数控车削编程教案.doc

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1、包头职业技术学院教案首页课程名称数控车削编程与操作加工学习情境名称学习情境4.1授课时数8总学时120授课班级授课日期工作任务锥轴练习件的车削加工职业能力要求1.能操作数控车床。2.能在数控车床上完成锥轴类零件的加工。3.具有手工编制锥轴类零件数控车床加工程序的能力。4.具备制订锥轴类零件数控车床加工工艺基本能力。5.能使用三爪卡盘正确装夹该零件。6.能处理现场简单编程、操作、加工技术问题。7.能对数控车床进行常规日常维护。8.能对锥轴类零件进行初步评价及分析。9.具有良好的职业综合素养和工作态度。教学内容1.锥轴练习件工艺信息分析方法。2.锥轴练习件加工顺序确定方法。3.锥轴练习件刀具、夹具

2、的选择及使用。4.锥轴练习件工件坐标原点、走刀路线的确定方法。5.编制锥轴练习件数控车床加工程序的方法。6.锥轴练习件虚拟及实际操作加工方法。7.使用游标卡尺对锥轴练习件进行质量检测的方法。8.锥轴练习件加工质量评价及超差原因分析的基本方法。 教学资源文本、课件、仿真软件、网络、 CK6136S数控车床、教学视频、参考资料教学环境数控加工实训中心实训基地、数控编程与仿真加工实训中心、“教、学、做一体化” 多媒体教学平台指导教师编制时间学习情境4.1锥轴练习件的车削加工第一部分：工作任务描述一、加工零件项目工作任务名称：锥轴练习件的车削加工 二、零件类型描述：该零件属于较简单的圆锥轴类零件，是使

3、用数控车床加工的基本零件轮廓形状。是数控车削加工中难度较低的基本零件之一。 三、任务内容描述： 如前图所示，已知该零件毛坯材料为LY12，毛坯尺寸为45mm100mm的棒料。制定零件加工工艺，编写零件加工程序，并在仿真软件上进行虚拟操作加工，最后在数控车床上进行实际操作加工，并对加工后的零件进行检测、评价。第二部分：学习情境教学设计学习领域5：数控车削编程与操作加工总学时120学习情境4.1：锥轴练习件的车削加工课时8学习目标学习内容1.掌握锥轴练习件加工工艺制定方案。2.掌握锥轴练习件编程方法并能在仿真软件上进行虚拟操作加工。3.能将零件正确安装在三爪卡盘上。4.能将外圆车刀正确安装在刀架上

4、。5.正确摆放操作加工所需工具、量具。6.能按操作规范合理使用CK6136S卧式数控车床，并完成带圆锥面阶梯轴零件的加工。7.能正确使用游标卡尺对锥轴练习件进行检测。8.能对所完成的零件进行评价及超差原因分析。1.根据零件图纸进行零件工艺信息分析，确定加工顺序，并填入相应的卡片中。2.合理选择适合该零件加工的刀具，并完成相应卡片的填写。3.合理选择适合该零件加工的切削用量，并完成相应卡片的填写。4.合理选择该零件工件坐标原点，确定走刀路线，并完成相应卡片的填写。5.根据该零件编程要求计算基点坐标，完成相关的尺寸链计算。6.根据该零件的加工要求编制程序清单，进行虚拟及实际操作加工。7.正确选择并

5、使用游标卡尺对该零件进行检测，并完成相应卡片的填写。8.学习零件加工质量评价及超差原因分析的方法。学习环节教学方法1.制定工艺方案2.编制程序、仿真操作加工3.实际操作加工4.零件检测5.学习评价宏观教学方法微观教学方法引导文教学法项目教学法任务单元训练法演示法讲述法讨论法仿真法实操法引导法讲解法范例法教学内容教学设计学习环节一：制定工艺方案1.1分析零件图工艺信息：教师布置工作任务，学生资讯，教师解惑，学生填写零件图工艺信息分析卡片，见表1-1。表1-1 零件图工艺信息分析卡片单位名称包头职业技术院班级学号姓名成绩零件名称C04-01零件名称锥轴练习件材料牌号LY12分析内容分析理由形状、尺

