项目5授课教案.docx
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项目5授课教案
岳阳市第一职业中专教案首页
课程名称
数控车削编程
与操作加工
项目
名称
项目5
授课
时数
4
总学时
120
授课班级
授课日期
工作任务
外圆槽的车削加工
职业能力
要求
1.能操作数控车床。
2.能在数控车床上完成外圆槽的加工。
3.具有手工编制外圆槽数控车床加工程序的能力。
4.具备制订外圆槽数控车床加工工艺基本能力。
5.能使用三爪卡盘正确装夹该零件。
6.能处理现场简单编程、操作、加工技术问题。
7.能对数控车床进行常规日常维护。
8.能对外圆槽进行初步评价及分析。
9.具有良好的职业综合素养和工作态度。
教学内容
1.外圆槽工艺信息分析方法。
2.外圆槽加工顺序确定方法。
3.外圆槽刀具、夹具的选择及使用。
4.外圆槽工件坐标原点、走刀路线的确定方法。
5.编制外圆槽数控车床加工程序的方法。
6.外圆槽虚拟及实际操作加工方法。
7.使用游标卡尺、R规对外圆槽进行质量检测的方法。
8.外圆槽加工质量评价及超差原因分析的基本方法。
教学资源
文本、课件、仿真软件、网络、TK36数控车床、教学视频、参考资料
教学环境
数控加工实训中心实训基地、数控编程与仿真加工实训中心、“教、学、做一体化”多媒体教学平台
指导教师
编制时间
项目5——外圆槽的车削加工
工作任务描述
1.加工零件项目工作任务名称:
外圆槽练习件的车削加工
2.零件类型描述:
该零件属于较简单带外圆槽的零件,是使用数控车床加工的基本零件轮廓形状。
是数控车削加工中难度较低的基本零件之一。
3.任务内容描述:
已知毛坯材料为LY12,毛坯尺寸为Ф45mm×100mm的棒料。
制定零件加工工艺,编写零件加工程序,并在仿真软件上进行虚拟操作加工,最后在数控车床上进行实际操作加工,并对加工后的零件进行检测、评价。
教学设计
数控车削编程与操作加工
总学时
120
项目5:
外圆槽的车削加工
课时
4
学习目标
学习内容
1.掌握外圆槽的车削加工工艺制定方案。
2.掌握外圆槽的车削加工编程方法并能在仿真软件上进行虚拟操作加工。
3.能将零件正确安装在三爪卡盘上。
4.能将外圆车刀、切槽刀正确安装在刀架上。
5.正确摆放操作加工所需工具、量具。
6.能按操作规范合理使用TK36卧式数控车床,并完成外圆槽的车削加工。
7.能正确使用游标卡尺对槽进行检测。
8.能对所完成的零件进行评价及超差原因分析。
1.根据零件图纸进行零件工艺信息分析,确定加工顺序,并填入相应的卡片中。
2.合理选择适合该零件加工的刀具,并完成相应卡片的填写。
3.合理选择适合该零件加工的切削用量,并完成相应卡片的填写。
4.合理选择该零件工件坐标原点,确定走刀路线,并完成相应卡片的填写。
5.根据该零件编程要求计算基点坐标,完成相关的尺寸链计算。
6.根据该零件的加工要求编制程序清单,进行虚拟及实际操作加工。
7.正确选择并使用相关量具对该零件进行检测,并完成相应卡片的填写。
学习环节设计
教学方法
1.制定工艺方案
2.编制程序、仿真操作加工
3.实际操作加工
4.零件检测
5.学习评价
宏观教学方法
微观教学方法
◆引导文教学法
◆项目教学法
◆任务单元训练法
◆演示法
◆讲述法
◆讨论法
◆仿真法
◆实操法
◆引导法
◆讲解法
◆范例法
教学内容
教学设计
学习环节:
制定工艺方案
1.1分析零件图工艺信息:
教师布置工作任务,学生资讯,教师解惑,学生填写零件图工艺信息分析卡片,见表1-1。
表1-1零件图工艺信息分析卡片
单位
名称
班级学号
姓名
成绩
零件图号
零件名称
外圆槽练习件
分析内容
分析理由
形状、尺寸大小
该零件的加工面由端面、外圆柱面、倒角面、圆锥面、
台阶面及凹圆弧面组成。
形状比较简单,是较典型的短
轴类零件。
因此,可选择现有设备TK36卧式数控车床,刀具可选1~2把外圆车刀即可完成。
结构工艺性
该零件的结构工艺性好,便于装夹、加工。
因此,可选
用标准刀具进行加工。
几何要素、尺寸标注
该零件轮廓几何要素定义完整,尺寸标注符合数控加工
要求,有统一的设计基准,且便于加工、测量。
精度、表面粗糙度
