凸轮轴教学方案制定文档格式.docx

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三、注意事项

1.工件装夹中按位置公差要求调整工装，同时保证凸轮侧面与三爪留出足够距离，防止加工中碰撞夹具

2.夹铜皮防止夹伤工件

3.软件加工模型采用将双导称曲线包络至凸轮圆柱面上，编程中使用四轴方式生成轨迹，这可使加工刀具最短，切削力对称防止装夹部位打滑

4.编制加工程序时，采用粗、精加工分开原则

5.多轴仿真软件使用时应注意机床结构及旋转轴转向与实际机床一致

附件3“凸轮轴”子项目教学准备单

一、场地要求

1.300平米可容纳一个班级40人的理实一体化教室

2.60平米多媒体教室，配置电脑40台

3.数车10台、加工中心10台并配置10台联机计算机

3.机床全防护，有钢化玻璃观察窗

4.加工区域和参观区域分开

5.配置空压、电力等动力配合系统

6.设置库房管理材料、刀具、辅具、技术资料

二、教学组织要求

1.学生4人编一小组（男女分开），加工中心一台、数控车床一台,计算机一台

2.五组设一指导教师，一班设置2名指导教师

3.指导教师主要任务：

检查学生工件装夹，刀具安装是否合理牢靠，坐标系建立、机床参数设置是否合理，加工模型设计，软件程序生成方法及轨迹是否正确，切削参数选择是否合理，后置处理是否正确，多轴机床仿真软件中机床结构、辅具、刀具设置是否正确，多轴机床仿真结果是否正确，实际加工中切削参数是否合适，机床操作、程序传输是否符合安全规范，学生动手完成情况统计，工件检验及最终成绩评定

三、仪器设备

仪器、设备名称

型号规格

数量

备注

数控车床

CLD20

10

数控系统

华中HNC-210A型

立式加工中心

VDF-850D

HNC-210B

四轴数控分度头

顶尖

自定心三爪卡盘

160mm

四、耗材清单

耗材名称

产地

参考单价

（元）

小计

备注

（回收率或可用次数等）

凸轮毛坯YL12

Φ100×

210

陇西

1

500

回收率10%

负前角外圆车刀

MCLNL252512

成都

40

20

MVJNL252516

中心钻

A3（HSS））

30

键槽铣刀

Φ8×

7×

51

（HSS））

贵州

Φ10×

16×

74

3刃立铣刀

Φ16×

20×

附件4“凸轮”子项目教学设计表

学时

150H

1.凸轮轴零件加工工艺规程制定

7.提升机床数控技术人才市场竞争力

教学载体：

教学内容

9．精车各台阶轴满足图纸所给定的尺寸公差和形位公差要求

重点难点

1.车毛坯料时钻孔、镗孔、检验

解决措施：

加工时注意观察，确认无误后进行，勤测量

2.利用软件生成凸轮加工模型，生成四轴凸片及轮毂的加工程序，设置各项切削参数

3.用多轴仿真软件设置机床实际加工情况，输入程序进行仿真观察

多媒体教室讲练，学生计算机练习、多次示范重复讲解

教学方法

理实一体化，教师不分理论实践，课堂不分教室与实践场所

多媒体教室与加工现场交互进行，以最终加工结果进行评判

学生知识与

能力准备

1.数控机床基本操作及数控系统熟悉程度达到中级工要求

2.CAXA2008制造工程师软件的CAD/CAM操作流程非常熟练，达到工艺员要求

3.了解数控机床刀具材料，切削用量

4.具有一定加工技能

教师知识与

能力要求

1.具备教学的基本能力及教学方法设计能力

2.具有多年机床操作经验且具备生产现场组织及管理能力

3.具备熟练应用CAXA制造工程师进行多轴刀轨生成，后置处理的能力

4.具备熟练应用多轴仿真软件VERCUT的能力

5.具有丰富加工经验

场地设施

要求

300平米可容纳一个班级40人的理实一体化教室，60平米多媒体教室，配置计算机40台。

车床10台、加工中心10台配置10台联机计算机，配置空压、电力等动力系统，设置库房管理材料、刀具、辅具、技术资料等

教学组织实施

（按照本项目教学组织实施的过程填写实施步骤，并详细填写每个步骤中教师组织教学的内容、学生进行的学习活动任务、教学资源的使用情况、学时的分配等，表格可根据需要增减行数。

