数控铣床编程与加工电子活页式课件全套 任务1-10 认识数控铣床-滑动夹具的装配

学习任务1认识数控铣床[学习内容]

[知识目标]（1）能够正确叙述数控铣床的加工原理。（2）能够正确描述数控铣床的加工特点。（3）能够正确叙述数控铣床的主要加工功能。

[技能目标]（1）能够正确判断数控铣床的类型。（2）能够识别数控铣床的基本结构。

[素质目标]（1）能够制订自我工作计划。（2）能够按评价表要求，做好自我评价和小组评价。

[核心素养目标]（1）主动与其他同学进行沟通，初步具备团队精神和互帮互助意识。（2）初步树立环保意识、爱护财产的意识。生产车间有一批数控铣床，对于同学们来说都是新的事物，请在教师的指导下，通过观察实践、借助参考资料，学习数控铣床的工作原理、组成、结构、分类，完成对数控铣床的认识。

[任务描述][知识准备]1、数控铣床概述数控机床是安装数控系统或是采用了数控技术的机床。数控技术是利用数字化信息对机械运动及加工过程进行控制的一种方法。通常将数控技术简称数控(NC)。现代数控技术都采用计算机进行控制，因此，现代数控技术又称计算机数控技术，简称CNC。数控机床按照其用途可分为数控车床、数控铣床、数控磨床、数控镗床、数控电火花机床、数控线切割机床等不同类型。数控铣床是以铣削加工为主，并辅有镗削加工，是数控镗铣床的简称。2.数控铣床的基本结构数控铣床主要由机床本体、数控系统、主传动系统、进给伺服系统及辅助装置等部分构成，如图1-1所示。3.数控铣床的类型按照机床结构特点及主轴布置形式的不同，可将数控铣床可分为立式数控铣床、卧式数控铣床、龙门式数控铣床和多轴数控铣床等。4.数控铣床的加工特点数控铣床与普通铣床的加工艺基本相同，数控铣床加工具有以下特点：（1）加工零件范围广、加工适应性强、灵活性好，可以一次装夹定位后，完成零件多道工序的加工。对轮廓形状特别复杂或难以控制尺寸的零件也能加工，例如模具类零件、壳体类零件等。（2）能加工普通机床无法加工或很难加工的零件，如用三维空间曲面类零件以及数学模型复杂曲线零件等。（3）数控铣床具有铣床、镗床、钻床的功能，使工序高度集中，大大提高了生产效率；机床自动化程度度高，有利于生产管理自动化，可以减轻操作者的劳动强度，数控加工还避免了操作人员的操作失误。（4）加工质量稳定可靠，数控装置的脉冲当量一般为0.001mm，高精度的数控系统可达0.1μm，加工精度高。数控铣床的主轴转速和进给速度都是无级变速的，因此有利于选择最佳切削用量。（5）数控铣床生产效率高，一般不需要使用专用夹具等专用工艺设备，在更换工件时只需调用存储于数控装置中的加工程序、装夹工具和调整刀具数据即可，可以大大缩短生产周期。5.数控铣床的主要加工功能数控铣床以加工零件的平面、曲面为主，此外还能加工孔、内圆柱面和螺纹面等。铣削加工可使各个加工表面获得很高的形状及位置精度，其加工功能主要有：（1）点位控制功能：数控铣床的点位控制主要用于工件的孔加工，如中心钻定位、钻孔、锪孔、铰孔、扩孔、镗孔等各种孔加工。（2）刀具长度补偿功能：改变刀具长度的补偿量，可以补偿刀具换刀后的长度偏差值，还可以改变切削加工的平面位置，控制刀具的轴向定位精度。（3）刀具连续控制功能：通过数控铣床的直线插补、圆弧插补或复杂的曲线插补运动，铣削加工工件的平面和曲面。（4）刀具半径补偿功能：使用刀具半径补偿的方法，数控系统自动计算刀具中心轨迹，使刀具中心偏离工件轮廓一个刀具半径值，从而加工出符合图纸要求的轮廓。利用刀具半径补偿的功能，改变刀具半径补偿量，还可以补偿刀具磨损量和加工误差，实现分别对工件的粗加工和精加工。（5）固定循环加工功能：应用固定循环加工指令，可以简化加工程序，减少编程的工作量。（6）子程序功能：引用子程序的功能使加工程序模块化，按加工过程的工序分成若干个模块，分别编写成子程序，再由主程序调用，完成对工件的加工。这种模块式的程序便于加工调试，优化加工工艺。【任务实施】1.数控铣床结构认识2.数控铣床类型认识学习任务2数控铣床对刀操作[学习内容]

[知识目标]（1）能够正确叙述数控铣床控制面板中各按键的名称及功能。（2）能够正确叙述数控铣床中各坐标系的含义。（3）能够正确叙述数控铣床对刀操作要点。（4）能够正确叙述对刀操作的验证方法。

[技能目标]（1）能够规范操作数控铣床执行移动、转动等动作。（2）能够根据操作指引完成对刀操作练习。（3）能够自主判别对刀结果是否正确。

[素质目标]（1）能够积极参与小组对刀练习活动。（2）在组员练习对刀操作时，能在旁边观察、协助解决对刀操作出现的问题。

[核心素养目标]（1）初步养成互相学习、共同进步的意识。（2）初步具备规范操作、安全生产的意识。生产车间有一批零件需要生产。工艺员负责制订零件的生产加工工艺，程序员依据加工工艺完成程序的编制，操作员需要完成安装毛坯和刀具、对刀操作等工作后，才能进行零件的加工生产。请同学们学习数控铣床的基本操作及对刀操作技能。

[任务描述][知识准备]1.数控系统面板数控系统面板主要用于与显示屏结合来操作与控制数控系统，以完成数控程序的编辑与管理、用户数据的输入、屏幕显示状态的切换等功能，如图2-1所示。2.机床操作面板

机床操作面板主要用于控制铣床的运动和选择工作方式，包括手动进给方向按钮、主轴手控按钮、工作方式选择按钮、程序运行控制按钮、进给倍率调节旋钮、主轴倍率调节旋钮等，如图2-2所示。3.数控铣床的坐标系任何一个工件的数控铣削编程均是在工件坐标系中完成的，而工件坐标系的确立又离不开机床坐标系作为参考，因此，建立数控铣床机床坐标系、工件坐标系的空间概念，明确两者的关系对于数控铣床编程十分必要。为简化编程和保证程序的通用性，规定采用右手笛卡儿坐标系，如图2-4所示，基本坐标轴为X、Y、Z直线轴和A、B、C旋转轴。（1）机床坐标轴的运动方向①确定Z轴与机床主轴中心线相平行的轴为Z轴，刀具离开工件的方向为Z轴正方向。立式数控铣床Z轴垂直于水平面，卧式数控铣床Z轴平行于水平面。②确定X轴在水平面上左右方向的轴为X轴。立式铣床由主轴向立柱看去，右方为X轴正方向。卧式铣床，由主轴向工件看去，右方为X轴正方向。③确定Y轴根据右手直角坐标系，用大拇指表示X轴，中指表示Z轴，食指表示Y轴。（2）机床原点与机床参考点①机床零点(机械原点、机床原点)机床零点是机床坐标系(机床上固有的坐标系)的设计原点，它在机械硬件上的位置是由制造厂家确定的。②机床参考点机床参考点是机床坐标系中一个固定不变的点，通过访问机床参考点(X、Y、Z轴都有参考点)来确定机床零点。关机后机床参考点丢失，每次开机后要再次访问机床参考点。访问机床参考点是通过按下一个行程开关后慢速进给，寻找光电脉冲编码器或者光栅尺上的零位信号，此零位信号在机床坐标系的位置由机床制造厂设定，固定不变。机床参考点可以与机床零点重合，也可以不重合，可通过参数指定机床参考点到机床零点的距离。机床回到了参考点位置，也就知道了该坐标轴的零点位置，CNC就建立起了机床坐标系。（3）工件坐标系

