《数控加工工艺编程与操作》一体化教学教案首页.docx
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《数控加工工艺编程与操作》一体化教学教案首页
《数控加工工艺编程与操作》一体化教学教案（首页）
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课题
第三单元复合表面零件加工
课题三切槽加工
授课班级
06数控与模具
审阅签名
授课日期
2008年9月24日至2008年9月25日
第4周星期三第1节至第4周星期四第6节
授课时数
讲授2学时
实训8学时
教学目的
1、看懂图纸，制定合理的加工工艺。
2、编制正确的加工程序，用G01及G04切削单槽。
3、掌握复合循环指令G75的格式及应用。
4、用复合循环指令G75及子程序完成宽槽、等距槽及不等距槽的加工。
5、能正确处理加工过程中的工艺问题，能完成多把刀对刀。
教学思路
设计说明
任务驱动法：
以任务驱动法贯穿整个课题的教学，在任务实施过程中再灵活运用讲授、提问、讨论、演示、巡回指导等教学方法。
教学模式
理实一体化：
理论知识、加工程序仿真检验及零件加工一体化的教学模式
教学重点
1、G75指令的格式及子程序的格式。
2、G75指令配合子程序加工各种类型槽的方法。
教学难点
1、G75指令各参数的含义及灵活运用。
2、具备分析及保证切槽质量的能力。
课前预习
1、G75复合循环指令的格式及加工特点。
2、子程序的格式及应用。
课前教学准备
图样
教案中图形（图2-1、图2-2、图2-3、图2-4）及G75指令的走刀路线全部制成电子文档，准备在多媒体上使用。
器材
白板笔、三角板、投影仪、计算机、数控加工仿真系统、零件实物、数控车床。
工量具
游标卡尺、千分尺、150mm钢板直尺、油壶、毛刷、防护眼镜、刀具等
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教学环节
内容要点
时间
组织教学
师生致礼、点名、检查学生仪表及学习准备情况、将学生的注意力引入到教学中。
2分钟
新课入门指导
讲解要点
1、教学任务分析。
2、G75径向切槽循环指令格式及应用。
3、子程序指令的格式及应用。
4、宽槽及等距槽工件的编程、加工方法。
5、不等距槽工件的编程、加工方法。
60分钟
演示
1、G75指令走刀路线。
2、G75指令应用在宽槽工件上的编程、加工实例。
3、子程序指令应用在不等距槽工件上的编程、加工实例。
24分钟
布置实训
作业
见教案P9实训作业
4分钟
巡回指导
1、G75指令的编程格式及参数含义的正确应用能力。
2、子程序的编程方法及应用。
3、加工宽槽、等距槽及不等距槽的综合能力。
4、准确控制切槽宽度、保证零件加工精度并具备分析切槽质量的能力。
7.5学时
结束指导
1、分析在巡回指导中发现的关于编程、仿真、实操加工等方面学生错误率较高的问题。
2、分析学生作业的检测结果，表扬成绩较好的同学，对特别好的工件引导学生借鉴学习。
3、总结本课题教学情况：
掌握复合循环指令G75及子程序指令的应用，通过对宽槽、等距槽、不等距槽的编程训练与操作训练加深对本教学任务的理解，提高了分析问题和解决问题的能力，动手能力也在实操加工得到了进一步的提高，为螺纹加工及综合复杂零件的加工做好准备。
0.5学时
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教学过程
时间分配
主要教学指导内容及步骤
[组织教学]
（2分钟/0+2）
[复习旧课、引入新课]
（3分钟/2+3）
[新课]
注：
教案中加灰度下划线的地方为板书内容！
[图形投影、简单分析]
（2分钟/5+2）
[提问]
（3分钟/7+3）
师生致礼、点名、检查学生仪表、检查学生学习准备情况、将学生的注意力引入到教学中。
[老师提问]前面一个课题我们学习了多少个轮廓循环指令？
其中有多少个是粗加工循环指令？
[学生回答]G70至G73四个循环指令，其中G71至G73是粗加工循环指令。
[老师引领学生进入新课]
学习了轮廓毛坯循环加工，掌握轴类零件的加工方法，我们将进入槽类零件加工的学习。
课题二切槽加工
一、任务引入
图2-1离合器零件图
图2-1离合器零件需加工一个宽槽且有一定的深度，在生产中类似的零件比较多，属于常见的加工内容，这样的槽用宽刃刀直接切出是不现实的。
[老师提问]根据学习的知识，请同学回答图2-1零件宽槽的加工方法？
[学生回答]1、选用4mm切槽刀；
2、G0定位，G01直接切入槽底后暂停修整槽底；
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教学过程
时间分配
主要教学指导内容及步骤
[讲解]
（3分钟/10+3）
[讲解]
（1分钟/13+1）
多媒体展示G75指令的运动轨迹并详细分析指令各项参数
（10分钟/14+10）
3、G0退刀、偏移一个刀宽位置，再用G01直接切入槽底；
......
