平面轮廓加工任务一数控铣圆弧连接板加工.docx
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平面轮廓加工任务一数控铣圆弧连接板加工
清远市技师学院(高级技工学校)教案
学习
领域
数控技术
学时
教学方法
宏观:
引导文法
微观:
六阶段法
授课
班级
日期
2010、5.25
任课教师
学习
情景
学习情景三平面轮廓加工任务一圆弧连接板加工
教学
目标
能力目标:
(1)专业能力目标
1)能够选择确定设备、刀具、夹具与量具与切削用量,能编制数控加工工艺卡片。
2)能正确编制程序并进行程序的调试与检验。
3)能熟练操作数控机床(加工中心)加工工件。
4)能够使用常用量具合理检测工件。
5)具备安全文明生产的能力。
(2)社会能力目标
1)具有良好的自我控制能力和团队协作精神。
2)有较强的责任感和认真的工作态度。
(3)方法能力目标
1)有较好的学习新知识和技能的能力。
2)具有良好的分析和解决问题的能力。
3)具有查找资料、文献获取信息的能力。
4)具有合理制定工作计划的能力。
应用性知识目标:
1.掌握平面轮廓零件的工艺编制方法。
2.掌握平面轮廓零件的手工编程方法。
3.掌握平面轮廓零件的操作加工步骤。
任务载体
对如图所示的零件进行工艺编制、编程与操作加工
准备教学
设备:
数控铣/立式加工中心共5台;计算机5台,
材料:
塑料
工量具:
φ16立铣刀5把,
φ10钻头5把(配相应刀柄),
百分表5个,磁性表座5个,25-50外径千分尺5把;,游标卡尺5把。
教学课件及相关教学资料.
教学实施
工作过程
工作任务
教学组织
学时
资讯
分析零件信息、特殊加工要求,理解加工技术要求;了解工具基本条件及技术参数信息,工艺与程序编制规则、标准;其它信息。
公布项目任务,教师协调下的学生自愿分组,明确分工;提出资讯建议,提供获取资讯的方法与途径信息。
1
计划
拟定工艺过程,确定工艺装备,零件的装夹方式,辅具的选用,毛坯设计等。
听取学生的决策意见,提出可行性方面的质疑,提供指导意见,帮助形成工艺方案结论。
1
决策
加工工艺规程编制:
工序内容和各工步的加工参数,数控加工程序的编制、仿真、检验与优化,填写工艺文件,制定工作计划等。
审定工作计划方案,关注计划中的预期成果及未来的自查项目,关注工作进度及重要节点,制定重要节点的项目进度检查计划。
2
实施
加工准备,加工操作,加工过程监控,机床日常维护与清洁、团队合作等。
帮助学生与有关部门沟通。
考察学生在项目实施中的能力,关注安全生产、环保、质量意识考察,作好相应记录。
14
检查
零件的测量,对零件质量逐项分析,重点指导对不合格项目的分析。
技术文档归档。
提供规范化技术文档范例供学生参考。
1
评估
分析超差原因,提出改进措施等。
完成个人任务报告。
组内举行成果报告会。
评估项目完成质量,关注团队合作、安全生产、环保意识、敬业勤业评估等。
1
教学重点:
典型工艺特点分析,加工调整操作,测量方法,数控编程、加工工艺等知识的综合运用和实践。
考核与评价:
成果评定60%,教师评价25%,自我评价15%。
教学过程
教学过程
一、资讯——我们小组要作什么?
教师引导问题
1.提供引导文
教师根据本工作任务(平面类典型零件的工艺编制、编程与操作加工)为载体制作工作页,并分发给学生,说明工作任务要求及能力目标。
基本工作思路:
分析零件图样,了解现有工作条件,加工工艺性分析,拟定加工工艺,编写数控加工程序及工艺,并完成加工。
2.提供学习情境所需要的工具条件
(1)生产工具:
机床设备及设备一览表,机械加工工艺人员手册等工艺文件,刀具及刀具样本,数控机床编程说明书,数控铣仿真软件,通用计算机等。
(2)教学工具:
课件、视频文件、黑板、多媒体设备。
3.提供信息资讯途径及方法指导
图书资料、网络资料、企业资料等。
4.重点指导
(1)协调学生自愿分组。
(2)分析零件的加工工艺性:
与产品客户沟通,了解零件的使用功能,分析材料的加工性,分析零件的结构特点,分析零件的加工技术要求,重点分析主要加工部位的技术要求等。
(3)现有生产工具的功能、主参数、使用范围等。
(4)重点观察学生的分析、理解能力,以及信息处理能力)
(5)教师引导学生准备为完成本作业任务所需要掌握的基本知识和技能,并启发学生思考问题,查阅参考资料等。
5.完成任务
形成以下书面材料:
1)计算生产纲领,确定生产类型;2)零件分析:
功用、结构与技术条件。
教师引导学生分析:
1)该零件哪些表面的精度和粗糙度要求较高?
