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《数控编程与操作》轴类零件的加工教案


《数控编程与操作》轴类零件的加工教案
实训项目 (课题) 实训任务 (内容) 轴类零件的加工 任务一 模具轴的加工 能力目标 1、能够阅读零件图,并提取零件信息的能力; 2、使学生具备选用机床、刀具、量具、确定加工方 案的能力; 3、增强学生零件程序的编制能力; 4、增强学生操作数控车床独立加工零件的能力; 5、增强学生检测零件即分析判断合理性的能力; 6、项目设计与加

工、测试项目分组进行,3 人一组。 锻炼同学们竞争、合作、答辩等方面的素质,培养同 学们团结协作能力。

知识目标 1、熟练掌握圆弧加工功能指令的 应用及走刀路线的确定; 2、熟练掌握外圆粗车 G71、精车 实训目标 G70 指令的应用; 3、了解刀具半径补偿 G41、G42 的用法。

重点 难点

重点:1、零件加工方案的制订 2、零件程序的编制 3、机床的对刀及零件加工 难点:1、加工零件的程序调试 2、零件表面的质量保证

教学内容

教学内容:1、数控车削加工;2、零件检测;3、评估; 教学方法:融“教、学、做”为一体,以学生为中心,教师的任务是对整个工作过 教学方法 程进行组织、监督、帮助、控制和评估,在课程教学中主要采用行动导向教学法,基于 工作过程严格按照“六步法” (资讯、计划、决策、实施、检查、评估)实施教学。 教学手段 教学手段:采用实际操作与实物展示,使学生能够直观了解项目与具体任务,使抽 象的理论知识变得直观,便于学生理解和掌握,提高学习效率。 时间分配 时间分配: 资讯(见附件一:项目资讯任务书) 计划 决策 课前完成 90 分钟 (数控仿真实训室完成)

实施 检测(见附件二:任务评分表) 评估
任务拓展 复杂轴类零件的加工 主要参 考资料 课后自我 总结分析 《数控车床培训教程》 袁锋 主编

35 分钟 5 分钟 5 分钟 数控实训车间 完成

教学过程 任务导入 一、任务引入:

教学内容

教学 方法

某模具制造厂需加工一模具轴,零件图样如下图所示,设毛坯是φ 46×120mm 的棒料。要求所有尺寸公差在±0.02mm 范围内。

机械工艺过程卡 (单位) 机械工艺过 程卡 45#钢 工序名 选择毛坯 选择刀具 车 入库 ? ? ? 设 计 标记 二、计划决策 (一)读图并分析图样 1、阅读零件图 处数 更改文件号 校对 ‥ 审核 ‥ 标准 化 会 签 产品型号 产品名称 毛坯种类 工序内容 选择毛坯 安装刀具 车外轮廓、 切断 CAK6136V 三爪卡盘 棒 料 车 间 模具轴 毛坯外形尺寸 机床 φ 46×

材料牌号 工序号 1 2 3 4 ?

120mm
工艺装备

2、提取零件信息 此零件材料为 45#钢,形状为回转体,所要加工要素是圆柱的表面和圆弧表 面,加工表面质量要求高,此加工属于一般简单轴类零件的加工。此零件的主要 加工要素如图所示:

任务方案 论证

教师 指导 (二)选择 3 个小组的代表阐述并写出本任务的加工方案 1、代表阐述加工方案 2、讨论及优化加工方案 (三)确定加工方案 1、选择机床 零件为回转体轴类零件,加工尺寸精度及表面质量要求高,毛坯为φ 46mm, 轴向尺寸不大,因此选择数控车床 CAK6136V 2、选择夹具 零件为回转体轴类零件,毛皮为棒料,选择夹具为通用夹具:三爪卡盘。 3、选择刀具 ①、外圆刀 T0101:车端面,粗车加工、精车加工; ②、切断刀 T0202:宽 4 mm,切断; 4、切削用量确定 加工内容 车端面 粗车外圆 精车外圆 切断 主轴转速 S 400r/min 500r/min 800r/min 300 r/min 进给速度 F(mm/r) 0.15 0.15 0.08 0.05 学生 制订 加工 方案 并讨 论优 化

5、加工方案的确定 ①、先车出端面,并以端面的中心为原点建立工件坐标系; ②、采用 G71 从右至左进行各面粗车; ③、采用 G70 从右至左精加工各面;

④、切断;注意退刀时,先 X 方向后 Z 方向,以免刀具撞上工件。 (四)学生分组制订该零件加工工序卡和工序刀具清单 1、制定工序卡 (工序号 2) 机械工艺卡 产品型号 产品名称 设备 CAK6136V 夹具 三爪 程序号 O0003 工 步 号 1 2 3 4 5 切削参数 工步内容 装夹毛坯,车端面 粗车外圆, 直径留 0.5mm 加工余 量 精车外圆 切断 检测 设计 标 记 处数 更改文件号 校对 审核 标 准 化 会签 ap 1 2 0.5 vc 120 500 500 300 f 0.15 0.15 0.08 0.05 刀 号 T01 T01 T01 T02 冷却 方式 模具轴 量具 游标卡尺 学生 分组 制作 工序 卡和 刀具 清单

2、制订工序刀具清单 (工序号 2) 工序刀具清单 刀具规格 序号 刀具名称 刀柄规格 25×25 25×25 刀号 T01 T02 刀片规格标 记 DC070204 Q04 刀尖半 径 R/mm 0.2 0 共1页 第1页 第1 版 备 注 ( 长 度 要 求)