该零件外圆柱面
、
,尺寸精度要求较高,其中外圆柱面尺寸公差等级为IT9-IT10级,图中未注尺寸公差按IT12级处理。
该零件表面质量要求最高为Ra3.2,其余为Ra6.3。
由于该零件精度和表面质量要求不太高。
因此,可考虑采用以下加工方案:
粗车—半精车。
材料及热处理
该零件所用材料LY12为高合金硬铝,硬度为105HB,加工性能等级代号为2,属易切削金属材料。
因此,选硬质合金或涂层刀具材料均可,在加工时不宜选择过大的切削用量,切削过程中可不加冷却液。
其它技术要求
该零件要求锐角倒钝,故编程时在锐角处安排1×450的倒角。
生产类型、定位基准
该零件生产类型为单件生产,因此,要按单件小批生产类型制定工艺规程。
由于该零件生为单件生产,因此,定位基准可选在外圆表面。
※学生资讯记录:
一.学习环境设计:
环节1:
“教、学、做一体化”多媒体教学平台
环节2:
数控编程与仿真加工实训中心
环节3:
数控加工实训中心实训基地
环节4:
数控加工实训中心工量具室
环节5:
数控加工实训中心备料室
二.学习方法设计:
1.教师采用引导文教学法引导学生进入学习情境
2.教师布置工作任务,提
出问题,进行资讯
3.教师当学生,分组讨论,学生决策
4.学生根据零件图完成
学习环境的实施
5.教师讲述、演示、解惑
6.学生对加工后的零件进行自检互评
7.由教、学、做逐渐过渡为做、学、教,做中学,学中做,边学、边做、边修正
三.学习环节设计:
环节一:
制定工艺方案
1.1分析零件图工艺信息:
教师布置工作任务,学生资讯,教师解惑
教学内容
教学设计
1.2确定加工顺序:
小组讨论,听取学生的决策意见,学生填写卡片,见表1-2。
表1-2加工顺序卡片
单位
名称
班级学号
姓名
成绩
零件图号
零件名称
使用设备
场地
外圆槽练习件
TK36
数控车床
数控加工实训中心
程序
编号
零件材料
LY12
数控系统
HNC-21T
工步
序号
工步内容
确定理由
量具选用
备注
名称
量程
1
车端面
车平端面,建立长度基准,
保证工件长度要求。
车削完的端面在后续加工中不需再加工。
0.02mm游标卡尺
0-150mm
手动
2
粗车各外圆表面
较短时间内去除毛坯大部分余量,满足精车余量均匀性要求。
0.02mm游标卡尺
0-150mm
自动
3
精车各外圆表面
保证零件加工精度,按图纸尺寸,一刀连续车出零件轮廓。
0.02mm游标卡尺
0-150mm
自动
4
切槽
使用切槽刀加工如图所示尺寸
0.02mm游标卡尺
0-150mm
自动
※小组讨论:
1.2确定加工顺序:
小组讨论,听取学生的决策意见
教学内容
教学设计
1.3选择刀具:
教师提出问题,学生查阅资料,听取学生的决策意见,学生填写刀具卡片,见表1-3。
数控车床一般均使用机夹可转位车刀。
本零件为铝材,对刀片材料无特殊要求,刀片均选用常用的涂层硬质合金刀片。
机夹可转位车刀所使用的刀片为标准角度,重点在于刀具刀片形状的选择。
对于本例由于有槽的加工,需考虑切槽到刀头部分长度=槽深+(2~3)mm,防止加工中刀体与工件发生干涉。
刀宽根据加工工件槽宽的要求来选择。
切槽刀选择3.5mm宽刀片。
外圆表面加工选择数控车床常用菱形刀片,刀尖角选择为80°。
主偏角93°,所选刀片刀尖圆弧半径为0.4mm。
因本工件的表面质量要求不高故粗精加工外圆表面使用一把刀具即可。
表1-3刀具卡片
单位
名称
班级学号
姓名
成绩
零件图号
零件名称
外圆槽练习件
工
步
号
刀
具
号
刀具名称
刀具参数
刀片
材料
偏
置
号
刀柄型号
刀尖半径
刀尖方位
刀
片
型
号
1
T01
93°外圆车刀
0.4
3
DCMT11T304-HF
涂层硬质合金
SDJCR2020K11
(20X20)
2
T01
93°外圆车刀
0.4
3
DCMT11T304-HF
涂层硬质合金
01
SDJCR2020K11
(20X20)
3
T01
93°外圆车刀
0.4
3
DCMT11T304-HF
涂层硬质合金
01
SDJCR2020K11
(20X20)
4
T02
切槽刀
3
N123D2-0150-CM
涂层硬质合金
02
RF123D08-2020B(20X20)
