理实一体化《数控车削编程与操作加工》教学活动设计剖析.docx
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理实一体化《数控车削编程与操作加工》教学活动设计剖析
《数控车削编程与操作加工》教学活动设计
一、学习情境的组成及课时
学习情境1数控车床安规教育与维护保养4学时
学习情境2数控车床加工基础6学时
学习情境3轴类零件的编程与加工26学时
教学单元1简单阶梯轴类零件加工6
教学单元2带锥面阶梯轴类零件加工10
教学单元3带螺纹曲面轴类零件加工10
学习情境4套类零件的编程与加工30学时
教学单元1螺纹台阶轴套类零件加工10
教学单元2内螺纹台阶轴套零件加工10
教学单元3螺纹圆弧轴套零件加工10
学习情境5典型轴类零件的编程与加工30学时
教学单元1加工实例1台阶轴套零件加工15
教学单元2内外轮廓综合加工零件加工15
学习情境6非圆曲线类零件的编程与加工14学时
学习情境7CAXA数控车自动编程10学时
二、学习情境的描述
学习情境1数控车床安规教育与维护保养
1.能力描述
遵守实训场地数控车床安全文明生产制度，牢记安全操作规程;遵守数控车床的安全操作规程，具有数控车床操作加工基本的自我保护意识与能力;能进行数控车床的日常及定期的基本维护保养工作。
2.目标描述
1.熟悉数控车床安全文明生产及安全操作规程
2.能够进行数控车床的日常及定期的系统检查、维护保养
3.具有数控车床操作基本的自我保护意识与能力
4.能进行数控车床常用工具、夹具、量具的维护保养。
3.学生应具备知识和基本能力
（1）具备知识
数控车床结构知识、数控机床系统操作知识、工程图识读知识
（2）基本能力
独立动手操作能力、逻辑思维与空间想象能力、小组合作能力、交流能力
4.教学方法与教学媒体
（1）教学方法
讲述法；项目教学法；任务单元教学法
（2）教学媒体
录像；教学课件
5.教学地点与教师安排
（1）教学地点
教室、实训车间
（2）教师安排
专职教师1人，兼职教师1人，工人技师2人。
学习情境2数控车床加工基础
1.能力描述
能熟悉掌握数控程序的标准格式；能正确的分析零件图样进行工艺分析；能正确操作数控车床并能正确的理解对刀操作。
2.目标描述
1.理解工件坐标系的设定
2.掌握零件的工艺分析方法
3.掌握数控系统数控程序的组成结构
4.了解各指令代码，如G、S、F、T功能
5.理解对刀操作
3.学生应具备知识和基本能力
（1）具备知识
工程图识读知识、数控工艺知识、基本数学处理知识
（2）基本能力
独立收集分析资料的能力、逻辑思维与空间想象能力、小组合作能力、演讲与交流能力
4.教学方法与教学媒体
（1）教学方法
讲述法;案例教学法;项目教学法
（2）教学媒体
录像;零件图;教学课件;机械设计手册
5.教学地点与教师安排
（1）教学地点
教室、仿真实训室
（2）教师安排
专职教师1人
学习情境3轴类零件的车削加工
1.能力描述
能读懂零件图样，并能正确分析零件的工艺性;能合理选择夹具、刀具并确定零件切削参数;能正确使用游标卡尺、外径千分尺等测量工具，并能对该零件进行正确的质量检测。
2.目标描述
1.熟悉并掌握数控编程中工件坐标系的建立，以及程序编制的相关知识。
制定走刀轨迹并进行编程节点坐标值的计算。
2.能正确选用加工指令编制零件的加工程序。
3.掌握加工零件的工艺规程制定内容。
4.画出数控加工走刀路线图，注意刀具切入和切出的方法。
5.掌握刀具、夹具的装夹与数控加工对刀等操作。
3.学生应具备知识和基本能力
（1）具备知识
轴类零件的加工工艺知识、数控编程基本知识、加工轴类零件典型轮廓面（圆柱面、圆锥面、圆弧面等）的编程代码及程序段的结构知识