6、寸大小该零件的加工面由端面、外圆柱面、倒角面、圆锥面组成。形状比较简单，是较典型的短轴类零件。因此，可选择现有设备CK6136S卧式数控车床，刀具可选12把外圆车刀即可完成。结构工艺性该零件的结构工艺性好，便于装夹、加工。因此，可选用标准刀具进行加工。几何要素尺寸标注该零件轮廓几何要素定义完整，尺寸标注符合数控加工要求，有统一的设计基准，且便于加工、测量。精度表面粗糙度该零件外圆柱面、，长度尺寸精度要求较高，其中外圆柱面尺寸公差等级为IT9-IT10级，图中未注尺寸公差按IT12级处理。该零件表面质量要求为Ra3.2。由于该零件精度和表面质量要求不太高。因此，可考虑采用以下加工方案：粗车半精车

7、。材料及热处理该零件所用材料LY12为高合金硬铝，硬度为105HB，加工性能等级代号为2，属易切削金属材料。因此，选硬质合金或涂层刀具材料均可，在加工时不宜选择过大的切削用量，切削过程中可不加冷却液。其它技术要求该零件要求锐角倒钝，故编程时在锐角处安排1450的倒角。生产类型、定位基准该零件生产类型为单件生产，因此，要按单件小批生产类型制定工艺规程。由于该零件生为单件生产，因此，定位基准可选在外圆表面。学生资讯记录： 一学习环境设计：环节1：“教、学、做一体化” 多媒体教学平台环节2：数控编程与仿真加工实训中心环节3：数控加工实训中心实训基地环节4：数控加工实训中心工量具室环节5：数控加工实训

8、中心备料室二学习方法设计：1.教师采用引导文教学法引导学生进入学习情境2.教师布置项目工作任务，对教学班级进行分组，提出问题，学生进行资讯3.教师当学生，参与学生分组讨论，听取学生决策4.学生根据零件图完成学习环境的实施5.教师讲述、演示、解惑、6.学生对加工后的零件进行自检互评7.由教、学、做逐渐过渡为做、学、教，做中学，学中做，边学、边做、边修正三学习环节设计：环节一：制定工艺方案1.1分析零件图工艺信息：教师布置工作任务，学生资讯，教师解惑教学内容教学设计1.2确定加工顺序：小组讨论，听取学生的决策意见，学生填写卡片，见表1-2。表1-2 加工顺序卡片单位名称包头职业技术学院班级学号姓名

9、成绩零件图号零件名称使用设备场地C04-01锥轴练习件CK6136S数控车床数控加工实训中心程序编号00001材料牌号LY12数控系统HNC-21T工步序号工步内容确定理由量具选用备注名称量程1车端面车平端面，建立长度基准，保证工件长度要求。车削完的端面在后续加工中不需再加工。0.02mm游标卡尺0-150mm手动2粗车各外圆表面较短时间内去除毛坯大部分余量，满足精车余量均匀性要求。0.02mm游标卡尺0-150mm自动3精车各外圆表面保证零件加工精度，按图纸尺寸，一刀连续车出零件轮廓。0.02mm游标卡尺0-150mm自动小组讨论：1.2确定加工顺序：小组讨论，听取学生的决策意见教学内容教学

10、设计1.3选择刀具：教师提出问题，学生查阅资料，听取学生的决策意见，学生填写刀具卡片，见表1-3。数控车床一般均使用机夹可转位车刀。本零件为铝材，对刀片材料无特殊要求，刀片均选用常用的涂层硬质合金刀片。对于本例由于有球面的加工。机夹可转位车刀所使用的刀片为标准角度，选择菱形刀片适合加工本工件，刀尖角选择80。粗精车外圆主偏角93，所选刀片刀尖圆弧半径为0.4mm。 表1-3 刀具卡片 单位名称包头职业技术学院班级学号姓名成绩零件图号C04-01零件名称锥轴练习件工步号刀具号刀具名称刀具参数刀片材料偏置号刀柄型号刀尖半径刀尖方位刀片型号1T0193外圆车刀0.43DCMT11T304-HF涂层硬

