素质目标：具备正确的社会主义核心价值观和道德法律意识；具备精益求精、追求卓越的工匠精神和严谨细致、踏实肯干的工作作风；具备良好的团队协作精神、协调能力、组织能力和管理能力。
知识目标：了解孔类零件的加工过程，掌握孔类零件图的识图方法，掌握孔类零件数控加工工艺及工艺装备的知识，理解数控编程通用指令及数控铣削指令的含义，掌握各个指令的使用方法。
能力目标：会分析孔类零件图样，能够制订孔类零件数控铣削加工工艺方案，会选择数控编程指令，能够编写出型腔类零件的数控车削程序。
如图6.3.1模块零件所示，根据零件图要求，主要掌握孔类零件的数控编程与加工，制定加工工艺方案，编制合理的数控加工程序并进行仿真调试，最后加工合格零件。
一、加工分析
（一）识读图样
1．加工内容
主要包括由外四方体表面及φ8、φ16、φ38、2×M10-6H的内孔及螺纹孔表面的加工。
2．加工精度
由图可知其加工精度各不相同，需要采用合适的加工方法及切削用量进行加工，其中有多个外形及直径尺寸精度为中等公差等级要求，需要保证总高度要求及各阶台的高度，无形位公差要求，表面粗糙度要求为Ra1.6μm。零件材料为45，加工后需去除毛刺。
（二）加工方案
利用零件的毛坯表面作为装夹表面，采用平口钳进行装夹，零件伸出高度约为22mm，先将上表面铣平，并设该平面为Z向的零点； 然后加工边长为50±0.02mm的外四边形，深度为10±0.1mm； 再加工边长为100±0.1的外四边形，深度为20mm； 接下来对各个孔进行加工，首先钻各个孔的中心孔，以保证各孔的位置度，然后首先加工φ8mm的孔，再加工2×M10的螺纹底孔，孔径为φ8.5mm，再调用M10的机用丝锥，进行攻螺纹； 接下来加工φ16mm 的孔，先调用φ14mm的底孔钻，对φ16mm的孔先进行底孔加工，然后用φ15.8mm的钻头进行扩孔加工，最后调用φ16mm的机用铰刀，进行铰孔加工，保证孔φ16mm的精度； 最后的φ38mm的孔需要采用镗孔加工，加工时要首先加工底孔然后用φ16mm的钻头进行第一次扩孔，然后用φ37.8mm的钻头进行第二次扩孔，为镗孔留下0.1-0.2mm的精镗余量，最后调整好镗刀到φ38mm最好保证在中差范围，进行镗削加工。
（三）夹 具
所给毛坯为圆柱类棒料，零件加工时需要限制工件的五个自由度，所以，预先铣出两个相互平行的平面作为装夹表面，采用平口钳进行装夹，加工反面保证总高度时应该用等高垫铁垫平，防止由于加工时工件不稳定导致歪斜。通过对刀将工件坐标系零点建立在工件的中心位置上。调头后夹持外四边形表面，加工底平面保证总高度。每次均可使用平口钳以便方便快捷地完成该零件的加工任务。如图6.3.2（a），（b）图所示。
（四）刀 具
通过对零件图的识读，可知零件的加工内容包括内外轮廓加工和各类孔加工。因此加工零件时可以选用φ16立铣刀及φ10键槽铣对内外轮廓进行加工，采用钻头、丝锥、铰刀及镗刀完成孔及螺纹孔的加工。如图6.3.3所示。
二、程序编制
（一）编程原点
选取模块零件的上表面中心为编程原点。如图6.3.4所示。
（二）编写数控程序
%1234 ；加工零件程序名。
N10 G54 G90 G00 X0 Z200 ；建立G54工件坐标系。
N20 M06 T01 M03 S600 ；调用φ16立铣刀,转速600mm/min。
N30 G43 G00 Z100 H01 M07 ；建立一号刀的长度补偿。
N40 G00 Z10 ；移动刀具。
N50 G68 X0 Y0 P45 ；以原点为旋转中心，旋转45°。
N60 D01 M98 P1000 ；调用50×50四边形加工子程序 D01=22。
N70 D02 M98 P1000 ；调用50×50四边形加工子程序 D02=14。
N80 D03 M98 P1000 ；调用50×50四边形加工子程序 D03=8.5。
N90 D04 M98 P1000 ；调用50×50四边形加工子程序 D04=8。
N100 G00 X60 Y0 ；移动刀具。
N110 Z-20 ；移动刀具。
N120 D11 M98 P2000 ；调用100×100四边形加工子程D11=8.5。
N130 D12 M98 P2000 ；调用100×100四边形加工子程D12=8。