（2）基本能力
独立收集分析资料的能力、逻辑思维能力、小组合作能力、交流能力。
4.教学方法与教学媒体
（1）教学方法
教、学、做一体化教学法;任务驱动教学法
（2）教学媒体
零件图;教学课件;机械手册;仿真软件
5.教学地点与教师安排
（1）教学地点
教室、实训车间
（2）教师安排
专职教师1人兼职教师1人工人技师2人
学习情境4套类零件的编程与加工
1.能力描述
能正确分析内孔零件的工艺性;能合理选择刀具并确定螺纹切削参数;能正确使用游标卡尺、千分尺、螺纹塞规、螺纹环规以及百分表等测量工具，并能对该零件进行正确的质量检测。
2.目标描述
1.熟悉并掌握数控编程中坐标原点、起始点的确定，以及程序编制的相关知识。
从手工编程的角度出发，掌握和运用加工运行轨迹和编程节点尺寸的数学计算。
2.能正确选用加工指令编制零件的加工程序。
3.掌握加工零件的工艺规程制定内容。
4.画出数控加工走刀路线图，注意刀具切入和切出的方法。
5.掌握刀具、夹具的装夹与数控加工对刀等实际操作。
3.学生应具备知识和基本能力
（1）具备知识
1.编制该轴类零件的加工工艺；
2.该轴类零件装夹、刀具选择、切削参数的选择；
3.圆弧、螺纹、锥面、外槽等编程G代码的应用；
（2）基本能力
独立收集分析资料的能力、逻辑思维与空间想象能力、小组合作能力、演讲与交流能力。
4.教学方法与教学媒体
（1）教学方法
教、学、做一体化教学法;任务驱动教学法
（2）教学媒体
零件图;教学课件;机械手册;仿真软件
5.教学地点与教师安排
（1）教学地点
教室、实训车间
（2）教师安排
专职教师1人兼职教师1人工人技师2人
学习情境5典型轴类零件的车削加工
1.能力描述
能正确分析综合轴零件的工艺性；能正确进行综合轴零件的质量检测；能运用机床锁定检验程序；能正确进行该零件的质量检测；培养独立工作的能力和安全文明生产的习惯。
2.目标描述
1熟练掌握数控车削基本指令G90、G92、G70、G71、G75的使用方法。
2.能正确选择设备、刀具、夹具与切削用量。
3.掌握编程时的公差处理。
4.能正确安装刀具、熟练对刀。
3.掌握零件的加工工艺规程制定内容。
4.掌握游标卡尺、千分尺、螺纹塞规、螺纹环规测量工具的使用。
3.学生应具备知识和基本能力
（1）具备知识
编制该轴类零件的加工工艺；该轴类零件装夹、刀具选择、切削参数的选择；圆弧、螺纹、锥面、外槽等编程G代码的应用；
（2）基本能力
独立收集分析资料的能力、逻辑思维与空间想象能力、小组合作能力、演讲与交流能力。
4.教学方法与教学媒体
（1）教学方法
教、学、做一体化教学法;任务驱动教学法
（2）教学媒体
零件图;教学课件;机械手册;仿真软件
5.教学地点与教师安排
（1）教学地点
教室、实训车间
（2）教师安排
专职教师1人兼职教师1人工人技师2人
学习情境6非圆曲线类零件的车削加工
1.能力描述
能正确分析综合轴零件的工艺性；能正确进行综合轴零件的质量检测；能运用机床锁定检验程序；能正确进行该零件的质量检测；培养独立工作的能力和安全文明生产的习惯。
2.目标描述
1.掌握配合件的拆装方法及识图；
2.分析配合零件的要求，制定特殊的加工工艺；；
3.掌握宏程序的编程；
4.精密量件检测的方法；
5.复习简单轴类的编程方法；
3.学生应具备知识和基本能力
（1）具备知识
编制复杂轴类零件的加工工艺；复杂轴类零件装夹、刀具选择、切削参数的选择；圆弧、螺纹、锥面、外槽等编程G代码的应用；考虑配合要素的加工质量控制；软爪的制作和应用。
（2）基本能力
独立收集分析资料的能力、逻辑思维与空间想象能力、小组合作能力、演讲与交流能力。
4.教学方法与教学媒体
（1）教学方法
