数控车床项目教学--简单圆弧轴的加工.doc

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1、Four short words sum up what has lifted most successful individuals above the crowd: a little bit more.-author-date数控车床项目教学-简单圆弧轴的加工项目五 葫芦加工数控车床项目教学简单圆弧轴的加工 侯海华【教学内容】数控车床编程与加工技术（高等教育出版社）项目四“成形面的加工”之任务一“简单圆弧的加工”。【设计理念】根据“以能力为本位，以就业为导向”的职业教育方针，构建以岗位能力为本位的专业课程新体系，注重把理论知识和技能训练相结合，教学项目内容与任务拓展相结合，突出了实践操作、

2、工艺分析和编程能力，并适当拓展相关知识，提高学生对所学知识的应用能力和综合能力。通过让学生动手去做的有效教学途径，让学生在实践的过程中有所启发，有所感悟。教师精选恰当的任务载体和正确的引导，使学生乐于接受任务，并在任务的完成的过程中获取相关知识和技能。采用分组的方法，能够增强学生团队合作精神，同时吸取别人的长处，弥补自己的不足。【教学对象】中等职业学校高二年级数控专业学生【教学课时】4课时其中：2课时（讲授+练习）数控实训车间多媒体教室2课时（机床操作+评比总结）数控实训车间【教材分析】数控车床编程与加工技术教材采用“任务驱动、项目教学”的方式编写，实际操作性强，任务直接选自企业生产实践案例，

3、具有一定的综合性、难度和代表性。【学情分析】本次课的教学对象是职高二年级学生，他们已有一学期的普通车床学习积累。在本次课前，学生已学习了“项目一 数控车床的认识”、“项目二 数控车削的准备”、“项目三 轴孔的加工”，有了一定的数控车床编程和加工基础。【教学目标】根据教学大纲和教学内容，结合学生实际，制定如下教学目标。1、最终目标： O 会加工简单圆弧成形面零件2、促成目标：（1）、知识目标 & 能读懂简单圆弧成形面零件图& 知道简单圆弧成形面零件加工的相关工艺知识& 会用G02/G03指令编圆弧面的加工程序& 能熟练应用G71/G70循环指令完成外轮廓的编程（2）、技能目标7 会正确安装工件7

4、 能正确选用刀具并安装7 会在数控系统上输入和校验程序7 能进行试切对刀，完成零件调试加工7 能完成简单圆弧成形面零件的测量（3）、情感目标J 通过对简单圆弧成形面零件的车削加工，使学生在最短时间内掌握成形面的加工方法，从而树立学习数控车工的自信心，使他们热爱自己的专业J 通过小组合作，同学间的互相帮助，培养学生团队合作精神J 养成规范的操作习惯和精益求精的工作作风【重点难点】 重点：能正确运用G02/G03指令编制圆弧轴的加工程序 难点：正确判断圆弧的顺逆方向，选择圆弧插补G02或G03指令编程【教学方法】任务驱动+小组合作+项目教学【教学准备】学生人数：中职高二年级数控专业40名以内（2人

5、一组，互相合作完成）教学环境：数控实训车间+数控实训车间多媒体教室（现场教学）零件实物：1件（讲授时展示给学生，引入项目用）零件毛坯：40件（每一组学生操作一台数控车床，提供毛坯2件）数控车床：CY-K6132 （FANUC系统） 20台【教学流程】【教学过程】教学环节教师活动学生活动实物展示任务引入1、复习：项目三 台阶轴的加工2、提问：台阶轴的外轮廓特点3、实物（简单圆弧轴）展示4、提问：零件外轮廓与台阶轴外轮廓有什么不同？5、任务引入“简单圆弧轴的加工”一边看实物，一边思考并回答零件外轮廓特征设计意图以实物的形式开始本课的教学，这样可以让学生有个感性认识，引起学生兴趣，促进思考，从而调动

