简单套类零件的编程及加工.docx
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简单套类零件的编程及加工
数控车削编程与加工技术
精品课程教学设计
《数控车削编程与加工技术》
任务十二：
简单套类零件的编程及加工
授课教师：
授课地点：
授课班级：
授课时间：
芜湖市职教中心数控与机电教研室
【课题】简单套类零件的编程及加工
【教材分析】由电子工业出版社出版，谢晓红主编的《数控车削编程与加工技术（第二版）》是教育部职业教育与成人教育司推荐教材，是根据中等职业学校数控技术应用专业领域技能型紧缺人才培养培训指导方案编写的。
本书由葛金印、王猛主审，本书突出了“教学做合一”的职教办学模式，在实训内容方面按照识读工件图样→工艺分析→确定加工方法→选用刀具→确定切削用量→编程→模拟→上机操作加工→检验→质量分析→巩固与提高，明确改进措施的步骤组织教学训练内容。
对于“简单套类零件的编程及加工”，教材中对其加工工艺要求和难点作了必要的说明，并例举了几个典型零件的加工工艺分析和编程，我们选择了教材中“案例6.1”作为教学任务，其中所涉及到的基本要素，具有很好的代表意义。
【学情分析】经过前面的学习，同学们对数控车床G00快速定位、G01直线插补、G02/G03圆弧插补指令已经有了一个基本的了解。
本节课通过G90、G94指令的分析与编程方法的讲解，使学生掌握台阶轴加工与编程方法，具备灵活应用G01、G00、G90、G94、M03、M30编程指令进行编程和仿真加工的能力。
【教学目标】
（一）知识目标
了解简单套类零件的数控车削加工工艺
台阶轴的加工工艺过程及工艺路线
（二）能力目标
掌握G90、G94指令的编程格式及特点
简单锥套的编程与加工的程序设计思想
能合理选用数控车削加工中的切削用量
（三）情感态度与价值观
采用前面所学的G00-G03指令进行编程，程序会变得冗长。
采用G90单一切削循环指令、G94端面切削循环指令进行编程，可以使编程简化，提高编程效率。
同学们在学习的过程中，要注意各段路径的移动速度，合理设置循环起点。
在选择切削深度时，切记不可过大，合理借鉴他人的经验值。
【教学重点】
简单套类零件的加工程序的编写
【教学难点】
简单套类零件加工工艺分析
【教学手段】
采用多媒体教学。
【教学时间】五课时
任务引领：
5分钟
知识准备：
70分钟
示范任务：
65分钟
分组练习：
45分钟
任务评价：
15分钟
任务延伸：
15分钟
任务总结：
5分钟
布置作业：
5分钟
【教学策略】
（一）教法设计
采用任务驱动教学法，以圆锥小轴的加工为任务引领，工艺分析与指令学习贯穿始终。
（二）学法引导
提出问题：
如何加工一个轮廓；
解决问题：
编写圆锥小轴的加工程序；
学习收获：
获得相应的知识和能力。
进程
教学内容
师生活动
意图
任
务
引
领
知
识
准
备
知
识
准
备
知
识
准
备
示
范
任
务
【任务引领】
通过前面的学习，我们已经掌握了采用G00、G01、G02/G03指令加工基本的零件。
但是，对于一个圆柱形毛坯材料，单纯用如上指令是远远不够的。
从本节课开始，将带大家学习各种循环指令，来提高我们的编程效率。
本次课，我们就通过对一个圆锥小轴进行工艺分析和指令学习，来完成学习任务。
图1
毛坯尺寸φ32mm棒料，材料45#钢或铝，试切削成如图所示圆锥小轴。
T01：
93°粗、精车外圆刀，T04：
切断刀（刀宽3mm）。
【知识准备】：
指令学习
（1）单一切削循环指令G90
G90是单一形状固定循环指令，该循环主要用于轴类零件的外圆、锥面的加工。
①外圆切削循环指令G90
指令格式：
G90X（U）_Z（W）_F_；
式中：
X、Z取值为圆柱面切削终点坐标值；
U、W取值为圆柱面切削终点相对循环起点的坐标分量。
如图2所示的循环，刀具从循环起点开始按矩形1R→2F→3F→4R循环，最后又回到循环起点。
图中虚线表示按R快速移动，实线表示按F指定的工件进给速度移动。
图2外圆切削循环
②锥面切削循环指令G90
指令格式：
G90X（U）_Z（W）_R_F_；
式中：
X、Z取值为圆锥面切削终点坐标值；
U、W取值为圆锥面切削终点相对循环起点的坐标分量；
R取值为圆锥面切削始点与圆锥面切削终点的半径差，有正、负号。
如图3所示的循环，刀具从循环起点开始按梯形1R→2F→3F→4R循环，最后又回到循环起点。
图中虚线表示按R快速移动，实线表示按F指定的工件进给速度移动。
图3锥面切削循环
（2）端面切削循环指令G94
G94指令用于一些短、面大的零件的垂直端面或锥形端面的加工，直接从毛坯余量较大或棒料车削零件时进行的粗加工，以去除大部分毛坯余量。
其程序格式也有加工圆柱面、圆锥面之分。
