《多台阶轴加工应用G71G70循环指令编程及仿真加工》曹晓燕.docx
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《多台阶轴加工应用G71G70循环指令编程及仿真加工》曹晓燕
多台阶轴的加工——应用G71/G70循环指令编程及仿真加工
平湖市职业中专
曹晓燕
一、教材名称：
数控车床编程与加工技术（高等教育出版社）
二、课时：
3课时
三、学情分析
本课程在数控加工技术专业第三个学期开设。
学生在本次课前已经学习了低台阶轴的加工，掌握了低台阶轴加工的工艺知识、用G01/G00编程的方法，并能在仿真系统里进行低台阶轴工件的程序调试、加工和检测。
但是，中职学生普遍学习困难，自主学习、独立思考、分工协作等能力相对不足的问题长期存在，与社会生产与技术进步对他们提出的高综合职业能力的要求存在较大差距，为此，在新课程改革的背景下开展本课的教学，学生必须改变传统的被动学习模式，从自身现有的知识和经验出发，按照做中学、学中做的行动导向方法积极开展自主学习。
四、教学目标
1．知识目标
（1）掌握多台阶轴加工工艺知识；
（2）掌握G71/G70循环指令格式；
（3）了解G71/G70适用场合及循环走刀过程。
2．能力目标
（1）会编制多台阶轴类零件的加工工艺；
（2）会用G71/G70循环指令编制多台阶轴类零件的加工程序；
（3）会应用仿真系统加工多台阶轴；
（4）能在教师引导下开展自主学习或与同伴协作学习。
3．情感目标
会在教师引导下开展自主学习或与同伴协作学习，从而产生爱学习、爱工作、爱同伴的积极情感。
4．职业素养目标
能遵守7S管理制度，养成认真负责的工作态度及严谨细致的工作作风。
五、教学重点与难点分析
1．教学重点分析
学生在前一次课已经学会了低台阶轴加工程序的编写方法，为了简化编程本次课引进新的指令G71/G70，因此本课重点为G71/G70循环指令格式。
2．教学难点分析
纯粹的G71/G70循环指令格式容易记住，但要达到简化程序的目的，必须结合其它指令编制完整的加工程序。
因此，本课难点是运用G71/G70循环指令编制多台阶轴类零件的加工程序。
六、教学方法
在新课程理念下，为提高学生的综合职业能力，本课主要采用行动导向教学方法之引导文教学法，并辅之以小组讨论探究等方法。
引导文教学法是一种借助引导文（LEADTEXT）等教学文件、引导学生独立学习和工作的教学方法，这种教学方法包括了资讯、决策、计划、实施、检查、评估六个阶段。
它不仅使学生在制作计划、收集信息、判断正误、评估成果的过程中培养了专业能力与方法能力，而且在小组为单位的学习中学会合作，增强了友好协作意识和岗位责任感，从而很好地培养了其综合职业能力。
引导文教学法的基本模型如下：
七、教学准备
本次课上课地点在机房，教师与学生每人一台电脑。
教学活动的开展除了常规教学手段外，采用多媒体教学，通过制作课件使教学过程重点内容的呈现变得便捷且高效。
教学辅助材料有引导文、工艺过程卡、学生互评表、教师评价表（见附件）。
八、教学过程
1．课堂探究（5分钟）
【师】投影给出台阶轴A、B。
轴A轴B
【生】观察图片。
【师】提问：
用我们已经学过的G00/G01编写轴A、轴B加工程序会有什么差别？
【生】思考并回答：
轴A程序段较少，轴B程序段很多。
【师】
（1）结合学生回答指明台阶越多，程序段越多，编程越繁琐。
（2）提问：
有没有使台阶虽多，编程却变得简洁、高效的指令呢？
【生】思考。
【师】这就是今天我们要解决的问题。
【设计意图】激发学生欲使程序简单的好奇心，奠定情感基础，同时引入本课主题。
2．情境设置（3分钟）
【师】展示常见多台阶轴实物，投影播放数控加工多台阶轴实况片段。
多台阶轴实物图多台阶轴加工视频截图
【生】直观观察多台阶轴实物，观看多台阶轴加工片段。
【设计意图】创设意境，让学生有身临其境之感，从而激发学习兴趣。
3．任务描述（2分钟）
【师】投影给出多台阶轴图样，描述要完成的任务：
找到让如图多台阶轴编程变得简洁、高效的方法，并用仿真加工来实践这种方法。
【生】观察、聆听。
【设计意图】让学生明确任务的特点、意义。
