资源简介

《数控车床项目化教学》教案
授课班级 班级人数 授课教师
课题序号 10 授课课型 授课课时 6课时
授课章节名 称 项目三 套类零件加工任务一 通孔轴套的加工
教学目标 知识目标 1．了解套类零件加工工艺制定方法2．理解平面选择指令及含义3．了解法那科系统与西门子系统钻孔循环指令格式及参数含义
能力目标 1．会正确安装内孔车刀及进行对刀操作2．会编写内圆柱面加工程序3．会加工通孔轴套并达到一定精度要求
情感目标 1. 养成文明生产、安全生产习惯；2.养成优良的劳动态度和职业素养；3.培养团队合作精神。
教学重点 1．内孔车刀安装及对刀操作2．通孔轴套编程与加工并达到一定精度要求
教学难点 通孔轴套编程与加工并达到一定精度要求
教学方法 讲授法、讨论法、演示法、自主学习法、探究法
教学资源 网络资源，教学视频，相关PPT，数控车床若干，配套练习题
板书设计 任务一 通孔轴套的加工
【任务描述】【知识准备】1．内孔车刀及选用2．内圆柱面加工方法3．量具选择4．切削用量选择5．编程知识（1）平面选择指令G17—指XY平面G18—指XZ平面（卧式数控车床默认指定平面）G19—指YZ平面（数控车床一般不用G19平面）（2）钻孔、扩孔、铰孔编程指令 钻孔循环指令格式法：G98（G99）G83 X C Z R Q F P K M ；G80；取消循环西：CYCLE83(RP，Z0，SC，Z1，D，FD1，DF，V1，V2，DTB，DT，DTS)（3）车内圆柱面编程指令【任务实施】1．工艺分析2．程序编制3．加工操作【任务拓展】
教 学 过 程
主 要 教 学 内 容 及 步 骤 教师活动 学生活动 教学目标
【一】导入新任务轴套、轴承衬套、导套、缸套等，它们主要由内外圆柱面、内外圆锥面、槽等表面构成；除此之外，齿轮、法兰盘、空心轴等零件也具有套类零件的内轮廓面，这些含内表面的套类零件如何在数控车床加工？引导项目三。典型轴类零件【二】任务开始项目三 套类零件加工【学习目标】1. 掌握简单套类零件加工工艺的制定2.掌握内圆柱面车削方法3.掌握内圆锥面车削方法4.会编写内圆柱、内圆锥表面加工程序5.掌握典型套类零件车削加工方法任务一 通孔轴套的加工【任务描述】使用FANUC oi Mate-TD或SIEMENS 828D系统数控车床，完成如图3-2所示通孔轴套零件加工，材料：45钢，毛坯：φ36mm×45mm，其主要表面有外圆柱面、内圆柱面，其中φ18+0.084 0mm内圆柱面和φ300 -0.021mm外圆尺寸精度和表面糙度要求较高。加工后效果图如图3-3所示。图3-2 通孔轴套零件图【知识目标】1．了解套类零件加工工艺制定方法2．理解平面选择指令及含义3．了解法那科系统与西门子系统钻孔循环指令格式及参数含义【技能目标】1．会正确安装内孔车刀及进行对刀操作2．会编写内圆柱面加工程序3．会加工通孔轴套并达到一定精度要求【知识准备】1．内孔车刀及选用内孔车刀主要用来车削内圆柱面、内圆锥面，内孔车刀种类结构形式加工特点整体式由高速钢刀条刃磨而成，切削速度较低，效率较低，用于有色金属、塑料等材料加工焊接式由硬质合金刀片焊接在刀杆上制成，价格较低，但磨损后需重磨，效率低可转位式由专门企业生产，将可转位刀片装夹在刀杆上构成，一个刀刃磨损后只需将刀片松开转一个位置，再夹紧即可继续投入切削，效率高，故数控机床一般都选用可转位式内孔车刀进行加工选择内孔车刀还需考虑刀具角度的大小，如通孔车刀，主偏角一般小于90°2．内圆柱面加工方法数控车床上加工内圆柱面方法有钻孔、扩孔、车孔、铰孔等。孔加工方法加工特点及应用钻孔用麻花钻在实心材料上钻孔，尺寸精度低（IT11～IT12），表面粗糙度值大（Ra12.5～25μm）扩孔用扩孔钻将孔径扩大，常用于孔的半精加工，尺寸精度为IT9～IT10，表面粗糙度Ra5～10μm铰孔用铰刀切除孔上微量材料层，常用于孔径不大、硬度不高的孔的精加工；尺寸精度较高，可达IT7～IT9，表面粗糙度可达Ra0.4μm车孔（镗孔）孔粗、精加工最常用方法，尺寸精度可达IT7～IT8，表面粗糙度可达Ra0.8μm3．