三潭印月的数控加工教案.docx
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三潭印月的数控加工教案
复杂成形面的加工教案
潘军伦
一、教学过程设计
教学总体分二个阶段安排
第一阶段:
地点:
多媒体教室;
教学任务:
任务讲解分析;
时间:
2课时
讲解要点:
1、三潭印月的工艺性分析。
2、学习固定形状粗车循环指令G73的应用。
3、对三潭印月进行完整编程。
4、三潭印月在数控车床上的加工流程。
第二阶段:
地点:
数控实训车间;
教学任务:
安全教育、操作演示、学生实际操作、巡视、讲评、小结;
时间:
4课时
教学要点:
1、安全教育(3分钟)。
2、学生第一次操作要点:
装夹零件和刀具、程序输入、车右端面、粗车三潭印月的整体外形、精车三潭印月的整体外形、切断工件、检测等(60分钟);与学生操作同步,教师巡视、讲评要点:
装夹方面、程序检查、表面光洁度控制、检测等。
3、第一次小结:
装夹方面、工艺、表面光洁度控制、检测、学生自我评分。
(10分钟)
4、学生第二次操作要点:
装夹零件和刀具、车右端面、粗车三潭印月的整体外形、精车三潭印月的整体外形、切断工件、检测等(60分钟);与学生操作同步,教师巡视、讲评要点:
装夹方面、程序检查、表面光洁度控制、检测等。
5、车间卫生打扫及检查(10分钟)。
6、教学小结要点:
各组内沟通交流、协同合作、守时负责、评价他人;自我学习、自我评价、小组间零件展示;教师点评、工艺、表面光洁度控制、检测(15分钟)。
7、作业布置:
对作业进行要求讲解和提示(2分钟)。
二、教学目标
终极目标:
提高学生专业能力(数控编程、切削加工过程的具体操作流程和要点)以及
提高社会行为能力(学生之间相互交流、团队协作)。
促成目标:
(1)在教师的引导下,学生必须能够完成数控加工的程序编程。
●利用已学习过的基本指令及新指令G73完成三潭印月零件的加工。
(2)学生能够正确操作数控车床。
●学生能够在数控车床上输入程序。
●学生能够完成对数控机床必要的加工调整工作。
●学生能够对程序进行试运行和试切及最终的切削加工。
(3)提高学生的社会行为能力目标:
●培养学生良好的职业习惯。
●培养学生的团队协作精神。
●培养学生对数控加工的兴趣。
三、教学分析
1、学生状况分析
09数控
(2)班学生共40名,现为在校第三学期,已学过普通车床加工,具有一般零件工艺设计能力。
学生学习习惯一般,但是并不缺少聪明的学生。
许多学生很容易对新鲜事物产生兴趣,同时一部分学生呈现出很强的求知欲,对实际动手操作有很强的参与意识,在亲自动手的过程中获得知识,将会取得事半功倍的效果。
2、项目分析
教学内容选自《数控车床编程与加工技术》(高等教育出版社)项目四-成形面的加工中的任务二-复杂成形面的加工。
本次课题以4人为一组,设组长(车间主任)、记录员(工艺员、检验员)、时间控制员(生产调度员),设备管理员(操作员)各一人,共同完成零件的过程,并进行组内轮换角色。
车间主任:
组内分工策划项目计划的讨论与实施;
检验员:
记录讨论的结果并形成可呈现的成果,并对零件进行检验测量。
生产调度员:
确保零件按计划规定时间完成;
操作员:
对机床进行实际操作,完成零件的加工。
●三潭印月工件※三潭印月是属于工艺品,欣赏性比较强,可引起学生的注意和兴趣。
●学习情景※学习情景是为学生创建一个工厂里的情景。
●工作页※工作页的作用是使每个学生都有一个工作项目。
●数控车床(FANUC系统)※数控车床用于加工零件。
3、教学课时:
理论2课时,实操4课时。
四、重点与难点
重点:
三潭印月的工艺性分析;学习固定形状粗车循环指令G73的应用,对三潭印月进行完整编程,并在数控车床上完成实际加工。
难点:
三潭印月零件的编程与实际加工。
五、教学方法
项目教学法
六、教具(理论课)
多媒体、三潭印月工件成品等
七、授课过程
授课阶段
授课内容
具体活动
引导
阶段
1、引起注意:
零件(激发学生学习动力)
教师表述:
“我市正在打造旅游城市,我们学校的旅游专业也搞的有声有色,应旅游实训大楼的需要,要求做10个三潭印月模型作为餐桌上的工艺品,所以我们这周的实训项目就是加工三潭印月模型。
”
2、提问:
(1)加工工件要经历怎样的过程?