※问题:
教学内容
1.3选择刀具:
教师提出问题,学生查阅资料,听取学生的决策意见
教学设计
1.4选择切削用量:
小组讨论,学生查阅资料,听取学生的决策意见,学生填写切削用量卡片,见表1-4。
粗加工:
首先取ap=3.0mm;其次取f=0.2mm/r;最后取Vc=120m/min。
然后根据公式
计算出主轴转速
=1000r/min,根据公式
=
计算出进给速度
=200mm/min,填入表1-4中。
精加工:
首先取ap=0.3mm;其次取f=0.08mm/r;最后取Vc=200m/min。
然后根据公式
计算出主轴转速
=1500r/min,根据公式
=
计算出进给速度
=100mm/min,填入表1-4中。
槽的加工:
首先该零件取ap=4mm;其次取f=0.05mm/r;最后取Vc=80m/min。
然后根据公式
计算出主轴转速
=600r/min,根据公式
=
计算出进给速度
=30mm/min,填入表1-4中。
表1-4切削用量卡片
单位
名称
班级学号
姓名
成绩
零件图号
零件名称
外圆槽练习件
工
步
号
刀
具
号
切削速度
Vc(m/min)
主轴转速
(r/min)
进给量
f(mm/r)
进给速度
vf(mm/min)
背吃刀量
ap(mm)
1
2
T01
120
1000
0.2
200
3.0
3
T01
200
1500
0.08
120
0.3
4
T02
80
600
0.05
30
4
※小组讨论:
1.4选择切削用量:
学生查阅资料,小组讨论,听取学生的决策意见
教学内容
教学设计
1.5确定工件零点,绘制走刀路线图:
学生绘制数控加工走刀路线图卡片,见表1-5。
表1-5数控加工走刀路线图卡片
教学内容
1.5确定工件零点,绘制走刀路线图:
教学设计
※注意的问题:
教学内容
教学设计
1.6数学处理:
该零件主要尺寸的程序设定值计算:
一般取为工件尺寸的中值。
如本例尺寸为
,则编程尺寸为Φ29.97。
槽(宽度=8mm)的加工方法如上所述,坐标点的计算如下:
第一刀(X30,Z-28)
第二刀(X30,Z-25)压刀量为0.5mm
第三刀(X30,Z-24)压刀量为2.5mm
1.6数学处理:
教学内容
教学设计
学习环节:
编制数控加工程序、仿真操作加工
2.1编制程序清单,并填入表1-6。
表1-6数控加工程序清单
数控加工程序清单
零件图号
零件名称
班级学号
姓名
成绩
外圆槽练习件
程序名
O0001
子程序名
%0001
T0101
G95G21G40
M03S800
G00X100Z100
G00X50Z3
G71U2R0.5P10Q20X1Z0.2F0.3
N10G00X20S1000
G01X40Z-2F0.1
Z-40
N20X48
G00X100Z100
T0202
G00X38
Z-12S600
G01X30F0.05
G00X38
Z-28
G01X30
G00X38
G00Z-25
X38
Z-23.5
G01X30
G00X100
G00Z100
M30
%
工步及刀具
说明
粗车外圆各表面。
T0101
精车外圆表面。
T0101
换切槽刀T0202
分两刀切宽为4mm的槽
分三刀切宽为8mm的槽
环节:
编制数控加工程序,仿真操作加工
2.1编制程序清单
教学内容
教学设计
2.2仿真操作加工
2.2.1打开vnuc3.0数控仿真加工与远程教学系统、选择机床
2.2.2机床回零点
2.2.3选择毛坯、材料、夹具、安装工件
2.2.4安装刀具
2.2.5建立工件坐标系
2.2.6上传NC语言
2.2.7自动加工
仿真加工后工件如下图:
2.2仿真操作加工
教学内容
教学设计
学习环节:
实际操作加工
3.1毛坯、刀具、工具、量具准备
将Ф45mm×100mm的棒料毛坯正确安装在三爪卡盘上
将93°外圆车刀正确安装在刀架1号刀位上,切槽刀正确安装在刀架2号刀位上
正确摆放所需工具、量具
3.2程序输入与编辑
开机
回参考点
输入程序
程序图形校验
3.3零件的数控车削加工
主轴正转
X向对刀,Z向对刀,设置工件坐标系
进行相应刀具参数设置
自动加工
环节:
实际
操作加工
3.1毛坯、刀具、工具、量具准备
3.2程序输入与编辑
