数控加工工艺与编程项目七教案

学习情境七：综合轴的加工学习情境综合轴的加工参考学时教学内容1、能够在仿真平台上按图样要求完成工件的加工；2、能够合理拟订加工方案，较熟练的编制典型零件的加工程序。教学目标1、职业能力目标（1）具有与设计人员、工艺人员、操作人员沟通的能力；（2）具有读图、识图、分析零件图的能力；（3）具有零件工艺分析能力；（4）具有数控编程的能力；（5）具有查阅资料及相关应用手册的能力；（6）善于观察、思考、自主学习及创新能力。2、专业知识目标通过典型零件的程序编制，掌握数控车床的编程特点及原则。3、社会能力：（1）团队协作意识及方法；（2）语言表达能力。教学重点难点与解决方法1．教学重点工件的加工工艺分析2．教学难点（1）粗、精加工走刀路线合理安排；（2）充分利用每一把刀，尽量减少换刀次数；（2）加工方法的选择。3.解决方法（1）图形示例，零件加工仿真；（2）查阅专业书籍及相关设计手册；（3）咨询企业相关人员或教师；教学条件1．教室、多媒体；2．校内实训机房、数控加工仿真软件；3．生产性实习车间、数控车床。教学方法多媒体讲授理论知识；仿真软件练习掌握数控机床操作面板及基本指令加工；数控机床实际操作练习掌握基本能力。学习情境七：综合轴的加工（详案）教学过程的实施步骤教学内容教学方法时间情景描述（咨询）1．给出零件图；2．给出零件的信息及加工要求；3．分析零件特点，指导学生自学内容。教师介绍；学生自学制定加工工艺（计划）1．工件的装夹与定位；2．加工路线的确定；3．切削用量的选择；4．刀具的选择；5．机床及数控系统的选择。学生自主确定加工方案编制零件加工程序（决策）1．学生根据制订的加工工艺编写加工程序；2．教师引导学生编制程序的可操作性学生自主确定加工方案数控仿真和实操加工（实施）1.数控系统面板的应用；2.零件数控仿真加工；3.零件实操加工。教师指导；学生操作检测加工零件(检查)1．零件的尺寸精度检测；2．零件加工质量评估；3．总结。教师点评任务扩展1.热处理工序的安排；2．辅助工序的安排；3．模态指令的含义；4．学习应用教师讲授课后自学评价完成情况（60%）方法能力（20%）创新意识（20%）一、学习情景描述（一）给学生发放零件图，给出该零件的信息和加工要求。图示零件毛坯尺寸为φ52mm的棒料，材料为45钢，无热处理和硬度要求，不切断。要求对零件进行数控加工工序卡的编制，并进行数控车削加工工艺分析，进行程序编制、加工。二、制订加工工艺1．零件图的工艺分析该零件表面由圆柱面、圆锥面、圆弧面及螺纹等表面组成。零件图纸尺寸标注完整，符合数控加工尺寸标注要求；轮廓描述清楚完整；零件材料为45钢，切削加工性能较好，无热处理和硬度要求。为便于装夹该零件，坯件左端应预先车出夹持部分，右端面也应先粗车并钻好中心孔。2．装夹与定位工件左端采用三爪自定心卡盘定心夹紧，右端采用活动顶尖支承的装夹方式。3．确定加工顺序及进给路线加工顺序按先粗后精、先近后远的原则确定，即先从右到左进行粗车（留0.25mm精车余量），然后从右到左进行精车，最后车削螺纹。可采用粗车复合循环指令和车螺纹循环功能，机床数控系统就会自动确定其进给路线，因此，该零件的粗车循环和车螺纹循环不需要人为确定其进给路线（但精车的进给路线需要人为确定，沿零件表面轮廓从右到左描述）。4．选择刀具(1)选用φ5mm中心钻钻削中心孔；(2)粗车及平端面选用90°硬质合金车刀；(3)精车选用90°硬质合金车刀；(4)刀宽为4mm的切槽刀；(5)车螺纹选用硬质合金60°外螺纹车刀。刀具编号为T05中心钻、T01为外圆粗车刀、T02为外圆精车刀、T03为切槽刀、T04为外螺纹车刀。5．确定切削用量(1)背吃刀量的选择轮廓粗车循环时选ap=2.5mm，精车时选ap=0.25mm。(2)主轴转速的选择粗车为800r/min，精车为1200r/min，车螺纹时主轴转速为320r/min。(3)进给速度的选择根据加工实际情况确定粗车每转进给量为0.5mm/r，精车每转进给量为0.1mm/r。6．选择机床和数控系统(1)机床型号机床型号为CK6132-Ⅱ型数控车床。(2)数控系统采用广数928TD数控系统7．数控加工工序卡综合上述内容，制订该零件数控车削加工工序卡片，见表7-1。