简单阶梯轴加工教学设计

1、简单阶梯轴加工教学设计教学对象班级人数授课教师授课日期课型理实一 体化教 学授课学时教学内容模块二轴类零件加工 课题一简单阶梯轴加工教学目标通过学习，学生能够：应用常用编程指令，制定简单阶梯轴加 工工艺，编制阶梯轴类零件程序，完成图 2-6零件加工。知识技能态度.掌握N F、M G等指令；.掌握G0Q G01指令及应 用；.会编写简单数控加工程 序；.会制简单阶梯轴加工工 艺。.熟练装夹工件、刀 具；.熟练机床基本操作；.掌握单段加工、自 动加工零件方法。-.质量意 识；.认真态此.钻研精 神。教学重点 与难点.掌握G0Q G01指令及应用；.会编写简单数控加工程序；.单段加工、自动加工零件。

2、教学方法讲授、问答、图示、讨论、分析、总结、演示、训练教学资源.法那克系统或西门子系统数控车床 23人/台；.外圆粗、切槽力每台机床1把；.刀架扳手、卡盘扳手、划线盘每台机床 1付，垫铁若干；.游标卡尺每台机床各1把；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。教学设计说明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G 00、G01等应用，会安排切削工艺，编写零件加工程序，因此，常 用G0。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

3、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。板书设计课题一简单阶梯轴加工【明确学习目标】课题零件图（见附图）一、知识学习（一）程序指令.顺序号指令（程序段号）.进给功能指令地址：F,功能表示刀具加工时进给速度。.辅助功

4、能指令地址：M M03M99前置的0可省略。功能：表示机床辅助功能的接通和断开。.准备功能指令地址：G G0O- G999功能：建立机床控制系统工作方式的一种命令。.刀具快速定位指令（G0。（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：G00 XZ;.直线插补指令（G01或G1）（1）指令功能：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。（2）指令格式：G01 XZF;（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

5、活动【复习导入】（学时分配：10min） 复习内容：.外圆、端面对力方法；.机床坐标系匕工件坐标系；.工件、刀具装夹方法及要领。导入新课：由加工图小零件引入如何编写零件 程序、如何制定加工，艺及自动加 工零件即本次课内容。【明确学习目标】（学时分配：2 min）.掌握N、F、M指令及用法。.掌握G0O G01指令及应用；.会编写简单数控加工程序；.单段加工、自动加工零件。【新授】一、知识学习（学时分配：180mi n）（一）程序指令（时间：90min）1 .顺序号指令（程序段号）功能：表示该程序段的号码，常问 隔510便于以后插入程序时不会 改变程序段号顺序。说明：通常由小到大用卜列，仅用于程

6、序的校对和检索。2,进给功能指令地址：F。功能表示刀具加工时进给 速度.熟练、巩固 外圆、端面对刀 方法。.说出工件坐 标系及机床坐 标系，为编程做 准备。.掌握顺序号 指令功能及使 用。.掌握进给功 能指令及应用。教师：提问对刀方法； 学生：回答。教师：出示坐标系图片； 学生：看图回答。教师：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。学生：看图2-1。教师：分析、讲解。学生：听讲。教师：分析、讲解。 学生：听讲。教学环节与主要内容具体教学目标教学活动的大小，数控车床进给速度单位为m m/r,数控铳床进给速度单位为mm/ min。例：N10 G01 X20 -1

7、0 F ;表示刀具进给速度为0.2mm/r (毫米/转)。3.辅助功能指令地址：M M03M99前置的0可省 略。.掌握常用M 指令功能及使 用。.理解G指令 含义。.掌握G指令 使用情况。教师：示例、分析。学生：回答。教师：出示M指令表2-2,学生：记牢表中指令含义。教师：讲解。学生：听讲教师：分析G指令使用说明，学生：听讲。功能：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程序结束4.准备功能指令地址：G G0

8、A G999,前置的0 可以省略不写，如G02与G2含义相 同。功能：建立机床控制系统工作方 式的一种命令。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。教学环节与主要内容具体教学目标教学活动(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 见表所小。(表2-2)5.刀具快速定位指令(G0。(1)指令功

9、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：G00 XZ;其中X、Z为目标点坐标。例：G00 X10 Z20;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。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。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，提图效率。G00指令目标点/、能设置在工 件上，一般品隔工件有25mme全 品喃，刀不能在移动过程中碰到机 床、夹具等，如图所小。5)法那克系统与西门子系统指令 一样。.初步了解常 用G指