2)该零件上下左右的对称度如何保证?
3)该零件图的尺寸标注是否齐全、合理?
4)该零件上的倒角/倒圆角用什么指令编程较简单迅速?
参考资料:
《数控机床编程与操作/数铣、加工中心分册》,劳动版。
《机械加工工艺手册》。
《数控加工考工实训》及相关网站。
二、计划——学生依据工作页及工作任务,制订工作计划
1.工作计划主要内容
制订数控工艺方案:
工序合理划分,走刀路线设计,刀具的选用,切削用量的选择,夹具的选用,检测计划,成本效益分析。
2.重点指导
加工方法的选择,工序划分的方法,材料热处理方法,定位基准的选择,走刀路线的设计,刀具的选择。
教师重点观察学生的工艺基础知识、使用手册等工具能力、分析能力。
3.完成任务
形成以下书面材料:
1)确定毛坯;2)工艺规程设计:
选择定位基准、确定主要面加工方法和加工方案、划分加工阶段、确定工序集中和分散程度,确定加工顺序;3)选择加工设备、夹具、工具等;4)选择刀具及切削用量;5)成本核算方法。
三、决策——确定实施办法和所需材料
1.确定实施方案
通过谈话方式,分组分析工艺方案,协调组内分工,明确工作任务,检查工具及毛坯等材料。
2.指导重点
分析工艺方案工作重点,及工作标准。
每人的工作任务内容、要求,与其它人的沟通和其它部门的沟通。
一般可分为工艺文件制作组、数控程序编制组。
工艺文件制作组主要完成工艺规程文件制作,数控程序编制组主要完成走刀路线设计、程序编制及优化。
也可将刀具及切削用量选择放在数控程序编制组完成。
重点观察学生的协调能力。
3.完成任务
机械加工工艺简明过程。
四、任务实施
学生依据工作页、工作任务、工作计划开始工作实施。
教师可以实时观察学生工作情况,并随时与其交流,协助学生完成任务,本任务实施阶段如下:
1)装夹工件毛坯
2)输入程序并校验
3)安装刀具及材料
4)对刀、参数的设置
5)运行程序并加工
五、检查
对零件进行检验,工作任务完成后,学生依据工作任务《分配评分标准》检查自我打分,对照《配分评分标准》寻找错误与不足,进一步掌握正确的工作过程与工作方法,训练学生的系统评估能力。
1、零件检测
对零件进行检验,零件的测量,对零件质量逐项分析,重点指导对不合格项目的分析。
技术文档归档。
2.指导重点
检测所用量具的使用,零件不合格项目的质量分析,撰写技术文档。
重点指导对不合格项目的分析。
各小组推举代表进行简短交流发言
3.完成任务
填写零件检测卡,通过对零件检测分析,讨论后撰写技术文档。
六、评估
1、完成自我评估和总结。
教师选择几名具有代表性的作品,对其工作过程进行点评,让学生交流学习体会,教师根据学生在任务完成过程中表现的专业能力,社会能力和方法能力打分,做出综合评价。
2.指导重点
1)、根据机械加工工艺过程卡片、刀具卡片、程序单、仿真结果,逐项分析。
2)、撰写任务报告。
提出自评成绩。
3)、重点指导哪些工作可改进?
如何改进?
4)、各小组上报互评及自评成绩,教师汇总后按百分制确定各人的工作成绩,填入学习小组名单表中的历次评价结果栏。
教师引导问题(采用引导文教学法)
任务引领教学法
了解岗位工作任务,掌握其知识和技能,完成该任务,轮岗的角色演练
通过引导性问题以自主学习的方式进行
小组研讨教学法
接受并分配任务
完成本职任务,参与重大决策
组内交流
思考:
考虑任务如何完成?
