数控加工与编程项目三圆弧加工教案

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1、学习情境三带圆弧阶梯轴的加工学习情境带圆弧阶梯轴的加工参考学时教学内容1．圆弧顺时针插补指令G02、圆弧逆时针插补指令G03；2．圆弧顺时针插补、逆时针插补的方向判断；3.圆弧插补指令的两种编程方式；4.零件数控加工工艺的制订；教学目标1.职业能力目标（1）具有与设计人员、工艺人员、操作人员沟通的能力；（2）具有分析零件图、掌握设计意图和零件工艺分析的能力；（3）具有数控编程和数控机床操作的基本能力；（4）查阅资料及相关应用手册的能力；（5）善于观察、思考、自主学习及创新设计能力。2.专业知识目标（1）掌握圆弧面零件的数控程序编制；（2）掌握车床孔的加工方法；（

2、3）能够对轴类零件进行数控程序编制和加工。3.社会能力（1）团队协作意识及方法；（2）语言表达能力。教学重点难点与解决方法1．教学重点（1）圆弧插补指令的编程方式；（2）圆弧插补顺时针/逆时针方向判断。2．教学难点（1）圆弧顺/逆插补方向的判断；（2）I、K指定圆心方式编程。3.解决方法（1）图形示例，零件加工仿真；（2）查阅专业书籍及相关设计手册；（3）咨询企业相关人员或教师；教学条件1．教室、多媒体；2．校内实训机房、数控加工仿真软件；3．生产性实习车间、数控车床。教学方法多媒体讲授理论知识；仿真软件练习掌握数控机床操作面板及基本指令加工；数控机床实际操作练

3、习掌握基本能力。17学习情境三：带圆弧阶梯轴的加工（详案）教学过程的实施步骤教学内容教学方法时间情景描述（咨询）1．给出零件图；2．给出零件的信息及加工要求；3．分析零件特点，指导学生自学内容。教师介绍0.5课时制定加工工艺（计划）1．工件的装夹与定位；2．加工路线的确定；3．切削用量的选择；4．刀具的选择；5．机床及数控系统的选择。学生自学教师辅导1.5课时编制零件加工程序（决策）1.G00/G03圆弧插补指令编程；2.F、S、T代码的合理使用；3.内部轮廓加工刀具的工件坐标系建立；4．编程分析、编写零件的数控加工程序；5．查阅资料、进行讨论。学生为主教师点评

4、5课时数控仿真和实操加工（实施）1．零件数控仿真加工；2．零件实操加工。教师指导学生操作1课时检测加工零件(检查)1．零件的尺寸精度检测；2．零件加工质量评估；3．总结。教师点评0.5课时任务扩展1.圆弧插补I、K编程方式；；2．车床上孔的加工；3．学习应用教师讲授课后自学1.5课时评价完成情况（60%）方法能力（20%）创新意识（20%）17一、学习情景描述给学生发放零件图，给出该零件的信息和加工要求。图示零件为简单阶梯轴，结构要素有外圆柱面、倒角和圆弧面。毛坯为φ38mm的棒料，材料为45钢，要求完成零件的数控加工，车削尺寸至图中要求。图3.1零件图图3.2

5、三维图17二、制订加工工艺（一）引入新知识1．数控车削刀具的分类（1）．按车刀结构分类①整体车刀：用整体高速钢制造。②焊接车刀：焊接硬质合金或高速钢刀片。③机夹车刀：硬质合金刀片用机械夹固的方法固定在刀杆上。④可转位车刀：使用可转位刀片的机夹车刀。图3.3车刀按结构分类（2）．按加工内容分类按车削加工内容分为端面车刀、外圆车刀、内孔车刀、切槽刀、螺纹车刀等。图3.4车刀按加工内容分类17（3）按车刀的形状分类①尖形车刀：以直线形切削刃为特征的车刀，刀尖由直线形成的主副切削刃构成。②圆弧形车刀：以圆弧形切削刃为特征的车刀，车刀圆弧刃每一点都是车刀的刀尖。③成形车刀

6、：其刀形根据工件轮廓设计。2．车刀材料车刀材料是指刀头部分的材料，在数控车床上常采用高速钢、硬质合金或涂层刀具。（1）．高速钢高速钢是一种含有钨、钼、铬、钒等合金元素较多的材料。高速钢刀具制造简单，刃磨方便，韧性较好，能承受较大的冲击力。但其耐热性较差，因此不能用于高速切削。（2）．硬质合金硬质合金中高熔点、高硬度碳化物含量高，因此其常温硬度很高，热熔性、热硬性高，切削速度比高速钢提高4~7倍。其缺点是脆性大，抗弯强度和抗冲击韧性不强。（3）．涂层刀具涂层刀具是在韧性较好的硬质合金或高速钢刀具基体上，涂覆一层耐磨性较高的难熔金属化合物。常用的涂层材料有TiC、T

7、iN、Al2O3等。涂层刀具具有较高的耐磨性，加工材料硬度越高，涂层刀具效果越好。3．车刀切削部分的组成及几何参数（1）．车刀切削部分的组成车刀的构造如图12.4所示，其组成包含刀柄和切削部分，切削部分主要由以下几部分组成：①前刀面：刀具上切屑沿其流出的表面。②后刀面：刀具上与工件过渡表面相对的表面。③副后刀面：刀具上与工件已加工表面相对的表面。④主切削刃：前面与后面的交线，担任主要切削工作。⑤副切削刃：前面与副后面的交线，担任少量切削工作。⑥刀尖：主切削刃与副切削刃连接处的一小部分切削刃。17图3.5车刀构造图（2）．车刀几何参数车刀的几何角度如图12.5所示

8、，主要包括主偏角kr、副