）

实施步骤

教师组织

学生活动

教学

资源

1.分析讲解凸轮轴整体加工工艺

2.讲解粗车毛坯料注意事项

1.毛坯料车端面、钻中心孔、粗车台阶轴外圆、掉头车端面，打中心孔，取总长。

仿真

视频

3H

2

讲解凸轮轴定位装夹，刀具安装，坐标系建立程序

1.加工中心上凸轮轴一夹一顶装夹找

2.定位调整，百分表找正，安装刀具，建立工件坐标系

现场演示

1H

3

讲解程序生成及仿真

1.利用软件生成凸轮加工曲线模型，利用四轴曲线方式生成四轴凸轮加工程序，

2.后置处理设置生成程序

3.用多轴仿真软件设置机床实际加工情况，输入生成程序进行仿真观察

2H

4

讲解示范凸轮试切加工

1实际试切加工，根据需要调整程序及各项切削参数

2.换不同刀具进行扩槽加工及倒角

录像

5

讲解示范凸轮轴上键槽加工

铣凸轮轴上的8X24X4的键槽

现场

演示

0.5H

6

讲解示范精车凸轮轴各台阶

精车凸轮轴上各台阶，满足图纸所给定的尺寸公差和形位公差要求

附件5“凸轮轴”子项目评价表

班级

姓名

学号

组别

（不填写）

一、知识考核

1.四轴联动加工方式与三轴加工的有什么区别？

2.凸轮轴装夹能否采用悬臂式，对加工有何影响？

3.立铣刀和键槽铣刀在加工参数设置中的区别？

4.如何做出双导程行程曲线？

5.如何将曲线包落在圆柱面上？

6.能否采用四轴曲面方式加工凸轮轴？

7.如何加工才能保证凸轮轴上几个重要的尺寸和位置要求？

二、技能考核

“凸轮轴”考核评分表

操作时间

得分

凸轮轴的数控加工

序号

考核

项目

考核内容

考核评分要求

配分

检测

结果

扣分

工件

加工

质量

（根据该项目加工要素的精度、表面质量等各项技术要求填写考核内容、评分要求及配分情况）

2-Φ20h7

尺寸超差0.01扣1分

表面质量Ra1.6

Ra1.6超过不得分

长度15

尺寸超差0.1扣1分

长度28

Φ28h7

Ra1.6超过一级扣1分

长度26

Φ40

7

表面质量Ra3.2

8

长度21.5

9

Φ28

长度9

凸轮槽宽

尺寸超差0.05扣1分

凸轮槽深16

凸片槽表面质量Ra3.2

Ra3.2超过一级扣1分

凸轮曲线

符合要求

凸轮外径Φ98

凸轮起始距离12

凸轮轴总长179.5

11

基本

操作

控制

（机床操作、工量具使用等情况）

装夹校正三爪及连接盘

符合加工要求

装夹校正凸轮轴及尾座顶尖

装夹刀具

加工中心建立工件坐标

车床夹持工件

车床建坐标系

12

安全文

明生产

穿戴安全防护装备

加工过程中工具量具摆放整齐

违规、违章操作机床

符合工作现场要求

13

工艺

制订

工艺步骤制定正确

工艺可行

14

程序

编制

程序编制传输校验调试

仿真检验

15

完成

时间

240分钟内内完成

超5分钟扣1分

16

其它

工件切伤一处扣1分，撞刀、损坏刀具扣10分，出现严重事故停止加工

检验员

小组长

指导教师

教师评价意见：

根据实际加工过程可将学生加工情况分为以下几类，

优保质保量按时完成凸轮轴的加工

良按时完成加工但凸轮轴加工质量较差，延时可完成且加工质量较好者

中延时可完成但凸轮轴加工质量较差或加工中出现轻微事故