①车大端面循环切削指令G94
指令格式：
G94X（U）_Z（W）_F_；
式中：
X、Z取值为端面切削终点坐标值；
U、W取值为端面切削终点相对循环起点的坐标分量。
其循环方式如图4所示：
图4端面切削循环
②车大锥型端面循环切削指令G94
指令格式：
G94X（U）_Z（W）_R_F_；
式中：
X、Z取值为端面切削终点坐标值；
U、W取值为端面切削终点相对循环起点的坐标分量；
R为端面切削始点至终点位移在Z轴方向的坐标增量。
其循环方式如图所示：
图5带锥度的端面切削循环
【示范任务】
一、零件图工艺分析
（1）技术要求分析。
零件包括圆锥面、圆柱面、端面、切断等加工。
零件材料为45#钢或铝，无热处理及硬度要求。
（2）确定装夹方案、定位基准、加工起点、换刀点。
由于毛坯为棒料，用三爪自定心卡盘软卡爪夹紧定位。
由于工件较小，为了加工路径清晰，加工起点和换刀点可以设为同一点，放在Z向距工件右端面100mm，X向距轴心线50mm位置。
（3）确定各刀具及切削用量：
（4）制定加工方案：
二、数值计算
（1）设定工件坐标系
以工件右端面与轴线的交点为程序原点建立工件坐标系。
（2）计算和各节点位置坐标值，略。
通过复习上节课所学，引出本节课内容。
结合零件图，师生进行指令学习。
展开示范任务，师生共同进行工艺分析。
提出问题，引起学生学习兴趣，为后面课程的开展作准备。
为后面的程序的编制和工艺分析作准备。
为完成示范任务做准备。
强调制定加工方案的重要性
示范任务
示
范
任
务
分
组
练
习
任
务
评
价
（3）设加工锥面的Z向起始点坐标值为Z2，计算精加工圆锥面时，切削始点的直径d。
根据公式
，即
，得d=21.6,若采用G90指令进行加工，
三、工件加工操作过程
（1）工件参考程序
（2）输入程序。
（3）数控编程模拟软件对加工刀具轨迹仿真，或数控系统图形仿真加工，进行程序校验及修整。
（4）安装刀具，对刀操作，建立工件坐标系。
（5）启动程序，自动加工。
（6）停车后，按图纸要求检测工件，对工件进行误差与质量分析。
四、安全操作和注意事项
（1）对刀时，切槽刀左刀尖作为编程的刀位点。
（2）设定循环起点时要注意循环中快进到位时不能撞刀。
（3）为了使圆锥、圆柱面连接处无毛刺，可在最后精加工时连续加工圆锥、圆柱面。
（4）车削内外相配表面，轴应车至靠近下偏差，孔应车至靠近上偏差尺寸，才易满足配合要求。
（5）车锥面时刀尖一定要与工件轴线等高，否则车出工件圆锥母线不直，呈双曲线形。
【分组练习】
两名学生为一组，以“示范任务”为目标任务，在规定时间内完成零件工艺分析与编程，指导学生自主完成工艺卡片的填写。
程序编制完成后，每组两个同学相互配合，在数控仿真软件上输入程序，并进行仿真运行，以检测程序内容的正确性，也增加学生的感性认识。
【任务评价】
抽取两组，在全班对他们学习任务的完成情况进行任务评价，其他组别课后进行互评。
任务评价表：
（附后）
师生共同编写程序。
提醒学生注意安全。
学生进行分组练习，老师巡视指导。
学生之间进行互评。
指导学生进一步熟悉所学指令，了解编程的基本步骤和方法。
为后面数控车工实训作准备。
让学生明白安全操作的重要性。
通过练习，真正领会简单套类零件工艺分析和编程的要点。
通过评价，发现并解决问题。
任
务
延
伸
任
务
总
结
布
置
作
业
【任务延伸】
提出问题：
G90、G94指令格式
【任务总结】
一、零件图工艺分析
（1）技术要求分析。
（2）确定装夹方案、定位基准、加工起点、换刀点。
（3）确定各刀具及切削用量。
（4）制定加工方案
二、数值计算
（1）设定工件坐标系
（2）确定走刀路径
三、工件加工操作过程
四、工件参考程序
五、安全操作和注意事项
【布置作业】
1、完成分组练习的内容，及任务评价。
2、自主完成教材第91页图6-13中，简单轴工艺分析，并编写加工程序。
师生共同总结。
巩固所学。
课后练习，进一步巩固所学。
课后反思
附：
任务评价表
班级＿＿＿＿＿＿＿姓名＿＿＿＿＿＿＿得分
评价内容
（分值）
具体指标
量化等级
得分
优
良
中
差
自评
组评
师评
课堂学习
完成任务
（55分）
学习态度认真，求知欲强，积极主动参与任务活动。
20
18
16
5
完成基本任务
10
8
6
5
完成任务延伸
20
18
16
5
完成任务拓展
5
3
2
0
交流合作
团队精神
（30分）
任务过程中小组合作意识强，完成效果好。
20
15
10
5
小组之间相互尊重，认真听取其他小组意见，妥善处理同学间的矛盾。
10
8
6
2
创新特色
（15分）
小组成员通力协作，提出新思路，新方法，新见解。
10
7
5
2
完成任务过程中利用所学知识、操作技能，创造性解决问题，任务拓展有新意。
5
4
3
1
总分
升级会员 