《台阶轴工件》教学设计.doc

成都市新都职业技术学校台阶轴工件教学设计机械组-刘毅 教材及本节教学内容分析：数控加工及工艺这门课程主要培养学生动手能力，要求学生掌握数控加工的工艺、并能应用指令编程加工简单工件，学生应具备零件图识读、工件质量检测、工件工艺分析、数控编程及数控机床操作相关知识与技能。本节课台阶轴工件之前学习了数控机床工件装夹、刀具选择使用、数控机床基本指令，之后将学习稍复杂零件加工，因此本节课承上启下，是未来进行数控加工的基础内容。 学情分析：【知识储备】初步了解数控基本指令，初步了解数控工艺分析的基本知识，了解机械基础知识。【技能现状】学生能正确进行工量具的使用，初步能操作数控机床，能进行装夹对刀，具备一定的识图分析能力。【态度分析】学生对数控专业学习有较浓厚兴趣，但学生学习自信心不足，缺乏解决难题及完成任务的勇气。 本节教学目标：根据本门课程教学目标及学生能力培养目标，结合学生现状，确定本节课程教学目标如下：【知识拓展】轴类工件的实际应用，了解机械工作过程，轴类工件图识读方法，轴类工件质量检测方法，G00/G01指令实际应用。【技能强化】能看懂简单轴类工件图，熟练游标卡尺等质检工具的使用，熟练操作数控机床进行装夹、对刀及程序录入、检验。【态度分享】学生学习兴趣能得到提高，能有团队协作意识，发现并分享解决问题的方法，从而获得解决问题的喜悦。 教学重难点：【教学重点】轴类工件的应用及图形表达，尺寸公差检测、G00/G01指令应用及编程加工方法。【教学难点】轴类工件图形表达及编程加工方法。 教学方法：项目模块教学，任务驱动、情境教学、小组竞争。在完成加工数控产品一般分为图形识读及参数计算、工艺分析、工量具选用、编制程序、数控加工和质量检测六个步骤。本节课，我准备用A、B、C三个任务，以一个简单工件为载体，将六个步骤分解，使学生带着工作任务进行动手实践，小组竞争，从而掌握轴类工件的应用、图形识读、工艺分析、质量检测、程序编制相关知识，通过任务D创设工作情景，强化练习，综合应用，从而达到本节课教学目标。 课前准备：【知识准备】授课PPT、课前相关基本知识铺垫。【材料及工具准备】拆装用减速器、拆装工具、游标卡尺、千分尺、轴类工件及图纸、实训相关工量具设备及毛坯、相关各任务单。 教学流程及说明：由减速器实物，引入本节教学内容，进行教学分组，组内选出组长。 任务A：观察减速器工作，分组拆装减速器，你发现了什么？（小组讨论）1、 观察减速器工作，在这个减速器中，台阶轴的主要功用是什么？2、 齿轮、轴承、带轮分别连接在台阶轴的哪些部位？它们之间是如何定位的？3、 这个齿轮轴由哪些面组成，尺寸分别是多少？【小贴士】假如卸掉减速器中台阶轴，减速器能否工作？假如台阶轴无直径变化，减速器能否工作？【任务分析】通过任务1，学生能发现轴在机械中的重要作用，及支承轴上零件，传递运动，通过任务2，学生了解台阶轴结构和各部分的作用，通过任务3，进行零件图纸分析，从而能进行参数计算。在完成任务过程中学生动手动脑，提高学习兴趣，小组讨论竞争，使学生学会协作、分享。 任务B：观察该工件仿真加工视频，结合已知走刀路线图，请你完成该工件的工艺分析及程序编制。【小贴士】通过仿真加工视频观察：装夹定位方法、切削用量；通过走刀路线图观察：换刀点、进刀点、各参数坐标。【新知拓展】换刀点、进刀点设定方法，参数计算方法，G00/G01指令格式及使用方法。【任务分析】学生通过观察了解粗、精加工过程，各切削用量的变化，根据给出走刀路线图，分析换刀点、进刀点的作用，从而计算参数坐标，进而能完成程序任务单，进行程序编制，为下个任务进行加工做好知识准备。【教学反馈方案】学生带着问题观看视频及分析走刀路线图，小组分析讨论，完成任务B任务单，每组选择一名代表分享完成任务过程，总结经验，教师分析学生完成情况，将新知与学生完成情况结合起来，帮助学生掌握并完成任务。 任务C：根据已知零件图，选择合适质检工具，请你完成该工件质量检测，并完成“质量检测报告”。【任务分析】质量检测是机械加工的重要环节，在加工过程中，学生必须及时检测，正确使用各种测量工具，以保证工件加工精度。