(复习加工工件的基本过程)
(2)运用已经学习过和指令能否加工出工件?
3、引出项目:
加工三潭印月
1、展示
三潭印月工件成品
2、请学生回答问题
3、教师讲解、分发工作页
项
目
处
理
阶
段
项
目
处
理
阶
段
项
目
处
理
阶
段
阶段目标:
师生共同完成工作页内容。
1、分析零件图
毛坯为Φ35X120的圆棒料,材料为硬铝;
需要加工的表面有右端面、圆锥面、外圆表面、圆弧面等;
外圆直径是从小到大,再从大到小的状态。
G73—固定形状粗车循环指令;
指令格式:
G73UWR;
G73PQUWF;
注释:
U:
X向总的加工余量,半径值【(毛坯-零件最小直径尺寸)/2)】
(G71是指每次进刀量,半径值)
W:
Z向总的加工余量(G71无)
R:
粗加工循环次数(G71是指每次切削循环X向退刀量,半径值)
P:
精加工程序的第一个程序段的顺序号(与G71相同)
Q:
精加工程序的最后一个程序段的顺序号(与G71相同)
U:
X向精加工余量,直径值(与G71相同)
W:
Z向精加工余量(与G71相同)
F:
粗加工时切削速度(与G71相同)
G73指令循环路线如图:
2、确定工艺路线
该零件分4个工步完成:
①、车右端面:
建立长度方向基准。
②、粗车三潭印月的整体外形,留X方向精车余量0.5。
③、精车三潭印月的整体外形,保证工件要求。
④、切断工件(手摇加工),保证总长。
3、工件的定位与装夹
只需1次装夹。
使用三爪自定心卡盘装夹定位,装夹Φ35棒料的外表面,伸出长度为85。
4、刀具选择
(1)、主偏角为93°的外圆车刀。
(2)、切断刀(刀宽为4mm)
5、切削用量的选择
操作序号
工步
内容
所用
刀具
切削用量
主轴转速S(r/min)
进给速度
F(mm/r)
切削深度mm
1
车右端面
93度外圆刀
600
手摇
1
2
粗车三潭印月的整体外形
93度外圆刀
600
0.2
2
3
精车三潭印月的整体外形
93度外圆刀
1000
0.1
0.3
4
切断工件
切断刀
310
手摇
6、量具的选择
游标卡尺0-150、外径千分尺25-50、半径规
7、编制数控加工程序
编程
原点
工件右端面的中心点
零件
名称
三潭印月
零件图号
编写日期
系统
FANUC
车床型号
CY-K6132
材料
硬铝
程序名
O1201
加工地点
数控车间
段号
程序内容
简要说明
G99G97G40G21;
机床参数设置每转进给、恒转数、刀补取消、
毫米单位
T0101;
选择1号刀具及刀补
M42;
开机转速定档(高速档)
M3S600;
主轴正转600转
G0X100Z100;
安全点定位
X37Z2;
定位到循环起点
G73U16W0.05R16;
粗车三潭印月外形
G73P10Q20U0.5W0.1F0.2;
N10
G0X1.77;
三潭印月外形编程起始段
G1Z0F0.1;
G3X2.57Z-0.4R0.4;
G2X8.74Z-8.16R15
G3X8.03Z-12.22R3;
X10Z-19.27R4;
G1X22.4Z-22;
Z-23.5;
X11.6Z-25.5;
Z-29.56;
G3X14Z-34R2.7;
G1X26.6Z-36.5;
Z-38;
X19.03Z-39.73;
G3X19.03Z-60.27R14;
G1Z-63.5;
G3X27Z-67R7;
G1Z-68;
X30Z-69.32;
G1Z-80;
N20
X37;
三潭印月外形编程结束段
G0X100Z100;
刀具退刀至安全点
T0101;
选择1号刀具及刀补
M3S1000;
主轴正转1000转
G0X37Z2;
定位到循环起点
G70P10Q20F0.1;
精车三潭印月外形