量具选择表3-3 常见内孔量具的特点及应用量具种类量具图样精度及应用游标卡尺游标卡尺有普通游标卡尺、带表游标卡尺、数显游标卡心等，带表游标卡尺测量读数方便，精度高内径百分表测量精度高，可达0.01mm，属于间接测量，测量精度高但测量麻烦，可测较深孔的孔径，用于测量单件和小批量生产零件内测（径）千分尺测量精度高，可达0.01mm，属于直接测量，测量方便，不能测较深孔的孔径，用于单件和小批量生产零件的测量，有5～30mm，25～50mm等规格塞　规专用量规，只能判别加工孔合格与否，不能测出实际尺寸，有通端（T）和止端（Z），通端能通过而止端不能通过为合格，用于批量生产零件的测量4．切削用量选择孔加工方法不同，切削用量也不同，钻孔、扩孔，主转转速选400～600r/min，进给速度选0.1～0.3mm/r；钻孔前还需钻中心孔，钻中心孔转速一般取800～1000r/min，进给速度较小，选0.1mm/r左右。铰孔转速应选择小一些，为100～200r/min，进给速度选0.2～0.4mm/r。5．编程知识（1）平面选择指令（G17、G18、G19）G17—指XY平面G18—指XZ平面（卧式数控车床默认指定平面）G19—指YZ平面（数控车床一般不用G19平面）（2）钻孔、扩孔、铰孔编程指令法那科系统（钻孔循环）西门子系统（钻深孔循环）指令格式G98（G99）G83 X C Z R Q F P K M ；G80；取消循环CYCLE83(RP，Z0，SC，Z1，D，FD1，DF，V1，V2，DTB，DT，DTS)加工图例　　　　　　　　　　　　参数含义X C ：孔位置数据，即X轴、C轴坐标； Z ：孔底的位置坐标（绝对值时），从R点到孔底的距离（增量值时）；R ：从初始位置到R点位置的距离；Q：表示每次钻削深度，如不指定则指一般钻孔；F ：切削进给速度；P ：孔底停留时间；K ：重复次数；M ：C轴夹紧的M代码（需要时用）；G98：返回初始平面，G99：返回R平面RP：返回平面坐标，单位mmZ0：参考平面坐标，单位mmSC：安全距离，单位mm：排屑或断屑，通过键切换：钻深，相对于刀杆或刀尖，通过键切换Z1：最后钻孔深度（绝对钻深或相对于Z0的钻深）D：起始钻孔深度或相对于Z0的起始钻孔深度FD1：起始钻孔深度的进给系数（%）DF：DF＝100%，进刀量保持相同；DF＜100%，进刀量不断递减V1：最小进刀量，只有编写DF＜100%才会有V1V2：每次加工后的退回量DTB：钻孔深度的停留时间，单位为s或rDT：最后钻孔深度时的停留时间，单位为s或rDTS：排屑时的停留时间，单位为s或r使用说明1．调用循环前，应指定主轴转速及转向；2．G17(XY)平面必须有效；3．法那科系统钻孔循环（G83）中，当指定重复次数K时，只对第一个孔执行M代码；对第二或以后的孔，不执行M代码；4．G83指令为模态有效代码，用G80或01组G(G01、G02、、、)代码取消1．调用循环前，应指定主轴转速及转向，刀具应处于钻孔位置；2．G17(XY)平面必须有效；3．排屑方式，每次钻一定深度后刀具返回至参考平面；断屑方式，每次钻入一定深度后停留数秒时间并后退1mm以断屑；4．钻削加工还有钻中心孔循环CYCLE81、钻孔循环CYCLE82、镗孔循环CYCLE86、攻螺纹循环CYCLE840等，参数含义以CYCLE83类似（3）车内圆柱面编程指令 车内圆柱面用直线插补G01指令粗、精车，法那科系统也可以用轮廓切削单一循环指令(G90)，或轮廓切削复合循环指令(G71、G70)完成内圆柱面粗、精加工。西门子系统也可用轮廓切削循环粗、精加工内表面，【任务实施】1．工艺分析（1）刀具选择（2）零件加工工艺路线制定（3）量具选择（4）切削用量选择工序名定位工步序号及内容刀具及刀号n（r/min）f(mm/r)ap/mm车削夹住毛坯外圆1．