，可用来修调程序中编制的主轴速度。按（指示灯亮），主轴修调倍率被置为100%，按一下，主轴修调倍率递增5%；按一下，主轴修调倍率递减5%。超程解除用来接触超程警报。进给轴和方向选择开关用来选择机床欲移动的轴和方向。其中的为快进开关。当按下该健后，该键变为红色，表明快进功能开启。再按一下该键，该键的颜色恢复成白色，表明快进功能关闭。JOG进给倍率刻度盘用来调节JOG进给的倍率。倍率值从0-150%。每格为10%。左键点击旋钮，旋钮逆时针旋转一格；右键点击旋钮，旋钮顺时针旋转一格。系统启动/停止用来开启和关闭数控系统。在通电开机和关机的时候用到。电源/回零指示灯用来表明系统是否开机和回零的情况。当系统开机后，电源灯始终亮着。当进行机床回零操作时，某轴返回零点后，该轴的指示灯亮。急停键用于锁住机床。按下急停键时，机床立即停止运动。急停键抬起后，该键下方有阴影，见下图a；急停键按下时，该键下方没有阴影，见下图b。（a）（b）手轮进给倍率键用于选择手轮移动倍率。按下所选的倍率键后，该键左上方的红灯亮。为0.001、为0.010、为0.100手轮手轮模式下用来使机床移动。左键点击手轮旋钮，手轮逆时针旋转，机床向负方向移动；右键点击手轮旋钮，手轮顺时针旋转，机床向正方向移动。鼠标点击一下手轮旋钮即松手，则手轮旋转刻度盘上的一格，机床根据所选择的移动倍率移动一个档位。如果鼠标按下后不松开，则3秒钟后手轮开始连续旋转，同时机床根据所选择的移动倍率进行连续移动，松开鼠标后，机床停止移动。手轮进给轴选择开关手轮模式下用来选择机床要移动的轴。点击开关，开关扳手向上指向X，表明选择的是X轴；开关扳手向下指向Z，表明选择的是Z轴。机床手动基本操作1.开关机操作2.手动输入3.手动连续进给4.手轮进给5.超程解除教学过程教学内容备注总结一、课题小结1、课题测试；2、重申安全文明实习的重要性；3、指出实习操作中的的普遍问题及解决措施。二、布置作业1.简述数控铣床的安全操作规程。2.机床“回零”的主要作用是什么？3.停止机床主要有哪些方法？4.在手动方式或单步操作方式中，如果移动溜板超程，应如何处理？5.机床的开启、运行、关机有哪些注意事项？6.填写实习工艺卡片三、清理现场1、整理实习工具、材料和清扫设备；2、实习场地卫生清理。课后分析实习指导教师课时授课教案授课班级授课日期指导教师课程名称数控铣床实训课题号3实训课题识别各类铣刀和安装、正确选择夹具和安装夹具、对刀课时实训准备1.设备：数控铣床2.工具及材料：①工具副：装拆刀具专用扳手、装拆工件专用扳手、校表、垫块。（每组1套）②量具：千分尺，游标卡尺，0～150钢尺。（每组1套）③刀具：Ф12白钢刀④材料：铝2A12T4，尺寸规格80mm×80mm×30mm。实训目标知识目标⑴熟练进行工件的安装⑵正确选择刀具和夹具夹具的安装⑶了解刀具补偿的相关概念；⑷熟练掌握对刀操作的方法和技巧⑸熟悉“刀偏表”功能子菜单的操作界面和使用；⑹熟悉“刀补表”菜单的操作界面和使用；能力目标⑴培养学生熟练应用知识的能力⑵通过任务驱动，培养学生分析问题和解决问题的综合能力⑶培养学生的团队合作精神和交流合作能力情感目标使能够理论联系实际，培养学生的动手和学习兴趣，从而进一步提高就业竞争能力。实训难点与重点及处理方法重点：熟练掌握对刀操作的方法和技巧处理方法：讲清楚刀具补偿的相关基本概念难点：熟练掌握对刀操作的方法和技巧处理方法：多练习对刀操作安全注意事项在装工件及刀具时，决不允许其他同学按机床上的任一按键，以免发生安全事故。检测手段游标卡尺，0～150钢尺实训过程教学活动教师活动学生活动时间分配复习导入新授：活动探究难点突破重点练习重点突破实训总结复习：1、数控机床的基本操作2、安全操作规程的主要内容导入：如何建立数控机床工件坐标系教师出示设定任务根据指定任务进行操作练习展开练习分组讨论教师出示进一步练习任务强调本次课程重点、难点提问解释说明演示巡回指导引导、提示讲解巡回指导讲述、总结思考、回答观察、思考围绕任务展开练习观察、发现加深练习寻找方法围绕任务展开练习加深练习听讲思考记忆教学过程教学内容备注组织教学宣布课堂纪律、点名；检查学生的课前准备。复习导入新授课程相关工艺知识简要回顾上一课题，并提出如下问题：⑴数控铣床加工工件时，机床是怎样找到编程坐标系的？⑵机床回零的主要作用是什么？导入：通过回零的作用讲述，引出对刀的目的及意义，并提出本次实训的主要任务。任务：识别各类铣刀和安装、正确选择夹具和安装夹具、建立坐标系零件装夹和夹具的选择在数控加工中，既要保证加工质量，又要减少辅助时间，提高加工效率。因此要注意选用能准确和迅速定位并夹紧工件的装夹方法和夹具。零件的定位基准应尽量与设计基准及测量基准重合，以减少定位误差。在数控铣床上的工件装夹方法与普通铣床一样，所使用的夹具往往并不很复杂，只要有简单的定位、夹紧机构就行。为了不影响进给和切削加工，在装夹工件时一定要将加工部位敞开。选择夹具时应尽量做到在一次装夹中将零件要求加工表面都加工出来。零件的定位、夹紧方式及夹具的选择参照定位安装的基本原则在数控机床上加工零件时，定位安装的基本原则是合理选择定位基准和夹紧方案。在选择时应注意以下几点：1）力求设计、工艺和编程计算的基准统一。2）尽量减少装夹次数，尽可能在一次定位装夹后，加工出全部待加工表面。3）避免采用占机人工调整式加工方案，以充分发挥数控机床的效能。（2）选择夹具的基本原则数控加工的特点对夹具提出了两个基本要求：一是要保证夹具的坐标方向与机床的坐标方向相对固定；二是要协调零件和机床坐标系的尺寸关系。