6、学生学习的积极性及好奇心，激发学生的学习热情任务要求1、出示图纸2、知道简单圆弧轴的加工工艺知识思考并自由发言，和老师一起分析零件图纸、技术要求3、会用G02、G03等指令编制圆弧轴的加工程序4、能进行简单圆弧轴工件程序的编制与加工操作设计意图进一步理解零件实物的特征，明确零件各部分尺寸及公差，加工工艺知识，圆弧的编程指令等。学生已经学习了阶梯轴的编程加工，现在扩展到圆弧轴的编程加工，有新的知识有新的亮点，能够调动学生学习的欲望。任务分析1、该工件由两处外圆（24 0 -0.03、6 0 -0.03）、两段圆弧（R4、R3）和一个锥度为1:5圆锥组成；2、加工长度为48mm，用切断刀切断；3、

7、该零件所有表面的粗糙度均为Ra3.2m。在老师引导下，读懂零件图，明确加工要求设计意图明确加工要求，为以后工艺分析，刀具的选择，工具、量具的选用，切削参数的确定，表面加工粗糙度及零件编程奠定基础任务实施工艺分析1、确定装夹方案工件毛坯为35铝料，用三爪自定心卡盘一次装夹，伸出长度大约60mm，加工工件所有外形，最后切断。2、工件原点 以工件右端面与轴线交点为工件原点，建立工件坐标系（采用试切对刀建立）分组讨论，最后每组选出一名学生进行总结刀具选择刀具选用卡刀具号刀具名称刀片规格加工表面参考图片备注T010193外圆车刀35菱形R0.4外轮廓粗车精车T0202切断刀宽4mm切断切断工具量具选择工

8、具、量具选用卡序号量具名称规格精度参考图片1游标卡尺0150mm0.02mm 2外径千分尺025mm0.01mm3深度尺0150mm0.02mm4万能角度尺032025半径样板R1R6.5mm6卡盘、主轴扳手加工方案的制定数控加工工艺卡片实训项目简单圆弧轴的加工零件图号4-1系统FANUC材料铝料装夹定位简图操作步骤操作内容G功能T刀具切削用量主轴转速S（r/min）进给速度F（mm/r）背吃刀量a p（mm）1车右端面建立长度方向基准G01T0101_0.52粗车零件外轮廓G01G02/G03G71/G70T0101_23精车零件外轮廓G01G02/G03G71/G70T0101_0.54切

9、断保证总长G01T0202_编制加工程序编程原点工件右端面的中心点零件名称圆弧轴零件图号4-1编写日期2010-10-10编程系统FANUC车床型号CYK6132材料硬铝2A12-T4程序号O2010加工地点数控实训车间段号程序内容简要说明N10G21 G99 G97 G40；坐标单位为公制，进给量设定为每转进给，主轴恒转速旋转，取消刀尖圆弧半径补偿N20G00 X_ Z_；快速返回换刀点（100，100）N30T_ _；换1号外圆车刀，调用01号偏置值N40M_ S_；主轴正转600 r/minN50G00 X40 Z0；快速接近工件，准备车削右端面N60G01 X-1 F_；车右端面，进给

10、量0.1mm/rN70G00 X37 Z2；快速定位到循环起点（37，2）N80G71 U_ R_；外圆粗车循环：每次背吃刀量2mm，退刀量1mm，从N100到N190为精车刀具轨迹，X向精加工余量0.5mm，Z向精加工余量0.1mm，进给量0.2mm/rN90G71 P_ Q_ U_ W_ F_；N100G00 X6；车外圆6 0 -0.03精加工刀具轨迹N110G01 Z-8；N120X10；加工1：5锥度N130X14 Z-28；N140X16；N150G03 X24 Z-32 R4；车R4凸圆弧N160G01 Z-40；车外圆24 0 -0.03N170G02 X30 Z-43 R3；

11、车R3凹圆弧N180G01 Z-55；车外圆30N190G01 X37；退刀N200G00 X_ Z_；快速返回换刀点（100，100）N210T_ _；换1号外圆车刀调用01号偏置值N220M_ S_；主轴正转1000 r/minN230G00 X37 Z2；快速定位到循环起点（37，2）N240G70 P_ Q_ F0.1；精车循环：调用N100到N190程序段，进给量0.1mm/rN250G00 X_ Z_；快速返回换刀点（100，100）N260T_ _；换2号切断刀，调用02号偏置值N270M_ S_；主轴正转400 r/minN280G00 X37 Z-48；快速接近工件，准备切断

