簡(jiǎn)單階梯軸加工教學(xué)設(shè)計(jì)

1、簡(jiǎn)單階梯軸加工教學(xué)設(shè)計(jì)教學(xué)對(duì)象班級(jí)人數(shù)授課教師授課日期課型理實(shí)一 體化教 學(xué)授課學(xué)時(shí)教學(xué)內(nèi)容模塊二軸類零件加工 課題一簡(jiǎn)單階梯軸加工教學(xué)目標(biāo)通過(guò)學(xué)習(xí)，學(xué)生能夠：應(yīng)用常用編程指令，制定簡(jiǎn)單階梯軸加 工工藝，編制階梯軸類零件程序，完成圖 2-6零件加工。知識(shí)技能態(tài)度.掌握N F、M G等指令；.掌握G0Q G01指令及應(yīng) 用；.會(huì)編寫簡(jiǎn)單數(shù)控加工程 序；.會(huì)制簡(jiǎn)單階梯軸加工工 藝。.熟練裝夾工件、刀 具；.熟練機(jī)床基本操作；.掌握單段加工、自 動(dòng)加工零件方法。-.質(zhì)量意 識(shí)；.認(rèn)真態(tài)此.鉆研精 神。教學(xué)重點(diǎn) 與難點(diǎn).掌握G0Q G01指令及應(yīng)用；.會(huì)編寫簡(jiǎn)單數(shù)控加工程序；.單段加工、自動(dòng)加工零件。

2、教學(xué)方法講授、問(wèn)答、圖示、討論、分析、總結(jié)、演示、訓(xùn)練教學(xué)資源.法那克系統(tǒng)或西門子系統(tǒng)數(shù)控車床 23人/臺(tái)；.外圓粗、切槽力每臺(tái)機(jī)床1把；.刀架扳手、卡盤扳手、劃線盤每臺(tái)機(jī)床 1付，墊鐵若干；.游標(biāo)卡尺每臺(tái)機(jī)床各1把；本課題是學(xué)生剛剛接觸零件程序編寫及零件自動(dòng)加工，故對(duì)零 件精度方面沒(méi)有要求，只要求學(xué)生做出零件外形輪廓即可。教學(xué)設(shè)計(jì)說(shuō)明教學(xué)中為保證學(xué)生能自動(dòng)加工出圖示零件， 必須掌握常用指令G 00、G01等應(yīng)用，會(huì)安排切削工藝，編寫零件加工程序，因此，常 用G0。G01等指令，零件程序的編寫為本課題理論部分教學(xué)重點(diǎn)， 技能學(xué)習(xí)重點(diǎn)為掌握單段加工方法及自動(dòng)加工方法。為解決本課 題重點(diǎn)、難點(diǎn)，在

3、教學(xué)方法和組織過(guò)程中，根據(jù)不同情況采用不 同教學(xué)方法和教學(xué)手段進(jìn)行教學(xué)；編程指令及應(yīng)用采取以講授為 主，輔以課件動(dòng)畫演示；分層加工工藝過(guò)程采用加工錄像或動(dòng)畫 演示；編寫數(shù)控程序以教師講解，學(xué)生模仿、討論、訓(xùn)練，教師 引導(dǎo)的形式，以培養(yǎng)學(xué)生能力。技能學(xué)習(xí)主要采用動(dòng)作示范，也 可以錄像或仿真進(jìn)行輔助教學(xué)。教學(xué)中還應(yīng)注意學(xué)生對(duì)刀練習(xí)，工件、刀具裝夾練習(xí)的正確性 及熟練程度，加工準(zhǔn)備工作中應(yīng)隨時(shí)強(qiáng)調(diào)動(dòng)作規(guī)范及安全操作等 注意事項(xiàng)。板書設(shè)計(jì)課題一簡(jiǎn)單階梯軸加工【明確學(xué)習(xí)目標(biāo)】課題零件圖（見(jiàn)附圖）一、知識(shí)學(xué)習(xí)（一）程序指令.順序號(hào)指令（程序段號(hào)）.進(jìn)給功能指令地址：F,功能表示刀具加工時(shí)進(jìn)給速度。.輔助功