除此之外，还要考虑以下几点：1）当零件加工批量不大时，应尽量采用组合夹具、可调式夹具及其他通用夹具，以缩短生产准备时间、节省生产费用。2）在成批生产时才考虑采用专用夹具，并力求结构简单。3）零件的装卸要快速方便可靠，以缩短机床的停顿时间。4）夹具上各零部件应不妨碍机床对零件各表面的加工，即夹具要开敞，其定位、夹紧机构元件不能影响加工中的走刀（如产生碰撞等）。教学过程教学内容备注活动探究概念讲解学生逐个练习工件的安装、刀具的安装、夹具的安装。三、对刀对刀的目的是通过刀具或对刀工具确定工件坐标系与机床坐标系之间的空间位置关系，就是让数控系统知道工件原点在机床坐标系中的具体位置，因为数控程序是在工件坐标系下编制的，而刀具则是依靠机床坐标系实现正确的移动，只有二者建立起确定的位置关系，数控系统才能正确地按照程序坐标控制刀具的运动轨迹1.如图2－5所示认定机床坐标系的原点位于机床各轴回零后主轴端面的中心处。工件坐标系原点可以根据编程需要由编程操作者人为设定。对刀的目的就是要获得工件坐标系原点在机床坐标系中的坐标值。图2－5机床坐标系与工件坐标系的关系数控铣床常用的对刀方法数控铣床的对刀操作分为X、Y向对刀和Z向对刀，对刀的准确程度将直接影响加工精度。对刀的方法要与零件的加工精度相适应。（1）X、Y向对刀根据使用对刀工具的不同，对刀方法可以分为：试切对刀法、刚性靠棒对刀法、寻边器对刀法、百分表对刀法和对刀仪对刀法。1）试切对刀法试切对刀法即直接采用加工刀具进行对刀，这种方法操作简单方便，但会在零件表面留下切削刀痕，影响零件表面质量且对刀精度较低。如图2－6所示，工件坐标系原点位于零件上表面的中心，刀具利用试切法先后定位到图中的1、2点并分别记录下此时CRT显示器中的“机床坐标系”的X向坐标值X1、X2，则工件坐标系原点在机床坐标系中的X向坐标值为（X1+X2）/2。用同样的方法使刀具分别定位到3、4点并分别记录下CRT显示器中的“机床坐标系”的Y向坐标值Y1、Y2，则工件坐标系原点在机床坐标系中的Y向坐标值为（Y1+Y2）/2。2）刚性靠棒对刀法刚性靠棒对刀法是利用刚性靠棒配合塞尺（或块规）对刀的一种方法，其对刀方法与试切对刀法相似。首先将刚性靠棒安装在刀柄中，移动工作台使刚性靠棒靠近工件，并将塞尺塞入刚性靠棒与工件之间，再次移动机床使塞尺恰好不能自由抽动为准，如图2－7所示。这种对刀方法不会在零件表面上留下痕迹，但对刀精度不高且较为费时。图2－7刚性靠棒配合塞尺或块规进行对刀教学过程教学内容备注3）寻边器对刀法寻边器对刀法与刚性靠棒对刀法相似。常用的寻边器有机械寻边器如图2－8所示，在使用机械寻边器时要求主轴转速设定在500r/min左右，这种对刀法精度高，无需维护，成本适中；光电寻边器如图2－9所示，在使用时主轴不转，这种对刀法精度高,需维护,成本较高。在实际加工过程中考虑到成本和加工精度问题一般选用机械寻边器来进行对刀找正。采用寻边器对刀要求定位基准面应有较好的表面粗糙度和直线度,确保对刀精度。图2－8机械寻边器图2－9光电寻边器4）百分表对刀法该方法一般用于圆形零件的对刀，如图2－10所示，用磁力表座将百分表安放在机床主轴端面上，调整磁力表座上的伸缩杆长度和角度，使百分表的触头接触零件的圆周面（指针转动约为0.2mm），用手慢慢旋转主轴，使百分表的触头沿零件的圆周面转动，观察百分表指针的偏移情况，通过多次反复调整机床X、Y向，待转动主轴一周时百分表的指针基本上停止在同一个位置，其指针的跳动量在允许的对刀误差范围内，这时可以认定主轴的中心就是X、Y轴的原点。图2－10采用百分表对刀5）对刀仪对刀法在加工中心上加工零件，由于加工内容较多往往需要更换多把刀具，为了提高机床的使用效率，通常操作者在机床上通过各种方法获得一把标准刀具参数后，利用专业对刀设备来获取其他刀具和标准刀具的直径和长度差值，然后经过计算，把每把刀的数据参数输入到系统中，这种对刀的方法称为机外对刀法，也称为对刀仪对刀法。（2）Z向对刀当对刀工具中心在X、Y方向上的对刀完成后，可以取下对刀工具，换上基准刀具，进行Z向对刀操作。零件的Z向对刀通常采用试切法对刀和Z向对刀仪对刀。1）试切法对刀Z向的对刀点通常都是以零件的上下表面为基准的。若以零件的上表面为Z=0的工件坐标系零点，则在采用试切法对刀时，需移动刀具到工件的上表面进行试切，并记录CRT显示器中Z向的“机床坐标系”的坐标值，即为工件坐标系原点在机床坐标系中的Z向坐标值。2）Z向对刀仪对刀Z向对刀仪对刀主要用于确定工件坐标系原点在机床坐标系的Z轴坐标，或者说是确定刀具在机床坐标系中的高度。Z向对刀仪有光电式和指针式等类型，通过光电指示或指针判断刀具与对刀仪是否接触，对刀精度一般可达0.005mm。Z向对刀仪带有磁性表座，可以牢固地附着在工件或夹具上，其高度一般为50mm或100mm。图2－11所示为指针式Z向对刀仪图2－11指针式Z向对刀仪(三)、刀补的校验所有刀具对刀完成后，要进行刀补的校验。校验步骤如下：1）点击操作面板上的自动“”按钮，自动状态指示灯变亮，系统进入到自动加工状态。2）点击程序“”按钮，在MDI键盘上输入“Oxxxx”（xxxx为所要运行的数控程序号），按“”开始搜索，找到后，程序显示在CRT界面上。3）点击循环启动“”按钮，即可进行加工。2）加工的暂停与停止数控程序在执行的过程中可以根据需要暂停、停止或急停。1）暂停。在加工的过程中点击进给保持“”按钮，程序停止运行，再次点击循环启动“”按钮，程序从暂停位置开始执行。