数控车床编程与加工 （广数系统） 任务1-1-2 销轴的编程与加工-教案

数控车床编程与加工教案教案课程名称：数控车床编程与加工任务名称：销轴的编程与加工所属专业：任课班级：任课教师：所属系部：

任务一销轴的编程与加工学习领域任务一销轴的编程与加工课时分配30教学任务销轴的编程与加工课时分配24学习活动学习活动2销轴的加工程序设计课时分配6授课日期授课地点教学目标知识目标1.熟悉数控车床的坐标系、分类及特点；2.掌握数控程序的组成，及常用功能代码。3.掌握G00、G01、G94、G90、G71、G72、G73、G70的指令格式及用法；4.能正确编制外圆和端面的加工工艺。能力目标1.能够确定数控车床的坐标系及各相关点的位置。2.能确定外圆与端面加工的走刀路线；3.会合理选择刀具与切削用量；4.能根据加工路线编制加工程序；5.能够通过销轴的仿真加工，优化加工程序。素质目标1.培养学生团队协作、语言表达、沟通能力；2.培养学生一丝不苟、精益求精的工匠精神。教学重点1.加工指令：G00、G01、G94、G90、G71、G702.销轴的程序设计教学难点G71、程序设计任务分析该零件直径Фmm的外圆精度要求较高，表面粗糙度为Ra1.6，其余为Ra3.2，结构简单，注意保证精度要求即可。通过学习销轴的编程与加工，使学生掌握简单轴类零件的数控加工工艺知识，常用指令(G00、G01、G94、G90)格式、用法及零件加工与质量分析等。教学方法任务驱动教学法；演练结合；以学生为主体的行动导向教学法。教学手段多媒体教学、案例分析教具图片、视频、动画教学模式“线上线下”混合式教学学时安排6学时教学过程教学过程教学过程教学过程教学过程教学过程教学过程教学步骤与内容教学提示课前1.小组讨论：数控车床如何对刀？2.布置预习任务，完成任务书——课前。课前进行调查问卷，了解学生对数控车床的掌握情况。课中1.考勤、检查预习效果；2.根据学生掌握情况，讲授新知识，掌握好的知识点简讲，对没掌握的精讲。3.讲练结合，销轴编程；4.比赛-台阶轴的加工程序设计竞赛。1.考勤2.检查学生预习效果小测验：问答与抢答：1.G90、G94有什么区别？2.轴类零件的安装方法有哪几种？通过执职教云平台，检查学生预习效果，根据学生学生情况进行知识新授。导入任务：通过复杂轴类零件，引出工艺分析，导入任务师生互动承上启下引出本课所学内容知识新授：一、数控车床的坐标系1.坐标轴和运动方向命名的原则标准的坐标系是一个右手直角笛卡尔坐标系。如图1-3-1所示，规定空间直角坐标系X、Y、Z三者的关系及其方向由右手定则判定：大拇指指向为X轴的正方向；食指指向为Y轴的正方向；中指指向为Z轴的正方向。X、Y、Z各轴的回转运动及其正方向+A、+B、+C分别用右手螺旋法则判定:以大拇指指向+X、+Y、+Z方向，食指、中指的指向就是圆周进给运动的+A、+B、+C方向。（1）运动方向的确定1）实际编程时，假定刀具相对于静止的工件而运动。当工件运动时，在坐标轴符号上加“′”表示。按相对运动的关系，工件运动的正方向恰好与刀具运动的正方向相反。2）运动方向的规定：将增大刀具与工件距离的方向确定为各坐标轴的正方向3）机床旋转坐标运动的正方向是按照右旋螺纹进入工件的方向。即车床主轴顺时针旋转的方向为“+C’”。（2）坐标轴的规定先确定Z坐标轴。按规定确定X坐标轴。最后用右手直角笛卡尔定则确定Y坐标轴。1）Z坐标轴：Z轴与主轴轴线重合，设Z轴远离工件的方向为Z轴的正方向。