4、能指令地址：M M03M99前置的0可省略。功能：表示機(jī)床輔助功能的接通和斷開(kāi)。.準(zhǔn)備功能指令地址：G G0O- G999功能：建立機(jī)床控制系統(tǒng)工作方式的一種命令。.刀具快速定位指令（G0。（1）指令功能：指刀具以機(jī)床規(guī)定的速度（快速）從所在位置移動(dòng)到目標(biāo)點(diǎn)。（2）指令格式：G00 XZ;.直線插補(bǔ)指令（G01或G1）（1）指令功能：刀具以進(jìn)給功能 F下編程的進(jìn)給速度沿直線從起始點(diǎn)加工到 目標(biāo)點(diǎn)。（2）指令格式：G01 XZF;（二）加工工藝分析（三）編寫數(shù)控加工程序二、技能學(xué)習(xí)（一）加工準(zhǔn)備（二）對(duì)刀（三）空運(yùn)行及仿真（四）零件自動(dòng)加工及精度控制方法教學(xué)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)與主要內(nèi)容具體教學(xué)目標(biāo)教學(xué)

5、活動(dòng)【復(fù)習(xí)導(dǎo)入】（學(xué)時(shí)分配：10min） 復(fù)習(xí)內(nèi)容：.外圓、端面對(duì)力方法；.機(jī)床坐標(biāo)系匕工件坐標(biāo)系；.工件、刀具裝夾方法及要領(lǐng)。導(dǎo)入新課：由加工圖小零件引入如何編寫零件 程序、如何制定加工，藝及自動(dòng)加 工零件即本次課內(nèi)容?！久鞔_學(xué)習(xí)目標(biāo)】（學(xué)時(shí)分配：2 min）.掌握N、F、M指令及用法。.掌握G0O G01指令及應(yīng)用；.會(huì)編寫簡(jiǎn)單數(shù)控加工程序；.單段加工、自動(dòng)加工零件?！拘率凇恳?、知識(shí)學(xué)習(xí)（學(xué)時(shí)分配：180mi n）（一）程序指令（時(shí)間：90min）1 .順序號(hào)指令（程序段號(hào)）功能：表示該程序段的號(hào)碼，常問(wèn) 隔510便于以后插入程序時(shí)不會(huì) 改變程序段號(hào)順序。說(shuō)明：通常由小到大用卜列，僅用于程

6、序的校對(duì)和檢索。2,進(jìn)給功能指令地址：F。功能表示刀具加工時(shí)進(jìn)給 速度.熟練、鞏固 外圓、端面對(duì)刀 方法。.說(shuō)出工件坐 標(biāo)系及機(jī)床坐 標(biāo)系，為編程做 準(zhǔn)備。.掌握順序號(hào) 指令功能及使 用。.掌握進(jìn)給功 能指令及應(yīng)用。教師：提問(wèn)對(duì)刀方法； 學(xué)生：回答。教師：出示坐標(biāo)系圖片； 學(xué)生：看圖回答。教師：出示圖2-1零件 圖，分析、講解。由如 何加工零件引入本次課 題學(xué)習(xí)目標(biāo)。學(xué)生：看圖2-1。教師：分析、講解。學(xué)生：聽(tīng)講。教師：分析、講解。 學(xué)生：聽(tīng)講。教學(xué)環(huán)節(jié)與主要內(nèi)容具體教學(xué)目標(biāo)教學(xué)活動(dòng)的大小，數(shù)控車床進(jìn)給速度單位為m m/r,數(shù)控銃床進(jìn)給速度單位為mm/ min。例：N10 G01 X20 -1

7、0 F ;表示刀具進(jìn)給速度為0.2mm/r (毫米/轉(zhuǎn))。3.輔助功能指令地址：M M03M99前置的0可省 略。.掌握常用M 指令功能及使 用。.理解G指令 含義。.掌握G指令 使用情況。教師：示例、分析。學(xué)生：回答。教師：出示M指令表2-2,學(xué)生：記牢表中指令含義。教師：講解。學(xué)生：聽(tīng)講教師：分析G指令使用說(shuō)明，學(xué)生：聽(tīng)講。功能：表示機(jī)床輔助功能的接通和 斷開(kāi)由PLC控制，常法那克與西門 子系統(tǒng)輔助功能指令有：指令含義指令含義M00程序停止M05主軸停止M01計(jì)劃停止M06換刀M02程序結(jié)束M08切削液開(kāi)M03主軸正轉(zhuǎn)M09切削液關(guān)M04主軸反轉(zhuǎn)M30程序結(jié)束4.準(zhǔn)備功能指令地址：G G0

