方形零件的加工教案.docx

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方形零件的加工教案

方形零件的加工

——应用G41/G42刀具半径补偿指令编程及仿真加工

课题：

方形零件的加工

班级：

11数控

教材：

校本教材«数控铣习题册»

课型：

理实一体课

教时：

2×40分钟

教具：

黑板、电脑（PPT、仿真软件）

一、教学目标：

知识目标：

1、让学生掌握G41/G42刀具半径补偿指令的用途和应用方法。

2、掌握建立刀具半径补偿点坐标的选取。

3、掌握下刀点与建立刀补点之间的运动方式。

能力目标：

利用数控机床使用G41/G42进行手动编写程序并加工出零件。

情感目标：

改变学生对以往手动编程那种枯燥乏味的印象，提高他们对编程的兴趣；培养学生自主学习新指令的能力。

二、教学重点：

1、G41/G42刀具半径补偿指令的应用方法。

2、利用G41/G42编写程序加工方形零件。

三、教学难点：

1、如何掌握刀具半径补偿点的合理建立。

2、下刀点与建立刀补点之间的移动方式。

四、学情分析：

1、学生已熟练掌握G54（工件坐标系）、G90/G91（绝对、相对坐标）、G01（直线插补）、G00（快速定位）、M98/M99（子程序调用）等指令的使用。

2、掌握铣削平面的编程方式。

3、学生已初步学会分析程序指令。

五、教学准备：

本次课是在多媒体教室进行，学生分组进行学习，一共分为八组，每组四个人，利用多媒体教学，使用小组互动竞赛的模式进行学习和交流，使得学生充分交流互动起来，并使得每个小组的成员都能投入学习。

