PAGEPAGE7《數(shù)控車床項(xiàng)目化教學(xué)》教案授課班級班級人數(shù)授課教師課題序號13授課課型授課課時(shí)6課時(shí)授課章節(jié)名稱項(xiàng)目四成形面類零件加工任務(wù)一凹圓弧滾壓軸的加工教學(xué)目標(biāo)知識(shí)目標(biāo)1．熟悉加工凹圓弧面車刀種類及選用2．掌握圓弧插補(bǔ)方向的判斷3．掌握G02、G03圓弧插補(bǔ)指令及終點(diǎn)坐標(biāo)+半徑格式應(yīng)用4．了解用二維CAD軟件輔助編排工藝及查找編程點(diǎn)坐標(biāo)的方法能力目標(biāo)1．會(huì)制訂凹圓弧面零件加工工藝2．掌握圓弧面測量方法3．掌握各種凹圓弧面加工及尺寸控制方法情感目標(biāo)1.養(yǎng)成文明生產(chǎn)、安全生產(chǎn)習(xí)慣；2.養(yǎng)成優(yōu)良的勞動(dòng)態(tài)度和職業(yè)素養(yǎng)；3.培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)合作精神。教學(xué)重點(diǎn)1．G02、G03圓弧插補(bǔ)指令及終點(diǎn)坐標(biāo)+半徑格式應(yīng)用2．凹圓弧面加工及尺寸控制方法教學(xué)難點(diǎn)凹圓弧面加工及尺寸控制方法教學(xué)方法講授法、討論法、演示法、自主學(xué)習(xí)法、探究法教學(xué)資源網(wǎng)絡(luò)資源，教學(xué)視頻，相關(guān)PPT，數(shù)控車床若干，配套練習(xí)題板書設(shè)計(jì)任務(wù)一凹圓弧滾壓軸的加工【任務(wù)描述】【知識(shí)準(zhǔn)備】1．加工凹圓弧表面車刀2．凹圓弧面車削方法3．用二維CAD軟件輔助編排加工路徑和查找編程點(diǎn)坐標(biāo)4．凹圓弧面測量量具選擇5．凹圓弧表面切削用量選擇6．編程知識(shí)（1）圓弧插補(bǔ)指令G02、G03（2）圓弧插補(bǔ)終點(diǎn)坐標(biāo)+半徑指令格式法：G18G02/G03X（U）Z(W)RF；西：G90G18G02/G03XZCR=F；【任務(wù)實(shí)施】1．工藝分析（1）刀具的選擇（2）加工工藝路線的制訂（3）量具的選擇（4）切削用量選擇2．程序編制3．加工操作（1）加工準(zhǔn)備（2）零件加工【任務(wù)拓展】教學(xué)過程主要教學(xué)內(nèi)容及步驟教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)教學(xué)目標(biāo)【一】導(dǎo)入新任務(wù)成形面是由曲線回轉(zhuǎn)形成的表面如各類球頭手柄、球面軸承、球頭關(guān)節(jié)軸承等，如圖4-1所示。成形面類零件在普通車床上加工比較困難，而在數(shù)控車床上加工比較方便，能充分體顯數(shù)控車床的優(yōu)勢，引入項(xiàng)目四。圖4-1典型成形面類零件【二】任務(wù)開始項(xiàng)目四成形面類零件加工【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1.掌握圓弧插補(bǔ)指令及應(yīng)用2.掌握倒圓指令及應(yīng)用3.掌握成形面類零件工藝路線擬定方法4.會(huì)用二維CAD軟件輔助編排工藝和查找基點(diǎn)坐標(biāo)5.