11、质合金SDJCR2020K11（20X20）2T0193外圆车刀0.43DCMT11T304-HF涂层硬质合金01SDJCR2020K11（20X20）3T0193外圆车刀0.43DCMT11T304-HF涂层硬质合金01SDJCR2020K11（20X20）问题：1.3选择刀具：教师提出问题，学生查阅资料,听取学生的决策意见教学内容教学设计1.4选择切削用量：小组讨论，学生查阅资料，听取学生的决策意见，学生填写切削用量卡片，见表1-4。粗加工：首先取ap=3.0 mm；其次取f=0.2mm/r；最后取Vc=120 m/min。然后根据公式计算出主轴转速=1000r/min，根据公式=计算出进

12、给速度=200mm/min，填入表1-4中。精加工:首先取ap=0.3mm；其次取f=0.08mm/r；最后取Vc=200 m/min。然后根据公式计算出主轴转速=1500r/min，根据公式=计算出进给速度=100mm/min，填入表1-4中。表1-4 切削用量卡片单位名称包头职业技术学院班级学号姓名成绩零件图号C04-01零件名称锥轴练习件工步号刀具号切削速度Vc（m/min）主轴转速（r/min）进给量f（mm/r）进给速度vf（mm/min）背吃刀量ap（mm）12T01120100002200303T01200150000812003小组讨论：1.4选择切削用量：学生查阅资料,小组讨

13、论,听取学生的决策意见教学内容教学设计1.5确定工件零点，绘制走刀路线图：学生绘制数控加工走刀路线图卡片，见表1-5。表1-5 数控加工走刀路线图卡片 注意的问题 1.5确定工件零点，绘制走刀路线图：教学内容教学设计1.6数学处理：该零件在粗加工时所用各基点坐标大部分都可由图直接得到。该零件主要尺寸的程序设定值计算：一般取为工件尺寸的中值。如本例尺寸为，则编程尺寸为29.965。另外加工倒角时需计算倒角延长线。计算方法如下： 延长线起点：已知 Z=5, 则粗加工圆锥面时其基点坐标需要计算，同时1：4锥面长度也需要计算。而精加工路线按照图纸轮廓进行即可。1、 圆锥长度计算为2、 L：圆锥长度3、

14、 ：圆锥的直径差（大端直径-小端直径）大端直径减小端直径然后比上长度等于1：4，算的长度为40mm。4、 粗加工路线各基点坐标计算如下第一刀：X42 、Z-70 第二刀: X39 、Z-60第三刀：X36 、Z-52第四刀：X33 、Z-40第五刀：X31 、Z-281.6数学处理：教学内容教学设计学习环节二：编制数控加工程序、仿真操作加工2.1编制程序清单，并填入表1-6。 表1-6 数控加工程序清单包头职业技术学院数控加工程序清单零件图号零件名称班级学号姓名成绩C04-01锥轴练习件程序名O0001子程序名%1111T0101G95M03 S1000G00 X100 Z100X48 Z2G

15、O1 X42 F200 Z-70X48Z2X39Z-60X44Z2X36Z-52X40Z2X33Z-40X36Z2X31Z-28X33Z2G00 X100 Z100T0202G00 X48 Z2G01 X24 F120 S1500X30 Z-2Z-20X40 Z-60Z-70X48G00 X100Z100M30%工步及刀具说明粗车外圆各表面。T0101粗加工第一刀：X42 、Z-70 第二刀: X39 、Z-60第三刀：X36 、Z-52第四刀：X33 、Z-40第五刀：X31 、Z-28精车外圆表面。T0202加工前先设置相应刀具参数。加工结束后进行尺寸修调。教学内容环节二：编制数控加工程序

16、，仿真操作加工2.1编制程序清单教学设计2.2仿真操作加工2.2.1打开vnuc3.0数控仿真加工与远程教学系统、选择机床2.2.2机床回零点2.2.3选择毛坯、材料、夹具、安装工件2.2.4安装刀具2.2.5建立工件坐标2.2.6上传NC语言2.2.7自动加工2.2仿真操作加工教学内容教学设计学习环节三：实际操作加工3.1毛坯、刀具、工具、量具准备将45mm100mm的棒料毛坯正确安装在三爪卡盘上.将93外圆车刀正确安装在刀架1号刀位上，95外圆车刀正确安装在刀架2号刀位上。正确摆放所需工具、量具。3.2程序输入与编辑开机回参考点输入程序程序图形校验3.3零件的数控车削加工主轴正转X向对刀，

