1、数控车削编程与操作加工数控车削编程与操作加工南通航院职业技术学院南通航院职业技术学院-数控教研室数控教研室南南通通航航运运职职业业技技术术学学院院学习情境学习情境2 2螺纹轴的数控车削加工螺纹轴的数控车削加工 第一部分：工作任务描述第一部分：工作任务描述第二部分：学习情境教学设计第二部分：学习情境教学设计南南通通航航运运职职业业技技术术学学院院第一部分：第一部分：要求职业能力要求职业能力1.1.能操作数控车床。能操作数控车床。2.2.能在数控车床上完成螺纹加工练习件的加工。能在数控车床上完成螺纹加工练习件的加工。3.3.具有手工编制螺纹加工练习件数控车床加工程序的能力。具有手工编制螺纹加工练习
2、件数控车床加工程序的能力。4.4.具备制订螺纹加工练习件数控车床加工工艺基本能力。具备制订螺纹加工练习件数控车床加工工艺基本能力。5.5.能使用三爪卡盘正确装夹该零件。能使用三爪卡盘正确装夹该零件。6.6.能处理现场简单编程、操作、加工技术问题。能处理现场简单编程、操作、加工技术问题。7.7.能对数控车床进行常规日常维护。能对数控车床进行常规日常维护。8.8.能对螺纹加工练习件进行初步评价及分析。能对螺纹加工练习件进行初步评价及分析。9.9.具有良好的职业综合素养和工作态度。具有良好的职业综合素养和工作态度。南南通通航航运运职职业业技技术术学学院院第一部分：第一部分：教学内容教学内容 1.1.
3、螺纹加工练习件工艺信息分析方法。螺纹加工练习件工艺信息分析方法。2.2.螺纹加工练习件加工顺序确定方法。螺纹加工练习件加工顺序确定方法。3.3.螺纹加工练习件刀具、夹具的选择及使用。螺纹加工练习件刀具、夹具的选择及使用。4.4.螺纹加工练习件工件坐标原点、走刀路线的确定方法。螺纹加工练习件工件坐标原点、走刀路线的确定方法。5.5.编制螺纹加工练习件数控车床加工程序的方法。编制螺纹加工练习件数控车床加工程序的方法。6.6.螺纹加工练习件虚拟及实际操作加工方法。螺纹加工练习件虚拟及实际操作加工方法。7.7.使用游标卡尺、使用游标卡尺、R R规对螺纹加工练习件进行质量检测的方法。规对螺纹加工练习件进
4、行质量检测的方法。8.8.螺纹加工练习件加工质量评价及超差原因分析的基本方法。螺纹加工练习件加工质量评价及超差原因分析的基本方法。南南通通航航运运职职业业技技术术学学院院第一部分：工作任务描述第一部分：工作任务描述u1.1.加工零件项目工作任务名称：加工零件项目工作任务名称：螺纹加工练习件的车削加工螺纹加工练习件的车削加工 u2.2.零件类型描述：零件类型描述：该零件属于较简单的螺纹轴类零件，是使用数控车床该零件属于较简单的螺纹轴类零件，是使用数控车床加工的基本零件轮廓形状。是数控车削加工中难度较低加工的基本零件轮廓形状。是数控车削加工中难度较低的基本零件之一。的基本零件之一。u3.3.任务内
5、容描述：任务内容描述：已知毛坯材料为铝，毛坯尺寸为已知毛坯材料为铝，毛坯尺寸为45mm45mm100mm100mm的棒的棒料。制定零件加工工艺，编写零件加工程序，并在仿真料。制定零件加工工艺，编写零件加工程序，并在仿真软件上进行虚拟操作加工，最后在数控车床上进行实际软件上进行虚拟操作加工，最后在数控车床上进行实际操作加工，并对加工后的零件进行检测、评价。操作加工，并对加工后的零件进行检测、评价。南南通通航航运运职职业业技技术术学学院院工作任务描述工作任务描述南南通通航航运运职职业业技技术术学学院院工作任务描述工作任务描述u学习目标学习目标n1.1.掌握螺纹加工练习件加工工艺制定方案。掌握螺纹加