掌握成形面類零件車削方法任務(wù)一凹圓弧滾壓軸的加工【任務(wù)描述】使用FANUCoiMate-TD或SIEMENS828D系統(tǒng)數(shù)控車床，完成如圖4-2所示凹圓弧滾壓軸加工，材料：45鋼，毛坯：φ30mm×60mm棒料，其主要表面是外圓柱面及凹圓弧面。加工后效果圖如圖4-3所示。圖4-2凹圓弧滾壓軸零件圖【知識(shí)目標(biāo)】1．熟悉加工凹圓弧面車刀種類及選用2．掌握圓弧插補(bǔ)方向的判斷3．掌握G02、G03圓弧插補(bǔ)指令及終點(diǎn)坐標(biāo)+半徑格式應(yīng)用4．了解用二維CAD軟件輔助編排工藝及查找編程點(diǎn)坐標(biāo)的方法【技能目標(biāo)】1．會(huì)制訂凹圓弧面零件加工工藝2．掌握圓弧面測量方法3．掌握各種凹圓弧面加工及尺寸控制方法【知識(shí)準(zhǔn)備】1．加工凹圓弧表面車刀名稱圖例加工表面及特點(diǎn)成形車刀有可轉(zhuǎn)位式和高速鋼刃磨而成的整體式成形車刀兩種，用于加工尺寸較小的圓弧形凹槽、半圓槽棱形車刀常用可轉(zhuǎn)位式，刀具主偏角為90°，加工帶有臺(tái)階的圓弧面，加工中只會(huì)產(chǎn)生副切削刃干涉，需要刀具具有足夠大的副偏角尖形車刀有可轉(zhuǎn)位式和高速鋼刃磨而成的整體式成形車刀兩種，易產(chǎn)生主切削刃及副刀刃干涉現(xiàn)象，相對而言刀具副偏角較大，不易產(chǎn)生副切削刃干涉，用于不帶臺(tái)階的成形表面加工2．凹圓弧面車削方法精車凹圓弧面沿著輪廓面進(jìn)行，粗車時(shí)，由于各部分余量不等，需采用相應(yīng)車削路徑，切削路徑圖例特點(diǎn)及應(yīng)用場合車等徑圓弧編程坐標(biāo)計(jì)算簡單，但切削路徑長車同心圓弧編程坐標(biāo)計(jì)算簡單，切削路徑短，余量均勻車梯形形式切削力分布合理，但編程坐標(biāo)計(jì)算較復(fù)雜車三角形形式切削路徑較長，編程坐標(biāo)計(jì)算較復(fù)雜3．用二維CAD軟件輔助編排加工路徑和查找編程點(diǎn)坐標(biāo)采用各種車削路徑粗車成形面，最困難的是計(jì)算粗車時(shí)各編程點(diǎn)坐標(biāo)，實(shí)際生產(chǎn)中可結(jié)合二維CAD軟件輔助查找編程點(diǎn)坐標(biāo)，具體做法是：如果用的是CAXA電子圖板軟件，取繪圖軟件坐標(biāo)原點(diǎn)為編程原點(diǎn)（工件原點(diǎn)）繪制零件圖，以零件圖為原輪廓，粗車背吃刀量為等距距離，繪制往毛坯方向等距線作為每次粗車路徑，點(diǎn)擊軟件中“工具”－“查詢”－“XYZ點(diǎn)坐標(biāo)（P）”,圖4-4用CAXA軟件查找點(diǎn)坐標(biāo)操作4．凹圓弧面測量量具選擇凹圓弧面形狀精度用R規(guī)（半徑樣板）測量，5．凹圓弧表面切削用量選擇車圓弧表面為防止主、副切削刃與工件表面產(chǎn)生干涉，車刀主、副偏角一般選擇較大，于是車刀刀尖角小，刀尖強(qiáng)度低，故車圓弧表面切削用量比車外圓用量要小，（1）背吃刀量ap當(dāng)車刀剛性足夠，保留精車、半精車余量的前提下，盡可能選擇較大背吃刀量。精車、半精車余量常取0.1～0.3mm。（2）進(jìn)給量f進(jìn)給量粗車時(shí)大一些以提高效率，精車時(shí)小一些以保證表面質(zhì)量，粗車進(jìn)給量取0.2～0.4mm/r，精車進(jìn)給量取0.08～0.15mm/r。（3）主軸轉(zhuǎn)速(n)硬質(zhì)合金車刀粗車選中速，精車選擇高速，一般粗車選400～700r/min，精車選800～1200r/min。