通过这个任务，使学生熟练质检工具使用及质检方法，在规定时间内完成任务，学生必须团队协作，各有分工，最终完成质检报告。【教学反馈方案】设定较短时间，由组长安排各队员分工，评价各小组质量分析报告，并在总结过程中，每组选择一名代表，分享完成任务过程，总结成功失败过程，教师最终评价，总结各组完成过程优缺点。 任务D：工厂接到加工任务，零件图如图所示，完成加工任务。（实训工厂完成）【任务分析】进行安全教育，进入实训工厂，学生在完成任务过程中，分组合作，进行知识、技能强化，学生练习工量具使用、装夹对刀、程序录入检测、数控加工相关技能，完成任务后，进行总结分享，体会团队合作的乐趣和完成任务的喜悦。【教学反馈方案】组长负责制，学生互检，教师进行过程评价和总结评价。 教学过程：具体教学过程如下台阶轴工件【新知引入】之前学习，我们掌握了数控机床常见指令和数控产品工艺分析相关知识，今天我们通过几个任务，进行最简单的数控产品加工。 任务A：观察减速器工作，分组拆装减速器，你发现了什么？（小组讨论）1、 观察减速器工作，在这个减速器中，台阶轴的主要功用是什么？2、 齿轮、轴承、带轮分别连接在台阶轴的哪些部位？它们之间是如何定位的？3、 这个齿轮轴由哪些面组成，尺寸分别是多少？【小贴士】假如卸掉减速器中台阶轴，减速器能否工作？假如台阶轴无直径变化，减速器能否工作？学生能发现：台阶轴在减速器中主要起传递运动与转矩，支承回转零件作用；台阶轴的每一个直径变化都起到轴向定位的作用；前两个问题，使学生清楚轴类工件的主要作用，轴的各部分结构，了解轴在实际应用中的重要性。通过问题3，进行图纸分析：该零件加工表面由一个28圆柱表面组成,其中有一个较严格的直径尺寸精度和长度尺寸精度，表面粗糙度较严格，用直线插补指令G01即可达到图示要求。图中尺寸标注完整，轮廓描述清楚。 任务B：观察该工件仿真加工视频，结合已知走刀路线图，请你完成该工件的工艺分析及程序编制。【小贴士】通过仿真加工视频观察：装夹定位方法、切削用量；通过走刀路线图观察：换刀点、进刀点、各参数坐标。【新知拓展】换刀点、进刀点设定方法，参数计算方法，G00/G01指令格式及使用方法。换刀点的确定：为了防止换刀时刀具与工件或夹具发生碰撞，换刀点应设在被加工零件的外面，同时刀具退回到起始点时，应能方便测量加工中的工件。切削起点的确定：与工件毛坯余量大小有关，以刀具快速走到该点时，刀尖不与工件发生碰撞为原则。切削起点一般设定在最右端加工表面的延长线上，（若为倒角，则在倒角延长线上）距离工件2-3mm处。进刀和退刀方式：进刀时，用GOO指令快速走刀接近工件，再用G01指令切削进给，每一段加工结束后用GOO指令使刀具离开工件表面，最后返回定位换刀点。指令应用快速点定位G00 X(U)_Z（W）_（模态指令）X、Z为终点坐标；U、W为增量坐标。模态指令：称续效指令，一经程序段中指定，便一直有效，直到后面出现同组另一指令或被其他指令取消时才有效。注意：1、G00移动速度不能用程序指定，由厂家预定2、G00的执行过程：刀具由程序的起始点加速到最大速度，然后快速移动，最后减速到终点，实现快速点定位。3、在执行G00指令时，各轴以各自速度移动，不能保证各轴同时到达终点，因而联动直线轴的合成轨迹不是直线而是折线。必须小心刀具与工件发生碰撞，一般将X轴移动到安全位置，在使用G00指令。直线插补指令GO1 X(U)_Z(W)_F_（模态指令）X、Z为终点坐标；U、W为增量坐标；F为进给速度。G01指令后的坐标值取绝对编程还是增量编程，由尺寸字决定；进给速度由F指令决定，F指令也是模态指令，可由G00指令取消。如果在G01程序段之前的程序段没有F指令，G01程序段也没有F指令，则刀具不能做正常切削运动。