竞赛教学法、兴趣激励法、小组互相法、实际操作法教学。

教学过程

教师活动

学生活动

设计思路

一、播放视频，引入思考

播放加工视频《方形零件的加工》

观看加工视频。

通过视频可以吸引学生将注意力进入课堂，并可以通过视频引出本次教学的重点。

二、问答探究、引出教学主题。

师：

问，看了视频之后谁可以告诉我视频中在加工什么零件？

师：

说，很好！

师：

问：

那么视频中的方形零件是通过什么样的轨迹（走刀路线）加工出来的呢？

可以不可以画出它的轨迹图？

师：

说，同学们画的这个轨迹图是正确的，和视频中的加工路线是一致的。

师：

引出主题，今天我们就要一起学习如何加工方形零件，并一起学习一个很重要的指令。

生：

答，加工一个方形零件，一个正方形。

生：

答，

生：

聆听。

通过视频引出今天要学习加工的零件。

通过问答让学生了解方形零件加工的轨迹路线。

（由于铣平面的基础，学生已经可以通过轨迹分析程序。

）通过方形加工程序，学习重点内容G41/G42。

三、内容分析、研究和学习。

师：

打开模拟软件，模拟加工方形零件。

师：

PPT屏幕显示知识。

师：

分析程序，并学习如何加工。

师：

PPT屏幕显示

师：

很好，我们上节课所学的铣平面程序也师这样的程序准备。

师：

PPT屏幕显示

师：

很好。

问，那么为什么是X42Y0点呢？

是否有其他选择？

师：

大家给了很多答案，那么让我们看看这些答案是否正确。

（请给出答案的小组上台模拟加工）

师：

问A同学的X30Y0加工后效果如何呢？

师：

问B同学的X50Y0加工后效果如何？

师：

问C同学的X40Y0加工后效果如何？

师：

总结，B同学的下刀是安全的，可以正常加工，但是刀具稍远离毛坯，加工效果降低，时间延长。

A同学的下刀不安全，直接切坏了毛坯，如果下刀点出现问题，就会直接破坏了加工的形状，所以错误不合理。

C同学的下刀点虽然并没有切到我们的毛坯，但是刀具是相切着毛坯侧面下刀的，很容易产生碰撞，所以也不合理。

师：

那我们程序里面的X42Y0合理吗？

师：

用X42Y0下刀点进行模拟加工，并问加工情况。

师：

我们一起看一下X42Y0的下刀位置图。

PPT屏幕显示：

师：

从位置图来看X42应该是如何选取啊？

师：

很好。

总结：

一般来说，加工零件之前的下刀点的设置应选择在下刀的时候，刀具不切削工件的状态下，远离毛坯，但不宜过远，降低加工效率，故：

选用2mm的安全距离。

所以下刀点的位置数据由：

毛坯的长度/2+R10（刀具半径）+2mm（安全距离）。

师：

询问学生是否明白？

师：

安排课堂小练习。

师：

PPT屏幕显示。

师：

接下来请同学接着分析程序。

师：

G41大家先不管，把上面的坐标按照顺序由上到下依次找出来并连成线画出来。

师：

很好。

这个坐标图和之前视频中的加工轨迹图一样吗？

师：

所以我们加工方形零件的编程很简单其实。

就是按照视频中的加工轨迹，将坐标值依次按照顺序编写进入我们的程序中。

像这样。

师：

PPT屏幕显示。

师：

打开模拟软件加工实验。

（毛坯50X50，直径20的立铣刀加工方形50X50的外方。

）

（1）、不加刀补G41/G42加工。

（2）、加G41加工。

（3）、加G42加工。

开始实验。

师：

（1）加G41加工，用模拟软件进行加工。

师：

问，效果怎么样？

师：

很好。

师：

（2）、不加G41加工，用模拟软件进行加工。

师：

问效果如何？

师：

很好。

师：

（3）、加G42加工，打开模拟软件进行加工。

师：

问效果如何？

师：

很好。

师：

请同学们总结一下这三次实验的结果？

师：

同学总结的很不错。

师：

PPT屏幕显示。

师：

总结，根据我们开课前的加工视频中的走刀路线（顺时针）加工，我们用G41才可以加工出正确的尺寸。

不用G41，两边小了一个刀具半径。

用G42，两边小了一个刀具直径。

根据上图所示，刀具在沿着前进加工的方向，

用G41刀具会往左边偏移一个R,用G42刀具会往右边偏移一个R，不用刀补，刀具的中心点会在轨迹上沿着前进方向加工。

所以我们的定律是：

G41：

加工外轮廓，顺时针走刀。

加工内轮廓，逆时针走刀。

G42：

加工外轮廓，逆时针走刀。

加工内轮廓，顺时针走刀。

师：

问同学能不能明白刀补用途？

师：

PPT屏幕显示。

师：

下刀点和建立刀补点要选取合理，一般尽量让下刀点到建立刀补点的建立方向与加工方向垂直。

如上图。

师：

PPT屏幕显示。

师：

很好。

师：

方形零件的加工程序我们已经分析完毕了，我们来看一下整个程序分析后的结果。

生：

观看加工。

生：

观看记录。

生：

上台翻译程序含义。

生：

程序准备。

主轴用绝对坐标的表达方式，以每分钟1000转快速定位到工件坐标系X0Y0点，并将刀具降至100mm，再降至5mm。

生：

快速定位到X42Y0点，并直线插补将刀具降至-5深度，进给速度100。

生：

有其他的选择。

A、X30Y0

B、X50Y0

C、X40Y0

生：

输入程序模拟加工。

生：

A同学的下刀后就把毛坯切坏了。

生：

B同学的下刀后，刀具没有切到毛坯，离毛坯还很远。

生：

C同学的下刀后，刀具与毛坯侧面正好相切。

生：

认真聆听和记录。

生：

不知道

生：

下刀安全，并接近毛坯。

生：

观看思考。

生：

毛坯的长度/2+R10（刀具半径）+2mm（安全距离）。

生：

思考记录。

生：

明白。

生：

上台演戏。

生：

观看。

生：

提问G41指令不清楚含义。

生：

上台图坐标图。

生：

嗯，是一样的。

生：

认真聆听。

记录。

生：

表示明白。

生：

记录。

生：

观看。

生：

看效果。

生：

刀具刚好沿着毛坯50X50的边缘加工，没有切削到毛坯，与毛坯50X50侧面相切走刀。

生：

观看。

生：

刀具切削毛坯50X50，加工出一个小于毛坯的外方，测量结果为外方30X30mm。

结果毛坯50X50变成了30X30。

生：

观看。

生：

刀具切削毛坯，并且整个刀具都进入毛坯进行加工，比之前的G41加工出来的零件还小，测量得到10X10。

生：

1、加G41加工50X50方外，加工后正好是毛坯50X50的效果。

2、不加刀补加工，毛坯50X50变小成为30X30，尺寸正好小了一个刀具直径20mm，即单边切削了一个刀具半径。

3、加G42加工，毛坯50X50变小成为10X10，尺寸正好小了两个刀具直径40mm，即单边切削了一个刀具直径。

生：

观看并记录。

生：

记录。

生：

明白。

生：

观看记录。

生：

聆听，记录。

生：

取消刀补回到X42Y0，刀抬至100mm，程序结束。

生：

观看分析。

让学生了解方形零件加工的过程。

让学生自己去学会分析程序，理解程序。

（程序开头指令，在铣平面程序中已经学习，在此加深理解。

）

提出疑问，引起学生思考。

学生思考后，提出假设，验证假设，自主解决问题。

假设与实际进行对比，学生自己选择合理的方案。

安排小练习，进行巩固。

让学生自己去发现G41指令，提出学习的要求。

让学生通过加工视频，学会看到加工路线和轨迹，学会拿程序对应走刀路线。

让学生学会记笔记，记录重要的信息。

把一些文字的解释变成可以看得见，可以对比，可以切深感受到的东西。

利用G41/G42和不加刀补三种情况进行加工对比，让学生清晰的看到三种加工后不同的效果，并且自主的理解刀具半径补偿的用途和作用。

看过对比后学生自己总结每次加工的结果，独立分析。

教师展示加工效果图，增加学生的记忆性。

教师再做总结，学生记录。

教师讲解注意细节，学生认真聆听。

学生分析完程序，并总结程序的整个过程。

教师展示分析图，增加学生记忆。

四、编程训练，

师：

现有毛坯100X100、70X70两种，分别加工98X98和60X60的外方，编写加工程序。

师：

巡视、掌握每组学生实施情况并适当指导。

生：

互相之间谈论、学习、编写加工程序。

生：

小组代表作品展示。

其他小组点评、纠错，提出不同意见。

实践是检验真理的唯一标准

五、综合实训

仿真加工

师：

请每组的代表作品上台，用模拟软件进行加工。

师：

总结各小组的加工程序，加工过程、加工路线。

生：

上台模拟加工，其他小组点评、纠错和提出更好的意见。

生：

反思、聆听纠正自己的错误。

学会对作品进行评价，促进自己作品的质量

六、教师点评

布置作业

对各小组的表现进行一下点评和鼓励。

听取点评意见

了解自己的不足

机床实际加工

学生上机床实际操作加工零件

课后总结

1、各小组互相点评表现

2、总结自己小组的缺点

课余作业

想想还有没有其他的方法编写程序?