12、N290G01 X0 F0.05；切断，进给量0.05mm/rN300G00 X100；沿X向退刀N310Z100；沿Z向退刀N320M_；程序结束并返回程序头机床操作开启机床1、打开机床后备箱总电源（水平开启）2、启动数控车床系统电源，按钮按住2-3秒再松开3、等显示屏幕出现图形后，在出现报警状态后，信息报警指示灯会出现红色光一闪一闪的，松开急停按钮，这是由关机后按下紧急急停按钮所导致的，在按下复位键使系统复位。4、打开机床照明灯要求每位学生熟记开机过程装夹零件和刀具1、使用三爪自定心卡盘装夹定位，装夹35棒料毛坯的外表面，伸出长度大约60mm；2、在刀架1号工位上装上93外圆车刀，在2号工

13、位上装上刃宽4mm的切断刀。每组选派一名学生进行零件的装夹，刀具的安装。加工完第一个零件后，在加工第二个零件时，任务与另外一名同学对调，保证每个过程都有动手的机会对刀及验证对刀1、1号93外圆车刀对刀对刀的步骤：（1）保证机床三个坐标系统一（观察方法：坐标（POS）综合）其方法：在任何模式下，依次按坐标（POS） 综合操作 （软键扩展键） WRK-CD所有轴（2）把刀架移到靠近工件的位置（可先用手轮模式下，打到X100的档位）（3）Z向对刀。旋转主轴（如500 r/min）,此时打到X10的倍率，使刀具在Z向切入0.050.1mm,车平工件右端面，速度适中，到中心后反向退出。在刀补（OFS/S

14、ET）的偏置外形中，001处输入Z0.0，再按测量即可。（4）X向对刀。旋转主轴（如500 r/min）,此时打到X10的倍率，在X向切入0.10.2mm,长度无须多切（只要能用游标卡尺测量即可），量出直径尺寸，在刀补（OFS/SET）的偏置外形中，001处输入量出的尺寸，再按测量即可。注意：对于外圆车刀，应在刀补（OFS/SET）的偏置外形中， X方向处输入0.5 +输入。检验对刀（1）、建立一个验证对刀的程序。O0001；T0101；（1号刀）G00 X Z150;（为所量尺寸直径）M30;（2）、输入验证程序（3）、验证X向和Z向（先让刀远离工件的正方向）运行上述程序后，用手轮摇Z轴方向

15、，让刀具接近工件，直至工件直径处，看看刀尖是否与工件刚刚切过的直径处对齐。若对齐说明X向对刀正确，若有误重新对刀；接下来看那个绝对坐标系里的Z坐标数值，摇到零位，看看刀尖与工件右端面是否对齐。若对齐说明Z向对刀正确，若有误重新对刀。2、2号刃宽4mm的切断刀对刀（方法同93外圆车刀，此处略）由零件装夹刀具安装的学生进行刀具的对刀及验证对刀输入程序程序模拟1、 输入程序O20102、程序模拟的步骤：（1）机床锁住其顺序：依次按刀补（OFS/SET） （软键扩展键）中间的操作（翻页找）机械锁住（光标键至接通）（2）按模拟（CSTM/GR）G.PRM（里面进行设置，长度和直径可按真实工件输入，比例缩

16、放一般为120，视情况定）图形（旋至编辑模式（第1个），按程序（PROG），按复位（RESET）旋至自动模式（第2个），同时开启空运行功能启动（左下角绿的键）组内另外一名学生同时进行程序的输入、模拟加工。加工完第一个零件后，在加工第二个零件时，任务与另外一名（3）观察加工轨迹，与零件的图形轮廓是否符合，如果零件中有实线或虚线通过（实线代表G01、G02、G03的轨迹；虚线代表G00的轨迹），则需检查程序。如果报警了，就直接按MESSAGE，看看到底是哪行的程序出了问题（一般都是其附近的某句程序有问题），并对照给出的程序进行修改。同学对调，保证每个过程都有动手的机会加工零件1、解锁其顺序：依次按