2）停止。在加工的过程中点击停止“”按钮，程序停止运行，再次点击循环启动“”按钮，程序从开始位置执行。3）急停。在加工的过程中按下急停“”按钮，机床的所有动作将停止，再次加工时，机床需要进行回参考点操作。（3）单段加工1）点击操作面板上的自动“”按钮，自动状态指示灯变亮，系统进入到自动加工状态。2）点击程序“”按钮，在MDI键盘上输入“Oxxxx”（xxxx为所要运行的数控程序号），按“”开始搜索，找到后，程序显示在CRT界面上。3）点击操作面板上的单段执行“”按钮，单段执行指示灯变亮，系统进入到单段加工状态。4）依次点击循环启动“”按钮，系统将一行一行地顺序执行加工程序。操作训练：（1）分组练习要求①每组指定一位同学负责；②按规定的内容练习；③没有上机床操作的同学要求认真观察同组其他同学的操作；④同组的同学在掌握操作要领后，互相记时以督促提高操作的熟练程度；（2）示范操作①对刀操作；②机床的调整方法；③加工过程中的机床调整；实训内容及步骤1.讲解与演示由指导教师讲解、示范工件的夹装。由指导教师讲解、示范刀具的夹装。由指导教师讲解、演示对刀、验证对刀。教学过程教学内容备注总结一、课题小结1、课题测试；2、重申安全文明实习的重要性；3、指出实习操作中的的普遍问题及解决措施。二、布置作业1.数控铣上如何正确安装刀具？2.怎样进行对刀？怎样检验对刀操作的正确性？3.填写实习工艺卡片三、清理现场1、整理实习工具、材料和清扫设备；2、实习场地卫生清理。课后分析数铣中级实习教案4授课班级授课日期指导教师课程名称数控铣床实训课题号4-1实训课题课题4-1外轮廓零件加工用到的指令<一>课时实训准备1.设备：数控铣床2.工具及材料：①工具副：装拆刀具专用扳手、装拆工件专用扳手、垫块（每组1套）②量具：游标卡尺，0～150钢尺。（每组1套）③刀具：Ф12白钢刀。④材料：铝2A12T4，尺寸规格80×80×30。实训目标知识目标⑴掌握基本程序编写；⑵掌握数控程序的调试方法；（3）掌握刀补建立功能；⑶熟练掌握自动加工操作的方法和技巧。能力目标⑴培养学生熟练应用知识的能力⑵通过任务驱动，培养学生分析问题和解决问题的综合能力⑶培养学生的团队合作精神和交流合作能力情感目标增强学生的团结合作的意识，使能够理论联系实际。培养学生的动手和学习兴趣，从而进一步提高就业竞争能力。实训难点与重点及处理方法重点：⑴掌握数控程序的调试方法。⑵熟练掌握自动加工操作的方法和技巧处理方法：多练习难点：掌握数控程序的调试方法处理方法：熟练掌握编程和加工工艺安全注意事项①严格遵守实训中心各项安全规定，以免发生人身或机床事故。②程序在输入后要养成用图形模拟的习惯，以保证加工的安全性。尺寸及表面粗糙度达不到要求时，要找出其中原因。③要按照操作步骤逐一进行相关训练，实训中对未涉及的问题和不明白之处要询问指导教师，切忌盲目加工。检测手段千分尺，游标卡尺，0～150钢尺实训过程教学活动教师活动学生活动时间分配复习导入新授：活动探究难点突破重点练习重点突破实训总结复习：1、数控机床的基本指令2、如何编程根据指定任务进行操作练习展开练习分组讨论教师出示进一步练习任务强调本次课程重点、难点提问解释说明演示巡回指导引导、提示讲解巡回指导讲述、总结思考、回答观察、思考围绕任务展开练习观察、发现加深练习寻找方法围绕任务展开练习加深练习听讲思考记忆教学过程教学内容备注组织教学宣布课堂纪律、点名；检查学生的课前准备。复习导入新授课题活动探究相关工艺复习：对本次课题必须用到的知识进行简单的复习并提问：①怎样建立工件坐标系②对刀的目的及意义③手动加工的基本方法导入：建立好工件坐标系后如何进行自动加工，导入新课题并提出任务。轮廓的自动加工出示任务：FANUC0i系统编程基础指令一、加工程序格式1、加工程序号加工程序号为O和最多4位数字组成，如O××××，其中××××为0000～9999中的某数。如：O1234。2、程序段常见格式为：程序结束符“；”二、FANUC0i系统常用M代码常用M代码说明如下。①M00指令。系统执行M00指令后，程序在本程序段停止运行，机床的所有动作均被切断，同时模态信息全部被保存下来，相当于程序暂停。当重新按下操作面板的循环启动按钮后，可继续执行M00指令后的程序。M00指令一般可以用作在自动加工过程中，停车进行某些固定的手动操作（如测量、换刀等）。②M01指令。M01的执行过程与M00指令类似，不同的是需要在执行M01指令前按下操作面板上的“选择停止”开关，程序运行到M01时即停止。若不按下“选择停止”开关，则M01指令不起作用，机床继续执行后面的程序。③M02指令。该指令表示加工程序全部结束。它使主轴、进给、切削液都停止，机床复位。M02指令必须用在最后一个程序段中。④M03、M04、M05指令。M03指令表示主轴正转；M04指令表示主轴反转；M05指令表示主轴停止。⑤M06指令。M06指令用于在加工中心上自动换刀。通常M06指令要与T指令配合使用，T指令是使机床选定所用的刀具号，并不执行换刀动作，当执行M06后机床才可执行正确的换刀。⑥M07、M08、M09指令。M07指令表示喷雾；M08表示切削液开；M09表示切削液关。⑦M30指令。该指令与M02指令类似，用作程序结束指令。不同之处是执行M30指令后指针将返回到程序开头的位置，为加工下一个零件做准备。⑧M98、M99指令。M98指令表示子程序调用；M99指令表示子程序结束并返回主程序。三、FANUC系统常用准备功能G指令及功能，见表5-1所示。