市技师学院（高级技工学校）教案
学习 领域 | 数控技术 | 学时 | 教学方法 | 宏观：引导文法 微观：六阶段法 | |
授课 班级 | 日期 | 2010.3 | 任课教师 | ||
学习 情景 | 平面零件加工 任务二 台阶面铣削 | ||||
教学 目标 | 能力目标： （1）专业能力目标 1) 能够选择确定设备、刀具、夹具与量具与切削用量，能编制数控加工工艺卡片。 2）能正确编制程序并进行程序的调试与检验。 3）能熟练操作数控机床（加工中心）加工工件。 4）能够使用常用量具合理检测工件。 5）具备安全文明生产的能力。 （2）社会能力目标 1）具有良好的自我控制能力和团队协作精神。 2）有较强的责任感和认真的工作态度。 （3）方法能力目标 1）有较好的学习新知识和技能的能力。 2）具有良好的分析和解决问题的能力。 3）具有查资料、文献获取信息的能力。 4）具有合理制定工作计划的能力。 | ||||
应用性知识目标： 1．掌握平面轮廓零件的工艺编制方法。 2．掌握平面轮廓零件的手工编程方法。 3．掌握平面轮廓零件的操作加工步骤。 | |||||
任务载体 | 对如图所示的零件进行工艺编制、编程与操作加工 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
准备教学 | 设备：数控铣/立式加工中心共5台； 计算机5台, 材料：塑料 工量具：φ16立铣刀5把, φ10钻头5把(配相应刀柄), 百分表5个,磁性表座5个, 25-50外径千分尺5把;， 游标卡尺5把。 教学课件及相关教学资料. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
教学实施 |
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教学过程 教学过程 | 一、资讯——我们小组要作什么？教师引导问题 1．提供引导文 教师根据本工作任务（平面类典型零件的工艺编制、编程与操作加工）为载体制作工作页，并分发给学生，说明工作任务要求及能力目标。 基本工作思路：分析零件图样，了解现有工作条件，加工工艺性分析，拟定加工工艺，编写数控加工程序及工艺，并完成加工。 2．提供学习情境所需要的工具条件 （1）生产工具：机床设备及设备一览表，机械加工工艺人员手册等工艺文件，刀具及刀具样本，数控机床编程说明书，数控铣仿真软件，通用计算机等。 （2）教学工具：课件、视频文件、黑板、多媒体设备。 3．提供信息资讯途径及方法指导 图书资料、网络资料、企业资料等。 4．重点指导 （1）协调学生自愿分组。 （2）分析零件的加工工艺性：与产品客户沟通，了解零件的使用功能，分析材料的加工性，分析零件的结构特点，分析零件的加工技术要求，重点分析主要加工部位的技术要求等。 （3）现有生产工具的功能、主参数、使用围等。 （4）重点观察学生的分析、理解能力，以及信息处理能力） （5）教师引导学生准备为完成本作业任务所需要掌握的基本知识和技能，并启发学生思考问题，查阅参考资料等。 5．完成任务 形成以下书面材料：1）计算生产纲领，确定生产类型；2）零件分析：功用、结构与技术条件。 教师引导学生分析： 1）该零件哪些表面的精度和粗糙度要求较高？ 2）该零件上下左右的对称度如何保证？ 3）该零件图的尺寸标注是否齐全、合理？ 4）该零件上的倒角/倒圆角用什么指令编程较简单迅速？ 参考资料： 《数控机床编程与操作/数铣、加工中心分册》，劳动版。 《机械加工工艺手册》。 《数控加工考工实训》及相关。 二、计划——学生依据工作页及工作任务，制订工作计划 1．工作计划主要容 制订数控工艺方案：工序合理划分，走刀路线设计，刀具的选用，切削用量的选择，夹具的选用，检测计划，成本效益分析。 2．