工件坐标系又称为编程坐标系，工件坐标系的原点要根据加工零件图而定，一般工件坐标系的原点即编程原点，如图2-5所示。工件坐标系的建立是以确定工件原点(又称程序原点、编程零点)为标志完成的。在图样上确定工件原点要根据尽量满足编程简单，尺寸换算简单，引起的加工误差小等为原则。一般情况下，工件原点应选在尺寸标注的基准点；对称或以同心圆为主的零件工件原点应选在对称中心线或圆心上。Z轴的工件原点通常选在工件的上表面，如图2-6所示。【任务实施】

由于数控铣床按机床坐标系控制机床的运动，而编程人员按工件坐标系进行编写程序，所以需要建立两种坐标系之间的关系，程序才能正常运行。对刀操作就是要确定工件原点在机床坐标系中的坐标值，并将该坐标值输入到数控系统相应的存储位置，用G54~G59这6个G代码指令指定。对刀操作是数控加工中重要的操作技能点，对刀的准确性将直接影响零件的加工精度。学习任务3程序录入[学习内容]

[知识目标]（1）能够正确识别数控铣床的常用功能代码。（2）能够正确叙述绝对坐标编程与增量坐标编程的定义。（3）能够正确叙述数控铣削程序的结构组成。

[技能目标]（1）能够计算出零件节点的坐标值。（2）能够区分程序段中各指令的功能。（3）能够独立完成一个完整程序的录入。

[素质目标]（1）能够主动参与小组学习活动。（2）主动与组员针对学习问题进行交流与沟通，协助解决问题。

[核心素养目标]（1）逐渐养成团结协作、共同学习的意识。（2）初步具备安全生产规则意识。车间程序员按既定的加工工艺编制了零件的铣削加工程序，需要操作员把程序录入到数控铣床系统中。为了保证程序录入的正确性，必须了解程序的结构，清楚各程序指令的功能。现要求每位同学在10min内录入一个完整的数控铣削程序至数控铣床系统中。

[任务描述][知识准备]1.数控程序结构与格式（1）程序结构一个完整程序由程序号、程序内容和程序结束三部分组成，如表3-1所示。（2）程序段的格式

程序段格式是指一个程序段中的字、字符和数据的书写规则。一个程序段定义一个由数控装置执行的指令行。程序段的格式定义了每个程序段中功能字的句法，如图3-1所示。2.准备功能G代码（1）准备功能G代码概述

准备功能指令用来指定机床的工作方式，规定刀具与工件的相对运动轨迹、机床坐标系、坐标平面、刀具补偿和坐标偏移等加工参数。准备功能是程序编制中的核心内容。

准备功能指令以大写字母“G”加上两位数字组成（G00～G99），故又称G代码、G指令。G代码分为模态G代码与非模态G代码两种类型。模态G代码是一组可相互注销的G功能，这些功能一旦被执行，则一直有效，直到被同一组的模态G功能注销为止。非模态G功能是只在所规定的程序段中有效，程序段结束时立即被注销。FANUC0i系统的准备功能G代码见表3-2所示。（2）绝对坐标与增量（相对）坐标编程指令G90、G91（3）平面选择指令G17、G18、G19（4）工件坐标系选择指令G54~G59

工件坐标系原点通常通过零点偏置的方法来设定，其设定过程为通过对刀操作找出装夹后工件坐标系原点在机床坐标系中的绝对坐标值，将这些值通过机床面板输人到机床偏置存储器参数表中G54~G59任一位置，从而将机床坐标系原点偏置至工件坐标系原点，程序中直接调用这一指令即可，如图3-4所示。3.辅助功能M代码辅助功能是用来指定机床辅助动作的一种功能，又称为M代码，这类指令在运行时与机床操作的需要有关，如表示主轴的旋转方向、启动、停止，切削液的开关等功能。由大写字母“M”加两位数字组成，FANUC0i系统的M代码及功能见表3-3所示。4.其他功能指令【任务实施】学习任务4数控铣床操作规程与维护保养[学习内容]

[知识目标]（1）能明确数控铣床安全操作规程。（2）能明确数控铣床的维护保养要求。（3）能明确数控车间5S项目及其内容。

[技能目标]（1）能按照数控铣床安全操作规程进行安全操作。（2）能独立执行日常保养计划。（3）能按照数控车间5S要求完成车间5S工作。

[素质目标]（1）能够规范着装。（2）能够制订自我工作计划。（2）能够按5S要求做好工位的整理与清洁工作。

[核心素养目标]（1）能够执行5S管理规范要求。（2）主动沟通交流，具备团队协助精神。（3）具备安全文明生产意识、环保意识和爱护财产意识。生产车间有一批数控铣床设备，为了确保安全，需要遵照安全操作规程来操作机床；每天下班后需要对数控铣床进行日常保养与维护工作。请同学们学习数控铣床的安全操作规程，结合数控车间5S管理要求，在教师的指导下，借助参考资料，制订数控铣床的日常保养计划，完成数控铣床的日常保养。

[任务描述][知识准备]1.数控铣床安全操作规程(1)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，严格按机床和系统的使用说明书要求正确、合理地操作机床。(2)进入车间需要穿戴好防护用品（工作服﹑防护鞋、安全帽（长发压入帽内)﹑防护眼镜﹑口罩等），严禁穿拖鞋、凉鞋、短裤、裙子进入车间，禁止戴手链项链等首饰。操作时，操作人员必须扎紧袖口，束紧衣襟，严禁戴手套、围巾或敞开衣服。(3)操作前应检查铣床各部件及安全装置是否安全可靠，检查设备电气部分是否安全可靠。检查机油箱内的润滑油是否在标尺范围内，及时补充润滑油。(4)工件、夹具、工具、刀具必须装夹牢固。一般来说，铣刀装夹长度应该为3到4倍刀具直径。工作台不准堆放任何物件。运转机床前要观察周围动态，有妨碍运转、传动的物件要先清除，确认一切正常后，才能操作。(5)开动机床前，必须熟知机床每个按钮的作用以及操作注意事项；学生学习时，未经教师的批准，不得开动机床。(6)练习或对刀过程中，一定要牢记增量方式的倍率（X1、X10、X100），选择合理的倍率，避免机床发生碰撞。X、Z、Z的正负方向不能搞错，否则按错方向按钮可能发生意外。(7)正确设定工件坐标系后，完成编辑或拷贝加工程序后，应校验运行。(8)凡装卸工件、更换刀具、测量工件，必须先停机。(9)加工过程中，如发生异常情况，应迅速按下红色急停按钮，终止机床所有运动和操作。待故障排除后，方可重新操作机床及执行程序。(10)清除切屑时，要使用专用的工具，应当注意不要被切屑划破手脚。(11)严禁多人同时操作机床；如需要时，须经老师同意，并明确分工，在确保安全的条件下进行操作。(12)每次工作完毕后必须将工作台移至机床中央方可停电。(13)工作结束后，将所用过的物件擦净归位，清理机床、清除切屑、擦净机床各部位的油污；按规定加注润滑油，整理工具柜，最后把机床周围打扫干净。