6、工练习件加工工艺制定方案。n2.2.掌握螺纹加工练习件编程方法并能在仿真软件上掌握螺纹加工练习件编程方法并能在仿真软件上进行虚拟操作加工。进行虚拟操作加工。n3.3.能将零件正确安装在三爪卡盘上。能将零件正确安装在三爪卡盘上。n4.4.能将外圆车刀正确安装在刀架上。能将外圆车刀正确安装在刀架上。n5.5.正确摆放操作加工所需工具、量具。正确摆放操作加工所需工具、量具。n6.6.能按操作规范合理使用能按操作规范合理使用ck6136sck6136s卧式数控车床，卧式数控车床，并完成螺纹加工练习件的加工。并完成螺纹加工练习件的加工。n7.7.能正确使用游标卡尺、能正确使用游标卡尺、R R规对带螺纹加
7、工阶梯轴规对带螺纹加工阶梯轴零件进行检测。零件进行检测。n8.8.能对所完成的零件进行评价及超差原因分析。能对所完成的零件进行评价及超差原因分析。南南通通航航运运职职业业技技术术学学院院工作任务描述工作任务描述u 学习内容学习内容n1.1.根据零件图纸进行零件工艺信息分析，确定加工顺序，并根据零件图纸进行零件工艺信息分析，确定加工顺序，并填入相应的卡片中。填入相应的卡片中。n2.2.合理选择适合该零件加工的刀具，并完成相应卡片的填写。合理选择适合该零件加工的刀具，并完成相应卡片的填写。n3.3.合理选择适合该零件加工的切削用量，并完成相应卡片的合理选择适合该零件加工的切削用量，并完成相应卡片的
8、填写。填写。n4.4.合理选择该零件工件坐标原点，确定走刀路线，并完成相合理选择该零件工件坐标原点，确定走刀路线，并完成相应卡片的填写。应卡片的填写。n5.5.根据该零件编程要求计算基点坐标，完成相关的尺寸链计根据该零件编程要求计算基点坐标，完成相关的尺寸链计算。算。n6.6.根据该零件的加工要求编制程序清单，进行虚拟及实际操根据该零件的加工要求编制程序清单，进行虚拟及实际操作加工。作加工。n7.7.正确选择并使用相关量具对该零件进行检测，并完成相应正确选择并使用相关量具对该零件进行检测，并完成相应卡片的填写。卡片的填写。南南通通航航运运职职业业技技术术学学院院第二部分：学习情境教学设计第二部
9、分：学习情境教学设计 u宏观教学方法宏观教学方法 n引导文教学法引导文教学法n项目教学法项目教学法n任务单元训练法任务单元训练法教学方法教学方法u微观教学方法微观教学方法 n演示法演示法n讲述法讲述法n讨论法讨论法n仿真法仿真法n实操法实操法n引导法引导法n讲解法讲解法n范例法范例法 南南通通航航运运职职业业技技术术学学院院学习环节设计学习环节设计u1.1.制定工艺方案制定工艺方案u2.2.编制程序、仿真操作加工编制程序、仿真操作加工u3.3.实际操作加工实际操作加工u4.4.零件检测零件检测u5.5.学习评价学习评价教教学学内内容容南南通通航航运运职职业业技技术术学学院院学习环节一：制定工艺
10、方案学习环节一：制定工艺方案1.1分析零件图工艺信息：分析零件图工艺信息：教师布置工作任务，学生资教师布置工作任务，学生资讯，教师解惑，学生填写零件图工艺信息分析卡片，见表讯，教师解惑，学生填写零件图工艺信息分析卡片，见表1-1。表表1-1 零件图工艺信息分析卡片零件图工艺信息分析卡片单位名称单位名称南通航院南通航院班级学号班级学号姓名姓名成绩成绩零件图号零件图号C01-03零件名称零件名称螺纹加工练习件分析内容分析内容分析理由分析理由形状、尺寸大小形状、尺寸大小该零件的加工面由端面、外圆柱面、倒角面、台阶面及螺纹组成。形状比较简单，是较典型的短轴类零件。因此，可选择现有设备CK6140,刀具