17、刀补（OFS/SET） （软键扩展键）中间的操作（翻页找）机械锁住（光标键至关断）2、保证机床三个坐标系统一（观察方法：坐标（POS）综合）其方法：在任何模式下，依次按坐标（POS） 综合操作 （软键扩展键） WRK-CD所有轴3、关闭空运行功能，开启单段功能4、开始加工旋至编辑模式（第1个），按程序（PROG），按复位（RESET）旋至自动模式（第2个），倍率转至20%关上安全门启动（左下角绿的键），观察里面的状况，一下一下按启动键（随时准备按急停）到达工件外面点时，倍率转至100%，继续一下一下按启动键正常加工几刀以后，关闭单段功能，按启动键（随时准备按急停）直至程序结束。5、测量6、去余

18、量如量出的尺寸还有0.55的余量，其公差为下公差3丝，则在刀补（OFS/SET）的偏置外形中，001 X方向处输入-0.56 +输入。7、精加工运行旋至编辑模式（第1个），按程序（PROG），按复位（RESET），按往下的光标键找到第二次换刀的位置（如T0101，跳过G71的粗加工程序）旋至自动模式（第2个），关上安全门启动（左下角绿的键）观察里面的状况（随时准备按急停）直至程序结束。注意：刚开始要加工时，务必将快速修调参数调至20%。由进行程序输入、模拟加工的学生进行零件加工设计意图每2名学生一组，组内既有分工又有合作。数控车床加工是操作性很强的工种，必须经过实践操作才能掌握技能。实践操作使

19、学生在课堂学到的理论知识，转化为操作技能。学生在学中做，同时又在做中学，提高了学习的积极性，学生全身心地投入，尽自己最大能力理解并记忆。任务评1、零件自检、互检，并填写检验记录2、检验记录与零件一起上交给教师3、教师根据零件加工情况得出成绩，并现场进行总结零件进行自检和组内互检，能够及价检验记录表 时发现加工中的不足与长处，培养自检能力班级姓名产品等次检测项目评分标准配分自评师评机床操作1按步骤开机、检查、润滑52切削用量选择合理53输入程序,检查及修改54程序轨迹检查55工、夹、刀具的正确56安全文明生产5工作态度7行为规范、纪律表现5外圆86 0 -0.03 Ra3.2684924 0 -

20、0.03 Ra3.2643410305总长1148 Ra3.26锥度12145131:5锥度 Ra3.2614284其他15倒圆角 R4316倒圆角R3317未注倒角R0.5318整体外形及表面粗糙度10综合得分100产品等次100-8585-7575-6060以下一等品二等品三等品次品教学反思【知识链接】相关编程知识（1）外圆/内孔粗加工切削循环G71指令 外圆/内孔粗加工切削循环，适于切削余量较大，而且工件是沿径向单调递增或递减。编程格式：G71 U(d) R(e)； G71 P(ns) Q (nf) U(u) W(w) F(f) S(s) T(t)； 说明：d背吃刀量，无正负号，半径指定

21、；e退刀量；ns精加工轮廓程序段中开始程序段的段号；nf精加工轮廓程序段中结束程序段的段号；uX轴向精加工余量，直径指定；wZ轴向精加工余量；fF代码（进给量）。（2）精加工循环G70指令由G71完成粗加工后，可以用G70进行精加工。精加工时，G71程序段中的F、S、T指令无效，只有在nsnf程序段中的F、S、T才有效。编程格式： G70 P(ns) Q (nf) F(f)； 说明：ns精加工轮廓程序段中开始程序段的段号；nf精加工轮廓程序段中结束程序段的段号；fF代码（进给量）。（3）圆弧顺时针插补G02指令；圆弧逆时针插补G03指令指令格式：圆弧顺时针插补G02G02 X（U）_ Z（W）