G01切削加工退刀点切削起点换刀点工件走刀路线图G01加工仿真视频（略）学生结合仿真视频与走刀路线图，进行工件工艺分析、工量具选择填入下表，加 工 步 骤刀 具 与 切 削 参 数序号加工内容刀 具 规 格主轴转速n（r/min）进给速度F（mm/min）背吃刀量ap（mm）类型刀号材料 1粗加工28外圆表面90外圆车刀T01高速钢5001000.82精加工28外圆表面T02800500.2具体加工工序、切削参数与刀具如下表所示：程序单程序%D001文字说明N1 G54 G90确定工件坐标系，绝对坐标编程N2 M03 S500主轴正转，转速500r/minN3 G00 X100 Z100刀具快速移动至换刀点坐标（X100,Z100）N4 T0101选用1号刀（粗加工刀具）N5 G00 X28.4 Z3快速移动至切削始点坐标（X28.4，Z3）。（单边留有0.2mm精加工余量）N6 G01 Z-35 F100粗加工28外圆N7 GOO X32刀具离开加工表面N8 X100 Z100退至换刀点N9 M03 S800主轴正转，转速800r/min（精加工）N10 T0202选用2号刀（精加工刀具）N11 G00 X28 Z1刀具快速移动至坐标（X28，Z1）N12 G01 Z-35 F50精加工28外圆N13 GOO X32刀具离开加工表面N14 X100 Z100退至换刀点N15 M05主轴停转N16 M30程序结束数控加工程序单 工件名称 程序名称 任务C：根据已知零件图，选择合适质检工具，请你完成该工件质量检测，并完成“质量检测报告”。工具选择：游标卡尺，千分尺。成都市新都职业技术学校质检报告产品编号0 2产品状态任 务 C班 级姓 名检测时间 月 日序号 号基本尺寸公差范围检 具操作员者检查员实测数据是否合格实测数据是否合格12345678910置记录111213小组总结教师评语 任务D：工厂接到加工任务，零件图如图所示，完成加工任务。（实训工厂完成）本节操作安全注意事项：1、必须严格按照数控车间的规章制度进行数控实训、着装要符合要求。2、每位学生必须坚守岗位，不允许随便串岗。3、在效验时，要检查程序的语法错误和走刀点位置是否正确，没有经过检验的程序不能直接加工工件。4、用直径编程方式，与零件图中尺寸标注一致，可避免尺寸换算过程中可能造成的错误。5、加工后要去除零件边棱处的毛刺。6、操作顺序（1）各旋钮调到适当位置；（2）机床不需要回零（绝对编码器自动记录位置）； （3）按设计要求准备刀具，并装入刀架；（4）装夹工件毛坯；（5）调节并确定加工工件原点（对刀）；（6）输入工件坐标系；（7）输入刀具数据；（8）输入程序；（9）程序试运行（校验）；可以把工件坐标系偏移到安全位置，在自动方式下空运行程序，可以观察图形显示校验程序。如果正确，再把工件坐标系移回原来坐标位置。如果把机床锁住按钮按下，进行空运行校验。正确后则需要重新开启电源，以恢复工件坐标系准确位置。（10）试切削（测量尺寸、调试）；（11）自动加工过程；（12）卸下加工后的工件及刀具，并放回原位；工件图纸如下图所示步骤一：零件图纸分析及坐标计算1、图纸分析2、坐标计算：步骤二：加工工艺分析1、车削顺序：2、工件装夹、定位：步骤三：工量具及切削参数选择使用量具：刀具与切削参数选择填入下表加 工 步 骤数控车床实训任务单 任务名称：刀 具 与 切 削 参 数序号加工内容刀 具 规 格主轴转速n（r/min）进给速度F（mm/min）背吃刀量ap（mm）类型刀号材料 1234步骤四：程序编制程序%D002文字说明N1 步骤五：将程序输入数控车床，装夹，对刀，程序检验后加工工件。步骤六：质量检测将工件检测内容及检测结果填入下表，并依据评分标准，得出最终分数。数控车床实训评分表姓名： 工件名称： 轴类工件 序号考核项目鉴定内容及要求评分标准配分检测结果得分备注1外圆尺寸若尺寸超差则此项记为0分15学生互检152长度尺寸若尺寸超差则此项记为0分10学生互检103倒角尺寸若尺寸超差则此项记为0分10教师评分4其余尺寸表面粗糙度1.6m酌情扣1-10分10教师评分5安全文明生产及操作规范1、遵守机床安全操作规程，机床操作规范、熟练。2、刀具、工具、量具放置规范。3、设备保养、场地整洁。酌情扣1-10分10教师评分6工艺合理1、工件定位、夹紧动作规范、熟练，刀具选择合理。2、加工顺