《简单阶梯轴加工》教学设计

《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 1．掌握N、F、M、G等指令； 2．掌握G00、G01指令及应用； 3．会编写简单数控加工程序； 4．会制简单阶梯轴加工工艺。 1．熟练装夹工件、刀具； 2．熟练机床基本操作； 3．掌握单段加工、自动加工零件方法。 1．质量意识； 2．认真态度； 3．钻研精神。

教学重点与难点

1．掌握G00、G01指令及应用；

2．会编写简单数控加工程序； 3．单段加工、自动加工零件。 教学方法 讲授、问答、图示、讨论、分析、总结、演示、训练 教学资源 1．法那克系统或西门子系统数控车床2～3人/台； 2．外圆粗、切槽刀每台机床1把； 3．刀架扳手、卡盘扳手、划线盘每台机床1付，垫铁若干； 4．游标卡尺每台机床各1把；

教学设计说?明

?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。 教学中为保证学生能自动加工出图示零件，必须掌握常用指令G00、G01等应用，会安排切削工艺，编写零件加工程序，因此，常用G00、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

1．顺序号指令（程序段号） 2．进给功能指令 地址：F，功能表示刀具加工时进给速度。 3．辅助功能指令 地址：M。M00～M99，前置的0可省略。 ??功能：表示机床辅助功能的接通和断开。 4．准备功能指令 地址：G。G00～G999。 功能：建立机床控制系统工作方式的一种命令。 5．刀具快速定位指令（G00） （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 X??Z??； 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 X??Z??F??； （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 教学活动 【复习导入】（学时分配：10min） 复习内容： 1.外圆、端面对刀方法； 2.机床坐标系与工件坐标系； 3.工件、刀具装夹方法及要领。 导入新课： ??由加工图示零件引入如何编写零件程序、如何制定加工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：2min） 1．掌握N、F、M指令及用法。 2．掌握G00、G01指令及应用； 3．会编写简单数控加工程序； 4．单段加工、自动加工零件。 【新授】 一、知识学习（学时分配：180min） （一）程序指令（时间：90min） 1．顺序号指令（程序段号） 1．熟练、巩固外圆、端面对刀方法。 2．说出工件坐标系及机床坐标系，为编程做准备。 1．掌握顺序号指令功能及使用。 2．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。 ??功能：表示该程序段的号码，常间隔5～10便于以后插入程序时不会改变程序段号顺序。 ??说明：通常由小到大排列，仅用于程序的校对和检索。 2．进给功能指令 地址：F。功能表示刀具加工时进给速度

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mm/r，数控铣床进给速度单位为mm/min。 例：N10 G01 X20 Z-10 F0.2；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。M00～M99，前置的0可省略。 ??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。G00～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： 3．掌握常用M指令功能及使用。 4．理解G指令含义。 5．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。 （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。 （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

教学环节与主要内容 具体教学目标 教学活动 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代码见表所示。（表2-2） 5．刀具快速定位指令（G00） （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 X??Z??； 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。 2）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。 3）G00指令的刀具运动速度快，6．初步了解常用G指令。 7．掌握G00指令格式及其应用。 8．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。 容易撞刀，使用在退刀及空行程场合，能减少运动时间，提高效率。 4）G00指令目标点不能设置在工件上，一般距离工件有2～5mm安全距离，刀不能在移动过程中碰到机床、夹具等，如图所示。 5）法那克系统与西门子系统指令一样。

教学环节与主要内容 具体教学目标 教学活动 图2-3车刀快速移动安全距离 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 X??Z??F??； 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φ30外圆，编写程序。 解：刀具从P点只能快速移动至A’点，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 Z-45 F0.2； （3）指令使用说明 1）G01用于直线切削加工，必须给定刀具进给速度，且程序中只能指定一个进给速度。 2）G01为模态有效代码，一经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 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

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。 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） 1．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，选用游标卡尺测量。 （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。 2．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：A→P5→D→刀具退11．会选择类似轴加工工具、量具及刀具。 12．会编写类似轴类零件切削工艺。 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。