重点指导 加工方法的选择，工序划分的方法，材料热处理方法，定位基准的选择，走刀路线的设计，刀具的选择。 教师重点观察学生的工艺基础知识、使用手册等工具能力、分析能力。 3．完成任务 形成以下书面材料：1）确定毛坯；2）工艺规程设计：选择定位基准、确定主要面加工方法和加工方案、划分加工阶段、确定工序集中和分散程度，确定加工顺序；3）选择加工设备、夹具、工具等；4）选择刀具及切削用量；5）成本核算方法。 三、决策——确定实施办法和所需材料 1．确定实施方案 通过谈话方式，分组分析工艺方案，协调组分工，明确工作任务，检查工具及毛坯等材料。 2．指导重点 分析工艺方案工作重点，及工作标准。每人的工作任务容、要求，与其它人的沟通和其它部门的沟通。 一般可分为工艺文件制作组、数控程序编制组。工艺文件制作组主要完成工艺规程文件制作，数控程序编制组主要完成走刀路线设计、程序编制及优化。 也可将刀具及切削用量选择放在数控程序编制组完成。 重点观察学生的协调能力。 3．完成任务 机械加工工艺简明过程。 四、任务实施 学生依据工作页、工作任务、工作计划开始工作实施。教师可以实时观察学生工作情况，并随时与其交流，协助学生完成任务，本任务实施阶段如下： 1）装夹工件毛坯 2）输入程序并校验 3）安装刀具及材料 4）对刀、参数的设置 5）运行程序并加工 五、检查 对零件进行检验，工作任务完成后，学生依据工作任务《分配评分标准》检查自我打分，对照《配分评分标准》寻错误与不足，进一步掌握正确的工作过程与工作方法，训练学生的系统评估能力。 1、零件检测 对零件进行检验，零件的测量，对零件质量逐项分析，重点指导对不合格项目的分析。技术文档归档。 2．指导重点 检测所用量具的使用，零件不合格项目的质量分析，撰写技术文档。重点指导对不合格项目的分析。各小组推举代表进行简短交流发言 3．完成任务 填写零件检测卡，通过对零件检测分析，讨论后撰写技术文档。 六、评估 1、完成自我评估和总结。 教师选择几名具有代表性的作品，对其工作过程进行点评，让学生交流学习体会，教师根据学生在任务完成过程中表现的专业能力，社会能力和方法能力打分，做出综合评价。 2．指导重点 1)、根据机械加工工艺过程卡片、刀具卡片、程序单、仿真结果，逐项分析。 2）、撰写任务报告。提出自评成绩。 3）、重点指导哪些工作可改进？如何改进？ 4）、各小组上报互评及自评成绩，教师汇总后按百分制确定各人的工作成绩，填入学习小组表中的历次评价结果栏。 | 教师引导问题(采用引导文教学法) 任务引领教学法 了解岗位工作任务，掌握其知识和技能，完成该任务，轮岗的角演练 通过引导性问题以自主学习的方式进行 小组研讨教学法 接受并分配任务 完成本职任务，参与重大决策 组交流 思考: 考虑任务如何完成？ 例教学法 对工艺方案设计、程序设计容的教学采用例教学； 针对练习任务要求自主解答；难以自主解答的可寻求帮助、交流探讨 确定实施办法和所需材料，与学生分组谈话 小组研讨或师生互动的方式进行 学练做一体化教学法 （采用现场边学边练的学、练、做一体化教学。每一个学习单元也是学、练、做结合的总体教学思路，学习一个零件进行数控加工的各方面的综合知识，通过做练习、技能训练来强化所学知识，最后要通过实际制作零件来应用和验证所学知识） 小组研讨教学法 小组交流教学法 小组交流教学法 师生互动 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