17、Z向对刀，设置工件坐标系进行相应刀具参数设置自动加工环节三：实际操作加工3.1毛坯、刀具、工具、量具准备3.2程序输入与编辑3.3零件的数控车削加工教学内容教学设计学习环节四：零件检测4.1学生对加工完的零件进行自检学生使用游标卡尺进行检测。4.2教师与学生共同填写零件质量检测结果报告单，见表4-1。表4-1 零件质量检测结果报告单单位名称包头职业技术学院班级学号姓名成绩零件图号C04-01零件名称锥轴练习件序号考核项目考核内容及要求配分评分标准学生检测教师检测备注1外圆IT10超差0.01 mm扣3分2Ra8降一级扣2分3IT10超差0.01 mm扣3分4Ra8降一级扣2分5锥度1:4IT8

18、超差0.01 mm扣3分6Ra4降一级扣1分7长度200.1IT5超差0.1 mm扣2分870IT5超差0.05 mm扣2分9倒角1处2一处未倒扣2分4.3小组互相检查、点评单位名称包头职业技术学院零件名称零件图号小组编号锥圆练习件班级学号姓名表现零件质量排名4.4教师填写考核结果报告单，见表4-2。表4-2考核结果报告单单位名称包头职业技术学院班级学号姓名成绩序号项目考核内容配分标准%配分得分项目成绩1零件质量（40分）圆柱面50%20圆锥面10%4长度30%12凹圆面10%42工艺方案制定（20分）学习环节1.1分析零件图工艺学习环节1.2确定加工顺序学习环节1.3选择刀具学习环节1.4选

19、择切削用量环节1.5确定工件零点，绘制走刀路线图3编程仿真（15分）学习环节2.1程序编制学习环节2.2仿真操作加工4刀、夹、量具使用（10分）游标卡尺使用R规使用刀具的安装工件的安装5安全文明生产（10分）6团队协作（5分）出现的问题环节四：零件检测4.1引导学生对加工完的零件进行检测4.2教师与学生共同填写零件检测4.3小组互相检查4.4教师填写考核教学内容教学设计学习环节五：学习评价5.1加工质量分析报告 表5-1 加工质量分析表单位名称包头职业技术学院零件名称零件图号锥圆练习件C04-01班级学号姓名成绩超差形式原 因外圆尺寸精度超差读尺有误或测量方法有误外圆表面粗糙度不达要求切削用量

20、选择不当；刀刃有磨损；加工刚性不够；冷却液问题5.2个人工作过程总结表5-2 个人工作过程总结单位名称包头职业技术学院零件名称零件图号锥圆练习件C04-01班级学号姓名成绩 环节五：学习评价 教学内容教学设计5.3小组总结报告表5-3 小组总结报告表单位名称包头职业技术学院零件名称零件图号凹圆练习件C04-03班级组名 5.4小组成果展示表5-4、5-5注：附最终加工零件单位名称包头职业技术学院数 控 加 工 工 序 卡 片零件名称零件图号材料牌号材料硬度工序名称工序号程序编号加工车间设备名称设备型号夹具名称工步号工 步 内 容刀具号刀具规格mm使用工步号量具切削速度m/min主轴转速r/min进给量mm/r进给速度mm/min背吃刀量mm进给次数备注编 制审 核批 准共 页第 页表5-4 数控加工工序卡片表5-5 数控加工刀具卡片单位名称包头职业技术学院数控加工刀具卡片零件名称零件图号材料牌号材料硬度工序名称工序号程序编号加工车间设备名称设备型号夹具名称工 步 号刀 具 号刀具名称刀具参数刀具（片）材料偏置号刀柄型号备注 刀具（尖）直（半）径mm半径补偿量mm长度（位置）补偿量mm刀尖方位半径长度编 制审 核批 准共 页第 页