2.数控车间5S要求（1）“5S”起源及定义“5S”是整理(Seiri)、整顿(Seiton)、清扫(Seiso)、清洁(Seiketsu)和素养(Shitsuke)这5个词的缩写。起源于日本，是指在生产现场对人员、机器、材料、方法、信息等生产要素进行有效管理。因为这5个词日语中罗马拼音均以"S"开头，所以简称“5S”，开展以整理、整顿、清扫、清洁和素养为内容的活动，称“5S”活动。①整理(Seiri)就是区分要用与不要用的物资，把不要的清理掉。整理的目的是：将“空间”腾出来活用；改善和增加作业面积；现场无杂物，行道通畅，提高工作效率；消除管理上的混放、混料等差错事故，防止误用等。②整顿(Seiton)就是指把要的物资按规定定位、定方法摆放整齐，明确数量，标明识别。实现“三定”即：定品、定量、定位。做到需要的物资能及时、准确地取出，并且保持马上能使用的状态和谁都能清楚的状态,整顿的目的是工作场所整洁明了，一目了然，减少取放物品的时间，提高工作效率。简而言之，整顿就是人和物放置方法的标准化。可以通过制作看板，做到目视管理，从而提炼出合适实训工作车间东西放置方法，进而使该方法标准化。③清扫(Seiso)就是指去除现场的脏物、垃圾、污物，经常清扫，防止污染的发生，采取有效的根治污物的对策。如彻底改善设备漏水、漏油、漏气以及易落下灰尘等状况。目的是保持工作空间现场干净、明亮。④清洁(Seiketsu)就是要时时保持工作空间现场干净状态，保持环境卫生，将上面“3S”的做法制度化，规范化，以维持成果，如定期进行卫生、安全检查等。目的是通过形成制度来维持成果。⑤素养(Shitsuke)就是要加强修养，美化身心，培养文明习惯，按规定行事，养成良好的工作习惯。养成良好的习惯，自觉遵守和执行各项规定，提升品质，对任何工作都讲究认真。（2）数控车间5S管理

数控车间的5S管理表，如表4-1所示。3.数控铣床维护保养要求数控铣床日常维护保养要求主要内容如下：(1)保持数控铣床工作场地的清洁，使机床周围保持干燥，保持工作区域状态良好。(2)保持机床清洁，每天开机前在教师的指导下检查润滑油箱的油量是否符合要求，开机后机床回零，并使机床主轴空转3min。检查各轴运动情况、手轮及面板按钮是否正常。(3)下班前按关闭流程关闭设备（数铣机床和配套电脑），并切断电源。(4)每天下班前10min，按5S管理要求，清洁机床，整理工量具，打扫实训工作环境，待检查合格后才可离开。数控铣床的日常保养详细内容如表4-2所示。【任务实施】学习任务5底座的加工[学习内容]

[知识目标]（1）识读底座的零件图样，清楚其加工要素。（2）知道平面铣削的概念及刀具的选用。（3）知道平面铣削时切削用量的选定。（4）清楚G00、G01、G83、G80指令的编程格式及指令用途。

[技能目标]（1）能正确使用G00、G01、G83、G80指令编写程序。（2）能根据零件的加工要求制订底座的加工工艺。（3）能在教师的指引下正确编写底座的加工程序。（4）能选择合适的刀具加工底座零件。（5）能正确选用量具测量底座零件尺寸。

[素质目标]（1）能够制订自我学习计划。（2）能够与小组同学团结协作完成学习任务。（3）能按5S要求做好物品的整理与清洁工作。（4）能够做到安全文明生产。

[核心素养目标]（1）具备团队合作精神，积极参与小组讨论与学习。（2）具备环保意识，学习过程中不浪费学习资源。（3）具备良好的职业意识，能按照教师的要求，刻苦训练，按质、按时完成零件加工。（4）对加工过程中产生的各类生产垃圾，能有效分类并按要求投放。底座在滑动夹具机构中是一个起固定支承作用的零件，底座上的4个螺钉沉孔用于安装螺钉连接固定钳身，底座提供了滑动夹具的平稳工作平台，保证了机构运行的稳定与安全。数控铣床能高效、准确地进行大平面和孔的加工，根据毛坯尺寸，要求对底座进行数控铣削加工。零件图样如图5-1所示。

[任务描述]图5-1底座零件图[任务分析]1.制订工作计划利用数控铣削技能完成底座的制作，分别需要完成准备毛坯，选取工具、量具、刀具，制订加工工艺，编写加工程序，加工零件，质量检测，5S现场作业，填写生产任务工单八项内容，请完善表5-1工作计划表中的相关内容。2.选取加工设备及物料请根据底座的零件图及工作计划，选取加工底座零件所需要毛坯、数控设备、刀具、量具等，并填写在表5-2中。[知识准备]1.平面铣削的概念及刀具选用平面铣削加工通常是指对工件上的各类平面进行铣削并达到一定表面质量要求的加工。铣削加工平面可用端铣和周铣两种方法，如图5-2所示。端铣法的生产效率和铣削质量均比周铣高，因此一般采用端铣法。铣削加工大面积的平面时使用面铣刀端铣，小面积平面铣削可使用立铣刀端铣。

面铣刀的圆周表面和端面均有切削刃，端部切削刃为副切削刃。面铣刀的直径较大（φ50~φ500mm），常制成套式镶齿结构(将刀齿和刀体分开)，刀体采用40Cr制作，可长期使用。如图5-3所示为硬质合金可转位刀片面铣刀。这种铣刀结构成本低，制作方便，刀刃用钝后，可直接在机床上转换刀刃或更换刀片。可转位刀片面铣刀刀片定位精度高、夹紧可靠、易排屑、更换刀片迅速，各定位、夹紧元件通用性好，方便制造、使用等。2.平面铣削切削用量的确定平面铣削时切削用量选择得是否合理，将直接影响到铣削加工的质量。平面铣削分粗铣、半精铣、精铣三种情况。（1）平面粗铣时切削用量的确定原则平面粗铣加工时，工件余量多，质量要求低，选择切削用量时主要考虑工艺系统刚性、刀具使用寿命、机床功率、工件余量大小等因素。①确定Z向切削深度和切削宽度铣削无硬皮的钢料时，Z向切削深度一般选3~5mm；铣削铸钢或铸铁时，Z向切削深度一般选5~7mm。切削宽度可根据工件加工面的宽度尽量一次铣出，