8、A G999,前置的0 可以省略不寫，如G02與G2含義相 同。功能：建立機(jī)床控制系統(tǒng)工作方 式的一種命令。指令使用說(shuō)明：(1)不同數(shù)控系統(tǒng)G代碼各不相同， 同一數(shù)控系統(tǒng)不同型號(hào) G代碼也有 變化，使用時(shí)應(yīng)以數(shù)控機(jī)床使用說(shuō) 明書為準(zhǔn)。教學(xué)環(huán)節(jié)與主要內(nèi)容具體教學(xué)目標(biāo)教學(xué)活動(dòng)(2) G代碼有模態(tài)和非模態(tài)代碼兩 種，模態(tài)代碼一經(jīng)使用持續(xù)有效， 直至同組G代碼出現(xiàn)替代為止；非 模態(tài)代碼僅在本程序段中有效，又稱程序段有效代碼。(3)法那克系統(tǒng)0i-Mate-TC系統(tǒng)G 代碼又有A B C代碼之分，使用 時(shí)應(yīng)注意。常用法那克與西門子系統(tǒng)G代碼 見(jiàn)表所小。(表2-2)5.刀具快速定位指令(G0。(1)指令功

9、能：指刀具以機(jī)床規(guī)定 的速度(快速)從所在位置移動(dòng)到 目標(biāo)點(diǎn)。(2)指令格式：G00 XZ;其中X、Z為目標(biāo)點(diǎn)坐標(biāo)。例：G00 X10 Z20;刀具快速移動(dòng) 至點(diǎn)(20, 10)位置。(3)指令使用說(shuō)明1)用G00指令快速移動(dòng)時(shí)，地址 F下編程的進(jìn)給速度無(wú)效。G00為模態(tài)有效代碼，一經(jīng)使 用持續(xù)有效，直至被同組G代碼取 代為止。G00指令的刀具運(yùn)動(dòng)速度快， 容易撞刀，使用在退刀及空行程場(chǎng) 合，能減少運(yùn)動(dòng)時(shí)間，提圖效率。G00指令目標(biāo)點(diǎn)/、能設(shè)置在工 件上，一般品隔工件有25mme全 品喃，刀不能在移動(dòng)過(guò)程中碰到機(jī) 床、夾具等，如圖所小。5)法那克系統(tǒng)與西門子系統(tǒng)指令 一樣。.初步了解常 用G指

10、令o.掌握G00指 令格式及其應(yīng) 用。.理解G00指 令使用注意事 項(xiàng)。教師：出示G指令表， 并分析表中指令。學(xué)生：看表，聽(tīng)講。 教師：講解，分析。 學(xué)生：聽(tīng)講。教師：出示例題。學(xué)生：分析。教師：分析。學(xué)生：聽(tīng)講。教師：出示例題，分析。 學(xué)生：聽(tīng)講、回答。教學(xué)環(huán)節(jié)與主要內(nèi)容具體教學(xué)目標(biāo)教學(xué)活動(dòng)圖2-3車刀快速移動(dòng)安全跑離6.直線插補(bǔ)指令(G01或G1)(1)指令功能：刀具以進(jìn)給功能 F 下編程的進(jìn)給速度沿直線從起始點(diǎn) 加工到目標(biāo)點(diǎn)。(2)指令格式：G01 XZF;其中X、Z為目標(biāo)點(diǎn)坐標(biāo)；F為進(jìn)給 速度。例：如圖2-3,刀具從P點(diǎn)，車削 小30外圓，編寫程序。解：刀具從P點(diǎn)只能快速移動(dòng)至A 點(diǎn)，

11、坐標(biāo)為(4, 30) , Z方向留安 全距離，然后直線加工到 B點(diǎn)，B 點(diǎn)坐標(biāo)為(-45 , 30)。加工程序?yàn)椋篘10 G00 X30 Z4;N20 G01 X30 -45 F ;(3)指令使用說(shuō)明G01用于直線切削加工，必須 給定力具進(jìn)給速度，且程序中只能 指?jìng)€(gè)進(jìn)給速度。G01為模態(tài)有效代碼，一經(jīng)使 用持續(xù)有效，直到被同組 G代碼取 代為止。3)刀具空間運(yùn)行或退刀使用此指 令9.掌握G01指 令格式及應(yīng)用。10.理解G01 指令使用注意 事項(xiàng)。教師：講授。學(xué)生：聽(tīng)講。教師：出示例題。學(xué)生：分析、討論并完成例題。教師：分析。學(xué)生：聽(tīng)講教學(xué)環(huán)節(jié)與主要內(nèi)容具體教學(xué)目標(biāo)教學(xué)活動(dòng)則運(yùn)行時(shí)間長(zhǎng)，效率低