知识准备 | 一、台阶面铣削工艺知识准备 1．一次铣削台阶面 当台阶面深度不大时，在刀具及机床功率允许的前提下，可以一次完成台阶面铣削，刀具进给路线见图2。 如台阶底面及侧面加工精度要求高时， 可在粗铣后留 0.3~1mm余量进行精铣。 （a） （b） 图2-2-2 一次铣削台阶面的进刀路线 （a）刀具到达台阶侧面；（b）刀具到达台阶底面。 2．在宽度方向分层铣削台阶面 当深度较大时，不能一次完成台阶面铣削时，可采取图 3所示进刀路线，在宽度方向分层铣削台阶面。但这种铣削方式存在“让刀”现象，将影响台阶侧面相对于底面的垂直度。 图2-2-3 在宽度方向分层铣削台阶面的进刀路线 3．在深度方向分层铣削台阶面 当台阶面深度很大时，也可采取图 4所示进刀路线，在深度方向分层铣削台阶面。这种铣削方式会使台阶侧面产生“接刀痕”。在生产中，通常采用高精度且耐磨性能好的刀片来消除侧面“接刀痕”或台阶的侧面留0.2~0.5mm余量作一次精铣。 图2-2-4 在深度方向分层铣削台阶面的进刀路线 二、程序指令准备 在数控铣/加工中心机床通常采用子程序调用指令来执行分层铣削。 1．子程序定义 在编制加工程序时，有时会遇到一组程序段在一个程序中多次出现，或者在几个程序中都要使用它，编程者可将这组多次出现的程序段编写成固定程序，并单独命名，这组程序段就称为子程序。 图2-2-5 FANUC0I-MC系统子程序调用示例 图5所示为 FANUC0i-MC数控系统子程序调用示例。从示例中可看出，子程序一般都不可以作为独立的加工程序使用，只有通过调用来实现加工中的局部动作。 2．子程序嵌套 在一个子程序中调用另一个子程序，这种编程方式称为子程序嵌套（见图4-2-5）。当主程序调用子程序时，该子程序被认为是一级子程序，数控系统不同，其子程序的嵌套级数也不相同，图 6所示为 FANUC0i -MC系统四层子程序嵌套。 图2-2-6 FANUC0I-MC系统四层子程序嵌套示例 3．FAUNC 系统子程序调用指令（M98/M99） 1）M98——调用子程序 指令格式：M98P×××××××× 指令格式：M98P××××L ×××× 例如： M98 P51002；表示调用O1002号子程序5次。 M98 P1002； 表示调用O1002号子程序1次。 M98 P4L3；表示调用O0004号子程序3次。 2）M99——子程序调用结束，并返回主程序 FANUC0i -MC系统常用 M99指令结束子程序 指令格式：M99 3）子程序编程应用格式 在 FANUC0i -MC 系统中，子程序与主程序一样，必须建立独立的文件名，但程序结束必须用 M99结束。其编程应用格式如下见图5及图6，在此略写。 实训图纸（加工处粗糙度为Ra3.2） 用直径为8mm的立铣刀，粗铣如下图所示工件的形腔。 2、工艺分析 1）确定工艺路线如上图a所示，采用行切法，刀心轨迹B→C→D→E→F作为一个循环单元，反复循环多次，设图示零件上表面的左下角为工件坐标系的原点。 2）计算刀心轨迹坐标、循环次数及步进量（Y方向步距）如上图b所示，设循环次数为n，Y方向步距为y，步进方向槽宽为B，刀具直径为d，则各参数关系如下： 循环1次铣出槽宽y+d 循环2次铣出槽宽3y+d 循环3次铣出槽宽5y+d ┇ 循环n次铣出槽宽(2n-1)y+d=B 根据图纸尺寸要求，将B=50，d=8代入式(2n-1)y+d=B，即(2n-1)y=42，取n=4，得Y=6，刀心轨迹有1mm重叠，可行。 加工程序 m98调用子程序格式
四、实训容 1、根据FANUC数控系统的程序格式，编制图所示的加工程序。 2、理选择刀具，并选择合适的切削用量。 3、根据零件图纸要求制定加工工艺及其加工步骤。 4、完成零件加工，并符合零件图纸要求。 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
作业 | 完成本次工作任务的工作页 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
教学后记 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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