当切削宽度较小时，Z向切深可相应增大。②确定每齿进给量选择较大的每齿进给量有利于提高粗铣效率，但同时应考虑到当选择了较大的Z向切削深度和切削宽度后工艺系统刚性是否足够。③确定铣削速度当Z向切削深度、切削宽度、每齿进给量选择均较大时，受机床功率和刀具耐用度的限制，一般选择较低的铣削速度。（2）平面精铣时切削用量的确定原则平面精铣时，切削用量选择侧重考虑表面粗糙度的要求。当表面粗糙度Ra在1.6~3.2μm范围内时，平面类零件一般采用粗、精铣两次加工。经过粗铣加工后，精铣加工的余量一般为0.5~2mm，考虑到工件表面的质量要求，一般选择较小的每齿进给量。此时，因加工余量较少，应尽量选择较大铣削速度。当表面粗糙度Ra在0.4~0.8μm范围时，平面精铣时的切削深度一般为0.5mm左右。每齿进给量一般选较小值(高速钢铣刀为0.02~0.05mm,硬质合金铣刀为0.10~0.15mm)。铣削速度在推荐范围内选最大值。如当采用高速钢铣刀铣削一般中碳钢或灰口铸铁时，铣削速度在20~40m/min之间选较大值；当采用硬质合金铣刀铣削上述材料时，铣削速度在90~150m/min之间选较大值。3.常用编程指令（1）快速定位指令G00G00指令是以点定位控制方式从刀具所在点快速移动到下一个目标位置。1)指令格式G00XYZ；式中，X、Y、Z为刀具目标点的坐标；绝对方式时为目标点的绝对坐标，增量方式时为目标点相对于前一点的增量坐标。2）指令说明①G00一般用于加工前的快速定位和加工后的快速定位。②G00为快移速度，是由机床参数设定的，不用F设定。③G00为模态功能，可由G01、G02、G03等同一组的G代码注销。④快速定位的目标点不能选在工件上，一般要距离工件表面5~10mm。⑤在执行G00指令时，由于各轴均以各自的速度移动，不能保证各轴同时到达终点，因而联动直线轴的合成轨迹不一定是直线，如图5-4所示。因此操作者必须格外小心，以免刀具与工件或夹具发生碰撞。一般情况下是先把Z轴移动到安全高度，再执行X、Y方向的G00指令。3）编程实例

如图5-4所示，刀具快速从点A移动到点B的编程方式如下。

铣刀从点A快速移动到点B①绝对坐标编程方式:G90G00X90Y45；②相对坐标编程方式:G91G00X70Y30；图5-4G00走刀路线（2）直线插补指令G01使用直线插补指令可使刀具从当前点沿直线移动到指令规定的终点，移动的速度由F规定。1）指令格式G01XYZF；式中，X、Y、Z为刀具目标点的坐标；绝对方式时为目标点的绝对坐标，增量方式时为目标点相对于前一点的增量坐标。2）指令说明①F为合成进给速度，单位一般为mm/min。②G01指令刀具以坐标轴联动的方式，按F指定的合成进给速度，从当前位置沿直线移动到程序段指定的终点。G01为模态代码，可由G00、G02、G03等同一组的G代码注销。3）编程实例

如图5-5所示，刀具从点A线性进给到点B的编程方式如下。

铣刀从点A线性进给到点B①绝对坐标编程方式:G90G01X90Y45F100；②相对坐标编程方式:G91G01X70Y30F100；图5-5G01走刀路线⑷编程实例

如图5-6所示，刀具快速从点A移动到点B的编程方式如下。

①绝对坐标编程方式：G00X18Z2;②相对坐标编程方式：G00U-62W-58;③混合坐标编程方式：G00U-62Z2;或G00X18W-58;图5-6刀具移动轨迹示意图（3）深孔往复排屑钻孔指令G83

该循环执行深孔钻削加工，执行间歇切削进给到孔的底部，钻孔过程中从孔中排除切屑。1）指令格式G98/G99G83XYZRQFK__；式中，G98/G99：返回位置；X、Y：孔的位置；Z：孔底位置；R：参考平面的高度；Q：每次钻削深度；F：进给速度；K：重复次数，未指定时默认为1次。2）指令说明G83指令适用于深孔加工，孔加工动作如图5-6所示，每次刀具间歇进给后退至R平面，每次钻削深度为“Q”（增量值，用正值表示，负值无效）。下次进刀，快速进刀到上次孔深减去d（安全距离）值处，再转为切削进给。D值已放置在数控系统中，无须用户设定。

图5-6G83指令动作（4）取消固定循环指令G80固定循环指令是模态指令，可用G80指令取消循环。此外，G0O、G01、G02、G03也能起到取消固定循环指令的作用。编程实例

如图所示，利用G83和G80指令编写孔的数控铣床加工程序。

使用φ10mm麻花钻头钻通孔程序：【任务实施】

1.识读零件图样（1）图样分析由图5-1可知，该零件为平面类零件，外形为矩形，加工上下表面和4个沉孔，零件结构合理。由零件图可看出，需要保证十字形凹槽尺寸60mm×20mm、深度5mm，4个φ7mm沉孔的定位尺寸7.5mm、92.5mm、35mm，零件厚度尺寸（12±0.05）mm，两表面的表面粗糙度均为Ra1.6μm。总之，底座零件结构简单，但尺寸精度和表面粗糙度要求较高。（2）确定工件毛坯

根据图5-1可知，毛坯材料为铝材。根据零件的外形尺寸，确定的毛坯尺寸规格为110mm×65mm×20mm。2.制订工艺路线3.编写程序4.加工底座学习任务6端盖的加工[学习内容]

[知识目标]（1）识读端盖的零件图样，清楚其加工要素。

（2）知道刀具半径补偿的概念及应用。（3）清楚圆弧插补G02/G03指令的编程格式及指令用途。（4）清楚G41/G42/G40指令的编程格式及指令用途。

[技能目标]（1）能正确使用G02、G03、G41、G42和G40指令编写程序。（2）能根据零件的加工要求制订端盖的加工工艺。（3）能在教师的指引下正确编写端盖的加工程序。（4）能选择合适的刀具加工端盖零件。（5）能正确选用量具测量端盖零件尺寸。

[素质目标]（1）能够在制订端盖零件加工工艺方案时提出自己的见解。（2）清楚圆弧面加工方法和注意事项，能在教师的招引下，与小组同学团结协助学习，规范操作。（3）能够与小组同学团结协作学习，按安全文明生产要求完成零件加工。（4）能够运用所学的知识，对学习过程中本小组遇到的问题提出解决意见。

[核心素养目标]（1）具备责任意识，爱护实训中使用的工具、量具、刃具和实训设备。（2）学习过程中严格遵守5S要求，安全文明生产。（3）节约学习资源,对学习过程中产生的各类垃圾能有效分类并按要求投放,培养环保意识。（4）具备严谨负责的职业意识，科学训练，刻苦实践，小组合作，能按时按质完成加工任务。端盖在滑动夹具机构中是一个对螺杆进行轴向固定作用的零件，是通过螺钉将其与螺杆固定块连接固定，以保证螺杆的轴向定位与固定。数控铣床能高效、准确地进行内外圆弧等外形轮廓加工，根据毛坯尺寸，要求对端盖进行数控铣削加工。零件图样如图6-1所示。