1 2

93 外圆刀 切断刀

o

设计 标记 处数 更改文件号

校对

审核

标准化

会签

(五)零件程序的编制 1、参考程序 O0003 T0101; S500 M03; G50 S1500;

限制主轴最高转速为 1500m/min

学生 自主 编制 程序

任务实施

N1; 工序 1 车端面 G00 X48 Z0; G96 S120; 切换工件转速,线速度为 120m/min G01 X0 F0.15; G97 S500; 切换工件转速,转速为 500r/min N2; 工序 2 粗车加工 G00 X48 Z2; G71 U2 R1; 外圆粗车循环 G71 P10 Q20 U0.2 W0 F0.15; 精车路线为 N10~N20 指定 N10 G00 G42 X0 Z0; G03 X20 W-10 R10; G01 Z-20; G02 X30 Z-25 R5; G01 Z-35; G01 X45 Z-45; W-20; N20 G00 G40 X50; G00 X150; Z150; N3; 工序 3 精车加工 S1000 M03 T0202; G00 X45 Z2; G70 P10 Q20; G00 X150; Z150; N4; 工序 4 切断 S300 M03 T0303; G00 X48 Z-64; G01 X2 F0.05; G00 X150; Z150; M05; M30; 程序结束 (六)程序的输入 各小组将前面编制好的程序,输入到数控系统 (七)程序的调试及修改 将输入的程序进行语法和轨迹的检查,对出现的问题做好记录,并进行分析。 (八)仿真加工 三、任务的实施 1、选择机床(2 分钟) ; 2、装夹工件(1 分钟) ; 3、安装刀具(1 分钟) ; 4、对刀(5 分钟) ; ①、学生完成对刀并进行参数的设置; ②、教师对设置的参数进行检查 5、程序的调用(1 分钟) ; 各小组将已经编制好的程序,调出到加工界面。 6、零件加工(20 分钟) ;

检查点评

布置新任务

学生独立完成 四、检测(任务评分标准见:附件二) (5 分钟) ; 1、对零件的直径尺寸、长度尺寸、圆弧半径进行测量; 2、小组内进行分析判断加工出来的零件的合理性,找出原因 五、评估(8 分钟) ; 1、学生自评 2、学生互评 3、各小组代表陈述本小组加工零件的情况及分析总结。 4、教师总体评价及总结 六、任务的拓展(2 分钟) ;

互评 答辩 教师 点评

加工如图所示的零件,已知毛坯尺寸为φ 45mm,长为 150mm,要求 所有尺寸公差在±0.02mm 范围内,粗糙度均为 Ra3.2μ m。
教学后记 七、教学后记

本次课程是在数控实训车间进行的,利用“教、学、做”一体化的 方式教学,能较好地增强学生对知识的理解,增加学生兴趣,提高教学 效率。通过本次课的实训,学生能够熟练掌握外圆粗车 G71、精车 G70 指令、 圆弧加工指令的应用及走刀路线的确定;并使学生掌握操作数控 车床独立加工零件、 检测零件即分析判断合理性的能力;同时提高同学 们竞争、合作、答辩等方面的素质,培养同学们团结协作能力。在整个
教学中,作为教师更多的是引导、鼓励学生积极参与教学。

6

附件一: 项目资讯任务书
任务 2:模具轴零件的加工 学习情境二 轴类零件的加工 任务二 模具轴的加工 一、工作项目 1、本项目主要是模具轴零件的批量生产,通过数控仿真系统的加工, 零件形状如下图所示: 学号:___________ 姓名:___________ 工作地点:_________ 日 期:___________

2、材料为 45#钢,毛坯为φ 46×120mm 的棒料,毛坯形状如下:

二、工件图纸与工艺文件 1、零件图纸

2、机械工艺过程卡 (单位) 机械工艺过 程卡 #45 钢 工序名 选择毛坯 车 入库 ? ? ? 设计 标记 处数 更改文件号 校对 ‥ 审核 标准化 ‥ 会签 产品型号 产品名称 毛坯种类 工序内容 选择毛坯 车外轮廓、 切 断 CAK6136V 棒料 车间 毛坯外形尺寸 机床 模具轴 φ 46×120mm 工艺装备

材料牌号 工序号 1 2 3 ?

三、项目要求 以 3 人为一小组完成一个完整的零件加工项目,要求如下: 1、按图纸要求,完成合格零件加工; 2、要在规定时间内完成项目; 3、掌握零件加工所需的相关知识 (1) 、圆弧加工功能指令 G02、G03 的格式及应用; (2) 、外圆粗车 G71、精车 G70 指令的格式及应用; (3) 、刀具半径补偿 G41、G42 的用法及注意事项。 (4) 、走刀路线的确定; 4、熟悉数控加工工艺流程。 5、熟悉数控车床的操作 6、规范操作 7、最后提交工序卡、工序刀具清单、零件的加工程序、工件、完成实训报告的撰写等。

8

附件二: 任务评分表

评分标准
检测项目 配分 评分标准 不符合要求不得分

评分 1

R10 R5 φ 20 φ 30 φ 45 L15 L25 L35 L50
表面粗糙 度

12

评分 2

12

超差0.1 扣2 分

评分 3

16

不符合要求不得分

评分 4

10

Ra 超差 1 级扣 1 分 考核内容及评分 工件加工质量(50 分) 评分 1 12 分 评分 2 12 分 评分 3 16 分 评分 4 10 分 工艺及 程序是 否合理 25 分

职业素养(25 分) 学号 姓名 安 全 操 作 10 分 工 作 态 度 8分 团 队 协 作 7分

总分

100 分

9


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