2）X坐标轴：X轴垂直于Z轴，对应于刀架的径向移动，设X轴远离工件的轴心线的方向为X轴的正方向。3）Y坐标轴：Y坐标轴根据Z和X坐标轴，按照右手直角笛卡尔坐标系确定。2.机床坐标系（1）机床坐标系的原点机械坐标系的原点是生产厂家在制造机床时的固定坐标系原点，也称机械零点（图1-3-3）。机床原点数控车床是以其主轴轴线方向为Z轴方向，刀具远离工件的方向为Z轴正方向。X坐标的方向是在工件的径向上，且平行于横向拖板，刀具离开工件旋转中心的方向为X轴正方向。卧式数控车床坐标系（图1-3-4）。（2）机床参考点机床参考点为机床上一固定点，其位置由X向与Z向的机械挡块及电机零点位置来确定，机械挡块一般设定在Z轴和X轴正向最大位置。数控车床：机床参考点是离机床原点最远的极限点（图1-3-5）。3.编程坐标系（1）编程坐标系编程坐标系（也称工件坐标系）是编程人员根据零件图样及加工工艺等建立的坐标系。（2）编程原点编程原点是根据加工零件图样及加工工艺要求选定的编程坐标系的原点。编程原点应尽量选择在零件的设计基准或工艺基准上，数控车床上工件的编程原点一般选择在工件轴线与工件右端面或左端面的交点上。（3）对刀点数控加工中刀具相对工件运动的起点，程序也从该点开始执行，也称为起刀点或程序起点。对刀点选择原则：找正容易；编程方便；对刀误差小；加工时检查方便、可靠。二、零件程序的结构及功能代码1.零件程序的结构一个完整的加工程序应包括程序号、程序内容和结束符号三个部分。（1）程序号（2）程序内容如N20G01X40.Z60.F0.1（3）程序结束结束符号表示加工程序结束，例如，广州980T、FANUC系统中都用M02表示；若需程序返回至程序首，则需使用M30指令。（4）程序指令字的格式2.功能代码（1）准备功能准备功能又称“G功能”或“G代码”，是由地址字G和后面的两位数来表示的（2）辅助功能前作用M功能：在程序段编辑的轴运动之前执行。后作用M功能：在程序段编辑的轴运动之后执行。（3）主轴功能（S功能）主轴功能控制主轴转速，其后的数值表示主轴转速数值，单位为r/min。在使用恒线速度功能时（G96恒线速切削，G97取消恒线速切削），S指令为切削线速度，单位为m/min。（4）刀具功能（T功能）（5）进给功能（F功能）三、加工工艺的确定1.零件的装夹2.选择刀具及加工方式3.选择切削用量背吃刀量、切削速度和进给量是切削用量三要素，受加工过程中切削力的影响，切削速度大小可以调节的范围较小。四、编程指令1.基本指令代码（1）快速点定位指令G00指令格式：G00X（U）_Z（W）_X、Z：刀具以各轴的快速进给速度移动时的绝对坐标值；U、W：刀具以各轴的快速进给速度移动时的增量坐标值绝对编程：指令轮廓终点相对于工件原点绝对坐标值的编程方式。增量编程：指令轮廓终点相对于轮廓起点坐标增量的编程方式。例如图1-4-2A点坐标为（X42.，Z2.）B点坐标为（X20.，Z2.）A-BN10G00X20.0Z2.0（绝对值编程）N10G00U-22.0W0.0（相对值编程）快速点定位当用绝对值编程时，X、Z后面的数值是终点位置在工件坐标系的坐标。当用相对值编程时，U、W后面的数值是终点与起点之间的距离和方向。（2）直线插补指令G01指令格式：G01X（U）_Z（W）_F；X、Z：刀具以各轴的快速进给速度移动时的绝对坐标值；U、W：刀具以各轴的快速进给速度移动时的增量坐标值；F:进给速度；用直线插补指令编写如图1-4-2所示零件的加工程序。