G0X100Z100;
刀具退刀至安全点
M30;
程序结束
8、三潭印月零件的加工流程讲解及操作时的注意事项。
(见附件2)
1、让学生自行看图3分钟,有个初步的认识。
2、与学生一同分析零件图,对比G71指令,明确使用G73指令加工工件。
讲解G73指令。
3、提问:
可让学生根据自己的经验说出加工三潭印月的
工艺路线
4、让学生自行选择所需刀具,
并确定切削用量。
5、课堂练习:
让一学生上黑板编出该零件的外形加工程序,其余学生自行编程;
教师巡视、再作分析讲解。
6、一同探讨三潭印月的加工流程,并做操作注意事项的分析。
车
间
实
操
阶
段
1、安全教育(3分钟)。
2、学生第一次操作要点:
装夹零件和刀具、程序输入、车右端面、粗车三潭印月的整体外形、精车三潭印月的整体外形、切断工件、检测等(60分钟);与学生操作同步,教师巡视、讲评要点:
装夹方面、程序检查、表面光洁度控制、检测等。
3、第一次小结:
装夹方面、工艺、表面光洁度控制、检测、学生自我评分。
(10分钟)
4、学生第二次操作要点:
装夹零件和刀具、车右端面、粗车三潭印月的整体外形、精车三潭印月的整体外形、切断工件、检测等(60分钟);与学生操作同步,教师巡视、讲评要点:
装夹方面、程序检查、表面光洁度控制、检测等。
5、车间卫生打扫及检查(10分钟)。
6、教学小结要点:
各组内沟通交流、协同合作、守时负责、评价他人;自我学习、自我评价、小组间零件展示;教师点评、工艺、表面光洁度控制、检测(15分钟)。
7、作业布置:
对作业进行要求讲解和提示(2分钟)。
车间集中讲授、
小组加工零件,教师巡视、讲评
小结
小组加工零件,教师巡视、讲评
督促学生搞好车间卫生工作
各小组零件展示,自评与互评,教师点评
作业布置
总结阶段
学生小组讨论得到工作结论(3分钟)
填写工作页
八、课堂总结、有效评价
教师:
总结项目流程,培养学生良好的学习习惯,肯定学生的整体表现,对项目执行过程中出现的各种问题进行总体评价,收集各组对本次项目任务的实施建议等。
学生:
组内成员互评,各小组间互评,交流学习经验,学他人所长,补自己所短。
提出对该项目实施的建议和意见。
九、课后作业
锉刀手柄的零件图如下,毛坯为Φ30X105的圆棒料,材料为硬铝,试编辑其加工程序。
十、课后反思
本课题主要采用项目教学法,并穿插讲授法、提问法、练习法、实践指导法等教学方法。
1、成功之处:
(1)项目教学法的成功实施,使学生的学习主动性加强,学习目的性更加明确,教学的有效性得到保障。
(2)采用分组的方法,并使用企业里的职位分配,既增强学生团队合作精神,同时吸取别人的长处,弥补自己的不足之处,促进学生的全面发展。
(3)课后评价机制,让学生更加充分参与教学活动,在发现别优点的同时,也进一步明确自己的不足,为下一次更好开展的教学活动打下基础。
2、发现问题:
(1)开放式的上课模式,对学生的管理需要加强。
(2)教学的准备工作必须做得十分到位,以能更好对待教学活动中出现的各种问题。
(3)课后评价制度须进一步完善,以防止少部分学生出现“偷工减料”的行为。
十一、板书设计:
一、加工步骤
1、分析零件图
确定毛坯:
Φ35X120
2、确定工艺路线
1、车右端面
2、粗车三潭印月整体外形
③、精车三潭印月整体外形
④、切断工件
3、工件的定位与装夹
用三爪,装夹Φ35外表面,伸出长度为85。
4、刀具选择
(1)、93°外圆刀
(2)切断刀
三潭印月的加工
5、量具的选择
游标卡尺0-150、
外径千分尺25-50
6、编程
O1201;
G99G97G40G21;
T0101;
M42;
M3S600;
G0X100Z100;
.
.
.
.