表5-1G指令组号功能G指令组号功能*G0001快速点定位G7306深孔钻循环G01直线插补G74攻左旋螺纹循环G02顺时针圆弧插补G76精镗孔循环G03逆时针圆弧插补G73深孔钻循环G04暂停G74攻左旋螺纹循环G2002英制尺寸G76精镗孔循环*G21米制尺寸G8107钻孔循环，锪镗孔循环G54～G5903工件坐标系选择G80固定循环取消G1704XY平面选择G82钻孔循环G18XZ平面选择G83深孔钻循环G19YZ平面选择G84攻右旋螺纹循环G4205刀具半径右补偿G85镗孔循环G41刀具半径左补偿G86镗孔循环G40取消刀具半径G87反镗孔循环表5-2四、基本编程指令1、G00快速定位XYZG01直线插补XYZF(mm/min)GO2顺圆弧XYRG03逆圆弧XYRF(mm/min)G41左刀补：从加工方向望过去，刀具在工件的左侧称之为左刀补。G42左刀补：从加工方向望过去，刀具在工件的右侧称之为右刀补。刀具补偿功能(1)刀具补偿功能在数控编程过程中，为了编程方便，通常将数控刀具假想成一个点。在编程时，一般不考虑刀具的长度与半径，而只考虑刀位点与编程轨迹重合。但在实际加工过程中，由于刀具半径与刀具长度各不相同，在加工中势必造成很大的加工误差。因此，实际加工时必须通过刀具补偿指令，使数控机床根据实际使用的刀具尺寸自动调整各坐标轴的移动量，确保实际加工轮廓和编程轨迹完全一致。数控机床的这种根据实际刀具尺寸，自动改变坐标轴位置，使实际加工轮廓和编程轨迹完全一致的功能，称为刀具补偿功能。数控铣床的刀具补偿功能分为刀具半径补偿功能和刀具长度补偿功能。(2)刀位点刀位点是指加工和编制程序时，用于表示刀具特征的点，如图2-26所示，也是对刀和加工的基准点。车刀与镗刀的刀位点，通常是指刀具的刀尖；钻头的刀位点通常指钻尖；立铣刀、端面铣刀的刀位点指刀具底面的中心；而球头铣刀的刀位点指球头中心。如图数控刀具的刀位点(3)刀具半径补偿①刀具半径补偿功能在编制数控铣床轮廓铣削加工程序时，一般按工件的轮廓尺寸进行刀具轨迹编程，而实际的刀具运动轨迹与工件轮廓有一偏移量（即刀具半径），在编程中通过刀具半径补偿功能来调整坐标轴移动量，以使刀具运动轨迹与工件轮廓一致。因此，运用刀具补偿功能来编程可以达到简化编程的目的。根据刀具半径补偿在工件拐角处过渡方式的不同，刀具半径补偿通常分为B型刀具半径补偿和C型刀具半径补偿两种。B型刀具半径补偿在工件轮廓的拐角处采用圆弧过渡，如图2－27a所示的圆弧DE。这样在外拐角处，刀具切削刃始终与工件尖角接触，刀具的刀尖始终处于切削状态。采用此种刀具半径补偿方式会使工件上尖角变钝、刀具磨损加剧，甚至在工件的内拐角处还会引起过切现象。C型刀具半径补偿采用了较为复杂的刀偏计算，计算出拐角处的交点，如图2－27b所示B点，使刀具在工件轮廓拐角处采用了直线过渡的方式，如图2－27b中的直线AB与BC，从而彻底解决了B型刀具半径补偿存在的不足。FANUC系统默认的刀具半径补偿形式为C型。下面讨论的刀具半径补偿都是指C型刀具半径补偿。如图刀具半径补偿的拐角过度方式a)B型刀具半径补偿b)C型刀具半径补偿D值用于指定刀具偏置存储器号。在地址D所对应的偏置存储器中存入相应的偏置值，其值通常为刀具半径值。刀具号与刀具偏置存储器号可以相同，也可以不同。一般情况下，为防止出错，最好采用相同的刀具号与刀具偏置存储器号。G41、G42为模态指令，G41、G42的取消指令为G40。☼刀补建立刀补的建立指刀具从起点接近工件时，刀具中心从与编程轨迹重合过渡到与编程轨迹偏离一个偏置量的过程。该过程的实现必须有G00或G01功能才有效。☼刀补执行在G41指令或G42指令程序段后，程序进入补偿模式，此时刀具中心与编程轨迹始终相距一个偏置量，直到刀具半径补偿取消。在补偿模式下，机床同样要预读两段程序，找出当前程序段刀具轨迹与以下程序段偏置刀具轨迹的交点，以确保机床把下一个工件轮廓向外补偿一个偏置量。☼刀补取消刀具离开工件，刀具中心轨迹过渡到与编程轨迹重合的过程称为刀补取消。刀补的取消用G40指令或DOO指令来执行，要特别注意的是，G40指令必须与G41指令或G42指令成对使用。④刀具半径补偿注意事项在刀具半径补偿过程中要注意以下几个方面的问题：☼刀具半径补偿模式的建立与取消程序段只能在G00或G01移动指令模式下才有效。当然，现在有部分系统也支持G02、G03模式，但为防止出现差错，在半径补偿建立与取消程序段最好不使用G02、G03指令。☼为保证刀补建立与刀补取消时刀具与工件的安全，通常采用GO1运动方式来建立或取消刀补。如果采用G00运动方式来建立或取消刀补，则要采取先建立刀补再下刀和先退刀再取消刀补的加工方法。☼为了便于计算坐标，可采用切向切人方式或法向切人方式来建立或取消刀补。对于不便于沿工件轮廓线方向切向或法向切入切出时，可根据情况增加一个辅助程序段。☼刀具半径补偿建立与取消程序段的起始位置与终点位置最好与补偿方向在同一侧，图2-4中的OA，以防止在刀具半径补偿建立与取消过程中刀具产生过切现象。☼在刀具补偿模式下，一般不允许在连续两段以上的非补偿平面内移动指令，否则刀具也会出现过切等危险动作。非补偿平面移动指令通常指：只有G、M、s、F、T代码的程序段（如C90，M05等）、程序暂停程序段（如G04X10.O）和C17平面加工中的Z轴移动指令等。⑤刀具半径补偿的应用刀具半径补偿功能除r可直接按轮廓编程，简化了编程工作外，在实际加工中还有许多其他方面的应用。