二、任务分析
根据工件图上槽的尺寸，设定合理的切槽次数和进给量，在切槽之前必须明确切槽刀的基准点以及切槽起点。
切槽起点X方向的值必须大于工件的最大轮廓，以避免出现撞刀现象。
一般简单的槽采用G01
如：
G01X32F0.1
G04X1.0（表示暂停1秒，可以提高槽底加工质量）
加工图2-1离合器零件宽槽时，切削量较大，采用G01直进法加工本任务时，切削容易打刀；编程麻烦，容易出现计算错误。
解决办法：
用G75加工或调用子程序加工。
三、任务处理
1、工艺过程分析：
图2-1离合器是一个典型的宽槽零件，本例主要是训练宽槽加工的编程方法，选用刀具时一定要考虑刀具的宽度值，刀具宽度一般与工件直径成正比，取4-5mm之间即可。
2、编程理论知识
G75径向切槽循环指令
指令格式：
G75R（e）；
G75X（U）Z（W）P（△i）Q（△k）R（△d）F__
参数含义：
e：
每次径向进给后的径向退刀量（单位：
mm）；
X:
切削终点的X轴绝对坐标值，也可采用相对坐标U:
切削终点与起点的X轴相对坐标的差值（单位：
mm）；
Z:
切削终点的Z轴绝对坐标值，也可采用相对坐标W:
切削终
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教学过程
时间分配
主要教学指导内容及步骤
多媒体展示加工程序并分析讲解
（8分钟/24+8）
点与起点的Z轴相对坐标的差值（单位：
mm）；
△i:
径向（X轴）进给，X轴断续进给的进给量（单位：
0.001mm，半径值）无符号；
△k:
轴向（Z轴）移动量（单位：
0.001mm），无符号，Z
向移动量必须小于刀宽；
△d:
切削至终点时，轴向的退刀量，一般设为0，以免断刀。
F:
进给速度。
3、G75指令宽槽应用实例（加工图2-1离合器宽槽部分）
程序
说明
O0001；
程序号
N10T0101S400M03；
1#外切槽刀4mm，1#刀具补偿，右刀尖对刀，启动主轴。
N20G00X62.0Z-25.2M08;
快速定位，槽侧面留余0.2mm，冷却液开
N30G75R2.0；
径向退刀量
N40G75X32.2Z-40.8P5000Q3900F50；
切深5mm位移3.9mm（侧面及槽底各留余量0.2mm）
N50G01X62.0Z-25.0F200；
定位准备精加工
N60X32.0F30；
右侧面精加工
N70Z-41.0；
槽底精加工
N80X62.0；
左侧面精加工
N90G00X100.0Z100.0M09；
返回参考点
N100M05；
停主轴
N110M30；
程序结束
表2-1离合器宽槽部分加工程序
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教学过程
时间分配
主要教学指导内容及步骤
多媒体展示加工程序在数控仿真软件上的运行情况并小结（3分钟/32+3）
多媒体展示图2-2，学生编程练习并上机仿真[巡回指导]
[简单小结]
（8分钟/35+8）
[讲解]
（2分钟/43+2）
[第一节下课]
[课间休息]
[第二节上课]
4、数控仿真软件验证加工程序
应用G75指令在切槽过程中，刀具定位于槽的一侧开始切削，切入过程有回退断屑动作，且至槽底后退至切入起始点，然后位移一个刀具宽度，再次开始切槽。
完成整个槽宽度的切削后，对槽的两个侧面和槽底进行精加工。
完成加工后的零件实体如图2-1所示。
5、编程练习并上机仿真
图2-2
6、切槽注意事项
（1）、切槽时转速不能太高，进给量要小，以防刀具崩刃或加工的槽质量存在问题；
（2）、零件加工中，槽的定位是非常重要的，编程时要引起重视；
（3）、切槽刀通常有三个刀位点，编程时可根据基准标注情况进行选择；
（4）、切宽槽时应注意计算刀宽与槽宽的关系；
（5）、熟记G75指令的格式及参数含义。
[老师]上一节课主要学习了宽槽工件的编程及加工方法
[思考题]切槽加工时如出现多处尺寸相同的槽时，该如何编程？
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教学过程