4．决策与计划（5分钟）
【师】提问：
要完成上述任务，如何操作？
【生】思考，组内探讨实施计划。
【师】征求意见。
【生】阐述计划步骤。
【师】将学生计划合理化（投影呈现）：
阶段一：
对多台阶轴进行加工工艺分析；
阶段二：
编制加工程序；
阶段三：
仿真加工。
【生】完善计划。
【设计意图】引导学生针对任务进行自主研究及组内探讨，激发学生学习主动性。
5．任务处理与交流（65分钟）
阶段一：
工艺分析
【师】下发引导文，提出问题：
从哪些方面着手分析所示多台阶轴的加工工艺？
（投影呈现）引导学生参阅教材解决工艺问题。
【生】参阅教材相关内容，开展自主学习、讨论（组内合作）处理阶段一任务。
【师】
（1）巡视、掌握各组实施情况并适时进性个别指导；
（2）在学生基本完成工艺分析后引导学生进行交流，选取一组学生作品展示。
【生】
（1）小组代表作品展示：
（2）其他小组点评、纠错，提出不同意见；
【师】对学生的任务处理、展示交流的内容进行总结、归纳、补充、提升，引导学生反思。
【生】反思、纠正并建构起本部分的知识体系。
【师】总结阶段一，导入阶段二。
阶段二：
编制加工程序
【师】问题提出：
（1）选用什么新指令使编程简洁、高效？
（2）新指令的格式是怎样的？
（3）如何应用新的指令编写多台阶轴的加工程序？
【生】参阅教材相关内容，开展自主学习、讨论（组内合作）处理阶段二任务。
【师】1、巡视、掌握各组实施情况并适时进性个别指导；
2、在学生基本完成工艺分析后引导学生进行交流，选取第二组学生作品展示。
【生】
（1）小组代表作品展示：
（2）其他小组点评、纠错，提出不同意见；
【师】对学生的任务处理、展示交流的内容进行总结、归纳、补充、提升，引导学生反思。
对引导文中的问题2～8作重点交流，力求每个学生都能掌握。
【生】反思、纠正并建构起本部分的知识体系。
【师】总结阶段二，导入阶段三。
阶段三：
仿真加工
【师】问题提出：
如何应用仿真系统加工多台阶轴？
并引导学生参照引导文步骤进行操作，实践阶段一和阶段二知识。
【生】参考引导文步骤，处理任务。
【师】
（1）巡视、掌握各组实施情况并适时进性个别指导；
（2）在学生基本完成工艺分析后引导学生进行交流，选取第三组学生作品展示。
【生】
（1）小组代表作品展示：
（2）其他小组点评，检测零件尺寸，给出评价；
【师】对学生的任务处理、展示交流的内容进行总结、归纳、补充、提升，引导学生反思。
【生】反思、纠正并建构起本部分技能体系。
【师】总结阶段三，导入评价环节。
【设计意图】
每个阶段设置问题让学生明确各阶段具体内容学习的目的是为了解决什么问题，增强学习行为的目的性。
学生按照引导文设置的问题进行自主学习和协作学习，提高不断学习新知识的能力，提高自主学习与协作学习的能力。
在每个阶段告知参考内容相应页码，降低搜集信息的难度，避免学生因参考内容多无从选择而放弃，增强学生自主学习和协作学习的积极性，促进良好学习习惯的养成，从而产生爱学习、爱工作、爱同伴的积极情感。
前两个阶段每个问题都需要学生参考相关教材，通过思考用笔书写来解答，整个过程让学生有事可做，加强学生的课堂专注度。
任务分解成三个阶段并分阶段进行交流。
这样做的原因是，三个阶段是环环相扣的，后一阶段任务的顺利处理建立在前一阶段正确建构的基础之上。
在引导文的重难点问题前打★号使得重难点内容醒目引起学生重视。
６．评价（15分钟）
【师】
（1）引导学生参照自评互评表对加工成品进行评价；
（2）参照数控车工学习过程评价表对学生进行评价。
【生】组内学生进行自评互评。
【设计意图】
组内展示学习成果，学生体验自我肯定和被肯定的愉悦之情，增强学习兴趣和积极性。
学习成果中需要纠正的地方及时得到更正，建构起正确的知识和技能体系。
自评、互评培养起学生认真负责的工作态度及严谨细致的工作作风。
教师评价的四个方面兼顾学生学习的整个过程。
根据以往机房上课的经验，很多学生下课离开机房时会忘了关电脑，忘了将键盘、凳子放好，甚至还会有学生忘记拿走自己的课本、笔和下发材料。
在课堂上将7S管理要求引用过来，给学生的不良行为放到职业素养里进行考核，能很大程度地改善学生丢三落四的不良习惯，在一定程度上约束不良行为，培养认真负责的工作态度及严谨细致的工作作风。