12、。4)法那克系統(tǒng)與西門子系統(tǒng)指令 格式一樣。(二)加工工藝分析(時(shí)間：45min).選擇工、量、夾具(1)工具選擇：鋁棒裝夾在三爪自 定心卡盤上，用劃線盤校正并夾緊， 其它工具見(jiàn)表2-3所示。(2)量具選擇：外圓、長(zhǎng)度精度要 求不高，選用游標(biāo)卡尺測(cè)重。(3)刀具選擇：加工材料為硬鋁， 刀具選90硬質(zhì)合金外圓車刀，置 于T01號(hào)刀位。另外用手動(dòng)切斷工 件，還需一把切斷刀。.加工工藝路線加工精度較低，不分粗精加工， 加工余量較大，需分層切削工件， 本課題需分三層切削，進(jìn)刀點(diǎn)分別 為A B C點(diǎn)，如圖所示：圖2-4車刀進(jìn)刀路線進(jìn)刀路線：2 PA A刀具退回 一B一P3 E一刀具退回一 8P1-F 一

13、刀具退回至起點(diǎn)。.會(huì)選擇類似 軸加工工具、量 具及刀具。.會(huì)編寫類似 軸類零件切削教師：引導(dǎo)。學(xué)生：分析并得出本課 題后練習(xí)題工、量、刀 具選擇。教師：分析圖2-1零件 切削工藝。學(xué)生：聽(tīng)講，并完成圖2-6零件切削工藝。教師：巡回指導(dǎo)并進(jìn)行 檢查。教學(xué)環(huán)節(jié)與主要內(nèi)容具體教學(xué)目標(biāo)教學(xué)活動(dòng)3.選擇合理切削用量加工材料為鋁件，硬度較低，切 削力較小，切削用量可選大些，但 因首次加工，切削用量盡可能選小 一些。背吃力量：2mm轉(zhuǎn)速：400r/min ； 進(jìn)給量：0.2mm/r；手動(dòng)切斷時(shí)進(jìn)給倍率為1%（三）編寫數(shù)控加工程序（時(shí)間：4 5min）.建立工件坐標(biāo)系根據(jù)工件坐標(biāo)系建立原則，工件坐 標(biāo)系設(shè)置在

14、工件右端面軸心線上， 如圖2-1所示。.計(jì)算基點(diǎn)坐標(biāo)基點(diǎn)：零件各幾何要素間的連接點(diǎn)。 如零件輪廓上直線匕直線、直線與 圓弧間交點(diǎn)或切點(diǎn)，它們往往是直 線或圓弧插補(bǔ)的目標(biāo)點(diǎn)，是編寫數(shù) 控程序的重要數(shù)據(jù)。如 P1、P2- P5 等。具體各點(diǎn)坐標(biāo)見(jiàn)表2-4。.工藝點(diǎn)坐標(biāo)不僅要計(jì)算基點(diǎn)坐標(biāo)，本課題還 需計(jì)算進(jìn)刀點(diǎn)（A、B、C）及外圓加 工后沿X方向退出點(diǎn)（D E、F）點(diǎn) 坐標(biāo)。具體各點(diǎn)坐標(biāo)見(jiàn)表2-4。.編寫數(shù)控程序程序編寫要點(diǎn)：準(zhǔn)備工作指令、 加工指令及程序結(jié)束指令。.會(huì)選擇類似 軸類零件合理 切削用量。.掌握基點(diǎn)含 義及基點(diǎn)坐標(biāo) 計(jì)算。.了解工藝點(diǎn) 及其坐標(biāo)計(jì)算。教師：分析。學(xué)生：聽(tīng)講并完成圖2-

