简单阶梯轴加工教学设
计
Document number:WTWYT-WYWY-BTGTT-YTTYU-2018GT
《简单阶梯轴加工》教学设计
教学设计说?明
?本课题是学生刚刚接触零件程序编写及零件自动加工,故对零件精度方面没有要求,只要求学生做出零件外形轮廓即可。
教学中为保证学生能自动加工出图示零件,必须掌握常用指令G00、G01等应用,会安排切削工艺,编写零件加工程序,因此,常用G00、G01等指令,零件程序的编写为本课题理论部分教学重点,技能学习重点为掌握单段加工方法及自动加工方法。为解决本课题重点、难点,在教学方法和组织过程中,根据不同情况采用不同教学方法和教学手段进行教学;编程指令及应用采取以讲授为主,辅以课件动画演示;分层加工工艺过程采用加工录像或动画演示;编写数控程序以教师讲解,学生模仿、讨论、训练,教师引导的形式,以培养学生能力。技能学习主要采用动作示范,也可以录像或仿真进行辅助教学。
教学中还应注意学生对刀练习,工件、刀具装夹练习的正确性及熟练程度,加工准备工作中应随时强调动作规范及安全操作等注意事项。
教??学??实??践
教学环节与主要内容具体教学目标教学活动
【复习导入】(学时分配:10mi n)
复习内容:
1.外圆、端面对刀方法;
2.机床坐标系与工件坐标系;
3.工件、刀具装夹方法及要领。导入新课:
??由加工图示零件引入如何编写零件程序、如何制定加工工艺及自动加工零件即本次课内容。
【明确学习目标】(学时分配:2min)
1.掌握N、F、M指令及用法。2.掌握G00、G01指令及应用;3.会编写简单数控加工程序;4.单段加工、自动加工零件。【新授】
一、知识学习(学时分配:180m in)
(一)程序指令(时间:90min)1.顺序号指令(程序段号)??功能:表示该程序段的号码,常间隔5~10便于以后插入程序时不会改变程序段号顺序。
??说明:通常由小到大排列,仅用于程序的校对和检索。
2.进给功能指令
地址:F。功能表示刀具加工时进给速度1.熟练、巩固
外圆、端面对
刀方法。
2.说出工件坐
标系及机床坐
标系,为编程
做准备。
1.掌握顺序号
指令功能及使
用。
2.掌握进给功
能指令及应
用。
教师:提问对刀方法;
学生:回答。
教师:出示坐标系图
片;
学生:看图回答。
教师:出示图2-1零件
图,分析、讲解。由如
何加工零件引入本次课
题学习目标。
学生:看图2-1。
教师:分析、讲解。
学生:听讲。
教师:分析、讲解。
学生:听讲。
程序段中有效,又称程序段有效代码。
(3)法那克系统0i-Mate-TC系统G代码又有A、B、C代码之分,使用时应注意。
常用法那克与西门子系统G代码见表所示。(表2-2)
5.刀具快速定位指令(G00)(1)指令功能:指刀具以机床规定的速度(快速)从所在位置移动到目标点。
(2)指令格式:G00 X??Z??;
其中X、Z为目标点坐标。
例:G00 X10 Z20;刀具快速移动至点(20,10)位置。
(3)指令使用说明
1)用G00指令快速移动时,地址F下编程的进给速度无效。
2)G00为模态有效代码,一经使用持续有效,直至被同组G代码取代为止。
3)G00指令的刀具运动速度快,容易撞刀,使用在退刀及空行程场合,能减少运动时间,提高效率。4)G00指令目标点不能设置在工件上,一般距离工件有2~5mm安全距离,刀不能在移动过程中碰到机床、夹具等,如图所示。
5)法那克系统与西门子系统指令一样。6.初步了解常
用G指令。
7.掌握G00指
令格式及其应
用。
8.理解G00指
令使用注意事
项。