☼用同一个程序对零件进行粗、精加工如图所示，编程时按实际轮廓ABCD编程，在粗加工时，将偏置量设为D=R+△，其中R为刀具的半径，△为精加工余量，这样在粗加工完成后，形成的工件轮廓加工尺寸要比实际轮廓ABCD每边都大△。在精加工时，将偏置量设为D=R，这样，零件加工完成后，即可得到实际加工轮廓ABCD。同理，当工件加工后，如果测量尺寸比图样要求尺寸大时，也可用同样的方法进行修整。☼用同一个程序加工同一公称尺寸的凹、凸型面如图所示，内、外轮廓编写成同一程序，在加工外轮廓时，将偏置值设为+D，刀具中心将沿轮廓的外侧切削；当加工内轮廓时，将偏置值设为-D，这时刀具中心将沿轮廓的内侧切削。此种方法在模具加工中运用较多。⑥刀具补偿加工实例例2-2-1如图2－6所示，选用Ø16mm键槽铣刀在80mm×80mm×20mm的毛坯上加工60mm×60mm×5mm的外形轮廓，试编写数控铣削加工程序数控铣削加工程序如下：00010：G90G94G40G21G17G54；(程序初始化，设定工件坐标系)G91G28Z0；（刀具回Z向零点）G90GOOX-60.0Y-60.0；（刀具快速点定位到工件外侧，轨迹1）Z30．O；（Z向快速点定位，轨迹2）M03S600M08；（主轴正转，开切削液）G01Z-5.0F50；（刀具切削进给至切削层深度，轨迹3）G41GO1X-30.OY-50.OF1OODO1;（建立刀具半径补偿，切向切入，轨迹4）Y30.0；（G17平面切削加工，轨迹5）X300；（轨迹6）Y-30．O：（轨迹7）X-50．O；（轨迹8）G40GO1X-60.0Y-60．O；（取消刀具半径补偿，轨迹9）GOOZ50.0；（刀具Z向退刀）M30;（主轴停转，程序结束）图2-6刀具半径补偿编程实例a)平面图b)实体图与刀具轨迹教学过程教学内容备注总结一、课题小结1、课题测试；2、重申安全文明实习的重要性；3、指出实习操作中的的普遍问题及解决措施。二、布置作业1.填写实习工艺卡片2.对图2-1零件进行加工三、清理现场1、整理实习工具、材料和清扫设备；2、实习场地卫生清理。课后分析实习指导教师课时授课教案授课班级授课日期指导教师课程名称数控铣床实训课题号4-2实训课题4-2轮廓零件加工用到的指令<二>圆弧指令G02/G03（I、J编程格式）课时实训准备1.设备：数控铣床2.工具及材料：①工具副：装拆刀具专用扳手、垫块。（每组1套）②量具：游标卡尺，0～150钢尺。（每组1套）③刀具：Ф12白钢刀。④材料：④材料：铝2A12T4，尺寸规格80×80×30。实训目标知识目标1．让学生理解G02、G03指令的I、J编程格式及各参数含义。2．让学生理解G02、G03指令应用中I、J计算方法。能力目标1．通过学习G02、G03指令I、J功能能加工整圆的工件。2．加工已知圆弧起点、终点、圆心坐标的工件时，能熟练快速编程。情感目标1．培养学生积极思考、小组合作的精神；2．让学生树立严谨、务实的学习态度。实训难点与重点及处理方法重点：圆弧指令G02/G03的I、J格式的编程应用。处理方法：熟练掌握编程和加工工艺难点：圆弧指令G02/G03的I、J格式编程中I、J的计算。处理方法：多练习安全注意事项①严格遵守实训中心各项安全规定，以免发生人身或机床事故。②程序在输入后要养成用图形模拟的习惯，以保证加工的安全性。尺寸及表面粗糙度达不到要求时，要找出其中原因。③要按照操作步骤逐一进行相关训练，实训中对未涉及的问题和不明白之处要询问指导教师，切忌盲目加工。检测手段游标卡尺实训过程教学活动教师活动学生活动时间分配复习导入新授：活动探究难点突破重点练习重点突破实训总结复习：1、数控机床的基本指令2、如何编程根据指定任务进行操作练习展开练习分组讨论教师出示进一步练习任务强调本次课程重点、难点提问解释说明演示巡回指导引导、提示讲解巡回指导讲述、总结思考、回答观察、思考围绕任务展开练习观察、发现加深练习寻找方法围绕任务展开练习加深练习听讲思考记忆教学过程教学内容备注组织教学宣布课堂纪律、点名；检查学生的课前准备。复习导入新授课题活动探究教学过程一．复习：对本次课题必须用到的知识进行简单的复习并提问：①怎样建立工件坐标系②对刀的目的及意义③手动加工的基本方法④G00、G01、G02、G03格式和应用⑤复习上一节课学过的圆弧指令G02/G03的半径编程格式及要点。二．导入：新课学习结合下图引入所要学习的新内容。组织学生复习上一节课学习的知识要点。引入圆弧指令G02/G03的I、J指令格式。2、讲授新内容（1）列出指令格式并结合图形讲解各参数的含义。（板书）指令格式：G02（或G03）XYIJF解释各参数含义：XY圆弧终点坐标。IJ圆心相对于起点的偏移量即I=X心—X起；J=Y心—Y起。F进给速度。（2）.分析上图的编程要点。（3）.课堂练习：各小组学生根据已给的部分程序合作完成上图的手动编程（要求应用圆弧指令G02/G03的I、J编程格式）并操作机床进行工件加工。（4）.学生展示：由已完成课堂练习的各组学生代表展示I、J的计算过程，然后师生共同点评。最后强调I0、J0可以省略；完整的圆用I、J编程更方便。教学过程教学内容备注三、布置作业还没完成上图编程加工的小组下两节课继续完成上图的编程加工，已经完成上图编程加工的小组完成下图的编程加工，每组学生交工件。各小组学生分别合作完成下图的手动编程并加工，上交工件。已知毛坯尺寸为80X80X30.教学过程教学内容备注总结一、课题小结1、解答学生编程加工中遇到的问题。2、小结本节课的知识要点。