《简单阶梯轴加工》教学设计Word文件下载.docx

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1．掌握G00、G01指令及应用；

2．会编写简单数控加工程序；

3．单段加工、自动加工零件。

教学方法

讲授、问答、图示、讨论、分析、总结、演示、训练

教学资源

1．法那克系统或西门子系统数控车床2～3人/台；

2．外圆粗、切槽刀每台机床1把；

3．刀架扳手、卡盘扳手、划线盘每台机床1付，垫铁若干；

4．游标卡尺每台机床各1把；

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。

板?

书?

设?

计

【明确学习目标】

课题零件图（见附图）

一、知识学习

（一）程序指令

1．顺序号指令（程序段号）

2．进给功能指令

地址：

F，功能表示刀具加工时进给速度。

3．辅助功能指令

M。

M00～M99，前置的0可省略。

功能：

表示机床辅助功能的接通和断开。

4．准备功能指令

G。

G00～G999。

建立机床控制系统工作方式的一种命令。

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：

G00X?

Z?

；

6．直线插补指令（G01或G1）

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。

G01X?

F?

（二）加工工艺分析

（三）编写数控加工程序

二、技能学习

（一）加工准备

（二）对刀

（三）空运行及仿真

（四）零件自动加工及精度控制方法

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：

10min）

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。

2min）

1．掌握N、F、M指令及用法。

4．单段加工、自动加工零件。

【新授】

一、知识学习（学时分配：

180min）

（一）程序指令（时间：

90min）

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。

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。

出示坐标系图片；

看图回答。

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。

看图2-1。

分析、讲解。

听讲。

的大小，数控车床进给速度单位为mm/r，数控铣床进给速度单位为mm/min。

例：

N10G01X20Z-10F0.2；

表示刀具进给速度为0.2mm/r（毫米/转）。

表示机床辅助功能的接通和断开由PLC控制，常法那克与西门子系统辅助功能指令有：

指令

含义

M00

程序停止

M05

主轴停止

M01

计划停止

M06

换刀

M02

程序结束

M08

切削液开

M03

主轴正转

M09

切削液关

M04

主轴反转

M30

G00～G999，前置的0可以省略不写，如G02与G2含义相同。

指令使用说明：

（1）不同数控系统G代码各不相同，同一数控系统不同型号G代码也有变化，使用时应以数控机床使用说明书为准。

（2）G代码有模态和非模态代码两种，模态代码一经使用持续有效，直至同组G代码出现替代为止；

非模态代码仅在本

3．掌握常用M指令功能及使用。

4．理解G指令含义。

5．掌握G指令使用情况。

示例、分析。

出示M指令表2-2，

记牢表中指令含义。

讲解。

听讲

分析G指令使用说明，

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）

其中X、Z为目标点坐标。

G00X10Z20；

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。

出示G指令表，并分析表中指令。

看表，听讲。

讲解，分析。

出示例题。

分析。

出示例题，分析。

听讲、回答。

图2-3车刀快速移动安全距离

其中X、Z为目标点坐标；

F为进给速度。

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：

N10G00X30Z4；

N20G01X30Z-45F0.2；

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。

讲授。

听讲。

分析、讨论并完成例题。

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：

45min）

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。

引导。

分析并得出本课题后练习题工、量、刀具选择。

分析图2-1零件切削?

工艺。

听讲，并完成图2-6零件切削工艺。

巡回指导并进行检查。

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：

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、P2…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。

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。

听讲并完成图2-6所示零件切削用量。

分析图2-1中基点坐标。

分析图2-1中各工艺点坐标。

准备工作指令有：

1）主轴起动及转速指令M03S500。

2）切削液开指令M8，不用可不写。

3）初始状态设置指令：

G40、G80等。

4）刀具起点位置。

5．参考程序分析

二、技能学习（学时分配：

73min）

（一）加工准备（时间：

20min）

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：

5min）

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。

讲解、分析。

按要求做好加工前各项准备工作。

巡回指导，检查。

按要求做好外圆车刀对刀。

演示并讲解。

模仿训练。

（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。

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。

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】

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

演示单段加工及零件自动加工操作步骤。

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。

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。

巡视指导

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。

【课堂小结】

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：

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。

总结本课题主要学习容。

回忆本节课内容。

总结、分析各人加工情况并对做得好的同学进行表彰。

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。

练习

教学后记

附?

图