[任务描述]图6-1端盖零件图[任务分析]1.制订工作计划利用数控铣削技能完成端盖的制作，分别需要完成准备毛坯，选取工具、量具、刀具，制订加工工艺，编写加工程序，加工零件，质量检测，5S现场作业，填写生产任务工单八项内容，请完善表6-1工作计划表中的相关内容。2.选取加工设备及物料请根据端盖的零件图及工作计划，选取加工端盖零件所需要毛坯、数控设备、刀具、量具等，并填写在表6-2中。[知识准备]1.圆弧插补指令G02/G03圆弧插补指令可使刀具在指定的坐标平面内，以指定的进给速度，从当前位置（圆弧的起点）沿圆弧移动到指令给出的目标位置（圆弧的终点），从而切削出圆弧轨迹。移动的速度由F规定。G02为顺时针圆弧插补指令，G03为逆时针插补指令，如图6-2所示。

图6-2G02/G03指令方向圆弧插补指令编程格式有两种，一种是终点半径法R格式，另一种是终点圆心法I、J、K格式。整圆编程时不可以使用R，只能用I、J、K。（1）终点半径法R格式1）指令格式G17G02/G03X

Y

R

F

；G18G02/G03X

Z

R

F

；G19G02/G03Y

Z

R

F

；式中，X、Y、Z为刀具目标点（圆弧终点）的坐标；绝对方式时为目标点的绝对坐标，增量方式时为目标点相对于前一点的增量坐标。2）指令说明①G17、G18、G19是插补平面的选择，G17设定加工平面为X-Y平面，G18设定加工平面为X-Z平面，G19设定加工平面为Y-Z平面；②R为圆弧半径，≤180度的圆弧R值为正，>180度的圆弧R值为负；③F为合成进给速度，单位一般为mm/min。G01指令刀具以联动的方式，按F指定的合成进给速度，从当前位置沿直线移动到程序段指定的终点。G01为模态代码，可由C01、G02、G03等同一组的G代码注销。3）编程示例

如图6-3所示，刀具从圆弧始点进给到终点的编程方式如下。

①绝对坐标编程方式:G90G02X90Y40R54F100；②相对坐标编程方式:G91G02X30Y-30R54F100；图6-3

G02走刀路线（2）终点圆心方式

若已知圆弧终点坐标，圆心坐标和加工方向，可以选择终点圆心方式的圆弧插补指令。1）指令格式G17G02/G03X

Y

I

J

F

；G18G02/G03X

Z

I

K

F

；G19G02/G03Y

Z

J

K

F

；2）指令说明①X、Y、Z为刀具目标点（圆弧终点）的坐标；②I、J、K表示圆心坐标，为相对值，分别为圆心相对圆弧起点在X、Y、Z轴方向的增量坐标，有正反之分，圆心在起点的正方向处该值为正，圆心在起点的负方向该值为负；如图6-4所示指令中I、J、K的意义。③

若圆心与圆弧起点在某一方向上的相对值为0时，该方向上的圆心坐标在编程时可以省略不写。图6-4

I、J、K的意义3）编程实例

如图6-5所示，刀具从圆弧起点进给到终点的编程方式，图中所示I、J均为负值。

①绝对坐标编程方式:G90G03X13Y33I-35J-11F100；②相对坐标编程方式:G91G03X-22Y22I-35J-11F100；图6-5

G03指令I、J、K格式编程实例2.刀具半径补偿的概念及应用（1）刀具半径补偿的概念数控机床在实际加工过程中是通过控制刀具中心轨迹来实现切削加工任务的。根据按零件轮廓编制的程序和预先设定的偏置参数，数控系统会自动计算刀具中心轨迹坐标，使刀具偏离工件轮廓一个半径值，即进行半径补偿。工件假定不动，刀具运动。沿刀具的运动方向看，当刀具处在工件切削轮廓左侧时，称为刀具半径左补偿，用G41表示；当刀具处在工件切削轮廓右侧时，称刀具半径右补偿，用G42表示。

（2）刀具半径补偿的用途①简化编程，避免计算刀具中心轨迹，可直接用零件轮廓尺寸编程。计算复杂形状工件刀具中心轨迹是比较麻烦的，只要采用刀具半径补偿，铣刀自动向被加工工件外轮廓的外侧位移一个刀具半径，不必再计算铣刀中心轨迹。②由于刀具的磨损或因换刀引起的刀具半径变化时，不必重新编程，只需修改相应的偏置参数即可。采用刀具半径补偿，只要重新设置刀具半径值，不必改变加工程序就可以解决刀具半径变化同题。③用同一程序、同一尺寸的刀具，通过设置不同大小的刀具补偿半径值可实现对工件的粗精加工。加工余量的预留可通过修改偏置参数实现，如采用半径为R的刀具，在粗加工时，设置刀其半径值为R+d(d为精加工余量)；在精加工时，设置刀具半径值为R，就可以用同一加工程序，完成工件的粗加工与精加工。④改变刀具补偿值对零件进行加工修正。（3）刀具半径补偿的过程分三步。①刀补建立刀具从起点接近工件，在编程轨迹基础上，刀具中心向左（G41）或向右（G42）偏离一个偏置量的距离。刀补建立阶段，不能进行零件的加工，注意G41、G42只能在含有G00或GO1的程序段有效。②刀补进行

刀补一旦建立，便一直有效，即刀具中心与编程轨迹始终相距一个偏置量，直到刀补取消。此时半径补偿在G00、G01情况下均有效。③刀补取消

刀具撤离工件，使刀具中心轨迹终点与编程轨迹终点（如起刀点）重合。刀补取消阶段，不能进行加工。使用G40指令取消刀具半径补偿，使用该指令后，G41、G42指令无效。3.刀具半径补偿指令G40/G41/G42零件加工程序一般是以刀具的中心点，按照零件图纸尺寸进行编制的。但在实际加工中，由于刀具是具有一定的半径尺寸，如果不考虑刀具半径将会使加工后的工件尺寸与实际要求不符合。因此，在加工中需要采用刀具半径补偿指令简化编程，补偿方式和判断方法见表6-3所示。（1）刀具半径补偿指令格式建立格式：取消格式：（2）指令说明①G41刀具半径左补偿；②G42刀具半径右补偿；③以G17插补平面为例，X、Y为建立刀补的终点坐标；如图6-6所示，执行刀具补偿指令，刀具从A点走到B的过程中建立刀具半径补偿，点B为终点。④D为刀具半径补偿番号；如图6-7所示，在使用G41/G42指令建立刀补时指明；取消刀补G40指令时，不用指明刀补号。图6-6刀具补偿过程

图6-7刀具补偿号【注意】①G40、G41、G42都是模态代码，可相互注销。②刀具半径补偿要在直线段上建立和取消，只能用G00或G01，如图6-8所示。③为防止过切，刀具半径补偿需要提前建立和延长取消。

