数控车削外螺纹轴.docx
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数控车削外螺纹轴
一、数控加工螺纹教案首页
课 程
名 称
数控加工螺纹零件
课程
类型
一体化
实 训
时 数
２
职业能
力要求
中级工
授 课
班 级
２０１５级数控班
教 材
数控机床编程与操作
授 课
日 期
２０１６.８
出版社
校本教材
工 作
任 务
数控加工圆柱外螺纹轴（图纸附后）
课 程
标 准
面向企业一线，培养熟悉企业岗位工作流程，能按照作业规范熟练操作数控车床，完成一般工件螺纹件的编程、加工与检测，设备的日常保养维护工作，具有良好的责任心和质量意识，具有职业生涯发展基础的技能人才。
教 学
目 标
培养学生动手与操作能力，分析解决问题、归纳、总结的能力。
学习掌握数控车床上螺纹的加工方法和程序的编制。
通过创设和谐的课堂环境，进一步培养学生的学习兴趣。
具体工作任务目标见后续要求。
教 学
内 容
1．外螺纹轴类工艺加工程序确定方法；
2．外螺纹轴类刀具、夹具的选择及使用；
3．外螺纹轴类工件坐标点、走刀路线的确定方法；
4．使用外螺纹螺纹规、螺纹等分尺正确测量工件的方法
5．外螺纹轴类加工质量评价及超差原因分析的基本方法。
教 学
重 点
螺纹加工工艺制定。
教 学
难 点
螺纹加工编程有关大径、小径计算及相关参数的确定。
教 学
资 源
加工中心仿真软件、文本、课件、CAK4085车床、教学视频、参考资料。
多媒体教学平台。
指 导
教 师
何 家 林
编制时间
２０１６.８
二、情境导入
任 务
名 称
数控加工圆柱外
螺纹轴
课程
类型
一体化
实 训
时 数
5min
职业能力要求
中级工
学 生
设 例
螺 纹
用 途
首先将螺纹连接件的相关视频提前在自习时间播放。
讲述螺纹用途十分广泛，有连接（或固定）作用，有传递动力作用。
举出生活中应用螺纹的相关实例（如汽车零件联接、机床刀架固定等）。
螺 纹
种 类
常见简单螺纹有四种即：
圆柱外螺纹、梯形螺纹、圆柱内螺纹、一般螺柱零件。
加 工
方 法
其加工方法多种多样，大规模生产直径较小的三角螺纹，常采用滚丝、搓丝或轧丝的方法。
而对于数量较少或批量不大的螺纹工件常用车削的方法。
而数控车削相对传统车削具有效率质量更高的特点。
工 作
任 务
时 间
定 额
１）生产纲领：
外螺纹轴，单件，图纸附后。
２）选用Q235A的Φ40mm棒料。
３）选用机床CAK4085数控车床
４）时间定额：
情景导入及编程时间35min、 实操时间25min、５S现场管理１０min 、检查、评价反思２０min
工 作
任 务
要 求
１）工件经加工后，各尺寸符合图样要求。
2）工件经加工后，配合件要求符合图样要求。
3）工件经加工后，表面粗糙度符合图样要求。
4）正确执行安全技术操作规程。
5）按企业有文明生产规定，做到工作地整洁，工具摆放整齐。
学 习
重 点
螺纹加工工艺制定。
实 训
难 点
螺纹加工编程的指令格式及工艺应用。
教 学
资 源
各种类型的螺纹实物和相关视频。
加工中心仿真软件、文本、课件、CAK4085车床、教学视频、参考资料。
多媒体教学平台。
指 导
教 师
编制时间
项 目
名 称
数控加工圆柱
外 螺 纹
课程
类型
一体化
实训
时 数
２
职业能
力要求
中级工
学生
现状
条件
２０１５级某班学生约４０人,经过前期的普车训练、有一定数控车削编程和AutoCAD制图知识，具备完善的机架中心和仿真训练室。
教师
和学
生的
准备
教师应提前准备好课堂教学使用的资料、工具和材料、评分标准、项目评价表、实施方案和考核方案。
学生应提前利用自习时间阅读该项目教材和资料，学好衔接知识。
进行小组讨论，相互启发，相互学习，学生提出自己的见解。