使用绝对值编程：B—CN10G01X20.0Z-30.0F0.1（绝对值编程）N10G01U0W-32.0F0.1（相对值编程）2.固定循环指令（1）外圆切削循环（G90）指令格式：G90X(U)___Z(W)___F___；X,Z：切削终点的绝对坐标值；U,W：切削终点的增量坐标值；F：进给速度。G94循环与G90循环的最大区别在于，G94循环第一步移动为Z轴，G90循环第一步移动为X轴。六、编写加工程序让学生用三种方法编写销轴的加工程序，对比每种方法的优缺点及适用场合。1.方案一2.方案二七、加工程序竞赛如图1-2-11所示，毛坯Φ38×90mm两件，编写台阶轴的加工程序。台阶轴的加工程序设计。规定时间10分钟完成，选出又对又快的学生。坐标系分析，（通过视频、实例讲解）程序结构、功能（通过对比，掌握其功能）分析工艺（通过学生回答问题，了解学生对刀具及装夹方法的掌握情况）讲解指令（通过实例，让学生掌握各指令的格式、功能及应用）对比G90、G94的主要不同点。编写程序（通过竞赛的形式，检查学生程序设计掌握请况。）课堂小结：本次课同学们应掌握以下几点内容1.数控车床的坐标系；2.零件程序的结构及功能代码；3.加工工艺的确定；4.编程指令。根据教学过程中各个环节学生的参与情况，进行总结点评。作业布置1.完成工作手册中的任务；2.课后编程试题。课后根据学生掌握情况，通过职教云平台，设置小组讨论、测验或考试等项目。作业批改记录：教学反思：板书设计任务一销轴的编程与加工（一）第1-2节一、数控车床的坐标系；二、零件程序的结构及功能代码；三、加工工艺的确定；四、编程指令；根据学生自学情况，答疑与讲解。第3-4节一、销轴的程序设计训练；二、对比三种编程方法。第5-6节一、台阶轴程序设计与比赛；二、总结评价。

任务一销轴的编程与加工学习领域任务一销轴的编程与加工课时分配30教学任务销轴的编程与加工课时分配24学习活动学习活动3销轴的数控车削加工课时分配10授课日期授课地点教学目标知识目标1.掌握工件的安装方法；2.掌握外圆车刀的对刀方法；3.掌握零件的模拟加工方法。能力目标1.能够正确安装工件，完成对刀；2.能确在数控车床上进行模拟加工；3.能够通过销轴的仿真加工，优化加工程序；4.能够独立完成销轴的加工。素质目标培养学生吃苦耐劳、一丝不苟、精益求精的工匠精神。教学重点1.加工指令：G00、G01、G94、G90、G71、G702.销轴的程序设计、零件加工教学难点销轴的加工任务分析该零件直径Фmm的外圆精度要求较高，表面粗糙度为Ra1.6，其余为Ra3.2，结构简单，注意保证精度要求即可。通过学习销轴的编程与加工，使学生掌握简单轴类零件的数控加工工艺知识，常用指令(G00、G01、G94、G90)格式、用法及零件加工与质量分析等。教学方法任务驱动教学法；演练结合；以学生为主体的行动导向教学法。教学手段多媒体教学、仿真加工、实操加工教具图片、视频、动画、仿真软件、数控车床等教学模式“线上线下”混合式教学学时安排14教学过程教学过程教学步骤与内容教学提示课前1.小组讨论：数控车床如何对刀？2.布置预习任务，完成任务书—课前。课前进行调查问卷，了解学生对数控车床的掌握情况。课中1.考勤、检查预习效果；2.根据学生掌握情况，讲授新知识，掌握好的知识点简讲，对没掌握的精讲。3.销轴的仿真加工；4.销轴的加工，台阶轴的加工比赛。导入任务：通过销轴的加工程序，引出加工，导入任务师生互动，引出本任务所学内容一、销轴仿真加工1.