图6-8刀具半径补偿工作过程（3）编程实例

如图6-9所示，利用刀具半径补偿指令编写工件外轮廓的数控铣床加工程序，已知立铣刀为φ16mm，加工深度2mm，半径补偿号为D01。图6-9

G02、G03和G41编程实例程序：（2）G40、G41、G42指令及运用指令格式:G41/G42/G40G00/G01X_Z_F_;指令说明：G40：刀具半径补偿取消指令，即使用该指令后，使G40、41、G42指令无效。G4l：刀具半径左补偿指令，即沿刀具运动方向看，刀具位于工件左侧时的刀具半径补偿。G42：刀具半径右补偿指令，即沿刀具运动方向看。刀具位于工件右侧时的刀具半径补偿。【任务实施】1.识读零件图样（1）图样分析由图6-1可知，该零件为端盖类零件，外形为圆弧和直线，加工上下表面、2处φ33mm圆弧面和2个φ5mm通孔，零件结构合理；由零件图可看出，需要保证外形宽度尺寸（20±0.05）mm，2个φ5mm沉孔的定位尺寸22mm，零件厚度尺寸（5±0.05）mm，上下表面的表面粗糙度均为Ra1.6μm。总之，端盖零件结构简单，但尺寸精度和表面粗糙度要求较高。

（2）确定工件毛坯

根据图6-1可知，毛坯材料为铝材。根据零件的外形尺寸，确定的毛坯尺寸规格为35mm×25mm×12mm。2.制订工艺路线3.编写程序4.加工端盖学习任务7固定钳身的加工[学习内容]

[知识目标]（1）识读固定钳身的零件图样，清楚其加工要素。

（2）知道子程序的定义及应用。（3）清楚调用子程序指令M98/M99的编程格式及指令用途。

[技能目标]（1）能正确使用M98、M99指令调用子程序。（2）能根据零件的加工要求制订固定钳身的加工工艺。（3）能在教师的指引下正确编写固定钳身的加工程序。（4）能选择合适的刀具加工固定钳身零件。（5）能正确选用量具测量固定钳身零件尺寸。

[素质目标]（1）能够与小组同学团结协作完成加工程序编制任务。（2）能够规范使用工具、量具，并做好工具、量具的日常保养。（3）学习过程中，能在同学间相互提醒监督，按5S要求做好文明生产工作。（4）能够规范着装,做好个人安全防护。

[核心素养目标]（1）初步具备精益求精的工匠精神，能进行零件质量检测。（2）能按时、按质完成自己的加工任务，实现小组全员达成学习目标，培养严谨、负责的职业意识。（3）在加工过程中能严格按照安全文明生产要求规范操作，培养安全文明生产意识。固定钳身是滑动夹具机构中的主要零件。钳身中间部位制成长方形槽，槽两侧为导轨，导轨的上侧和内侧面为滑动面，因此有较高的尺寸精度、形位精度和表面质量要求，以保证活动钳身沿固定钳身导轨面的运动精度。数控铣床能高效、准确地进行沟槽和孔的加工，根据毛坯尺寸，要求对固定钳身进行数控铣削加工。零件图样如图7-1所示。

[任务描述]图7-1固定钳身零件图[任务分析]1.制订工作计划利用数控铣削技能完成固定钳身的制作，分别需要完成准备毛坯，选取工具、量具、刀具，制订加工工艺，编写加工程序，加工零件，质量检测，5S现场作业，填写生产任务工单八项内容，请完善表7-1工作计划表中的相关内容。2.选取加工设备及物料请根据固定钳身的零件图及工作计划，选取加工固定钳身零件所需要毛坯、数控设备、刀具、量具等，并填写在表7-2中。[知识准备]1.子程序的定义及应用（1）子程序的定义主程序是一个完整的零件加工程序,是零件加工程序的主体部分。它和被加工零件或加工要求一一对应，不同的零件或不同的加工要求都有唯一的主程序。在编制加工程序中，有时会遇到一组程序段在一个程序中多次出现，或者在几个程序中都要使用它。这个典型的加工程序可以做成固定程序，并单独命名，这组程序段就称为子程序。子程序不可以作为独立的加工程序使用，它只能通过调用，实现加工中的局部动作。子程序执行结束后，能自动返回到调用的主程序中。（2）子程序的格式O0071；G54；M03S800；G00Z100；X20Y30；Z2；G01Z-2F100；……G00Z100；M99；子程序和主程序并无本质区别。子程序和主程序在程序号及程序内容方面基本相同，但结束标记不同，主程序用M02或M30表示主程序结束。子程序则用M99表示子程序结束，并自动返回主程序。【任务实施】1.识读零件图样1）图样分析由图7-1可知，该零件需要加工上下表面、外形轮廓、凹槽、台阶和4个内螺纹，加工要素比较多；由零件图可看出，需要保证零件外形尺寸长（110±0.1）mm、宽（50±0.1）mm、高（40±0.1）mm，中间槽尺寸110mm×（20)mm、深度12mm，钳口台阶面、中间槽两侧面和零件上表面的表面粗糙度要求均为Ra1.6μm。总之，固定钳身零件外形较为复杂，尺寸精度和表面粗糙度要求较高。2）确定工件毛坯

根据图7-1可知，毛坯材料为铝材。根据零件的外形尺寸，确定的毛坯尺寸规格为115mm×55mm×50mm。2.制订工艺路线3.编写程序4.加工固定钳身学习任务8活动钳口的加工[学习内容]

[知识目标]（1）识读活动钳口的零件图样，清楚其加工要素。

（2）知道刀具长度补偿的定义及作用。（3）清楚刀具长度补偿指令G43、G44、G49的编程格式及指令用途。（4）清楚攻螺纹循环指令G84、G74的编程格式及指令用途。

[技能目标]（1）能正确使用G43、G44、G49和G84、G74指令编写程序。（2）能根据零件的加工要求制订活动钳口的加工工艺。（3）能在教师的指引下正确编写活动钳口的加工程序。（4）能选择合适的刀具加工活动钳口零件。（5）能正确选用量具测量活动钳口零件尺寸。

[素质目标]（1）在制订加工计划阶段，通过小组协商学习，能正确选择毛坯、工量刀具等加工材料。（2）能和小组成员协商，共同完成活动钳口加工流程的制订、程序编制等学习任务。（3）能厘清左旋、右旋螺纹的异同和加工方法。（4）在加工过程中，能对出现的问题提出解决意见。

[核心素养目标]（1）能正确选用螺纹塞规对螺纹进行检测，清楚螺纹是否合格并提出改进意见，培养精益求精的工匠精神。（2）实操过程中能严格按照安全文明生产要求规范操作,培养安全文明生产意识。（3）积极参与小组合作学习，对小组学习过程中遇到的问题能共同分析并提出解决意见，具备团队合作精神。（4）节约学习资源，对学习过程中产生的废铝屑、余料等各类生产废料能正确分类并按要求投放，具备环保意识。活动钳口在滑动夹具机构中是一个起夹持固定作用的零件，活动钳口的切口用于夹持固定工件，螺纹孔与螺杆配合，通过螺杆的旋转运动转化为活动钳口的直线往复移动，以实现滑动夹具的夹持功能。数控铣床能高效、准确地进行平面、轮廓和螺纹孔的加工，根据毛坯尺寸，要求对活动钳口进行数控铣削加工。零件图样如图8-1所示

