数控加工工艺与编程项目七教案.docx

学习情境七：综合轴的加工
学习情境

综合轴的加工
参考
学时

教学内容
1、能够在仿真平台上按图样要求完成工件的加工；
2、能够合理拟订加工方案，较熟练的编制典型零件的加工程序。

教学目标
1、 职业能力目标
（1）具有与设计人员、工艺人员、操作人员沟通的能力；
（2）具有读图、识图、分析零件图的能力；
（3）具有零件工艺分析能力；
（4）具有数控编程的能力；
（5）具有查阅资料及相关应用手册的能力；
（6）善于观察、思考、自主学习及创新能力。
2、专业知识目标
通过典型零件的程序编制，掌握数控车床的编程特点及原则。
3、社会能力：
（1）团队协作意识及方法；
（2）语言表达能力。
教学重点
难点与解决方法
1．教学重点
工件的加工工艺分析
2．教学难点
（1）粗、精加工走刀路线合理安排；
（2）充分利用每一把刀，尽量减少换刀次数；
（2）加工方法的选择。
3.解决方法
（1）图形示例，零件加工仿真；
（2）查阅专业书籍及相关设计手册；
（3）咨询企业相关人员或教师；
教学
条件
1．教室、多媒体；
2．校内实训机房、数控加工仿真软件；
3．生产性实习车间、数控车床。
教学方法
多媒体讲授理论知识；仿真软件练习掌握数控机床操作面板及基本指令加工；数控机床实际操作练习掌握基本能力。

学习情境七：综合轴的加工（详案）

教
学
过
程
的
实
施
步骤
教学内容
教学方法
时间
情景描述
（咨询）
1．给出零件图；
2．给出零件的信息及加工要求；
3．分析零件特点，指导学生自学内容。
教师介绍；
学生自学

制定加工工艺
（计划）
1．工件的装夹与定位；
2．加工路线的确定；
3．切削用量的选择；
4．刀具的选择；
5．机床及数控系统的选择。

学生自主确定加工方案

编制零件加工程序
（决策）
1．学生根据制订的加工工艺编写加工程序；
2．教师引导学生编制程序的可操作性

学生自主确定加工方案

数控仿真和 实操加工
（实施）
1.数控系统面板的应用；
2.零件数控仿真加工；
3.零件实操加工。
教师指导；
学生操作

检测加工零 件
(检查)
1．零件的尺寸精度检测；
2．零件加工质量评估；
3．总结。
教师点评

任务扩展
1. 热处理工序的安排；
2． 辅助工序的安排；
3．模态指令的含义；
4．学习应用
教师讲授
课后自学

评价
完成情况（60%）
方法能力（20%）
创新意识（20%）

一、学习情景描述
（一）给学生发放零件图，给出该零件的信息和加工要求。

图示零件毛坯尺寸为φ52mm的棒料，材料为 45钢，无热处理和硬度要求，不切断。要求对零件进行数控加工工序卡的编制，并进行数控车削加工工艺分析，进行程序编制、加工。
二、制订加工工艺
1．零件图的工艺分析
该零件表面由圆柱面、圆锥面、圆弧面及螺纹等表面组成。零件图纸尺寸标注完整，符合数控加工尺寸标注要求；轮廓描述清楚完整；零件材料为45钢，切削加工性能较好，无热处理和硬度要求。
为便于装夹该零件，坯件左端应预先车出夹持部分，右端面也应先粗车并钻好中心孔。
2．装夹与定位
工件左端采用三爪自定心卡盘定心夹紧，右端采用活动顶尖支承的装夹方式。
3．确定加工顺序及进给路线
加工顺序按先粗后精、先近后远的原则确定，即先从右到左进行粗车（留 0.25mm精车余量），然后从右到左进行精车，最后车削螺纹。
可采用粗车复合循环指令和车螺纹循环功能，机床数控系统就会自动确定其进给路线，因此，该零件的粗车循环和车螺纹循环不需要人为确定其进给路线（但精车的进给路线需要人为确定，沿零件表面轮廓从右到左描述）。
4．选择刀具
(1) 选用φ5mm中心钻钻削中心孔；
(2) 粗车及平端面选用90°硬质合金车刀；
(3) 精车选用90°硬质合金车刀；
(4) 刀宽为4mm的切槽刀；
(5) 车螺纹选用硬质合金60°外螺纹车刀。
刀具编号为 T05中心钻、T01为外圆粗车刀、T02为外圆精车刀、T03为切槽刀、T04为外螺纹车刀。
5．确定切削用量
(1) 背吃刀量的选择
轮廓粗车循环时选a p =2.5mm，精车时选a p =0.25mm。
(2) 主轴转速的选择
粗车为800r/min，精车为1200r/min，车螺纹时主轴转速为320r/min。
(3) 进给速度的选择
根据加工实际情况确定粗车每转进给量为0.5mm/r，精车每转进给量为0.1mm/r。
6．选择机床和数控系统
(1)机床型号
机床型号为CK6132-Ⅱ型数控车床。
(2)数控系统
采用广数928TD数控系统
7．数控加工工序卡
综合上述内容，制订该零件数控车削加工工序卡片，见表7-1。
表7-1数控加工工序卡片
单位
名称
德州
科技
职业
学院
产品名称或代号
零件名称
零件图号

综合轴加工

夹具名称
使用设备
车间
三爪卡盘和活动顶尖
CK6132-Ⅱ型数控车床

工步号
工步内容
刀具号
刀具类型
主轴转速
/(r·min-1)
进给速度
/(mm·min-1)
背吃刀量/mm
备注
1
平端面
T01
硬质合金90°外圆车刀
500