教、学、做一体化教学法;任务驱动教学法
（2）教学媒体
零件图;教学课件;机械手册;仿真软件
5.教学地点与教师安排
（1）教学地点
教室、实训车间
（2）教师安排
专职教师1人兼职教师1人工人技师2人
学习情境7CAXA数控车自动编程
1.能力描述
能对非圆二次曲线类零件进行数控车削加工工艺分析并制定加工工艺路线；能正确选择该类零件数控车削加工所用刀具材料及刀具几何参数，并能正确使用所选刀具进行加工；能正确编写该类零件的数控车削加工程序；能合理使用数控车床对该类零件进行加工；能选择并使用相关量具对该类零件进行质量检测；能对该类零件进行质量评估并能初步分析超差原因；能制定该类零件数控车削加工工艺规程。
2.目标描述
1.掌握CAXA数控车XP版自动编程软件的使用；
2.为加工零件编写加工工艺；
3.根据编写的加工工艺，合理的填写加工参数；
4.根据数控系统选择机床类型生成加工代码；
3.学生应具备知识和基本能力
（1）具备知识
掌握CAXA数控车XP版自动编程软件的使用，能合理使用数控车床对该类零件进行加工；能选择并使用相关量具对该类零件进行质量检测；能对该类零件进行质量评估并能初步分析超差原因；能制定该类零件数控车削加工工艺规程。
（2）基本能力
独立收集分析资料的能力、逻辑思维与空间想象能力、小组合作能力、演讲与交流能力。
4.教学方法与教学媒体
（1）教学方法
教、学、做一体化教学法;任务驱动教学法
（2）教学媒体
零件图;教学课件;机械手册;仿真软件
5.教学地点与教师安排
（1）教学地点
教室、实训车间
（2）教师安排
专职教师1人兼职教师1人工人技师2人
三、课程教学总体设计
课程
数控车削编程与操作加工
理论学时
实践学时
学期
目标阐述
学生能根据零件图样要求，编制数控车削加工工艺并实施；掌握常用材料的基本性能、合理选用工件毛坯，了解热加工工艺过程，熟悉数控车削加工的工艺范围和基本操作方法，并能正确选择、使用常用的刀具、夹具、量具；掌握数控车削编程方法及指令；程序的调试及运行；零件的加工及零件的检测；能对加工完成的零件进行分析、优化程序及评价、总结及资料存档工作
教学内容
理论教学
实践教学
数控车床选用，数控车床主要类型、典型结构和主要技术参数
数控车刀的选用
工件的装夹
常用量具
数控车床坐标系
数控车床指令及程序的编制
典型零件数控车削操作加工、加工工艺制定及编程
安全文明生产规定
安全操作规程
零件图样分析及加工方案的制定
零件加工工序卡制订及程序的编制
工具及材料的准备，数控车床操作
程序的输入及调试
零件加工及检查，分析、评估及资料存档
数控车床的常规维护及环保意识培养
教学安排
要求
教学方法
宏观
微观
熟悉安全操作规程
熟悉数控车床操作
对要进行制作的零件图样进行分析
根据零件图样编写数控车削工艺及程序
使用数控车床制作零件，检测各小组进度
在加工过程中对加工的零件进行测量
验收、评价零件及技术资料的存档
劳工与健康保护
能进行零件图样信息分析
加工方法与检测方法要求标准
加工的零件要符合企业标准
具有协作能力
项目教学法
任务单元训练法
演示法
讲述法
讨论法
仿真法
实操法
引导法
讲解法
范例法
输出资料
完成的各种卡片（零件图工艺信息分析卡片、零件加工顺序卡片、刀具卡片、切削用量卡片、数控加工走刀路线图卡片、程序清单卡片、零件加工工艺规程卡片）
加工完的零件
零件质量检测结果报告单
考核结果报告单
超差原因报告单
小组总结报告及小组成果展示
四、课程教学准备设计
学生知识与能力准备
教师需要具备的技能
输入材料
场地与设备
工具
机械制图与识图
简单三角函数计算能力
普通车床加工工艺知识
钳工基础知识与技能
车床常用刀具、夹具、量具的选用