[任务描述]图8-1活动钳口零件图[任务分析]1.制订工作计划利用数控铣削技能完成活动钳口的制作，分别需要完成准备毛坯，选取工具、量具、刀具，制订加工工艺，编写加工程序，加工零件，质量检测，5S现场作业，填写生产任务工单八项内容，请完善表8-1工作计划表中的相关内容。2.选取加工设备及物料请根据活动钳口的零件图及工作计划，选取加工活动钳口零件所需要毛坯、数控设备、刀具、量具等，并填写在表8-2中。[知识准备]1.刀具长度补偿定义及作用（1）刀具长度补偿的定义CNC系统除了具有刀具半径补偿功能外，还具有刀具长度补偿功能。数控铣床在用第一把刀具正常切削工件的情况下，需更换一把稍长的刀具，若工件坐标系不变，零件将被过切，甚至会发生碰撞。为了避免加工运行过程中因经常换刀而导致刀具长度的不同给工件坐标系的设定所带来的困难，我们可以采用刀具长度补偿功能。刀具长度补偿功能使刀具在垂直于进给平面(如XY平面，由G17指定)的方向上偏移一个刀具长度修正值，因此在数控编程过程中，一般无须考虑刀具长度。刀具长度补偿的实质就是将Z轴运动的终点向正向或负向偏移一段距离。这段距离等于H指令的补偿号中存储的补偿值，可以用下面的公式表示:Z向实际位置=程序给定值±补偿值（2）刀具长度补偿的建立及作用1)建立刀具长度补偿（G43/G44指令）具体建立补偿的过程如下:当机床操作者在完成零件装夹、程序原点设置之后，根据刀具长度测量基准通过对刀过程测量出刀具的偏移量，然后在相应的刀具长度偏置寄存器中写入相应的刀具偏移量，如图8-2所示。当程序运行时，数控系统根据刀具长度补偿指令在程序给定值上偏移一个距离，

从而完成刀具长度补偿。图8-2

刀具长度补偿设置页面2)进行刀具长度补偿建立刀具长度补偿指令一经执行将一直有效。3)取消刀具长度补偿(G49指令)取消刀具长度补偿的指令，或建立新的长度补偿功能也可代替之前已建立的刀具长度补偿。4)刀具长度补偿的作用①使编程人员编写加工程序时无需考虑刀具的长度，只需考虑刀尖的位置即可。②刀具磨损或损坏后更换新的刀具时也无需重新编制加工程序，可直接修改刀具补偿值。2.刀具长度补偿指令（G43、G44）刀具长度补偿与刀具半径补偿的原理一样，如在XY平面内，半径补偿是在平面内使刀具沿着工件轮廓的法向方向偏移一个半径，长度补偿则是沿着Z轴向上或向下偏移一个距离。(1)指令格式G43G00/G01X

Y

Z

H

；G44G00/G01X

Y

Z

H

；式中G43：刀具长度正补偿；G44：刀具长度负补偿；X、Y、Z：刀具长度补偿建立的终点坐标；H：刀具长度补偿号。（2）指令说明①G43、G44为模态指令，可以在程序中保持连续有效。②在Z向运动中建立刀具长度补偿时必须使用一条Z向移动类指令引导。③刀具长度补偿号由H后加两位数字表示，用于指明刀具长度偏置寄存器的地址。寄存器中的内容为刀具Z向偏移量(补偿量)，而该补偿量是预先测量好后，在数控系统参数中人工设定的。④在程序调用补偿号时，一般情况下一把刀具匹配一个与其刀具号对应的刀具长度补偿号。如“H01”表示调用01号刀具长度偏置寄存器中的偏移量。⑤正补偿G43如图8-3（a）所示，正补偿就是刀具沿Z轴正方向进行偏置的过程，即将Z坐标尺寸字与H代码中存储的长度补偿数值相加，按其结果进行Z轴运动。即Z向实际位置=程序给定值+补偿值(Hxx)如“G90G43G00Z15H01；”，其中H01=10mm，则Z向实际到达点为15+10=25mm。⑥负补偿G44如图8-3（b）所示，负补偿就是刀具沿Z轴负方向进行偏置的过程，即将Z坐标尺寸字与H代码中存储的长度补偿数值相减，按其结果进行Z轴运动。即Z向实际位置=程序给定值-补偿值(Hxx)如“G90G44G00Z15H01；”，其中H01=10mm，则Z向实际到达点为15-10=5mm。（a）正补偿

（b）负补偿图8-3刀具长度补偿过程3.取消刀具长度补偿指令（G49）类似刀具半径补偿功能，不需要长度补偿时可以使用取消长度补偿指令（G49）取消已建立的补偿。(1)指令格式G49G00/G01Z

;(2)指令说明①后建立的长度补偿也可以取消之前建立的补偿，新补偿值会自动替代原来的补偿值，不会造成补偿值的叠加。②在Z向运动中取消刀具长度补偿时必须使用一条Z向移动类指令引导取消过程。③取消长度补偿时，不用添加长度补偿号。若建立刀具长度补偿时，补偿号为HOO也意味着取消刀具长度补偿值，如“G44G01Z10H00;4.攻螺纹循环指令（G84、G74）G84指令为攻右旋螺纹循环指令，用于加工右旋螺纹；G74指令为攻左旋螺纹循环指令，用于加工左旋螺纹。（1）指令格式G98/G99G84X__Y__Z__R__F__K__；G98/G99G74X__Y__Z__R__F__K__；式中，X、Y：螺纹孔的位置；Z：攻螺纹Z向终点坐标；R：参考平面的高度；F：进给速度（mm/min）；K：重复次数，未指定时默认为1次。（2）指令说明①G84指令使主轴从R点移至Z点时，刀具正向进给，主轴正转，攻进至孔底时主轴反转，返回到R点平面后主轴恢复正转，如图8-4所示。②G74指令使主轴攻螺纹时反转，到孔底正转，返回到R点时恢复反转，如图8-5所示。③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关系，因此，编程时要求根据主轴转速计算进给速度，计算公式如下：F=nP式中，F：进给速度，mm/min；n：主轴转速，r/min；P：螺纹导程(单线为螺距)，mm。（3）编程实例

如图8-6所示，利用G84指令编写攻M12螺纹（螺距1.75mm）的数控铣床加工程序。图8-6

G84编程实例程序：【任务实施】

1.识读零件图样（1）图样分析由图8-1可知，该零件外形为一个矩形凸台，需要加工上下表面、外轮廓、钳口台阶面、凸台面和螺纹孔。由零件图可看出，需要保证零件的外形长宽高尺寸(50×38×15)mm、钳口台阶面（5×5)mm、凸台尺寸（20×10）mm、M14×2内螺纹尺寸等。钳口台阶面及凸台的表面粗糙度均为Ra1.6μm。总之，活动钳口零件结构简单，但尺寸精度和表面粗糙度要求较高。（2）确定工件毛坯

根据图8-1可知，毛坯材料为铝材。根据零件的外形尺寸，确定的毛坯尺寸规格为55mm×20mm×45mm2.制订工艺路线3.编写程序4.加工活动钳口学习任务9螺杆固定块的加工[学习内容]