作业:
1、项目工作页
2、锉刀手柄
编程
附件1:
《数控车加工技术》实训项目工作页(六)
日期:
2010学年第一学期第周
班级
课题
复杂成形面的加工
学时数
第1页
姓名
6
共3页
教学目的
●初步掌握固定形状粗车循环指令G73和精车固定循环指令G70的使用。
●使学生能够完成对数控机床必要的加工调整工作。
●使学生能够对程序进行试运行和试切及最终的切削加工。
●培养学生的团队协作精神,以及对数控加工的兴趣。
教学知识点
材料准备:
Φ35×120毛坯棒料一根,材料为硬铝
刀具准备:
93º外圆车刀、4mm切断刀各一把
量具准备:
150mm游标卡尺、25-50mm千分尺、半径规各一把
辅助工具:
毛刷、铜皮若干,垫片若干
任务一:
刀具及工件安装
任务二:
编程及图形模拟
任务三:
试切法对刀
任务四:
加工与检测
操作步骤
1、分析零件图。
2、确定数控车削加工工艺。
1工艺路线:
②使用三爪自定心卡盘,装夹Φ40棒料的外表面,伸出长度为。
③刀具设置:
1号刀为
2号刀为
④确定切削用量。
3、选取工件右端面的中心点为工件坐标系的原点,
建立工件坐标系。
4、计算各基点坐标。
5、编制零件加工程序。
6、试运行程序,试切工件。
设计
名称
审核
材料
安全注意点
1、工作时必须集中精力,不允许擅自离开机床或做与车削无关的工作。
2、工件和车刀必须装夹牢固,不用手去抓切屑和制动卡盘。
3、不能在工件转动时进行测量,也不允许用手去触摸转动的工件。
4、工件装夹一定要牢固可靠,以防松动使工件飞出伤人。
5、工件夹紧后必须把卡盘扳手取下。
6、初次试切削,切削用量一定要在指导教师指导下进行,防止事故发生。
7、如发现机床运转声音不正常或出现故障时,要立即停车检查并报告指导教师,以免出现危险。
教师评语
评分
教师签名:
《数控车加工技术》实训项目工作页(六)
日期:
2010学年第一学期第周
班级
课题
复杂成形面的加工
学时数
第2页
姓名
6
共3页
零件程序
附件2:
三潭印月零件的加工流程
1、开启机床
2、装夹零件和刀具
(1)、使用三爪自定心卡盘装夹定位。
装夹Φ35棒料的外表面,棒料伸出长度为85。
图1
(2)、装93度外圆车刀,按顺序装,为1号刀;装切槽刀,装在2号刀位上。
图2
3、车右端面
旋转主轴(如500r/min),使用93°外圆车刀手摇车平毛坯右端面。
图3
4、粗车三潭印月的整体外形
a、对刀(93°外圆车刀)
其步骤:
(1)保证机床三个坐标系统一(也称全轴或所有轴)(观察方法:
坐标(POS)→综合)
其方法:
在任何模式下,依次按坐标(POS)→综合
→操作→→(软键扩展键)→WRK-CD→所有轴
(2)把刀架移到靠近工件的位置(可先用手轮模式下,打到X100的档位)
(3)Z向对刀。
旋转主轴(如500r/min),此时打到X10的倍率,使刀具在Z向切入0.1~0.3mm,可通过手轮车工件右端面(X向),速度适中(如图4示),到中心后X向反向退出,Z方向一定要保持不动(如图5示)。
在刀补(OFS/SET)→偏置→外形→Z向,001处输入Z0.0,再按软键测量按钮;
图4图5
(4)X向对刀。
旋转主轴(如500r/min),此时打到X10的倍率,在X向切入0.3~0.5mm,长度无须多切(一般8-12左右,只要能用游标卡尺测量即可)(如图6示),Z向反向退出,X方向一定要保持不动(如图7示)。
然后量出直径尺寸,在刀补(OFS/SET)→偏置→外形→X向,001处输入X+量出的尺寸,再按软键测量按钮即可。
图6图7
完成上述操作,基本保证了车刀刀尖圆弧中心置于工件坐标系的原点(建立了工件坐标系),
KEY:
对于外圆车刀,应在刀补(OFS/SET)的偏置外形中,001处X方向输入0.5+输入
(预留直径方向的精加工余量)
检验对刀
(1)、建立一个验证对刀的程序。
O0909;
T0101;(1号刀)
G00XΦZ150;(Φ为所量尺寸直径)
M30;
(2)、输入验证程序