７．检测与反馈（40分钟）
【师】
（1）设置检测题目，进一步巩固和提升教学内容。
（检测视情况，可以是对前一任务的进一步改进——进度慢的学生，也可以是对下一个任务的达成——进度快的学生）
（2）作业布置，下发作业并部署预习提纲，给学生提供预习时所需的指导或辅导材料。
（3）（课后）作业批改，检查学生作业情况及预习效果。
（4）（课后）反思本次教学行为。
【生】
（1）全体学生根据自身学习进度选择任务并达成。
（2）明确作业。
（3）（课后）完成作业、上交作业、订正作业。
【设计意图】
学生对自己的学习做一个自我诊断，给学生一个自主学习的空间。
在这里每组内学生会分化，有学生适合完善上一个任务，有学生适合处理下一个练习任务。
但无论哪种做法，都有利于学生对知识和技能的巩固与强化。
课后留一定的课后作业巩固课堂所学，通过批改，老师可以从另一个角度掌握学生的学习情况，有利于下一次课堂教学的合理安排。
学生订正作业可以进一步巩固课堂所学。
九、教学反思
1.与传统传授式教学相比，引导文法花费时间较多，但学习效果显著提高。
学生通过引导，进行自我开发和互助学习，掌握解决实际问题所需的知识、技能，构建自己的知识体系，实现具体的理论与实践的对应关系的统一。
在学习过程中学生脑、心、手并用，参与度高，因此本次课预定目标达成度很好。
2.由于学生分组合理，各组整体完成学习任务进度差不多，但部分组内个别学生进度较慢，特别是仿真加工时程序调试出现问题较多的学生进度较慢。
对于这部分学生，在以后的教学中要注重引导他们重视问题的的分析，重视自主学习能力和协作学习能力的提高。
3.理论部分知识在机房上课效果不如在教室那么好，学生面对电脑屏幕容易走神，而且部分学生离黑板、投影较远，看、听都不是很清楚，从而在一定程度上影响了教学和学习进度。
为改善这种情况,可以尝试讲解理论知识时在座位安排上打破组别,后面三组学生挨个坐到前面三组学生旁边。
【附录1】：
组别
小组成员
组别
小组成员
一
徐杰★殷栋良☆沈佳丰▲张权△
五
张斌★杨佳晓☆陆佳伟▲蔡春跃△
二
钱佳磊★沈洁☆黄玉飞▲徐佳平△
六
翁利强★陶凯平☆王佳斌▲刘叶伟△
三
俞伽晨★刘晓峰☆郁君杰▲顾炯唯△
七
朱列跃★张成☆戴伟冬▲李敏杰△
四
何旭东★宋超伟☆俞叶锋▲张华健△
分组名单表
★——优☆——良▲中△一般
座位表及分组情况
【附录2】：
多台阶轴的加工引导文
班级姓名日期
注：
1、无需切断；2、毛坯Ф32X150；3、材料45钢。
任务描述
找到让如图多台阶轴编程变得简洁、高效的方法，并用仿真加工来实践这种方法。
决策与计划
要完成上述任务，具体怎样操作？
请写出实施计划步骤。
任务处理
阶段一：
工艺分析
从哪些方面着手分析多台阶轴加工工艺？
阅读课本P66~68解答以下问题。
问题1：
工件如何装夹？
伸出长度为多少？
问题2：
工件原点位置在哪里？
问题3：
刀具选用何种规格？
请填写刀具选用卡。
问题4：
加工方案如何制定？
填写数控加工工艺卡片。
零件
名称
件数
数控系统
材料
装夹定位简图
工序号
工步
工步内容
T刀具
切削用量
主轴转数S（r/min）
进给速度F（mm/r）
背吃刀量ap（mm）
已完成同学请帮助本组内进度慢的同学,同时在本部分评价交流之前可进入下一个子任务
阶段二：
编制加工程序
1、选用什么新指令使编程简洁、高效？
2、新指令的格式是怎样的？
3、如何应用新的指令编写多台阶轴的加工程序？
阅读课本P68~72解答以下问题。
问题1：
选用什么指令可使编程变得简洁、高效？
★问题2：
外圆/内孔粗加工切削循环G71指令格式是怎样的？
★问题3：
请说明G71指令格式中各代号含义是什么？
△d
△e
ns
nf
△u
△w
f
★问题4：
精加工循环G70指令格式是怎样的？
★问题5：
请说明G70指令格式中各代号含义是什么？
ns
nf
f
*问题6：
G71循环指令的应用场合是什么？
★问题7：
图中各目标点坐标各为多少？
请写明各点坐标。
A（）B（）
C（）D（）
E（）F（）
G（）H（）
I（）J（）