范例教学法
对工艺方案设计、程序设计内容的教学采用范例教学;
针对练习任务要求自主解答;难以自主解答的可寻求帮助、交流探讨
确定实施办法和所需材料,与学生分组谈话
小组研讨或师生互动的方式进行
学练做一体化教学法
(采用现场边学边练的学、练、做一体化教学。
每一个学习单元也是学、练、做结合的总体教学思路,学习一个零件进行数控加工的各方面的综合知识,通过做练习、技能训练来强化所学知识,最后要通过实际制作零件来应用和验证所学知识)
小组研讨教学法
小组交流教学法
小组交流教学法
师生互动
一、指令学习
以小组形式查阅资料学习以下内容:
1、圆弧插补指令G02/G03
(1)含义:
G02G03
(2)格式:
1)XY平面圆弧插补指令(如下图2所示)
G02R__
G17X__Y__F__
G03I__J__
图3-1-2XY插补平面
2)ZX平面圆弧插补指令(如下图3所示)
G02R__
G18X__Z__F__
G03I__K__
图3-1-3XZ插补平面
3)YZ平面圆弧插补指令(如下图4所示)
G02R__
G19Y__Z__F__
G03J__K__
图3-1-4YZ插补平面
(3)参数含义
项目
指定内容
命令
意义
1
平面指定
G17
XY平面圆弧指定
G18
ZX平面圆弧指定
G19
YZ平面圆弧指定
2
回转方向
G02
顺时针转CW
G03
反时针转CCW
3
G90方式
终点位置
G91方式
X、Y、Z中的两轴
零件坐标系中的终点位置
X、Y、Z中的两轴
从始点到终点的距离
4
从始点到圆心的距离
I、J、K中的两轴
始点到圆心的距离
圆弧半径
R
圆弧半径
5
进给速度
F
沿圆弧的速度
(4)说明
1)所谓顺时针和反时针是指在右手直角坐标系中,对于XY平面(ZX平面,YZ平面)从Z轴(Y轴,X轴)的正方向往负方向看而言,如右图例
2)用地址X,Y或者Z指定圆弧的终点。
对应于G90指令的是用绝对值表示,对应于G91的是用增量值表示,增量值是从圆弧的始点到终点的距离值。
圆弧中心用地址I,J,K指定。
它们分别对应于X,Y,Z。
但I,J,K后面的数值是从圆弧始点到圆心的矢量分量,是含符号的增量值。
如下图:
图3-1-5圆心位置矢量分量示意图
(5)注意事项
1)I0,J0,K0可以省略。
2)R是圆弧半径,当圆弧所对应的圆心角为0°~180°时,R取正值;圆心角为180°~360°时,R取负值;如下图从始点经路径1到终点R为+50,从始点经路径2到终点R为-50
图3-1-6圆弧半径正负情况的确定
①的圆弧小于180°时
G91G02X60.0Y20.0R50.0F300.0;
②的圆弧大于180°时
G91G02X60.0Y20.0R-50.0F300.0;
3)X,Y,Z同时省略表示终点和始点是同一位置,用I,J,K指令圆心时,为360°的圆弧。
4)刀具实际移动速度相对于指令速度的误差在±2%以内,而指令速度是刀具沿着半径补偿后的圆弧运动的速度。
5)I,J,K和R同时指令时,R有效,I,J,K无效。
6)如果在规定的平面上指令了不存在的轴,则会产生报警。
(6)编程例子,如下图刀具轨迹从A到B到C到D,程序如下:
3-1-7圆弧加工路线图
1)I、J、K方式
G90G17G03X40.0Y20.0I-30.0J40F100;
G01Y30.0;
G03X30.0Y40.0I-40.0J-30.0;
2)R方式
G90G17G03X40.0Y20.0R50.0F100;
G01Y30.0;
G03X30.0Y40.0R50.0;
(一)、刀具半径补偿G41、G42指令
1、指令格式:
G41G00
X__Y__H(或D)__
G42G01
2、指令功能:
数控系统根据工件轮廓和刀具半径自动计算刀具中心轨迹,控制刀具沿刀具中心轨迹移动,加工出所需要的工件轮廓,编程时避免计算复杂的刀心轨迹。
3、指令说明:
1)X__Y__表示刀具移动至工件轮廓上点的坐标值;
2)H(或D)__为刀具半径补偿寄存器地址符,寄存器存储刀具半径补偿值;
3)如图1左图所示,沿刀具进刀方向看,刀具中心在零件轮廓左侧,则为刀具半径左补偿,用G41指令;
4)如图1右图所示,沿刀具进刀方向看,刀具中心在零件轮廓右侧,则为刀具半径右补偿,用G42指令;
5)通过G00或G01运动指令建立刀具半径补偿。
图1刀具半径补偿位置判断
例:
如图2所示,刀具由O点至A点,采用刀具半径左补偿指令G41后,刀具将在直线插补过程中向左偏置一个半径值,使刀具中心移动到B点,其程序段为:
G41G01X50Y40F100H01
H01为刀具半径偏置代码,偏置量(刀具半径)预先寄存在H01指令指定的寄存器中。
图2 刀具半径补偿过程
运用刀具半径补偿指令,通过调整刀具半径补偿值来补偿刀具的磨损量和重磨量,如图3所示,r1为新刀具的半径,r2为磨损后刀具的半径。
此外运用刀具半径补偿指令,还可以实现使用同一把刀具对工件进行粗、精加工,如图4所示,粗加工时刀具半径r1为r+Δ,精加工时刀具半径补偿值为r2为r,其中Δ为精加工余量。
图3刀具磨损后的刀具半径补偿
图4粗、精加工的刀具半径补偿
(二)、取消刀具半径补偿G40指令
1、指令格式G00G40X__Y__
G01
2、指令功能取消刀具半径补偿
3、指令说明1)指令中的X__Y__表示刀具轨迹中取消刀具半径补偿点的坐标值;
2)通过G00或G01运动指令取消刀具半径补偿;
3)G40必须和G41或G42成对使用。
作业
完成本次工作任务的工作页
教学后记
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