粗车端面及φ300 -0.021mm外圆外圆粗车刀，刀号T016000.22～32．钻中心孔A3中心钻，刀号T0310000.13．钻φ16mm孔φ16麻花钻，刀号T044000.14．粗车φ18+0.084 0mm内孔内孔粗车刀，刀号T056000.21～25．精车φ18+0.084 0mm内孔内孔精车刀，刀号T068000.10.26．精车φ300 -0.021mm外圆外圆精车刀，刀号T0210000.10.2调头，夹住φ25mm外圆1．车端面、倒角、φ34mm外圆外圆粗车刀，刀号T016000.22～32．车内孔倒角C1倒角刀，刀号T076000.15手动参考程序（略）3．加工操作（1）加工准备1）开机回参考点。2）装夹工件。3）装夹刀具。4）对刀操作。外圆车刀同前面课题，内孔车刀对刀步骤如下：Z轴对刀。通孔车刀，因无法车端面，只能借助钢直尺等工具使刀具刀尖与工件右端面对齐，然后进行面板操作，面板操作内容与外圆车刀对刀相同。如图3-5(a)所示。X轴对刀。MDI（MDA）方式下输入M3 S400，使主轴正转，转速400r/min，切换成手动（JOG）方式移动内孔车刀试切内孔，深2～3mm，再沿+Z方向退出，停车，测量所车内孔直径，如图3-5(b)所示，然后通过面板操作将其值输入刀具相应长度补偿中。内孔车刀Z方向对刀 X方向对刀5）输入程序及校验。（2）零件加工1）加工零件右端轮廓，2）加工零件左端轮廓。【检测评分】评价表（略）【任务反馈】任务反馈表（略）【任务拓展】加工如图3-6所示零件。材料：45钢，毛坯为φ35mm×45mm棒料【三】总结与成果分享【四】作业布置1．数控车床上加工孔有哪些方法？各使用在什么场合？2．通孔车刀刀具角度有何要求？3．测量内孔直径的量具有哪些？各有何特点？4．简述内孔车刀对刀步骤。 举生产、生活中套类零件实例引入课题任务 讲授、分析本项目学习目标出示任务图片并分析任务内容，思考初步解决方案出示本次任务知识、技能目标按图表分析内孔车刀种类、特点及应用分析通孔车刀角度要求分析、讲解孔的常用加工方法及加工特点按图表分析各种测量内孔使用量具种类、特点及应用分析、讲解内孔切削用量的确定方法分析、讲解快平面选择指令及使用分析、讲解钻孔循环指令格式、参数含义及使用分析、讲解钻孔循环指令使用注意事项分析讲解车内孔使用的指令按步骤引导学生完成工艺分析及编写程序等任务（也可分步实施任务）按步骤引导学生完成零件加工前各项准备工作及零件加工，组织进行检测评分，实施任务反馈分析内孔车刀对刀方法并上机操作演示布置任务拓展内容并作提示引导学生进行本节课内容总结及成果分享 听讲、观看、思考是如何做出来的听讲、思考听讲、看图、思考听讲、思考听讲、思考、记录看图思考、记录看图、听讲、思考并记录听讲、记录，了解各种量具的使用听讲、分析、思考并记录听讲、分析、思考并记录听讲、分析、思考并记录听讲、分析、思考并记录听讲、分析、思考并记录，按步骤分组实施工艺分析、程序编制任务按步骤完完成零件加工前各项准备工作及零件加工，组织进行检测评分，实施任务反馈听讲、思考并上机模仿训练记录、思考，课后或课堂完成总结本节课学习内容，提练不足之处 培养学生对本项目学习兴趣了解本项目三学习目标任务导向明确本次任务目标掌握内孔车刀种类、特点及应用会选择通孔车刀角度 理解孔常用加工方法，会灵活选用会正确选择各种测量内孔直径的量具会选择内孔切削用量理解平面选择指令，会灵活运用该指令理解钻孔循环指令格式，会灵活运用该指令理解钻孔循环指令注意事项理解车内孔编程指令完成任务，达能学习目标培养技能操作和检测评价能力掌握内孔车刀对刀方法培养学习知识、技能迁移能力巩固已学知识，反思不足，培养学习表达能力
教后记
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