3.3零件的数控车削加工
教学内容
教学设计
学习环节:
零件检测
4.1学生对加工完的零件进行自检
学生使用游标卡尺、R规等量具对零件进行检测。
4.2教师与学生共同填写零件质量检测结果报告单,见表4-1。
表4-1零件质量检测结果报告单
单位
名称
班级学号
姓名
成绩
零件图号
零件名称
外圆槽练习件
项目
序号
考核内容
配
分
评分标准
检测结果
得
分
学生
教师
圆
柱
面
1
IT
16
超差0.01扣2分
Ra
8
降一级扣2分
槽
2
4XΦ30
IT
20
超差0.01扣2分
Ra
8
降一级扣2分
3
8XΦ30
IT
20
超差0.01扣2分
Ra
8
降一级扣2分
长
度
4
8
IT
5
超差0.01扣2分
5
12
IT
5
超差0.01扣2分
6
12
IT
5
超差0.01扣2分
7
100
IT
5
超差0.01扣2分
4.3小组互相检查、点评,见表4-2。
表4-2考核结果报告
单位
名称
零件名称
零件图号
小组编号
外圆槽练习件
班级学号
姓名
表现
零件质量
排名
环节:
零件检测
4.1引导学生对加工完的零件进行检测
教学内容
教学设计
4.4教师填写考核结果报告单,见表4-3。
表4-3考核结果报告
单位
名称
班级学号
姓名
成绩
零件图号
零件名称
外圆槽练习件
序号
项目
考核内容
配分
标准%
配分
得分
项目
成绩
1
零件
质量
(40分)
圆柱面
30%
12
槽
50%
20
长度
20%
8
2
工艺方
案制定
(20分)
学习环节1.1分析零件图工艺
30%
6
学习环节1.2确定加工顺序
30%
6
学习环节1.3选择刀具
15%
3
学习环节1.4选择切削用量
15%
3
学习环节1.5确定工件零点,绘制走刀路线图
10%
2
3
编程
仿真
(15分)
学习环节2.1程序编制
40%
6
学习环节2.2仿真操作加工
60%
9
4
刀、夹、
量具使用
(10分)
游标卡尺使用
20%
3
R规使用
30%
2
刀具的安装
30%
3
工件的安装
20%
2
5
安全文
明生产
(10分)
按要求着装
20%
2
操作规范,无操作失误
50%
5
认真维护机床
30%
3
6
团队协作
(5分)
能与小组成员和谐相处,互相学
习,互相帮助,不一意孤行。
100%
5
环节:
零件检测
4.1引导学生对加工完的零件进行检测
教学内容
教学设计
学习环节:
学习评价
5.1加工质量分析报告
表5-1加工质量分析表
单位
名称
零件名称
零件图号
外圆槽练习件
班级学号
姓名
`
成绩
超差形式
原因
外圆尺寸精度超差
读尺有误或测量方法有误
外圆表面粗糙度不达要求
切削用量选择不当;刀刃有磨损;加工刚性不够;冷却液问题
5.2个人工作过程总结
表5-2个人工作过程总结
单位
名称
零件名称
零件图号
外圆槽的练习件
班级学号
姓名
`
成绩
环节:
学习评价
教学内容
教学设计
5.3小组总结报告
表5-3小组总结报告表
单位
名称
零件名称
零件图号
外圆槽练习件
班级
组名
5.4小组成果展示表5-4、5-5
注:
附最终加工零件
单位
名称
数控加工工序卡片
零件名称
零件图号
材料牌号
材料硬度
外圆槽练习件
LY12
工序名称
工序号
程序编号
加工车间
设备名称
设备型号
夹具名称
工步
号
工步内容
刀具号
刀具规格
mm
使用工步号
量具
切削速度
m/min
主轴转速
r/min
进给量
mm/r
进给速度
mm/min
背吃刀量
mm
进给次数
备注
编制
审核
批准
共页
第页
表5-4数控加工工序卡片
表5-5数控加工刀具卡片
单位
名称
数控加工刀具卡片
零件名称
零件图号
材料牌号
材料硬度
外圆槽练习件
LY12
工序名称
工序号
程序编号
加工车间
设备名称
设备型号
夹具名称
工步号
刀具号
刀具名称
刀具参数
刀具(片)材料
偏置号
刀柄型号
备注
刀具(尖)
直(半)径
mm
半径
补偿量
mm
长度(位置)
补偿量
mm
刀尖
方位
半径
长度
编制
审核
批准
共页
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- 项目 授课 教案