表7-1数控加工工序卡片单位名称德州科技职业学院产品名称或代号零件名称零件图号综合轴加工夹具名称使用设备车间三爪卡盘和活动顶尖CK6132-Ⅱ型数控车床工步号工步内容刀具号刀具类型主轴转速/(r·min-1)进给速度/(mm·min-1)背吃刀量/mm备注1平端面T01硬质合金90°外圆车刀500手动2钻中心孔T05φ5mm中心钻950手动3粗车轮廓T01硬质合金90°外圆车刀5002003自动4精车轮廓T03硬质合金90°外圆车刀0.25自动5车螺纹T04硬质合金60°外螺纹车刀自动四、编制零件加工程序（一）确定工件坐标系、对刀点和换刀点1.根据零件图纸的尺寸标注特点及基准统一的原则，选择零件右端面与轴心线的交点作为工件原点，建立工件坐标系。2.采用手动试切对刀方法把该点作为对刀点。3.换刀点设置在工件坐标系下X100、Z100处。（二）编制零件加工程序1.编程分析该零件结构要素有圆柱面、圆锥面、圆弧面、螺纹等，为保证尺寸精度和表面粗糙度要求，应将粗、精加工分开进行。对于轮廓粗车可采用复合粗车循环切削指令G71加工，螺纹采用螺纹循环切削指令G92加工。采用直径编程方式，直径尺寸编程与零件图纸中的尺寸标注一致，编程较为方便。2.加工程序清单O0001N10T0101N20G00X100Z50N30M03S800N40X55Z5N50G71U2.5R1N60G71P70Q180U0.5W0.25F0.5N70G01X30F0.1N80Z0N90X34Z-2N100Z-30N110X38N120X50W-25N130W-20N140G03W-30R35N150G01W-15N160X52N170W-35N180X55N190G00X50Z50N200T0202S1200N210X55Z5N220G70P70Q180N230G00X50Z50N240T0303N250G00X45Z-30N260G01X30F0.1N270X45N280G00Z5N290X50Z50N300T0404S320N310G00X36Z5N320G92X33Z-28F2N330X32.5N340X31.9N350X31.5N360X31.5N370X31.4N380G00X50Z50N390M30（三）加工程序的检验、修改通过学生之间的讨论、对比、分析，进行自评，学生对自己编写的数控加工程序进行检验、修改。教师对学生编制的程序进行指导、点评，对出错点进行讲解，最后学生对自己的程序进行修改，从而制订出正确的加工程序。五、数控仿真和实操加工1．零件的数控仿真使用数控加工仿真软件对加工程序进行检验，正确进行数控加工仿真的操作完成零件的仿真加工。2．零件的实操加工通过仿真加工，确定零件程序的正确性后，在数控实训车间对零件进行实际操作加工。六、零件的检测1．利用游标卡尺、外径千分尺、表面粗糙度工艺样板等量具测量工件，学生对自己加工的零件进行检测，包括尺寸精度的检测和零件加工质量的检测。2．教师对学生加工零件进行检测，并做出点评。七、学习应用加工图7－2所示零件，零件毛坯为φ50mm×140mm的棒料，材料为45钢，完成零件的数控加工，车削加工至图纸尺寸。要求：1.进行数控加工工序卡的编制；2.制订工件的加工工艺；3.进行数控加工程序编制；4.进行数控加工仿真。图7－2附件1：学习任务图示零件毛坯尺寸为φ52mm的棒料，材料为45钢，无热处理和硬度要求，不切断。要求对零件进行数控加工工序卡的编制，并进行数控车削加工工艺分析，进行程序编制、加工。附件2：数控加工工序卡片单位名称德州科技职业学院产品名称或代号零件名称零件图号夹具名称使用设备车间工步号工步内容刀具号刀具类型主轴转速/(r·min-1)进给速度/(mm·min-1)背吃刀量/mm备注123456789101112131415附件3：评分表数控车工考核评分表班级姓名学号检测项目技术要求配分评分标准检测结果得分机床操作1按步骤开机、检查、润滑4不正确无分2回机床参考点4不正确无分3按程序格式输入程序，检查及修改4不正确无分4程序轨迹检查4不正确无分5工、夹、刀具正确安装4不正确无分6按指定方式对刀4不正确无分7检查对刀5不正确无分外圆8Φ387超差0.01扣4分，降级无分9Φ507超差，降级无分10Φ527超差0.01扣4分,降级无分长度11266超差无分12256超差无分13206超差无分1490615156161206其它18M3028不符无分19245°6不符无分17安全操作规程违反扣总分10分/次总配分100总得分零件名称图号加工日期年月日加工开始时分停工时间分钟加工时间检测加工结束时分停工原因实际时间评分附件4：加工图示零件，零件毛坯为φ50mm×140mm的棒料，材料为45钢，完成零件的数控加工，车削加工至图纸尺寸。要求：1.进行数控加工工序卡的编制；2.制订工件的加工工艺；3.进行数控加工程序编制；4.进行数控加工仿真。