K（）L（）
★问题8：
G71/G70怎样应用到加工程序中？
程序内容:
O0001;
T0101;
M03S600;
G00X32.Z0;
G01X-1.F0.1;
G00X32.Z2.;
G71;
G71;
N1G00X;
G01Z;目标点A
XZ;目标点B
XZ;目标点C
XZ;目标点D
XZ;目标点E
XZ;目标点F
XZ;目标点G
XZ;目标点H
XZ;目标点I
XZ;目标点J
XZ;目标点K
XZ;目标点L
N2X32.;
G00X100.Z100.;
M05;
M00;
T0101;
M03S1000;
G00X32.Z2.;
G70
G00X100.Z100.;
M30;
程序含义
程序号
刀具运行,1号刀位,1号刀补
主轴正转,转速为600r/min
快速点定位到毛坯外,准备车端面
车端面,进给量为0.1mm/r
定位到起刀点
粗车循环,定义背吃刀量和退刀量
定义精车轮廓
X向进刀至Ф16
Z向进刀至倒角起点
车倒角C1
车Ф16外圆
X向退刀至Ф19
车倒角C0.5
车Ф20外圆
X向退刀至Ф22
车倒角C1
车Ф24外圆
X向退刀至Ф25
车倒角C0.5
车Ф26外圆
X向退刀至Ф32
快速定位到测量点
主轴停止
程序暂停
刀具运行,1号刀位1号刀补
主轴正转,转速为1000r/min
快速定位到起刀点
精车循环
回到换刀点
程序结束
已完成同学请帮助本组内进度慢的同学,同时在本部分评价交流之前可进入下一个子任务
阶段三：
仿真加工
如何应用仿真系统加工多台阶轴？
步骤一：
打开仿真软件→正确选择机床（FANUC—FANUCPOWERMATEO—标准斜床身前置刀架）→确定
步骤二：
定义毛坯：
零件下拉菜单→定义毛坯→名字（多台阶轴）→材料（45钢）
→修改长度和直径参数（Ф32X150）→确定→放置零件
步骤三：
刀具选择：
按刀具选用卡选择并安装好刀具
步骤四：
回零：
[ZRN]→[-X]、[Z]→[POS]（显示600.000,910.000）
步骤五：
程序输入：
[EDIT]→[PROG]→输入程序
步骤六：
程序调试（图形模拟）：
[RESET]→[AUTO]→[CUSTOMGRAPH]→[MLK][SBK]
→[CYCLESTART]
*步骤七：
观察刀具轨迹，结合课本P71图3-9了解切削循环时刀具的运动情况
步骤八：
对刀→加工
知识与技能巩固
根据自身情况选择完善以上操作或达成以下任务
应用G71/G70在仿真系统中进行编程、加工、检测。
注：
1、无需切断；2、毛坯Ф32X150；
3、材料45钢。
学习任务：
日期：
殷栋良
考核指标
A
B
C
D
徐杰
考核指标
A
B
C
D
学习状态
学习状态
知识程度
知识程度
团结协作
团结协作
职业素养
职业素养
张权
考核指标
A
B
C
D
沈佳丰
考核指标
A
B
C
D
学习状态
学习状态
知识程度
知识程度
团结协作
团结协作
职业素养
职业素养
沈洁
考核指标
A
B
C
D
钱佳磊
考核指标
A
B
C
D
学习状态
学习状态
知识程度
知识程度
团结协作
团结协作
职业素养
职业素养
徐佳平
考核指标
A
B
C
D
俞伽晨
考核指标
A
B
C
D
学习状态
学习状态
知识程度
知识程度
团结协作
团结协作
职业素养
职业素养
黄玉飞
考核指标
A
B
C
D
郁君杰
考核指标
A
B
C
D
学习状态
学习状态
知识程度
知识程度
团结协作
团结协作
职业素养
职业素养
何旭东
考核指标
A
B
C
D
刘晓峰
考核指标
A
B
C
D
学习状态
学习状态
知识程度
知识程度
团结协作
团结协作
职业素养
职业素养
宋超伟
考核指标
A
B
C
D
张斌
考核指标
A
B
C
D
学习状态
学习状态
知识程度
知识程度
团结协作
团结协作
职业素养
职业素养
备注
【附录3】：
数控车工学习过程评价表（部分）
【附录4】：
数车仿真自评互评表
学习任务：
姓名日期
检测项目
分值
自评
互评
平均得分
Ф16
10
Ф20
10
Ф24
10
Ф26
10
15
10
10
10
10
10
48
10
C0.5
10
C1
10
合计
100
升级会员 