N140 G49 G0 Z200 M09 ；取消长度补偿。
N150 M06 T02 M03 S850 ；调用A3中心钻，转速850mm/min。
N160 G43 G0 Z50 H02 M07 ；调用2号刀长度补偿。
N170 G00 Z5 ；移动刀具。
N180 G00 X-29.6 Y30 ；移动刀具。
N190 G01 Z5 F30 ；移动刀具。
N200 G99 G81 X-30 Y30 Z-13 R2 P1 F80 ；加工M10中心孔。
N210 X30 L1 ；加工φ16中心孔。
N220 Y-30 L1 ；加工M10中心孔。
N230 X-30 L1 ；加工φ8中心孔。
N240 G49 G00 Z300 M09 ；取消长度补偿。
N250 M06 T03 ；调用φ8钻头。
N260 G43 G0 Z50 H03 M07 ；调用3号刀长度补偿。
N270 M03 S750 ；主轴正转。
N280 G00 z5 ；移动刀具。
N290 G99 G81 X-30 Y30 Z-23 R2 F100 ；加工φ8的孔。
N300 G49 G00 Z300 M09 ；取消长度补偿。
N310 M06 T04 ；调用加工M10的底孔钻。
N320 G43 G00 Z50 H04 M07 ；调用4号刀长度补偿。
N330 M03 S650 ；主轴正转。
N340 G00 Z5 ；钻φ8.3底孔，转速650mm/min。
N350 G99 G81 X-30 Y30 Z-23 R2 F100 ；加工M10螺纹底孔。
N360 X30 Y-30 L1 ；移动刀具。
N370 G49 G0 Z300 M09 ；取消长度补偿。
N380 M06 T05 ；调用M10丝锥,转速320mm/min。
N390 G43 G00 Z50 H05 M07 ；调用5号刀长度补偿。
N400 M03 S320 ；主轴正转。
N410 G00 Z10 ；移动刀具。
N420 G99 G84 X-30 Y30 Z-23 R7 P1 F1.5 ；加工M10螺纹。
N430 X30 Y-30 L1 ；移动刀具。
N440 G49 G00 Z300 M09 ；取消长度补偿。
N450 M06 T06 ；调用φ14钻头。
N460 G43 G00 Z50 H06 M07 ；调用6号刀长度补偿。
N470 M03 S650 ；主轴正转。
N480 G00 Z5 ；移动刀具。
N490 G99 G81 X30 Y30 Z-24 R2 P1 F100 ；加工φ16的底孔。
N500 X0 Y0 L1 ；加工φ38底孔。
N510 G49 G00 Z300 M09 ；取消长度补偿。
N520 M06 T07 ；调用φ15.8钻头。
N530 M03 S650 ；主轴正转。
N540 G43 G00 Z50 H07 M07 ；调用7号刀长度补偿。
N550 G0 Z5 ；移动刀具。
N560 G99 G81 X30 Y30 Z-25 R2 P1 F100 ；加工φ16扩孔。
N570 X0 Y0 L1 ；φ38扩孔。
N580 G49 G00 Z300 M09 ；取消长度补偿。
N590 M06 T08 ；调用φ16绞刀。
N600 43 G00 Z50 H08 M07 ；调用8号刀长度补偿。
N610 M03 S200 ；主轴正转。
N620 G00 Z5 ；建立刀具半径右补偿。
N630 G01 Z-20 F20 ；移动刀具。
N640 G01 Z5 F200 ；移动刀具。
N650 G49 G0 Z300 M09 ；取消长度补偿。
N660 M06 T09 ；调用φ37.8钻头。
N670 G43 G00 Z50 H09 M07 ；调用9号刀长度补偿。
N680 G00 Z5 ；移动刀具。
N690 G99G83 X0 Y0 Z-25 R2 P1Q-5 K3 F100 ；加工φ38底孔。
N700 G49 G00 Z300 M09 ；取消长度补偿。
N710 M06 T10 ；换刀。
N720 G43 G00 Z50 H10 ；调用10号刀长度补偿。
N730 G00 Z5 ；移动刀具。
