数控加工与编程项目三圆弧加工教案.docx

编号：
时间：2021年x月x日
书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第页共NUMPAGES18页
第PAGE\*MERGEFORMAT18页共NUMPAGES\*MERGEFORMAT18页

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；
（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习掌握基本能力。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%）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3.2三维图

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
（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：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、TiN、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