6．編程知識(shí)（1）圓弧插補(bǔ)指令G02、G03表4-3法那科系統(tǒng)與西門子系統(tǒng)圓弧插補(bǔ)指令代碼及插補(bǔ)方向判別指令代碼G02（或G2）：順時(shí)針圓弧插補(bǔ)G03（或G3）：逆時(shí)針圓弧插補(bǔ)順、逆時(shí)針插補(bǔ)方向判別判別原則：從不在圓弧插補(bǔ)平面的坐標(biāo)軸正方向往負(fù)方向看，順時(shí)針用G02，逆時(shí)針用G03前置刀架后置刀架不論是前置刀架還是后置刀架，對同一段圓弧，順時(shí)針、逆時(shí)針方向是一致的，即外輪廓凸圓弧用G03，凹圓弧用G02表4-4法那科系統(tǒng)與西門子系統(tǒng)圓弧插補(bǔ)終點(diǎn)坐標(biāo)+半徑格式、參數(shù)含義及應(yīng)用法那科系統(tǒng)西門子系統(tǒng)指令格式G18G02/G03X（U）Z(W)RF；G90G18G02/G03XZCR=F；參數(shù)含義X、Z：圓弧插補(bǔ)終點(diǎn)絕對坐標(biāo)；Ｕ、Ｗ：圓弧插補(bǔ)終點(diǎn)相對于起點(diǎn)的增量坐標(biāo)；R：圓弧半徑，大于180°的圓弧為負(fù)值，小于等于180°的圓弧為正值；F：進(jìn)給速度X、Z：圓弧插補(bǔ)終點(diǎn)絕對坐標(biāo)；CR：圓弧半徑，大于180°的圓弧為負(fù)值，小于等于180°的圓弧為正值；F：進(jìn)給速度示例（前置刀架）法那科系統(tǒng)圓弧插補(bǔ)程序：G18G02X100.0Z-50.0R40.0F0.2；或G18G02U50.0W-50.0R40.0F0.2；西門子系統(tǒng)圓弧插補(bǔ)程序：G18G90G02X100.0Z-50.0CR=40.0F0.2；使用說明1．G02、G03指令為模態(tài)有效指令，一經(jīng)使用持繼有效，直到同線G代碼（G00、G01）取代為止；2．R（CR）為程序段有效代碼，指令格式中不能省略；3．西門子系統(tǒng)若指定G91，則X、Z指圓弧插補(bǔ)終點(diǎn)相對于起點(diǎn)的增量坐標(biāo)【任務(wù)實(shí)施】1．工藝分析（1）刀具選擇（2）零件加工工藝路線制定（3）量具選擇（4）切削用量選擇工序名定位（裝夾面）工步序號及內(nèi)容刀具及刀號n（r/min）f(mm/r)ap/mm車削夾住毛坯外圓1．粗車φ280-0.052外圓外圓車刀，刀號T016000.22～3調(diào)頭，夾住φ280-0.052外圓1．粗車零件右端輪廓外圓車刀，刀號T016000.21～22．精車零件右端輪廓外圓車刀，刀號T0210000.10.2用軟卡爪夾住φ220-0.052外圓1．精車φ280-0.052外圓外圓車刀，刀號T0210000.10.32．車圓弧槽圓頭成形刀，刀號T034000.12．編制程序參考程序（略）3．加工操作（1）加工準(zhǔn)備1）開機(jī)回參考點(diǎn)。2）裝夾工件。3）裝夾刀具。4）對刀操作。外圓車刀同前面課題，圓頭車刀對刀步驟如下：eq\o\ac(○,1)Z軸對刀。MDI（A）方式下輸入程序M3S400，使主軸正轉(zhuǎn)；切換成手動(dòng)（JOG）方式，將圓弧刀左側(cè)面碰至工件端面，沿+X方向退出刀具，進(jìn)行面板操作，內(nèi)容與外圓車刀對刀相同。如圖3-5(a)所示。eq\o\ac(○,2)X軸對刀。