3、总结本次课的情况，肯定成绩，指出存在问题，分析原因总结经验教训；总结安全文明操作实训及课堂纪律。4、各组学生代表对本次课进行评价。二、布置作业1、整圆指令练习2、整圆加工练习三、清理现场1、整理实习工具、材料和清扫设备；2、实习场地卫生清理。课后分析实习指导教师课时授课教案授课班级授课日期指导教师课程名称数控铣床实训课题号5-1实训课题课题5-1孔加工<一>（基本指令、实操练习）课时实训准备1.设备：数控铣床2.工具及材料：①工具副：装拆刀具专用扳手、垫块。（每组1套）②量具：游标卡尺，0～150钢尺。（每组1套）③刀具：Ф12白钢刀、Ф9.8钻头、Ф10铰刀、Ф8.5钻头、M10丝锥镗孔④材料：④材料：铝2A12T4，尺寸规格96mm×96mm×50mm。实训目标知识目标⑴通过本次课的学习使同学们熟练掌握钻孔、攻螺纹加工掌握了解孔类零件的加工工艺、掌握加工中心孔的相关指令、刀具长度补偿的知识。（3）灵活运用加工中心孔的加工指令进行程序编制、合理选用刀具及确定切削用量会用G81,G73,G74等指令编程、刀具长度补偿的应用。能力目标⑴培养学生熟练应用知识的能力⑵通过任务驱动，培养学生分析问题和解决问题的综合能力⑶培养学生的团队合作精神和交流合作能力情感目标增强学生的团结合作的意识，使能够理论联系实际。培养学生的动手和学习兴趣，从而进一步提高就业竞争能力。实训难点与重点及处理方法重点：熟练掌握钻孔、攻螺纹加工的操作步骤。处理方法：多练习难点：攻螺纹加工中注意事项处理方法：熟练掌握编程和加工工艺安全注意事项①严格遵守实训中心各项安全规定，以免发生人身或机床事故。②程序在输入后要养成用图形模拟的习惯，以保证加工的安全性。尺寸及表面粗糙度达不到要求时，要找出其中原因。③要按照操作步骤逐一进行相关训练，实训中对未涉及的问题和不明白之处要询问指导教师，切忌盲目加工。检测手段千分尺，游标卡尺，0～150钢尺实训过程教学活动教师活动学生活动时间分配复习导入新授：活动探究难点突破重点练习重点突破实训总结复习：1、数控机床的基本指令2、如何编程根据指定任务进行操作练习展开练习分组讨论教师出示进一步练习任务强调本次课程重点、难提问解释说明演示巡回指导引导、提示讲解巡回指导讲述、总结思考、回答观察、思考围绕任务展开练习观察、发现加深练习寻找方法围绕任务展开练习加深练习听讲思考记忆教学过程教学内容备注组织教学宣布课堂纪律、点名；检查学生的课前准备。复习导入新授课题活动探究知识讲解复习：对本次课题必须用到的知识进行简单的复习并提问：①复习FANUC数控铣简单G代码的编制指令②提问FANUC数控铣常用G代码指令格式③加工轮廓零件的工艺导入：加工轮廓我们用的是立铣刀、那么加工孔用什么刀具完成呢？孔加工一、任务描述加工孔类零件,该零件上的两销孔(2×M12)需由攻螺纹完成。任务分析用加工中心对不同类型的孔的加工,主要是通过孔固定循环指令编写相关程序来实现的。因此,根据具体的孔的加工类型,确定合理的加工工艺,从而编制出正确程序显得尤为重要。二、相关知识1.孔加工工艺加工中心特别适合加工多空类零件,尤其是孔数比较多而且每个孔需经几道工序加工方可完成的零件,如多孔板零件`分度头孔盘零件等。如果零件上孔的分布排列具有一定规则,则使用加工中心固定循环功能,会给编程工作带来很大方便。对点位控制的数控机床,只要求定位精度较高,定位过程中尽可能快,而刀具相对于工件的运动路线是无关紧要的,因此这类机床应按空程最短来安排进给路线。除此之外还要确定刀具轴向运动尺寸,其大小主要由被加工零件的孔深来决定,但也应考虑一些辅助尺寸,如刀具的引入距离和超越量。数控钻孔的尺寸关系。△Z为刀具的轴向引入距离,Zc为刀具的轴向引入距离,Zc为超越量Z的经验数据为:已加工面上钻、镗、绞孔△Z＝1～3mm；毛坯面上钻镗铰孔△Z＝5～8mm；攻螺纹时△Z＝5～10mm；Zc的数据为:Zc()对于位置精度要求较高的的孔系加工,特别注意孔加工顺序的安排,安排不当,就有可能将坐标轴的反向间隙带入,直接影响位置精度。如图4-1-3所示,图4-1-3a为零件图,在该零件上镗孔6个尺寸相同的孔,有两种加工路线。按如图4-1-3b所示路线加工时,由5,6孔与1,2,3,4孔定位方向相反,Y方向反方向间隙会使定位误差增加,从而影响5,6孔与其他孔定位方向相反,Y方向反向间隙会使定位误差增加,从而影响5,6孔与其他孔的位置精度。加工完4孔后往上多移动一段距离到P点,然后再折回来加工5,6孔这样方向一致,可避免反向间隙引入,提高5,6孔与其他孔的位置精度。尽量缩短进给路线,可减少加工距离空程运行距离和空刀时间,减小刀具磨损,提高生产率。对切削加工而言,进给路线是指加工过程中,刀具刀位点相对于工件的运动轨迹和方向,它不但包括了工步内容,还反映了工步顺序。影响走刀路线选择因素有很多,例如工艺方法`工件材料及其状态`加工精度及表面粗糙度`工件刚度`加工余量`刀具的刚度与耐用度及状态`机床类型与性能等。孔加工固定循环指令在数控加工中,某些加工动作已经典型化,例如钻孔镗孔的动作顺序是孔位平面定位`快速引进`切削进给`快速退回等,这一系列动作已经预先编好程序,储存在内存中,可用包含G代码的一个程序调用从而简化编程工作,这种包含了典型动作循环的G代码称为循环指令。孔加工循环指令为模态指令,一旦某个孔加工循环指令有效,在接着的所有(X,Y)位置均采用该孔加工循环指令进行孔加工,直到用G80取消孔加工循环为止。在孔加工循环指令有效时,(X,Y)平面内的运动即孔位之间的刀具移动为快速运动G00FANUCoi系统的孔加工固定循环指令。