工件材料及热处理相关知识
机械制图与识图
机械加工工艺知识
数控车削工艺及程序编制技能
数控车床操作技能
零件的检测分析能力
教学组织、管理及协调能力
项目任务书
零件图
毛坯
备料单
引导文案
学习资料
FANUC0i-TC系统编程、操作说明书
CTK6150数控车床技术参数
安全操作规程
刀具及切削用量参数
数控实训基地
数控编程与仿真机房
“教、学、做一体化”多媒体教学平台
CTK6150数控车床
宇龙仿真加工软件
刀具
夹具
量具
辅具
五、学习单元的教学设计
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学习情境4套类零件的编程与加工（30学时）
学习单元4.1螺纹台阶轴套类零件加工（10学时）
教学
目标
1.熟悉并掌握数控编程中坐标原点、起始点的确定，以及程序编制的相关知识。
从手工编程的角度出发，掌握和运用加工运行轨迹和编程节点尺寸的数学计算。
2.能正确选用加工指令编制零件的加工程序。
3.掌握加工零件的工艺规程制定内容。
4.画出数控加工走刀路线图，注意刀具切入和切出的方法。
5.掌握刀具、夹具的装夹与数控加工对刀等实际操作。
教学
环节
教学活动内容
学时
教学组织
教学方法
教学媒体
任务
布置
如图4-1所示轴套零件，已知材料为45#钢，毛坯为ø50×85mm的棒料。
要求：
制定零件的加工工艺，编写零件的数控加工程序，完成零件的车削加工并检测。
0.5
教师布置任务，发放任务书；
学生分组：
5人一组，共10组；
讲述法
零件图
工作任务单
知识
资讯
阅读项目任务书；分析零件图、查看备料单、毛坯；阅读引导文案；查阅相关学习资料；分组讨论零件图工艺信息，资讯问题；填写零件图工艺信息分析卡片
2.5
下达项目工作任务书；讲述完成项目任务的流程；引导学生搜集零件图相关工艺信息资料；引导学生理解零件加工技术要求，进行零件图工艺信息分析；提供零件图工艺信息分析范本
讲述法
仿真法
投影仪
课件
筹划
方案
填写零件加工顺序卡片；确定工艺装备，填写零件加工刀具卡片；确定切削用量，填写切削用量卡片；绘制零件加工走刀路线图；编制零件数控车床加工程序；制定零件加工工艺规程卡片；制定操作加工方案计划；
2
讲解加工方案确定的方法；听取学生的决策意见；引导学生填写零件加工顺序卡片、刀具卡片、切削用量卡片；提供FANUC系统编程格式范本；提供零件加工走刀路线图绘制范本；提供零件加工工艺；规程卡片范本；提供零件操作加工方案范本；
讨论法
零件加工顺序卡片
零件加工刀具卡片
切削用量卡片
零件加工工艺规程卡片
数控车床加工程序
方案
实施
将编制好的零件加工程序在仿真软件上进行虚拟操作加工
填写程序清单卡片
在数控车床上输入加工程序并进行校验
检查实际操作加工前准备
实际操作加工
修改零件加工工艺规程卡片
4
演示FUNAC系统数控车床仿真操作加工方法
对仿真操作加工中学生提问进行讲解
引导学生做好实际操作加工前准备工作
对学生实际操作加工规范进行示教
实操法
仿真软件
成果
评价
填写超差原因报告单；总结整个工作过程；提出改进意见；小组互评成绩；小组总结报告；小组成果展示报告；
1
组织学生进行讨论
、分析、总结，提出改进意见；对小组进行评价；
讨论法
归纳法
质量评价表
项目实训评价表
学习单元4.2内螺纹台阶轴套零件加工（10学时）
教学
目标
1.熟悉并掌握数控编程中坐标原点、起始点的确定，以及程序编制的相关知识。
从手工编程的角度出发，掌握和运用加工运行轨迹和编程节点尺寸的数学计算。
2.能正确选用加工指令编制零件的加工程序。
3.掌握加工零件的工艺规程制定内容。
4.画出数控加工走刀路线图，注意刀具切入和切出的方法。