(3)、验证X向和Z向(先让刀远离工件的正方向)
运行上述程序后,用手轮摇Z轴方向,让刀具接近工件,直至工件直径处,看看刀尖是否与工件刚刚切过的直径处对齐。
若对齐说明X向对刀正确,若有误重新对刀;接下来看那个绝对坐标系里的Z坐标数值,摇到零位,看看刀尖与工件右端面是否对齐。
(如图8)若对齐说明Z向对刀正确,若有误重新对刀。
图8
c、输入O1201程序
d、程序模拟
其步骤:
(1)机床锁住
其顺序:
依次按刀补(OFS/SET)→→(软键扩展键)→中间的操作→(翻页找)
机械锁住(光标键至接通)
(2)按模拟(CSTM/GR)→G.PRM(里面进行设置,长度和直径可按真实工件输入,比例缩放一般为120,视情况定)→图形→(旋至编辑模式(第1个),按程序(PROG),按复位(RESET))→旋至自动模式(第2个),同时开启空运行功能→启动(左下角绿的键)
(3)观察加工轨迹,与三潭印月的图形轮廓是否符合,如果零件中有实线或虚线通过(实线代表G01、G02、G03的轨迹;虚线代表G00的轨迹),则需检查程序。
如果报警了,就直接按MESSAGE,看看到底是哪行的程序出了问题(一般都是其附近的某句程序有问题),并对照给出的程序进行修改。
e、正式加工零件外形
图9
(1)、解锁
其顺序:
依次按刀补(OFS/SET)→→(软键扩展键)→中间的操作→(翻页找)
机械锁住(光标键至关断)
(2)、保证机床三个坐标系统一(观察方法:
坐标(POS)→综合)
其方法:
在任何模式下,
依次按坐标(POS)→综合→操作→→(软键扩展键)→WRK-CD→所有轴
(3)、关闭空运行功能,开启单段功能
(4)、开始加工
旋至编辑模式(第1个),按程序(PROG),按复位(RESET))→旋至自动模式(第2个),倍率转至20%→关上安全门→启动(左下角绿的键),观察里面的状况,一下一下按启动键(随时准备按急停)→到达工件外面点时,倍率转至100%,继续一下一下按启动键→正常加工几刀以后,关闭单段功能,按启动键(随时准备按急停)→直至程序结束
5、精车三潭印月的整体外形
图10
(1)测量
(2)去余量
如量出的尺寸还有0.55的余量,其公差为下公差0.05,则在刀补(OFS/SET)的偏置外形中,001X方向处输入-0.56+输入。
(3)运行精加工程序段
旋至编辑模式(第1个),按程序(PROG),按复位(RESET),按往下的光标键找到第二次换刀的位置(如T0101,跳过G73的粗加工程序)→旋至自动模式(第2个),关上安全门→启动(左下角绿的键)→观察里面的状况(随时准备按急停)→直至程序结束。
(4)测量
6、切断工件
图11
手摇把零件切断,保证总长75,偏差为正负0.1。
7、自检
按照图纸要求对零件的尺寸进行检测,并填于零件评分表,然后交于老师。
注意事项:
1、工作时必须集中精力,不允许擅自离开机床或做与车削无关的工作。
2、工件和车刀必须装夹牢固,不用手去抓切屑和制动卡盘。
3、不能在工件转动时进行测量,也不允许用手去触摸转动的工件。
4、工件装夹一定要牢固可靠,以防松动使工件飞出伤人。
5、如发现机床运转声音不正常或出现故障时,要立即停车检查并报告指导教师,以免出现危险。
附件3:
检验评定:
三潭印月零件评分表
项目
成员
产品等次
检测
项目
评分标准
配分
自评
互评
机床操作
1
按步骤开机、检查、润滑
5
2
切削用量选择合理
5
3
按程序格式输入程序,检查及修改
5
4
程序轨迹检查
5
5
工、夹、刀具的正确使用、安装
5
6
安全文明生产
5
工作
态度
行为规范、纪律表现
20
外圆
7
Φ300-0.05
10
长度
8
75±0.1
10
其他
9
整体外形及表面粗糙度
30
综合得分
100
产品等次
100-85
85-75
75-60
60以下
一等品
二等品
三等品
次品
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- 三潭印月 数控 加工 教案