22、_ R_ F_ ；G02 X（U）_ Z（W）_ I_ K_ F_ ；圆弧逆时针插补G03G03 X（U）_ Z（W）_ R_ F_ ；G03 X（U）_ Z（W）_ I_ K_ F_ ； 说明：1）、用绝对尺寸编程时，X、Z为圆弧终点坐标；2）、用增量尺寸编程时，U、W为圆弧终点相对起点的增量值； 3）、R是圆弧半径，当圆弧所对应的圆心角小于等于180时，R取正值，当圆弧所对应点的圆心角大于180时，R取负值；4）、无论是用绝对编程还是用增量编程，I、K都为圆心在X、Z轴方向相对圆弧起始点的坐标增量，I是半径值。若程序段中间同时出现I、K和R时，以R为优先，I、K无效。5）、F为进给量。【知

23、识拓展】1、刀具选用卡刀具号刀具名称刀片规格加工表面参考图片备注T010193外圆车刀35菱形R0.4外轮廓粗车精车T0202切断刀宽4mm切断切断2、工具、量具选用卡序号量具名称规格精度参考图片1游标卡尺0150mm0.02mm2外径千分尺025mm0.01mm3深度尺0150mm0.02mm4万能角度尺032025半径样板R1R6.5mm6卡盘、主轴扳手3、数控加工工艺卡片实训项目圆弧轴II的加工零件图号4-2系统FANUC材料铝料装夹定位简图操作步骤操作内容G功能T刀具切削用量程序号主轴转速S（r/min）进给速度F（mm/r）背吃刀量a p（mm）1车右端面，建立长度方向基准G01T0

24、1016000.10.5O20112粗车零件外轮廓G01G02/G03G71/G70T01016000.223精车零件外轮廓G01G02/G03G71/G70T010110000.10.54切断，保证总长G01T02024000.054、编制加工程序编程原点工件右端面的中心点零件名称圆弧轴II零件图号4-2编写日期编程系统FANUC车床型号CYK6132材料硬铝2A12-T4程序号O2011加工地点数控实训车间段号程序内容简要说明N10G21 G99 G97 G40；坐标单位为公制，进给量设定为每转进给，主轴恒转速旋转，取消刀尖圆弧半径补偿N20G00 X_ Z_；快速返回换刀点（100，10

25、0）N30T_ _；换1号外圆车刀，调用01号偏置值N40M_ S_；主轴正转600 r/minN50G00 X47 Z0；快速接近工件，准备车削右端面N60G01 X-1 F0.1；车右端面，进给量0.1mm/rN70G00 X_ Z_；快速定位到循环起点（42，2）N80G71 U_ R_；外圆粗车循环：每次背吃刀量2mm，退刀量1mm，从N100到N170为精车刀具轨迹，X向精加工余量0.5mm，Z向精加工余量0.1mm，进给量0.2mm/rN90G71 P_ Q_ U0.5 W0.1 F0.2；N100G00 X14；精加工刀具轨迹N110G01 Z0；N120G03 X20 Z-3

26、R3；车R3凸圆弧N130G01 Z-25；车外圆20N140G02 X32 Z-31 R6；车R6凹圆弧N150G03 X40 Z-35 R4；车R3凸圆弧N160G01 Z-54；车外圆40N170G01 X47；退刀N180G00 X_ Z_；快速返回换刀点（100，100）N190T_ _；换1号外圆车刀，调用01号偏置值N200M_ S_；主轴正转1000 r/minN210G00 X_ Z_；快速定位到循环起点（47，2）N220G70 P_ Q_ F0.1；精车循环：调用N100到N170程序段，进给量0.1mm/rN230G00 X_ Z_；快速返回换刀点（100，100）N240T_ _；换2号切断刀，调用02号偏置值N250M_ S_；主轴正转400 r/minN260G00 X47 Z-54；快速接近工件，准备切断N270G01 X0 F0.05；切断，进给量0.05mm/rN280G00 X100；沿X向退刀N290Z100；沿Z向退刀N300M_；程序结束并返回程序头-