15、6所示零件切削用量。教師：引導(dǎo)。學(xué)生：分析圖2-1中基 點(diǎn)坐標(biāo)。教師：引導(dǎo)。學(xué)生：分析圖2-1中各 工藝點(diǎn)坐標(biāo)。教學(xué)環(huán)節(jié)與主要內(nèi)容具體教學(xué)目標(biāo)教學(xué)活動(dòng)準(zhǔn)備工作指令有：1） 主軸起動(dòng)及轉(zhuǎn)速指令M03 S50 002）切削液開(kāi)指令M8不用可/、寫。3）初始狀態(tài)設(shè)置指令：G40 G80 等。4）刀具起點(diǎn)位置。5.經(jīng)受程序分析一、技能學(xué)習(xí)（學(xué)時(shí)分配：73min） （一）加工準(zhǔn)備（時(shí)間：20min）1）檢查毛坯尺寸。2）開(kāi)機(jī)、回經(jīng)受點(diǎn)。3）輸入程序。把編寫好的程序通過(guò) 數(shù)控面板輸入數(shù)控機(jī)床。4）裝夾工件。坯料裝夾在三爪卡盤 中，伸出約40mm右，校正并夾緊。5）裝夾刀具。把外圓粗車刀裝入 T 01號(hào)刀位

16、。（二）對(duì)刀（時(shí)間：18min）X、Z軸均采用試切法對(duì)刀，通過(guò) 對(duì)刀獎(jiǎng)操作得到的數(shù)據(jù)輸入到刀具 長(zhǎng)度補(bǔ)償中，G54等零點(diǎn)偏置中數(shù)值 輸入0o（三）空運(yùn)行及仿真（時(shí)間：5mi n）選才舉MEME AUTO：作模式，打開(kāi) 程序，進(jìn)行空運(yùn)行或仿真，觀察程 序運(yùn)行情況及加工軌跡。注意事項(xiàng)：法那克系統(tǒng)空運(yùn)行后 需重新回機(jī)床經(jīng)受點(diǎn)。16 .掌握數(shù)控程 序編寫一般方 法。.進(jìn)一步熟練 加工準(zhǔn)備中開(kāi) 機(jī)、回參考點(diǎn)、 程序輸入等工 作。.熟練外圓車 力對(duì)刀步驟。.會(huì)空運(yùn)行及 仿真機(jī)床向板 操作。教師：講解、分析。學(xué)生：聽(tīng)講。學(xué)生：按要求做好加工 前各項(xiàng)準(zhǔn)備工作。教師：巡回指導(dǎo)，檢查。學(xué)生：按要求做好外圓車力對(duì)刀

17、。教師：巡回指導(dǎo)，檢查。教師：演示并講解。學(xué)生：模仿訓(xùn)練。教師：巡回指導(dǎo)，檢查。教學(xué)環(huán)節(jié)與主要內(nèi)容具體教學(xué)目標(biāo)教學(xué)活動(dòng)（四）零件單段加工及自動(dòng)加工（時(shí) 問(wèn):30min）.零件單段加工操作步驟：通過(guò) 面板設(shè)置空運(yùn)行及仿真。注意事項(xiàng)：每加中上一步后-次數(shù)控啟動(dòng)按鈕。.零件自動(dòng)加工操作步驟：打開(kāi)程序，選擇 MEM 或AUTO/式，倜好進(jìn)給倍率，按數(shù) 控啟動(dòng)鍵，觀察加工情況。注意事項(xiàng)：關(guān)好機(jī)床防護(hù)門，手 靠近復(fù)位按鈕，遇特殊情況按復(fù)位 鍵，停止機(jī)床運(yùn)行?！緫B(tài)度養(yǎng)成】【模仿、整合訓(xùn)練、零件評(píng)分】（學(xué)時(shí)分配：90min）4.讓學(xué)生掌樨 單段加工及零 件自動(dòng)加工操 作方法。.養(yǎng)成質(zhì)量意 識(shí)。.認(rèn)真、細(xì)致 工作態(tài)度。.鉆研相神教師：演示單段加工及 零件自動(dòng)加工操作步 驟。學(xué)生：模仿訓(xùn)練。教師：巡回指導(dǎo)，檢查。 教師：教學(xué)及學(xué)生模仿 訓(xùn)練中工作態(tài)度、工作 方法要求、檢查與學(xué)生 不良形為糾正。學(xué)生：模仿訓(xùn)練中，養(yǎng) 成良好形為習(xí)慣，XZ 分析、參數(shù)選擇、程序 編與等力卸培喬鉆研相 神。教師：巡視指導(dǎo)學(xué)生：完成圖2-6零件 單段加工（自動(dòng)加工）， 最后由教師對(duì)學(xué)生完成 零件進(jìn)行檢測(cè)評(píng)分。教學(xué)環(huán)節(jié)與主要內(nèi)容具體教學(xué)目標(biāo)教學(xué)活動(dòng)【課堂小結(jié)】（學(xué)時(shí)分配：3min）1.常用數(shù)控指令N F、M含義及用 teo