时间分配
主要教学指导内容及步骤
多媒体展示图2-3，老师引导学生思考编程方法
（5分钟/0+5）
[讲解]
（15分钟/5+15）
图2-3
[老师引答]
切槽加工时如出现多处尺寸相同的槽时，可调用子程序指令，以简化编程。
四、任务拓展----子程序指令调用
1、子程序的定义
机床的加工程序可分为主程序和子程序，不同的主程序号用于不同的零件；在编制加工程序中，有时会遇到一组程序段在一个程序中多次出现，或者几个程序中都要用到它。
这组典型的加工程序段可编成固定程序，并单独予以命名，称为子程序。
2、子程序的作用
使用子程序可以减少不必要的编程重复，达到简化编程的目的。
3、子程序的调用（M98）
指令格式：
M98PAAABBBB，
参数含义：
M98：
子程序调用字
AAA：
调用次数（1—999）
BBBB：
调用的子程序号必须为4位数
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教学过程
时间分配
主要教学指导内容及步骤
多媒体展示加工程序并分析讲解
（10分钟/20+10）
子程序可以嵌套，即主程序调用一个子程序，而子程序又可调用另一个子程序，主程序也可以重复调用子程序多次。
4、子程序的返回（M99）
指令格式：
M99P0000
参数含义：
0000：
返回主程序执行的程序段号，P省略时，返回到M98
指令后的程序段。
5、子程序应用实例（加工图2-3多槽工件）
程序
说明
O0002；
主程序号
N10T0101S500M03；
1#外切槽刀4mm，1#刀具补偿，左刀尖对刀，正转转速500r/min
N20G0X32Z0M08；
快速靠近工件，同时开冷却液
N30M98P21002；
调用O1002子程序2次
N40G0W-14；
Z向增量移动14mm
N50G01X-1F20；
切断工件
N60G0X80；
X轴向退刀
N70Z80M05M09；
Z轴向退刀回参考点，停主轴，关冷却液
M80M30；
主程序结束
O1002
子程序号（顺序切两条槽）
N110G0W-14.0；
Z轴增量进给14mm
N120G01U-12.0F30；
X轴增量进给12mm，切第一条槽
N130G04X1.0；
刀具在槽底暂停1s
N140G00U12.0；
X轴增量退刀12mm
N150W-10.0；
Z轴增量进给10mm
N160G01U-12.0F30；
N170G04X1.0；
N180G0X12.0；
N190M99；
子程序结束，返回主程序
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教学过程
时间分配
主要教学指导内容及步骤
[巡回指导]
[简单小结]
（8分钟/30+8）
[课堂回顾]
（3分钟/38+3）
[布置作业]
（4分钟/41+4）
第二节课下课
进入实训阶段
[巡回指导]
（7．5学时）
[结束指导]
（0.5学时）
6、上机仿真练习（学生）
在计算机上仿真“子程序应用实例”的加工程序，将教学内容从理性认识转化为感性认识。
[老师]通过以上编程应用实例的分析，我们知道：
用G75加工宽槽和等距槽的编程方法十分方便，加工宽槽时能在切削过程中退刀以方便断屑，加工等距槽时通过G75中的Q值可自动调刀至下一个切槽起点；对于不等距槽，则可采用调用子程序来实现加工。
五、实训作业
1、对图2-2、图2-3的工件再编程并仿真练习，以消化课堂的教学内容。
2、加工如图2-4工件，试分别用G75、子程序编程并仿真加工检验，同时按分组情况在数控车床上进行加工。
[要求：
工件于明天（星期四）下午下课之前全部交给老师）
工件毛坯直径φ35mm，长度100mm，图示工件未标注公差全部按±0.05
图2-4
六、实训、总结阶段（巡回及结束指导内容参见教案次页）
[学生]按要求完成实训作业的加工，在规定时间之前交给老师；
[老师]巡回指导，按规定时间收工件，按标准评分，并进行总结。
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