本课题根据加工要求,只介绍钻孔和攻螺纹指令,镗孔指令在下课体中讲解。孔加工通常由下述6个动作组成：动作1-X轴和Y轴定位,使刀具快速定位到孔加工位置；动作2-快进到R点即刀具自初始点快速进给到R点动作3-孔加工,以切削进给的方式执行孔加工的动作;动作4-在孔底的动作包括暂停`主轴准停`刀具移位等动作;动作5-返回R点,继续孔的加工而又可以安全移动刀具时选择R点;动作6快速返回到初始点,孔加工完成后一般应选择初始点初始平面:是为安全下降刀具规定一个平面。初始平面到零件表面的距离可以任意设定在一个安全的高度上。R平面:又叫做R参考平面,这个平面是刀具下刀时由快速进给转为切削进给的高度平面,距工件表面的距离主要通过考虑工件表面尺寸的变化来确定,一般可取3～5mm。孔底平面:加工盲孔时孔平底平面就是孔底Z轴高度;加工通孔时一般刀具还要伸出工件底平面一段距离,主要是保证全部孔深都加工到尺寸;钻削加工时还应该考虑钻头对孔深的影响。钻孔定位平面选择代码G17,G18和G19决定,分别对应钻孔轴Z,Y和X及他们的平行轴(如W,V,U辅助轴)。必须记住,只有在取消固定循环以后才能切换钻孔轴。固定循环的坐标数值形式可以采用绝对坐标(G90)和增量坐标(G91)表示。采用绝对坐标和增量坐标编程时,孔加工循环指令中的值有所不同。G98/G99G73~G89XYZRQPFL说明:G98:返回初始平面,为默认方式;G99:返回R点平面;G73~G89:孔加工指令;X,Y:加工起点到孔位的距离(G91)或孔位坐标(G90);Z:点到孔底的增量距离(G91)或孔底坐标(G90);R:初始点到R点的增量距离(G91)或R点的坐标(G90);Q:每次进给深度(G73/G83)或刀具在轴上的反向位移增量(G76/G87);P:刀具在孔底的暂定时间;F:切削进给速度;L:固定循环的次数。孔加工方式的指令以及Z,R,Q,P等指令都是模态的,只是在取消孔加工方式时才被清除,因此只需要在开始时指定这些指令,在后面连续的加工中重复的功能可不必重新指定。如果仅仅是某个孔的加工数据发生变化(如孔深有变化),仅修改要变化的数据即可。钻孔指令钻孔G81和锪孔G82程序格式:G81XYZRF;G82XYZRPF;G81指令的动作循环为X,Y坐标定位﹑快速进给﹑切削进给和快速返回等动作。G82与G81动作相似,唯一不同之处是G82在孔底增加了暂定,因而适用于盲孔﹑锪孔或镗阶梯孔的加工,以提高孔底表面加工精度,而G81只适于一般孔的加工。高速深孔往复排屑钻G73程序格式:G73指令由于深孔加工,孔加工动作如图4-1-8所示。该固定循环用于Z轴方向的间歇进给,使深孔加工时可以较容易地实现断屑和排屑,减少退刀量,进行较高效率加工。Q值为每次的被吃刀量(增量值且用正直表示)必须保证Qd,退刀量d由参数设定。攻螺纹指令G84/G74程序格式:G84XYZRF;G74XYZRF;G84为攻右旋螺纹;G74为攻左旋螺纹。G84指令使主轴从R点至Z点时,刀具正向进给,主轴正转,到孔底时主轴反转,返回到R点平面后主轴恢复正转。G74指令使主轴攻丝时反转,到孔底正转,返回到R点时恢复反转。与钻孔加工不同的是攻螺纹结束后的返回过程不是快速运动运动而是进给速度反转退出。攻螺纹过程要求主轴转速与进给速度成严格的比例比系,因此,编程时要求根据主轴速计算进给速度,计算公式如下:F＝NP式中,F为进给速度,N为主轴转速,P为螺纹导程(单线为螺距)。取消固定循环G80G80用来取消固定循环,也可以用G00,G01,G02,G03取消固定循环,其效果与G80一样。注意:应用固定循环之前,必须用辅助功能M03是主轴正转,当使用了主轴停止转动指令M05之后,一定要重新使主轴旋转后,再指定固定循环。指定固定循环状态时,必须给出X,Y,ZR中的每一个数据,固定循环才能执行。操作时,若利用复位或急停按钮使数控装置停止,固定循环加工和加工数据仍然存在,所以再次加工时,应该使固定循环剩余动作进行到结束。7）精镗孔G76程序格式:G76/G78X–Y–Z–P–Q–F;孔加工的动作中P表示孔底有暂停,主轴在孔底有准停,Q表示刀具移动量。精镗时为不使刀具再退刀过程中划伤孔表面,可以使用精镗孔指令G76。机床执行G76时,刀具从初始点移至R点,并开始进行精镗切削,直至孔底主轴准停,刀尖反方向移动(偏移一个Q值),然后快速退刀,刀具复位,Q值总为正值,为负值时负号将被忽略。8）精镗孔指令G85与阶梯镗孔指令G89程序格式:G85X–Y–Z–P–F;G89X–Y–Z–P–R–F;这两种镗孔的方式,刀具是以切削进给方式加工到孔底,然后又以切削进给方式返回到R点平面,因此适用于精镗孔。G89在孔底有暂停。9）镗孔G86G86X–Y–Z–R–F;该指令是指刀具加工到孔底后,主轴停止,快速返回到R平面或初始平面后,主轴在重新动起来。采用这种方式加工时,如果连续加工的空间距较小可能出现刀具已经定位到下一个孔的加工位置而主轴尚未到达规定的转速。显然加工中心中不允许出现这种现象,为此可以在各孔动作之间加入暂停指令G04,以使主轴达到规定的转速。G74与G84指令也有类似情况,应注意避免。到初始平面而不能返回到R点平面,因为R点平面低于Z平面,本指令参数设定与G76相同。10）镗孔循环G88程序格式:G88X–Y–Z–R–P–F;刀具到达孔底时延时,主轴停止,进入进给保持状态,在此情况下可以执行手动操作。