5.掌握刀具、夹具的装夹与数控加工对刀等实际操作。
教学
环节
教学活动内容
学时
教学组织
教学方法
教学媒体
任务
布置
如图4-2所示台阶轴套零件，已知材料为45#钢，毛坯为￠45×110mm的棒料。
要求：
制定零件的加工工艺，编写零件的数控加工程序，完成零件的车削加工并检测。
0.5
教师布置任务，发放任务书；
学生分组：
5人一组，共10组；
讲述法
零件图
工作任务单
知识
资讯
阅读项目任务书；分析零件图、查看备料单、毛坯；阅读引导文案；查阅相关学习资料；分组讨论零件图工艺信息，资讯问题；填写零件图工艺信息分析卡片
2.5
下达项目工作任务书；讲述完成项目任务的流程；引导学生搜集零件图相关工艺信息资料；引导学生理解零件加工技术要求，进行零件图工艺信息分析；提供零件图工艺信息分析范本
讲述法
仿真法
投影仪
课件
筹划
方案
填写零件加工顺序卡片；确定工艺装备，填写零件加工刀具卡片；确定切削用量，填写切削用量卡片；绘制零件加工走刀路线图；编制零件数控车床加工程序；制定零件加工工艺规程卡片；制定操作加工方案计划；
2
讲解加工方案确定的方法；听取学生的决策意见；引导学生填写零件加工顺序卡片、刀具卡片、切削用量卡片；提供FANUC系统编程格式范本；提供零件加工走刀路线图绘制范本；提供零件加工工艺；规程卡片范本；提供零件操作加工方案范本；
讨论法
零件加工顺序卡片
零件加工刀具卡片
切削用量卡片
零件加工工艺规程卡片
数控车床加工程序
方案
实施
将编制好的零件加工程序在仿真软件上进行虚拟操作加工
填写程序清单卡片
在数控车床上输入加工程序并进行校验
检查实际操作加工前准备
实际操作加工
修改零件加工工艺规程卡片
4
演示FUNAC系统数控车床仿真操作加工方法
对仿真操作加工中学生提问进行讲解
引导学生做好实际操作加工前准备工作
对学生实际操作加工规范进行示教
实操法
仿真软件
成果
评价
填写超差原因报告单；总结整个工作过程；提出改进意见；小组互评成绩；小组总结报告；小组成果展示报告；
1
组织学生进行讨论
、分析、总结，提出改进意见；对小组进行评价；
讨论法
归纳法
质量评价表
项目实训评价表
学习单元4.3螺纹圆弧轴套零件加工（10学时）
教学
目标
1、熟悉基本编程指令G00、G01、G03等的使用方法。
2、掌握螺纹切削单一固定循环指令G92。
3、掌握螺纹复合循环指令G76。
4、掌握复合固定循环编程指令G73和精车循环指令G70的使用方法。
5、掌握加工零件的工艺规程制定内容。
6、掌握游标卡尺、千分尺、螺纹塞规、螺纹环规和百分表等测量工具的使用。
教学
环节
教学活动内容
学时
教学组织
教学方法
教学媒体
任务
布置
如图4-3所示轴类零件，已知材料为45#钢，毛坯为ø55×150mm的棒料。
要求：
制定零件的加工工艺，编写零件的数控加工程序，完成零件的车削加工并检测。
0.5
教师布置任务，发放任务书；
学生分组：
5人一组，共10组；
讲述法
零件图
工作任务单
知识
资讯
阅读项目任务书；分析零件图、查看备料单、毛坯；阅读引导文案；查阅相关学习资料；分组讨论零件图工艺信息，资讯问题；填写零件图工艺信息分析卡片
2.5
下达项目工作任务书；讲述完成项目任务的流程；引导学生搜集零件图相关工艺信息资料；引导学生理解零件加工技术要求，进行零件图工艺信息分析；提供零件图工艺信息分析范本
讲述法
仿真法
投影仪
课件
筹划
方案
填写零件加工顺序卡片；确定工艺装备，填写零件加工刀具卡片；确定切削用量，填写切削用量卡片；绘制零件加工走刀路线图；编制零件数控车床加工程序；制定零件加工工艺规程卡片；制定操作加工方案计划；
2