MDI（A）方式下輸入程序M3S400，使主軸正轉(zhuǎn)；切換成手動(dòng)（JOG）方式，用圓弧刀刃碰到工件外圓面（長2～3mm），沿+Z方向退出刀具，如圖4-7所示。停車，測量外圓直徑，需考慮刀頭半徑R2mm，進(jìn)行面板操作，面板操作步驟與外圓車刀X方向?qū)Φ断嗤?。圓頭車刀Z方向?qū)Φ禭方向?qū)Φ?）輸入程序及校驗(yàn)。（2）零件加工1）粗車φ280-0.052mm外圓，2）粗、精車零件右端輪廓面，3）精車φ280-0.052mm外圓及R2mm圓弧槽?！緳z測評分】評價(jià)表（略）【任務(wù)反饋】任務(wù)反饋表（略）【任務(wù)拓展】加工如圖4-8所示零件。材料：45鋼，毛坯為φ30mm×65mm棒料圖4-8任務(wù)拓展訓(xùn)練題【三】總結(jié)與成果分享【四】作業(yè)布置1．?dāng)?shù)控車床上，粗車凹圓弧面的車削路徑有哪些，各有何特點(diǎn)？2．在CAXA電子圖軟件中如何查找編程點(diǎn)坐標(biāo)？3．臥式數(shù)控車床圓弧插補(bǔ)的平面選擇指令是什么？4．如何判別圓弧插補(bǔ)方向？舉生產(chǎn)、生活中套成形面類零件實(shí)例引入課題任務(wù)講授、分析本項(xiàng)目學(xué)習(xí)目標(biāo)出示任務(wù)圖片并分析任務(wù)內(nèi)容，思考初步解決方案出示本次任務(wù)知識(shí)、技能目標(biāo)按圖表分析凹圓弧面車刀種類、特點(diǎn)及應(yīng)用分析、講解凹圓弧面常用加工路徑及加工特點(diǎn)按圖表分析講解用CAD軟件輔助編排加工路徑和查找編程點(diǎn)坐標(biāo)的方法并舉例演示分析、講解凹圓弧面測量量具和選擇切削用量的方法分析、講解圓弧插補(bǔ)指令代碼及方向判別分析、講解圓弧插補(bǔ)終點(diǎn)坐標(biāo)+半徑指令格式、參數(shù)含義及使用舉例引導(dǎo)學(xué)生完成實(shí)例編程任務(wù)按步驟引導(dǎo)學(xué)生完成工藝分析及編寫程序等任務(wù)（也可分步實(shí)施任務(wù)）按步驟引導(dǎo)學(xué)生完成零件加工前各項(xiàng)準(zhǔn)備工作及零件加工，組織進(jìn)行檢測評分，實(shí)施任務(wù)反饋分析圓頭車刀對刀方法并上機(jī)操作演示布置任務(wù)拓展內(nèi)容并作提示引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行本節(jié)課內(nèi)容總結(jié)及成果分享聽講、觀看、思考是如何做出來的聽講、思考聽講、看圖、思考聽講、思考聽講、思考、記錄看圖、聽講、思考并記錄聽講、記錄，按步驟操作模仿聽講、分析、思考并記錄聽講、分析、思考并記錄聽講、分析、思考并記錄討論、思考并完成任務(wù)按步驟分組實(shí)施工藝分析、程序編制任務(wù)按步驟完完成零件加工前各項(xiàng)準(zhǔn)備工作及零件加工，組織進(jìn)行檢測評分，實(shí)施任務(wù)反饋聽講、思考并上機(jī)模仿訓(xùn)練記錄、思考，課后或課堂完成總結(jié)本節(jié)課學(xué)習(xí)內(nèi)容，提練不足之處培養(yǎng)學(xué)生對本項(xiàng)目學(xué)習(xí)興趣了解本項(xiàng)目四學(xué)習(xí)目標(biāo)任務(wù)導(dǎo)向明確本次任務(wù)目標(biāo)掌握凹圓弧面車刀種類、特點(diǎn)及應(yīng)用理解凹圓弧面常用加工路徑，會(huì)靈活選用