但为了安全高度起见应先把刀具从孔中退出,以便再起动R加工,刀具快速返回到点或初始点,主轴正转孔加工与参考程序刀具选择：T01中心钻T02Ø6mm钻头T03Ø7.8mm钻头T04Ø10.3mm钻头T05Ø20mm钻头T06Ø8H7铰刀T07M12丝锥O001主程序名G90G40G21G94G17;程序初始化G91G28Z0;Z轴回参考点MO6TO1;换T01号刀具中心钻G90G17G49G21G94程序初始化G54M03S1200主轴正转G00X20.0Y100M08打开切削液G43H01G00Z50;长度补偿G99G81X-15.0Y65.0Z-4R5.0F80;钻A中心孔G98X-30.0;钻B中心孔G00X-120.0;消除反向间隙Y15.0;G99G81X-85.0Y15.0Z-4.0R5.0F80;钻D中心孔G98X-70;钻C中心孔G91G28Z0M09;关闭切削液M06T02;换刀G90G49G54M03S550;G00X20.0Y100.0M08G43H02G00Z50.0;建立2号长度补偿G99G73X-15.0Y65.0Z-20.0R5.0Q2.0F60;依次钻ＡＢＤＣ孔的孔底G98X-30;G00X-120,0Y15.0G99G73X-85.0Y15.0Z-20R5.0Q2.0F60;G98X-70;G91G28Z0M09;绝对值编程,主轴正转M06T03;换刀G90G49G54M03S500G00X20Y100M08;G43H03G00Z50;长度补偿G98G83X-30Y65Z-21R5.0Q2.0F60;G91G28Z0M09M06T04;换刀G90G49G54M03S450;G00X20Y100M08;G43H04G00Z50;长度补偿G98G81X-15.0Y65Z-21R5.0F50;依次扩ＡＤ孔G00X-120;Y15.0;G98G81X-85.0Y15.0Z-21R5.0F50;G91G28Z0M09;M06T05;换刀G90G49G54M03S350;G00X20Y100M08;G43H05G00Z50;长度补偿G99G82X-15Y65Z-6R5P2000F60;倒角G98X-30;G00X-120;Y15.0G99G82X-85Y15Z-6R5P2000F60G98X-70;G91G28Z0M09M06T06换刀G90G49G54M03S50;G00X20Y100M08;G43H06G00Z50;G98G85X-30Y65Z-18R5.0F40铰孔GOOX-120;Y15.0;铰孔G98G85X-70Y15Z-18R5F40;G91G28Z0M09;Z轴回参考点M06T07;换刀G90G49G54M03S100;G00X20Y100M08;G43H07G00Z50;建立刀补G98G84X-15Y65Z-19R5.0F175;对ＡＣ孔攻丝G00X-120;Y15;G98G84X-85Y15Z-19R5F175;G91G28Z0M09;M30;程序结束教学过程教学内容备注总结一、课题小结1、课题测试；2、重申安全文明实习的重要性；3、指出实习操作中的的普遍问题及解决措施。二、布置作业毛坯为96mm×96mm×50mm的方形坯料，材料铝，且底面和四个轮廓面均已加工好，要求在立式加工中心上加工孔。.填写实习工艺卡片课后复习孔加工循环指令三、清理现场1、整理实习工具、材料和清扫设备；2、实习场地卫生清理。课后分析实习指导教师课时授课教案授课班级授课日期指导教师课程名称数控铣床实训课题号6-1实训课题课题6-1综合件铣削手动编程加工实训（1）课时实训准备1.设备：数控铣床2.工具及材料：①工具副：装拆刀具专用扳手、垫块。（每组1套）②量具：游标卡尺，0～150钢尺。（每组1套）③刀具：Ф12白钢刀Ф9.8钻头、Ф10铰刀、Ф8.5钻头、M10丝锥④材料：④材料：铝2A12T4，尺寸规格100mm×100mm×20mm。实训目标知识目标能够用循环指令进行综合件铣削的加工；⑵掌握数控程序的调试方法；⑶熟练掌握自动加工操作的方法和技巧。能力目标能够用循环指令进行综合件铣削的加工⑵通过任务驱动，培养学生分析问题和解决问题的综合能力⑶培养学生的团队合作精神和交流合作能力情感目标增强学生的团结合作的意识，使能够理论联系实际。培养学生的动手和学习兴趣，从而进一步提高就业竞争能力。实训难点与重点及处理方法重点：⑴掌握能够用循环指令进行综合件铣削的加工。⑵熟练掌握自动加工操作的方法和技巧处理方法：多练习难点：掌握数控程序的调试方法处理方法：熟练掌握编程和加工工艺安全注意事项①严格遵守实训中心各项安全规定，以免发生人身或机床事故。②程序在输入后要养成用图形模拟的习惯，以保证加工的安全性。尺寸及表面粗糙度达不到要求时，要找出其中原因。③要按照操作步骤逐一进行相关训练，实训中对未涉及的问题和不明白之处要询问指导教师，切忌盲目加工。检测手段游标卡尺实训过程教学活动教师活动学生活动时间分配复习导入新授：活动探究难点突破重点练习重点突破实训总结复习：1、数控机床的基本指令2、如何编程根据指定任务进行操作练习展开练习分组讨论教师出示进一步练习任务强调本次课程重点、难点提问解释说明演示巡回指导引导、提示讲解巡回指导讲述、总结思考、回答观察、思考围绕任务展开练习观察、发现加深练习寻找方法围绕任务展开练习加深练习听讲思考记忆教学过程教学内容备注组织教学宣布课堂纪律、点名；检查学生的课前准备。复习导入新授课题活动探究相关工艺复习：对本次课题必须用到的知识进行简单的复习并提问：①怎样建立工件坐标系②对刀的目的