初步确定各自的项目实施方案，探索项目任务的解决要点。
项目
实施
阶段
１.班级分组讨论 把全班约４０人分成4组，每个小组选一名组长，组织小组成员讨论，提出团队口号，把讨论结果归纳成加工方案，并制定小组实施项目计划，班长总负责
２.计划实施 零件加工所需要的时间编程加工、检测报告、总结时间为２课时，项目结束后必须出具工件实物产品及总结报告
计划实施阶段是关键，各小组必须严格按照制定的计划执行，小组每位成员都应该积极参与，一方面教师要保证各小组按照小组计划实施项目，学生应该不断地对照自己拟定的项目实施进度计划，纠正工作中出现的各种偏差，做到及时反馈。
项目实施中，以小组为单位适时检查安全工艺文明生产、５S管理。
３.重点抓六大环节
（１）制定工艺方案 （２）编制程序，仿真操作加工
（３）实际操作加工 （４）零件检测
（５）５S现场管理 （６）工作评价（后结课题）及反思
项目评估
分为两个过程，即小组自评及教师评价。
先由小组成员相互交流、自评，再由教师点评。
学生根据自定实施计划写出总结报告，继续完成下阶段课题任务。
指 导
教 师
编制时间
三、教学活动策划表
本次工作项目任务名称：
数控加工圆柱外螺纹（见下图）
•
•
四：
实训过程教学设计（六大环节）
学习领域：
数控车削螺纹轴
总学时
实训任务：
数控车削圆柱外螺纹轴
课时
２
知识目标
技能情感目标
1.掌握G54对刀方法。
2.掌握加工零件的工艺规程制定内容。
3.掌握G32、G54、G８2指令的应用。
4.掌握游标卡尺、螺纹塞规、螺纹环规、螺纹千分尺的使用。
5.掌握数控车削螺纹误差分析方法。
6.掌握相应的螺纹、编程基础知识。
1.能正确分析圆柱外螺纹零件的工艺性；
2.能合理选择刀具并确定螺纹切削参数；
3.能正确选用、使用通用工艺装备；
4.能正确进行普通外螺纹零件的质量检测。
５.能正确进行现场清理管理。
６.培养协作互助的团队精神。
学习过程六大环节（时间分配）
教学方法
情境导入 （5min）
１.制定工艺方案 （１0min）
２.编制程序，仿真操作加工 （20min）
３.实际操作加工 （25min）
４.零件检测 （１0min）
５.５S现场管理 （１0min）
６.工作评价（后结课题）及反思
（１0min）
宏观教学方法
微观教学方法
◆项目教学法
行动导向法
◆合作教学法
◆演示法
◆讨论法
◆仿真法
◆实操法
◆引导法
◆教学做合一
指 导
教 师
编制时间
学习环节一、制定工艺方案（１０min）
实训要求 学生能编制螺纹加工工艺，能正确选择刀具及切削用量。
１.１加工顺序及刀具卡片
教学内容
教学设计实训要求
确定加工顺序：
小组讲座：
听取学生意见，学生填写卡片见表
加工顺序卡片
单位
名称
班组学号
姓 名
成绩
零件图号
零件名称
使用设备
场地
螺纹外轴
CAk4085
数控中心
程序编号
材料牌号
45#
数控系统
HNC-21T
工步序号
工步内容
量具选择
刀号
刀具规格
量具名称
1
手动车端面
T01
930外圆车刀25*25mm
游标卡尺
千分尺
螺纹规
2
粗车外圆、右端面、倒角
T01
930外圆车刀25*25mm
3
精车外圆、右端面、倒角
T01
4
加工外圆槽
T02
４*2０mm
5
加工螺纹
T３
６０0外螺纹刀
6
切断
T02
宽度４mm
确定加工顺序
小组讨论，
教师巡回指导。
学生能正确编制螺纹加工工艺。
１.２切削用量卡片
单位
名称
班组学号
姓名
成绩
零件图号
零件名称
工步号
工步内容
刀具号
主轴转速r/min
进给速度mm/min
背吃刀量mm
1
手动车端面
300
50
0.3
2
粗车外圆、右端面、倒角
T01
600
100
２
3
精车外圆、右端面、倒角
１０００