[知识目标]（1）识读螺杆固定块的零件图样，清楚其加工要素。

（2）知道镗孔的概念及刀具的选用。（3）清楚G85镗孔循环指令的编程格式及指令用途。

[技能目标]（1）能正确使用G85镗孔循环指令编写程序。（2）能根据零件的加工要求制订螺杆固定块的加工工艺。（3）能在教师的指引下正确编写螺杆固定块的加工程序。（4）能选择合适的刀具加工螺杆固定块零件。（5）能正确选用量具测量螺杆固定块零件尺寸。

[素质目标](1)在螺杆固定块钻孔加工阶段，能独立选择钻孔工具及规划钻孔方案。(2)清楚螺杆固定块的加工流程，在教师指导下，能与小组同学团结协作学习、规范操作。(3)能正确选择铰孔加工刀具，并能正确确定加工参数。(4)能根据内孔测量要求，正确选择内测千分尺。

[核心素养目标](1)能正确选用内测千分尺等精密量具精确检测零件，清楚零件的质量并提出改进意见，具备精益求精的工匠精神。(2)实操过程能严格按照文明安全生产要求规范操作，并能对不规范的行为提出规劝，具备文明安全生产意识。(3)积极参与小组合作学习，对小组学习过程中遇到的问题能共同分析并提出解决方案，具备团队合作精神。(4)能按时独立完成自己的零件加工任务，具备良好的职业意识。螺杆固定块在滑动夹具机构中是起定位、固定螺杆的作用，固定块上的两个φ7沉孔用于安装螺钉连接固定钳身，两个M4螺纹孔用于安装螺钉固定端盖，φ14mm通孔与螺杆精密配合使用，螺杆固定块保证了螺杆旋转运动的平稳与安全。数控铣床能高效、准确地进行平面、轮廓和孔的加工，根据毛坯尺寸，要求对螺杆固定块进行数控铣削加工。零件图样如图9-1所示。

[任务描述]图9-1螺杆固定块零件图[任务分析]一、制定工作计划利用数控车技能完成轴套的制作，分别需要完成选择毛坯材料、选取工量刀具、制订加工工艺、编写加工程序、加工零件、质量检测、5S现场作业、填写生产任务工单等八项内容，请完善表9-1工作计划表中的相关内容。二、选取加工设备及物料请根据导柱的零件图及工作计划，选取加工导柱零件所需要毛坯、数控设备、刀具、量具等，填写在表9-2中。[知识准备]1.镗孔的概述(1)镗孔的概述镗孔加工就是指将工件上原有的孔进行扩大或精化。它的特征是修正孔的偏心、获得精确的孔的位置，取得高精度的圆度、圆柱度和表面光洁度。所以，镗孔加工作为一种高精度加工法往往被使用在最后的工序上。例如，各种机器的轴承孔以及各种发动机的箱体、箱盖上孔的加工等。（2）镗孔刀具镗刀由刀柄和刀具组成，具有一个或两个切削部分，是专门用于对已有的孔进行粗加工、半精加工或精加工的刀具。镗刀可在镗床、车床或铣床上使用。因装夹方式的不同，镗刀柄部有方柄、莫氏锥柄和7:24锥柄等多种形式。在数控铣床上一般采用7:24锥柄镗刀，如图9-2（a）所示。微调镗刀可以在机床上精确地调节镗孔尺寸，它有一个精密游标刻线的指示盘，指示盘和装有镗刀头的心杆组成一对精密丝杆螺母副机构。当转动螺母时，装有刀头的心杆即可沿定向键做直线移动，借助游标刻度读数精度可达0.001mm,如图9-2（b）所示。双刃镗刀由分布在中心两侧同时切削的刀齿所组成，由于切削时产生的径向力互相平衡,镗削振动小，从而在加工过程中可加大切削用量，提高生产效率，如图9-2（c）所示。

图9-2镗刀

（a）锥柄镗刀

（b）微调镗刀

（c）双刃镗刀（3）镗孔切削用量镗孔一般为孔加工的最后一道工序，按加工的步骤可以分为钻孔、扩孔(小直径的孔)、铣孔(大直径的孔)和镗孔。对精度和表面粗糙度要求很高的精密镗削，一般用金刚镗床，并采用硬质合金、金刚石和立方氮化硼等超硬材料的刀具，选用很小的进给量(0.02~0.08mm/r)、切削深度(0.05~0.1mm)和高于普通镗削的切削速度。精密镗削的加工精度能达到IT7~IT6，表面粗糙度为Ra0.63~0.08μm。在精密镗孔之前，预制孔要经过粗镗、半精镗和精镗工序，为精密镗孔留下很薄而均匀的加工余量。（4）铰孔加工针对直径不很大（＜100mm）、硬度不太高的工件且有较高加工精度要求孔的精加工，常使用铰孔加工。铰孔是利用铰刀（如图9-3所示）在工件孔壁上切除微量金属层，以提高其尺寸精度和孔表面质量的加工方法。铰孔加工精度可达IT9～IT7级，表面粗糙度一般达Ra1.6～0.8μm。铰削余量是留作铰削加工的切深的大小。通常要进行铰孔的余量比扩孔或镗孔的余量要小。铰削余量太大会增大切削压力而损坏铰刀，导致加工表面粗糙度很差。余量过大时可采取粗铰和精铰分开，以保证技术要求。另外，如果毛坯余量太小会使铰刀过早磨损，不能正常切削，致使表面粗糙度值增大。一般铰削余量为0.1～0.25mm。图9-3铰刀3.镗孔循环指令G85G85指令是镗刀先快速定位至X、Y所指定的坐标位置，再快速定位至R点，接着以F所指定的进给速率向下铰削至Z点后仍以切削进给方式向上提升至R点,也可以用于铰孔、扩孔等加工，如图9-4所示。(1)指令格式G98/G99G85X__Y__Z__R__F__K__；式中，G98/G99：返回位置；X、Y：孔的位置；Z：孔底位置；R：参考平面的高度；F：切削进给速度；K：重复次数，未指定时默认为1次。

（2）指令说明X、Y、Z为刀具目标点的坐标；绝对方式时为目标点的绝对坐标，增量方式时为目标点相对于前一点的增量坐标。G98/G99决定固定循环在孔加工完成后返回R点还是起始点，G98模态下，孔加工完成后Z轴返回起始点；在G99模态下则返回R点。图9-4

G85指令动作（3）编程实例如图9-5所示，利用G85指令编写镗孔的数控铣床加工程序。

图9-5

G85编程实例程序：【任务实施】

1.识读零件图样（1）图样分析由图9-1可知，该零件为座体零件，外形结构较复杂，包含外圆弧轮廓、通孔、沉孔、螺纹孔等，零件结构合理；由零件图可看出，需要保证外形尺寸（50×20×24）mm、通孔尺寸φ14H8mm、M4螺纹孔及φ7mm沉孔的定位尺寸等，φ14通孔的表面粗糙度要求为Ra1.6μm。总之，螺杆固定块尺寸精度和表面粗糙度要求较高。

（2）确定工件毛坯

根据图9-1可知，毛坯材料为铝材。根据零件的外形尺寸，确定的毛坯尺寸规格为55mm×25mm×30mm。2.制订工艺路线3.编写程序4.加工螺杆固定块学习任务10滑动夹具的装配[学习内容]