输入加工程序，并进行校验；2.销轴的仿真加工与程序优化。二、销轴加工准备1.安全文明生产；2.学生分组、分设备；3.熟悉工作环境4.领取工具、量具、刀具，完成工作手册；三、销轴加工过程1.开机准备；2.输入加工程序，并进行校验；3.安装工件、刀具，完成对刀；4.销轴的车削加工。四、学生台阶轴车削竞赛台阶轴的车削加工五、机床保养，场地清理填写销轴加工交接班记录单，填写设备日常保养记录卡。仿真加工（4学习）学生每人1台电脑，进行仿真训练（销轴、台阶轴等），成绩合格后，进行销轴加工。销轴车削加工（6学习）1.强调安全文明生产；2.按照分组，分配数控车床；（学生分组训练练习，教师指导。）台阶轴车削加工竞赛（4学习）1.独立完成；选出成绩最优者。2.对掌握快学生可以进行课后习题的技能训练。每天5-6节都要进行交接班记录单，分管学生进行检查。课堂小结：对学生在加工过程中的情况进行评价，完成工作手册。小组汇报，小组互评，教师评价。作业布置1.完成课后编程作业；2.完成工作手册。课后对掌握较差，完成课后编程训练的仿真训练。作业批改记录：教学反思：板书设计任务一销轴的编程与加工（二）仿真训练一、销轴仿真加工，加工程序优化；二、台阶轴仿真加工，加工程序优化；三、课后编程习题仿真加工，加工程序优化；实操训练一、销轴加工；二、台阶轴加工竞赛；三、课后编程习题加工（优秀者）。任务一销轴的编程与加工学习领域任务一销轴的编程与加工课时分配30教学任务销轴的编程与加工课时分配24学习活动学习活动4销轴的检测与加工误差分析课时分配6授课日期授课地点教学目标知识目标1.巩固量具的使用方法与注意事项；2.掌握轴类零件加工误差产生的原因及预防方法。能力目标1.能够正确使用游标卡尺、千分尺；2.能正确测量外圆、长度等；3.能够分析外圆产生误差的原因，并能发现问题解决问题。素质目标培养学生质量意识。教学重点外圆的正确测量方法教学难点外圆的正确测量方法任务分析该零件直径Фmm的外圆精度要求较高，表面粗糙度为Ra1.6，其余为Ra3.2，结构简单，注意保证精度要求即可。通过学习销轴的编程与加工，使学生掌握简单轴类零件的数控加工工艺知识，常用指令(G00、G01、G94、G90)格式、用法及零件加工与质量分析等。教学方法任务驱动教学法；演练结合；以学生为主体的行动导向教学法。教学手段量具教具游标卡尺、千分尺教学模式“线上线下”混合式教学学时安排2教学过程教学步骤与内容教学提示课前1.测量外圆常用的量具有哪些？2.千分尺的读数方法是什么？了解学生对量具的掌握情况。课中1.考勤、检查预习效果；2.根据学生掌握情况，确定讲授内容，掌握好的知识点简讲，对没掌握的精讲。3.分组测量销轴、台阶轴；4.用台阶轴进行测量比赛。导入任务：通过提问，引出测量相关知识，导入任务师生互动，引出本任务所学内容一、测量工具准备1.领取量具，填写量具领取表；2.学生分工，分配任务。二、分组交换测量销轴1.组内互检；2.小组互检。三、用台阶轴进行测量竞赛四、整理与保管量具填写销轴工作手册。测量销轴对销轴测量，锻炼学生测量技术，检查学生测量情况。测量竞赛每组选一名优秀学生，进行测量比赛。课堂小结：对学生在测量过程中的情况进行评价，完成工作手册。教师点评。作业布置完成工作手册。课后对掌握较差，进行分别指导，单独训练。作业批改记录：教学反思：板书设计任务一销轴的编程与加工（三）一、分组交换测量销轴1.组内互检；2.小组互检。二、用台阶轴进行测量竞赛

任务一销轴的编程与加工学习