教师:出示G指令表,
并分析表中指令。
学生:看表,听讲。
教师:讲解,分析。
学生:听讲。
教师:出示例题。
学生:分析。
教师:分析。
学生:听讲。
教师:出示例题,分
析。
学生:听讲、回答。
教学环节与主要内容具体教学目标教学活动
图2-3车刀快速移动安全距离6.直线插补指令(G01或G1)(1)指令功能:刀具以进给功能F 下编程的进给速度沿直线从起始点加工到目标点。
(2)指令格式:G01 X??Z??F??;其中X、Z为目标点坐标;F为进给速度。
例:如图2-3,刀具从P点,车削φ30外圆,编写程序。
解:刀具从P点只能快速移动至A’点,坐标为(4,30),Z方向留安全距离,然后直线加工到B点,B点坐标为(-45,30)。
加工程序为:N10 G00 X30 Z4;????????????N20 G01 X30 -45 F;(3)指令使用说明
1)G01用于直线切削加工,必须给定刀具进给速度,且程序中只能指定一个进给速度。
2)G01为模态有效代码,一经使用持续有效,直到被同组G代码取代为止。
3)刀具空间运行或退刀使用此指令9.掌握G01指
令格式及应
用。
10.理解G01
指令使用注意
事项。
教师:讲授。
学生:听讲。
教师:出示例题。
学生:分析、讨论并完
成例题。
教师:分析。
学生:听讲
教学环节与主要内容具体教学目标教学活动
则运行时间长,效率低。
4)法那克系统与西门子系统指令格式一样。
(二)加工工艺分析(时间:45mi n)
1.选择工、量、夹具
(1)工具选择:铝棒装夹在三爪自定心卡盘上,用划线盘校正并夹紧,其它工具见表2-3所示。(2)量具选择:外圆、长度精度要求不高,选用游标卡尺测量。(3)刀具选择:加工材料为硬铝,刀具选90°硬质合金外圆车刀,置于T01号刀位。另外用手动切断工件,还需一把切断刀。2.加工工艺路线
加工精度较低,不分粗精加工,加工余量较大,需分层切削工件,本课题需分三层切削,进刀点分别为A、B、C点,如图所示:
图2-4车刀进刀路线
进刀路线:A→P5→D→刀具退回→B→P3→E→刀具退回→C→P1→F →刀具退回至起点。11.会选择类
似轴加工工
具、量具及刀
具。
12.会编写类
似轴类零件切
削工艺。
教师:引导。
学生:分析并得出本课
题后练习题工、量、刀
具选择。
教师:分析图2-1零件
切削?工艺。
学生:听讲,并完成图
2-6零件切削工艺。
教师:巡回指导并进行
检查。
教学环节与主要内容具体教学目标教学活动
3.选择合理切削用量
加工材料为铝件,硬度较低,切削力较小,切削用量可选大些,但因首次加工,切削用量尽可能选小一些。
背吃刀量:2mm;
转速:400r/min;
进给量:0.2mm/r;
手动切断时进给倍率为1%。(三)编写数控加工程序(时间:45min)
1.建立工件坐标系
??根据工件坐标系建立原则,工件坐标系设置在工件右端面轴心线上,如图2-1所示。
??2.计算基点坐标
??基点:零件各几何要素间的连接点。如零件轮廓上直线与直线、直线与圆弧间交点或切点,它们往往是直线或圆弧插补的目标点,是编写数控程序的重要数据。如P1、P 2…P5等。具体各点坐标见表2-4。
3.工艺点坐标
不仅要计算基点坐标,本课题还需计算进刀点(A、B、C)及外圆加工后沿X方向退出点(D、E、F)点坐标。具体各点坐标见表2-4。
4.编写数控程序
程序编写要点:准备工作指令、加工指令及程序结束指令。13.会选择类
似轴类零件合
理切削用量。
14.掌握基点
含义及基点坐
标计算。
15.了解工艺
点及其坐标计
算。
教师:分析。