讲解加工方案确定的方法；听取学生的决策意见；引导学生填写零件加工顺序卡片、刀具卡片、切削用量卡片；提供FANUC系统编程格式范本；提供零件加工走刀路线图绘制范本；提供零件加工工艺；规程卡片范本；提供零件操作加工方案范本；
讨论法
零件加工顺序卡片
零件加工刀具卡片
切削用量卡片
零件加工工艺规程卡片
数控车床加工程序
方案
实施
将编制好的零件加工程序在仿真软件上进行虚拟操作加工
填写程序清单卡片
在数控车床上输入加工程序并进行校验
检查实际操作加工前准备
实际操作加工
修改零件加工工艺规程卡片
4
演示FUNAC系统数控车床仿真操作加工方法
对仿真操作加工中学生提问进行讲解
引导学生做好实际操作加工前准备工作
对学生实际操作加工规范进行示教
实操法
仿真软件
成果
评价
填写超差原因报告单；总结整个工作过程；提出改进意见；小组互评成绩；小组总结报告；小组成果展示报告；
1
组织学生进行讨论
、分析、总结，提出改进意见；对小组进行评价；
讨论法
归纳法
质量评价表
项目实训评价表
教学情境3、5、6.7的实训任务
学习情境
教学单元
教学目标
任务布置
教学情境3轴类零件的编程与加工
教学单元1简单阶梯轴类零件加工
1）掌握G00、G01指令的用法；
2）掌握辅助功能指令M00、M03~M05的用法；
3）掌握刀具指令T及速度指令S、进给指令F的用法；
4）能够正确选用切削用量。
如图3-1所示的阶梯轴零件，给定的毛坯￠45×80mm的棒料,材料为45＃钢，要求分析零件的加工工艺,填写工艺文件,编写零件的加工程序，完成零件的车削加工并检测。
教学单元2带锥面阶梯轴类零件加工
1）掌握圆弧插补指令G02/G03、刀补指令G41/G42/G40的用法；
2）掌握锥面、圆弧加工方法及切削用量的选择方法；
给定的毛坯￠45×100mm的棒料,材料为45＃钢，要求分析零件的加工工艺,填写工艺文件,编写零件的加工程序，完成零件的车削加工并检测。
教学单元3带螺纹曲面轴类零件加工
1）掌握暂停指令G04、螺纹切削指令G32、G92的用法；
2）掌握螺纹加工方法及切削用量的选择方法；
给定的毛坯￠45×126mm的棒料,材料为45＃钢，要求分析零件的加工工艺,填写工艺文件,编写零件的加工程序，完成零件的车削加工并检测。
学习情境5典型轴类零件的编程与加工
教学单元1加工实例1台阶轴套零件加工
1熟练掌握数控车削基本指令G90、G92、G70、G71、G75的使用方法。
2.能正确选择设备、刀具、夹具与切削用量。
3.掌握编程时的公差处理。
4.能正确安装刀具、熟练对刀。
3.掌握零件的加工工艺规程制定内容。
4.掌握游标卡尺、千分尺、螺纹塞规、螺纹环规测量工具的使用。
如图7-1所示轴类零件，已知材料为45#钢，毛坯为ø50×85mm的棒料。
要求：
制定零件的加工工艺，编写零件的数控加工程序，完成零件的车削加工并检测。
教学单元2内外轮廓综合加工零件加工
1、进一步熟悉车削编程指令格式、应用。
2、掌握螺纹复合循环指令G76。
4、掌握复合固定循环编程指令G71、G73和精车循环指令G70的适应范围及编程规则。
5、掌握零件的工艺规程制定内容。
6、掌握游标卡尺、千分尺、螺纹塞规、螺纹环规和百分表等测量工具的使用。
7、理解和应用刀尖圆弧半径补偿指令G41、G42、G40。
如图7-1所示轴类零件，已知材料为45#钢，毛坯为ø65×130mm的棒料。
要求：
制定零件的加工工艺，编写零件的数控加工程序，完成零件的车削加工并检测。
学习情境6非圆曲线类零件的编程与加工
1.掌握配合件的拆装方法及识图；
2.分析配合零件的要求，制定特殊的加工工艺；；
3.掌握宏程序的编程；
4.精密量件检测的方法；
5.复习简单轴类的
升级会员 