８０
０.５
4
加工外圆槽
250
50
0．２
5
加工螺纹
T04
３００
６００
分层
6
切断
２５０
50
0．15
学习环节二：
编制数控加工程序、仿真操作加工（2０min）
任 务
名 称
数控工圆柱外
数控加工 螺纹 轴
课程
类型
一体化
实 训
教学
资源
仿真训练室
多媒体平台
教学方法
演示指导
编程
要点
1）建立工件坐标系。
把工件右端面的轴心处作为工件原点，并以此为工件坐标系编程。
2）基点与节点计算。
编程时，要考虑螺纹公差和Φ36轴段公差要求。
重点
参数
基点
1
2
3
4
5
X坐标值
18.72
18.72
33.9805
35.9805
35.9805
Y坐标值
2
-28
-30
-31
-46
说明：
1.牙底直径：
d底=d–2h牙深=19.8-2×0.5413×1=18.73mm
说明：
1.牙底直径：
d底=d–2h牙深=19.8-2×0.5413×1=18.73mm
编 程
仿 真
步 骤
（１）打开数控仿真加工与远程教学系统，选择华中系统机床。
（2）机床回零点。
（3）选择毛坯、夹具、安装工件。
（4）安装刀具。
（5）建立工件坐标。
（6）上传NC语言。
（７）自动加工。
仿真
效果
实训要求重点
学生能正确计算各类参数，能自主编程，熟练仿真加工。
指 导
教 师
编制时间
附１：
数控加工程序
序号
程序段
备注
O1０００
T0101
M03S600
G00X43Z3
G71U1.5R1P1Q2X0.5Z0.3F1OO
N1G01X10
X20Z-5
Z-30
X34
G03X35.98W-1R1
Z-40
N2G00X80
Z80
T0202S250
G00X25Z5
G01Z-30
X17F50
G00X80
Z80
T0303S300
G00X25Z5
G82X19.3Z-31
X18.9
X18.7
G00X80
Z80
M30
文件名
１号刀车外圆
主轴正转 转速６００r/min
循环车削外圆
换２号切槽刀加工
换螺纹刀加工M20X1螺纹
程序结束。
最后，手工将工件切断。
学习环节三：
实际操作数控加工（25min）
任 务
名 称
数控工圆柱外
数控加工 螺纹 轴
课程
类型
一体化
实 训
教学
资源
CK408５车床加工中心
多媒体平台
教学方法
现场巡回指导演示
毛 坯
刀 具
量 具
准 备
1．将Φ４0mm×６５mm,车平两端面的棒料安装在三爪卡盘上
2．将外圆车刀、切刀、螺纹刀正确安装在刀架刀位上。
3．正确摆放所需工具、量具。
程 序
输 入
操 作
1．开机
2．回参考点
3．程序图形校验运行。
零 件
数 控
车 削
1．主轴正转
2．X向对刀点、Z向对刀，设置工件坐标系
3．进行相应刀具参数设置，宜采用横向进刀法进行加工。
4．自动加工
实 物
样 本
效 果
实 训
要 求
重 点
学生能正确选择材料、刀具、切削用量，熟练加工。
规定时间内完成任务。
严格按工艺规程和安全操作规定加工零件。
指 导
教 师
编制时间
学习环节四 零件检测（１０min）
任 务
名 称
数控工圆柱外
数控加工 螺纹 轴
课程
类型
一体化
实 训
教学
资源
检测平台
游标卡尺
千分尺
螺纹规
教学
方法
教师抽检
学生互检
加工
检测
要求
1）不拆除零件，用螺纹环规检查螺纹精度，并进行螺纹修整；
2）拆除工件，去毛刺倒棱并进行自检自查。
３）正确熟练掌握测量直径和螺纹的量具。
教师与学生共同填写零件质量检测结果报告单，见下表
班 组
学 号
姓 名
评 定
成 绩
零件名称
外螺纹圆柱轴
检测成绩
序号
考核项目
考核内容及要求
配分
评分标准
学生检测
考核检测
备注
1
Φ３６0-0.0３９mm
２０
超差0.01mm扣２分
2
M20×1
２０