学生:听讲并完成图2-
6所示零件切削用量。
教师:引导。
学生:分析图2-1中基
点坐标。
教师:引导。
学生:分析图2-1中各
工艺点坐标。
教学环节与主要内容具体教学目标教学活动
准备工作指令有:
1)主轴起动及转速指令M03 S5 00。
2)切削液开指令M8,不用可不写。
3)初始状态设置指令:G40、G 80等。
4)刀具起点位置。
5.参考程序分析
二、技能学习(学时分配:73mi n)
(一)加工准备(时间:20mi n)
1)检查毛坯尺寸。
??2)开机、回参考点。
??3)输入程序。把编写好的程序通过数控面板输入数控机床。??4)装夹工件。坯料装夹在三爪卡盘中,伸出约40mm左右,校正并夹紧。
??5)装夹刀具。把外圆粗车刀装入T01号刀位。
(二)对刀(时间:18min)X、Z轴均采用试切法对刀,通过对刀奖操作得到的数据输入到刀具长度补偿中,G54等零点偏置中数值输入0。
(三)空运行及仿真(时间:5m in)
选择MEM或AUTO工作模式,打开程序,进行空运行或仿真,观察程序运行情况及加工轨迹。
注意事项:法那克系统空运行后需重新回机床参考点。16.掌握数控
程序编写一般
方法。
1.进一步熟练
加工准备中开
机、回参考
点、程序输入
等工作。
2.熟练外圆车
刀对刀步骤。
3.会空运行及
仿真机床面板
操作。
教师:讲解、分析。
学生:听讲。
学生:按要求做好加工
前各项准备工作。
教师:巡回指导,检
查。
学生:按要求做好外圆
车刀对刀。
教师:巡回指导,检
查。
教师:演示并讲解。
学生:模仿训练。
教师:巡回指导,检
查。
教学环节与主要内容具体教学目标教学活动
?(四)零件单段加工及自动加工(时间:30min)
1.零件单段加工操作步骤:通过面板设置空运行及仿真。
注意事项:每加中工一步按一次数控启动按钮。
2.零件自动加工
操作步骤:打开程序,选择MEM 或AUTO方式,调好进给倍率,按数控启动键,观察加工情况。
注意事项:关好机床防护门,手靠近复位按钮,遇特殊情况按复位键,停止机床运行。
【态度养成】
【模仿、整合训练、零件评分】(学时分配:90min)4.让学生掌握
单段加工及零
件自动加工操
作方法。
1.养成质量意
识。
2.认真、细致
工作态度。
3.钻研精神
教师:演示单段加工及
零件自动加工操作步
骤。
学生:模仿训练。
教师:巡回指导,检
查。
教师:教学及学生模仿
训练中工作态度、工作
方法要求、检查与学生
不良形为纠正。
学生:模仿训练中,养
成良好形为习惯,工艺
分析、参数选择、程序
编写等方面培养钻研精
神。
教师:巡视指导
学生:完成图2-6零件
单段加工(自动加
工),最后由教师对学
生完成零件进行检测评
分。
教学环节与主要内容具体教学目标教学活动
【课堂小结】(学时分配:3min)1.常用数控指令N、F、M含义及用法。
2.准备功能指令及G00、G01指令格式及应用。
3.简单阶梯轴切削加工工艺。4.简单阶梯轴编程方法。
5.零件单段加工、自动加工方法。
【作业布置】(时间:2min) 1.指出N、F、M指令含义。2.G00、G01指令功能及使用注意事项。
3.完成补充零件编程并加工练习。本课题的总
结,让学生进
一步明确本课
题学习目标。
1.练习、巩固
常用数控加工
指令。
2.同类零件的
编程加工。
教师:总结本课题主要
学习容。
学生:回忆本节课内
容。
教师:总结、分析各人
加工情况并对做得好的
同学进行表彰。
教师:布置相关理论作
业、布置类似零件编程
与课后上机仿真练习。
学生:练习
教学后记附??图