N740 G99 G76 X0 Y0 Z-22 R3 P1 I-0.5 J0 F60；镗φ38的孔保证加工精度。
N750 G49 G00 Z300 M09 ；取消长度补偿。
N760 M05 ；主轴停转。
M30 ；程序结束并返回程序开始处。
N770 %1000 ；50×50四边形子程序。
N780 G00 X60 ；建立刀具半径补偿。
N790 G01 Z-10 F50；移动刀具。
N800 G41 G00 X60 Y35；建立左刀补。
N810 G03 X25 Y0 R35 ；圆弧切入。
N820 G01 Y-25F100 ；移动刀具。
N830 X-25 ；移动刀具。
N840 Y25 ；移动刀具。
N850 X25 ；移动刀具。
N860 Y0 ；移动刀具。
N870 G03 X60 Y-35 R35 ；圆弧切出。
N880 G40 G00 X60 Y0 ；取消刀具半径补偿。
N890 G00 Z5；移动刀具。
N900 G00 X0 Y0 ；移动刀具。
N910 M99 ；子程序结束。
N920 %2000 ；100×100四边形加工子程。
N930 G41 X60 Y10 ；建立刀具半径补偿。
N940 G03 X50 Y0 R10 ；圆弧切入。
N950 G01 Y-50 ；移动刀具。
N960 X-50 ；移动刀具。
N970 Y50 ；移动刀具。
N980 X50 ；移动刀具。
N990 Y0 ；移动刀具。
N1000 G03 X60 Y-10 R10 ；移动刀具。
N1010 G40 G00 X60 Y0 ；取消刀具半径补偿。
N1020 M99 ；子程序结束。
三、仿真加工
（一）仿真加工准备
1．开启仿真软件，进行回零。
选择回零模式，点击+X+Y+Z，显示屏清零，刀具到达机床原点。如图6.3.5所示。
2．设置毛坯
选择长文体，设置长宽尺寸，设置高度，勾选更换工件，点击确定，如图6.3.6所示。
3．工件装夹
工艺板装夹，任选一种螺钉压紧类型，点击确定，如图6.3.7所示。
4．安装刀具
选择直径为12的端铣刀，添加中心钻，添加直径为15.75的钻头，添加直径为8的钻头，添加直径为8.5的钻头，添加直径为32的钻头，修改镗刀直径为38，修改丝攻直径为10，如图6.3.8所示。
5．选择程序
选择加工模式，点击程序按钮，录入选择并调入程序，如图6.3.9所示。
（二）仿真加工
关闭机床门，选择加工模式，点击循环启动按钮，开始仿真加工。如图6.3.10所示。
四、实际加工
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评价内容 |
分值 |
自评 |
互评 |
教师评价 |
得分 |
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工作过程 |
学习态度 |
20 |
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通识知识 |
20 |
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关键能力 |
20 |
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工作成果 |
成果质量 |
40 |
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合计 |
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1．充分利用多媒体教学，配合动画演示，解决了孔类零件的教学重点，结合小组讨论学习法，克服了本节的教学难点。
2．“精益求精的大国工匠精神”贯穿教学全过程，切实做到了对学生素质目标的培养。
3．学生在完成任务的过程，鼓励学生担当不同的角色，利用角色扮演法，增强学生的工作责任心，增强小组成员间的协作能力，组织能力和管理能力，调动学生的积极性，充分体现以学生为主体的教学特点。
4．学生对零件编程与加工的具体操作还有待于进一步优化，以便提高加工效率，提高加工质量。