超差全扣
3
R1
１０
超差０.１扣２分
4
40
１０
超差0.１扣１分
5
30
１０
超差0.１扣１分
6
4×Φ17
１０
超差０.０５扣２分
7
C1
１０
超差0.05mm扣2分
８
外 观
１０
差１项扣2分
９
总 分
１００
指 导
教 师
编制时间
学习环节五 现场５S管理（１０min）
任 务
名 称
数控工圆柱外
数控加工 螺纹 轴
课程
类型
一体化
实 训
教学
资源
CK408５车床
多媒体平台
教学
方法
现场
巡回
指导
检查
５S
管理
现场
要求
总
体
现
场
要
求
（一）整理将不要的人、事、物分开，再将不需要的人、事物加以处理。
（二）整顿 把需要的人、事、物加以定量、定位。
（三）清扫 把工作场所打扫干净，使之恢复正常。
（四）清洁 整理、整顿、清扫之后要认真维护，使现场保持
完美和最佳状态。
（五）素养 素养即努力提高人员的修身，养成严格遵守规章
制度的习惯和作风，这是“5S”活动的核心。
具
体
实
施
活
动
（1）清除切屑、擦拭机床，使用机床与环境保持清洁状态。
（2）注意检查或更换磨损坏的机床导轨上的油擦板。
3）检查润滑油、冷却液的状态，及时添加或更换。
（4）整齐摆放工件、夹具，将量具放在专门的工具箱内。
（５）依次关掉机床操作面板上的电源和总电源
指 导
教 师
编 制
时 间
附２：
知识衔接
1）．螺纹的种类：
常用的有四类，应用最广泛的是三角形螺纹。
１.三角形螺纹 ２.梯形螺纹
３.矩形螺纹 ４.锯齿形螺纹
2）.机夹式螺纹车刀及其安装
1．机夹式螺纹车刀 将能转位使用的多边形刀片用机械方法夹固在刀杆或刀体上的刀具。
在切削加工中,当一个刃尖磨钝后,将刀片转位后使用另外的刃尖，这种刀片用钝后不再重磨。
2．螺纹车刀在数控车床中的安装：
普通螺纹车刀刀尖角必须保持６００，刀尖角对称中心线必须与主轴线成９００，刀尖平面与工件中心等高。
并装夹牢固。
3）．车螺纹的进刀方式共三种：
即：
径向进刀；斜向进刀；轴向进刀。
本任务中螺距为１，采用径向进刀。
如果是大于３的螺距，则适于采用轴向进刀法。
４）螺纹走刀次数和背吃刀量参考表如下：
学习环节六 工作评价（后续课题）及反思（１０min）
教学内容
教学设计
学习环节六：
学习评价
６.1加工质量分析报告
表６-1加工质量分析表
单位
名称
零件名称
零件图号
班级学号
姓名
成绩
超差形式
原因
外表面尺寸精度超差
读尺有误，切削用量选择有误
圆弧面精度超差
刀尖半径末补偿
表面粗糙度超差
刀刃磨损
长度超差
对刀不准确
螺纹精度精度超差
刀具安装不正确
外观超差
技术不熟练，未文明规范操作
６．2个人工作过程总结
表６-2个人工作总结
单位
名称
零件名称
零件图号
班级学号
姓名
成绩
环节六：
１.小组为单位
质量分析
２．教师点评
３.个人总结
４.准备后续
课题
５.工作反思
６.３后续课题：
编写如图所示零件程序,并加工工件。
教学反思
该项目任务的教学，重点把握加工圆柱外螺纹零件要经过工艺分析制定、数控编程、数控加工、零件质量检验、现场５S管理、工作评价及反思这六个环节。
本课题采用了“理实一体化”的教学模式，通过理论与实践相结合，充分调动每一位学生的学习积极性和主动性，并通过小组合作的形式，让每一位学生参与到课堂教学中来使每个学生在学习过程中不仅掌握螺纹轴加工工艺和编程方法，而且通过学习训练使学生加深了团队协作精神，由动手能力的提高培养出学生的创新能力，肯定学生取得的成绩，树立自信，激发学习兴趣。
强调养成耐心细致、严谨务实工作作风的重要性，为学生走向社会实践夯实基础。
为社会培养需要的高新技能人才。
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