及格原理上可能完成加工但所需时间太多

不及格不能完成加工或加工中出现严重事故

教师签名：

评定成绩

日期

注：

1．此表中检测结果、扣分、得分三项不填写；

2．可根据需要调整表格。

附件6“凸轮轴”子项目计划书

一、分析零件图纸（零件结构分析、技术要求分析等）

该零件包含车削、和铣削工序

凸轮外径Φ98mm，厚度80mm，凸轮槽宽16，深16，360度内实现双导程，距凸轮两端面12需要四轴联动铣削加工

装齿轮的轴Φ28h7上有一处键槽需要四轴铣削加工

Φ28h7一处，Φ20h7两处装轴承，有位置要求及表面粗糙度要求可在数控车床上实现

二、确定装夹方案（可配图说明）

1.车床加工可采用三爪卡盘装夹，尾座顶尖顶紧

2.加工中心上数控分度头为A轴方向，采用连接盘将三爪卡盘装于A轴上，尾座顶尖顶紧一夹一顶方式夹持凸轮轴

三、选择加工方法（分析所有加工要素的加工方案）

1.车毛坯料，车端面、钻中心孔、粗车台阶轴外圆Φ20h7至Φ42、掉头车端面，打中心孔取总长，

2.一夹一顶找正，车台阶轴Φ20h7、Φ28h7（留余量）及凸轮外圆车到尺寸

3.加工中心上凸轮轴一夹一顶装夹找正、定位调整，百分表找正，安装刀具，建立工件坐标系、实际试切加工凸轮部分，换不同刀具进行扩槽加工及倒角

4.铣凸轮轴上的8X24X4的键槽

5．在车床先车短轴至尺寸，掉头一夹一顶，精车另一端各台阶轴满足图纸所给定的尺寸公差和形位公差要求

四、拟订数控加工工序卡（在此单元格内，首先以表格形式设计简单的数控加工工序卡，再根据该零件的加工工艺，填写工序卡中相关内容，包括使用的刀具名称、规格、切削用量等）

凸轮数控加工工序卡

厂名

数控加工工序卡片

产品名称

零件名称

材料

零件图号

凸轮

LY12

工序号

编号

夹具

使用设备

地点

三爪卡盘

CLD20数控车床

工步号

工步

内容

刀具名称

刀具规格

主轴转速

（r/min）

进给速度

（mm/r）

切深/mm

刀具

车端面

800

0.12

T0101

车外圆

1000

0.3

T0202

车台阶

打中心孔

A3（HSS）

1500

T0303

调头车端面

取总长

三爪顶尖

车Φ20h7（余2mm）

1200

车Φ28h7（余2mm）

1100

车Φ98

900

程序编号

VDF-850D立式加工中心

工步内容

（mm/min）

铣凸轮

13×

63（HSS）

S2000

F150

扩铣凸轮

Φ12×

26×

83（HSS）

S1000

F200

34×

92

S800

倒角

70（HSS）

S1200

铣键槽

11×

55（HSS）

精车Φ20h7

F0.12

0.5

掉头精车Φ20h7

精车Φ28h7

F0.1

五、编制数控加工程序（可以指定编制某个重要部位的加工程序或是重点教学内容的加工程序）

凸轮轴关键部位是凸轮曲线，凸轮曲线采用软件平面内设计凸轮导程曲线，再采用包络的方式映射到凸轮轴圆柱面上从而生成加工线条模型，生成加工轨迹时采用四轴曲线方式自动生成，经过后置处理生成如下加工程序：

注:

此计划书是在教学过程中下发给学生，由学生填写完成，反映学生对该子项目进行计划的结果文件，起到指导项目实施作用，请参赛教师以学生的身份按照各栏目要求进行填写。