手动
2
钻中心孔
T05
φ5mm 中心钻
950

手动
3
粗车轮廓
T01
硬质合金90°外圆车刀
500
200
3
自动
4
精车轮廓
T03
硬质合金90°外圆车刀

0.25
自动
5
车螺纹
T04
硬质合金60 °外螺纹车 刀

自动

四、编制零件加工程序
（一）确定工件坐标系、对刀点和换刀点
1. 根据零件图纸的尺寸标注特点及基准统一的原则，选择零件右端面与轴心线的交点作为工件原点，建立工件坐标系。
2. 采用手动试切对刀方法把该点作为对刀点。
3. 换刀点设置在工件坐标系下X100、Z100处。
（二）编制零件加工程序
1. 编程分析
该零件结构要素有圆柱面、圆锥面、圆弧面、螺纹等，为保证尺寸精度和表面粗糙度要求，应将粗、精加工分开进行。对于轮廓粗车可采用复合粗车循环切削指令 G71加工，螺纹采用螺纹循环切削指令G92加工。采用直径编程方式，直径尺寸编程与零件图纸中的尺寸标注一致，编程较为方便。
2. 加工程序清单
O0001
N10 T0101
N20 G00 X100 Z50
N30 M03 S800
N40 X55 Z5
N50 G71 U2.5 R1
N60 G71 P70 Q180 U0.5 W0.25 F0.5
N70 G01 X30 F0.1
N80 Z0
N90 X34 Z-2
N100 Z-30
N110 X38
N120 X50 W-25
N130 W-20
N140 G03 W-30 R35
N150 G01W-15
N160 X52
N170 W-35
N180 X55
N190 G00 X50 Z50
N200 T0202 S1200
N210 X55 Z5
N220 G70 P70 Q180
N230 G00 X50 Z50
N240 T0303
N250 G00 X45 Z-30
N260 G01 X30 F0.1
N270 X45
N280 G00 Z5
N290 X50 Z50
N300 T0404 S320
N310 G00 X36 Z5
N320 G92 X33 Z-28 F2
N330 X32.5
N340 X31.9
N350 X31.5
N360 X31.5
N370 X31.4
N380 G00 X50 Z50
N390 M30
（三）加工程序的检验、修改
通过学生之间的讨论、对比、分析，进行自评，学生对自己编写的数控加工程序进行检验、修改。
教师对学生编制的程序进行指导、点评，对出错点进行讲解，最后学生对自己的程序进行修改，从而制订出正确的加工程序。
五、数控仿真和实操加工
1．零件的数控仿真
使用数控加工仿真软件对加工程序进行检验，正确进行数控加工仿真的操作完成零件的仿真加工。
2．零件的实操加工
通过仿真加工，确定零件程序的正确性后，在数控实训车间对零件进行实际操作加工。
六、零件的检测
1．利用游标卡尺、外径千分尺、表面粗糙度工艺样板等量具测量工件，学生对自己加工的零件进行检测，包括尺寸精度的检测和零件加工质量的检测。
2．教师对学生加工零件进行检测，并做出点评。
七、学习应用
加工图 7－2 所示零件，零件毛坯为φ50mm×140mm 的棒料，材料为 45 钢，完成零件的数控加工，车削加工至图纸尺寸。
要求：
1. 进行数控加工工序卡的编制；
2. 制订工件的加工工艺；
3. 进行数控加工程序编制；
4. 进行数控加工仿真。

图7－2

附件1：
学习任务
图示零件毛坯尺寸为φ52mm的棒料，材料为 45钢，无热处理和硬度要求，不切断。要求对零件进行数控加工工序卡的编制，并进行数控车削加工工艺分析，进行程序编制、加工。

附件2：
数控加工工序卡片
单位
名称
德州
科技
职业
学院
产品名称或代号
零件名称
零件图号

夹具名称
使用设备
车间

工步号
工步内容
刀具号
刀具类型
主轴转速
/(r·min-1)
进给速度
/(mm·min-1)
背吃刀量/mm
备注
1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

附件3：
评分表
数控车工考核评分表
班级 姓名 学号
检测项目
技术要求
配分
评分标准
检测结果
得分

机
床
操
作
1
按步骤开机、检查、润滑
4
不正确无分

2
回机床参考点
4
不正确无分

3
按程序格式输入程序，检查及修改
4
不正确无分

4
程序轨迹检查
4
不正确无分

5
工、夹、刀具正确安装
4
不正确无分

6
按指定方式对刀
4
不正确无分

7
检查对刀
5
不正确无分

外
圆
8
Φ38
7
超差0.01扣4分，降级无分

9
Φ50
7
超差，降级无分

10
Φ52
7
超差0.01扣4分,降级无分

长
度
11
26
6
超差无分

12
25
6
超差无分

13
20
6
超差无分

14
90
6

15
15
6

16
120
6

其它
18
M302
8
不符无分

19
245°
6
不符无分

17
安全操作规程

违反扣总分10分/次

总配分
100
总得分

零件名称
图号
加工日期
年 月 日
加工开始
时 分
停工时间 分钟
加工时间
检测
加工结束
时 分
停工原因
实际时间
评分

附件4：
加工图示零件，零件毛坯为φ50mm×140mm 的棒料，材料为 45 钢，完成零件的数控加工，车削加工至图纸尺寸。
要求：
1. 进行数控加工工序卡的编制；
2. 制订工件的加工工艺；
3. 进行数控加工程序编制；
4. 进行数控加工仿真。