10、令o.掌握G00指 令格式及其应 用。.理解G00指 令使用注意事 项。教师：出示G指令表， 并分析表中指令。学生：看表，听讲。 教师：讲解，分析。 学生：听讲。教师：出示例题。学生：分析。教师：分析。学生：听讲。教师：出示例题，分析。 学生：听讲、回答。教学环节与主要内容具体教学目标教学活动图2-3车刀快速移动安全跑离6.直线插补指令(G01或G1)(1)指令功能：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。(2)指令格式：G01 XZF;其中X、Z为目标点坐标；F为进给 速度。例：如图2-3,刀具从P点，车削 小30外圆，编写程序。解：刀具从P点只能快速移动至A 点，

11、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：N10 G00 X30 Z4;N20 G01 X30 -45 F ;(3)指令使用说明G01用于直线切削加工，必须 给定力具进给速度，且程序中只能 指个进给速度。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。教师：讲授。学生：听讲。教师：出示例题。学生：分析、讨论并完成例题。教师：分析。学生：听讲教学环节与主要内容具体教学目标教学活动则运行时间长，效率低

12、。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).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，选用游标卡尺测重。(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。.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：2 PA A刀具退回 一B一P3 E一刀具退回一 8P1-F 一

13、刀具退回至起点。.会选择类似 轴加工工具、量 具及刀具。.会编写类似 轴类零件切削教师：引导。学生：分析并得出本课 题后练习题工、量、刀 具选择。教师：分析图2-1零件 切削工艺。学生：听讲，并完成图2-6零件切削工艺。教师：巡回指导并进行 检查。教学环节与主要内容具体教学目标教学活动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。背吃力量：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：4 5min）.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

14、工件右端面轴心线上， 如图2-1所示。.计算基点坐标基点：零件各几何要素间的连接点。 如零件轮廓上直线匕直线、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。.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。具体各点坐标见表2-4。.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。.会选择类似 轴类零件合理 切削用量。.掌握基点含 义及基点坐标 计算。.了解工艺点 及其坐标计算。教师：分析。学生：听讲并完成图2-

15、6所示零件切削用量。教师：引导。学生：分析图2-1中基 点坐标。教师：引导。学生：分析图2-1中各 工艺点坐标。教学环节与主要内容具体教学目标教学活动准备工作指令有：1） 主轴起动及转速指令M03 S50 002）切削液开指令M8不用可/、写。3）初始状态设置指令：G40 G80 等。4）刀具起点位置。5.经受程序分析一、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、回经受点。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右，校正并夹紧。5）装夹刀具。把外圆粗车刀装入 T 01号刀位

16、。（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0o（三）空运行及仿真（时间：5mi n）选才举MEME AUTO：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 需重新回机床经受点。16 .掌握数控程 序编写一般方 法。.进一步熟练 加工准备中开 机、回参考点、 程序输入等工 作。.熟练外圆车 力对刀步骤。.会空运行及 仿真机床向板 操作。教师：讲解、分析。学生：听讲。学生：按要求做好加工 前各项准备工作。教师：巡回指导，检查。学生：按要求做好外圆车力对刀

17、。教师：巡回指导，检查。教师：演示并讲解。学生：模仿训练。教师：巡回指导，检查。教学环节与主要内容具体教学目标教学活动（四）零件单段加工及自动加工（时 问:30min）.零件单段加工操作步骤：通过 面板设置空运行及仿真。注意事项：每加中上一步后-次数控启动按钮。.零件自动加工操作步骤：打开程序，选择 MEM 或AUTO/式，倜好进给倍率，按数 控启动键，观察加工情况。注意事项：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】（学时分配：90min）4.让学生掌樨 单段加工及零 件自动加工操 作方法。.养成质量意 识。.认真、细致 工作态度。.钻研相神教师：演示单段加工及 零件自动加工操作步 骤。学生：模仿训练。教师：巡回指导，检查。 教师：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。学生：模仿训练中，养 成良好形为习惯，XZ 分析、参数选择、程序 编与等力卸培乔钻研相 神。教师：巡视指导学生：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。教学环节与主要内容具体教学目标教学活动【课堂小结】（学时分配：3min）1.常用数控指令N F、M含义及用 teo