11、可选3把外圆车刀即可完成。结构工艺性结构工艺性该零件的结构工艺性好，便于装夹、加工。因此，可选用标准刀具进行加工。几何要素、尺寸标注几何要素、尺寸标注该零件轮廓几何要素定义完整，尺寸标注符合数控加工要求，有统一的设计基准，且便于加工、测量。南南通通航航运运职职业业技技术术学学院院制定工艺方案制定工艺方案精度、表面粗糙精度、表面粗糙度度该零件外圆柱面M30X1.5-6g，尺寸精度要求较高，其中外圆柱面尺寸公差等级为IT12-IT13级，图中未注尺寸公差按IT12级处理。该零件表面质量要求最高为Ra3.2,其余为不加工表面。由于该零件精度和表面质量要求不太高。因此，可考虑采用以下加工方案：粗车半精
12、车加工外圆切槽车螺纹材料及热处理材料及热处理该零件所用材料LY12为高合金硬铝，硬度为105HB，加工性能等级代号为2，属易切削金属材料。因此，选硬质合金或涂层刀具材料均可，在加工时不宜选择过大的切削用量，切削过程中可不加冷却液。其它技术要求其它技术要求该零件要求锐角倒钝，故编程时在锐角处安排1450的倒角。生产类型、定位生产类型、定位基准基准该零件生产类型为单件生产，因此，要按单件小批生产类型制定工艺规程。由于该零件生为单件生产，因此，定位基准可选在外圆表面。南南通通航航运运职职业业技技术术学学院院制定工艺方案制定工艺方案 1.2 1.2确定加工顺序：确定加工顺序：小组讨论，教师引导学生决策
13、意见并填写卡片，见表小组讨论，教师引导学生决策意见并填写卡片，见表1-21-2。工步工步序号序号工步内容工步内容确定理由确定理由量具选用量具选用备注备注名称名称量程量程1车端面车平端面，建立长度基准，保证工件长度要求。车削完的端面在后续加工中不需再加工。0.02mm游标卡尺0-150mm手动2粗车各外圆表面较短时间内去除毛坯大部分余量，满足精车余量均匀性要求。0.02mm游标卡尺0-150mm自动3精车各外圆表面保证零件加工精度，按图纸尺寸，一刀连续车出零件轮廓。0.02mm游标卡尺0-150mm自动4切槽保证螺纹车削通透，不至于打刀0.02mm游标卡尺0-150mm自动5车螺纹保证螺纹牙型角
14、，是螺纹配合牢靠M30X1.5-6g螺纹千分尺1.5螺距自动南南通通航航运运职职业业技技术术学学院院制定工艺方案制定工艺方案1.31.3选择刀具：选择刀具：教师提出问题，学生查阅资料，听取学生的决策教师提出问题，学生查阅资料，听取学生的决策意见，学生填写刀具卡片，见表意见，学生填写刀具卡片，见表1-31-3。数控车床一般均使用机夹可转位车刀。本零件为铝材，对刀数控车床一般均使用机夹可转位车刀。本零件为铝材，对刀片材料无特殊要求，刀片均选用常用的涂层硬质合金刀片。对于片材料无特殊要求，刀片均选用常用的涂层硬质合金刀片。对于本例由于有球面的加工。机夹可转位车刀所使用的刀片为标准角本例由于有球面的加
15、工。机夹可转位车刀所使用的刀片为标准角度，选择菱形刀片适合加工本工件，刀尖角选择度，选择菱形刀片适合加工本工件，刀尖角选择8080。粗精车外。粗精车外圆主偏角圆主偏角9393，所选刀片刀尖圆弧半径为，所选刀片刀尖圆弧半径为0.4mm0.4mm。南南通通航航运运职职业业技技术术学学院院表表1-3 刀具卡片刀具卡片 制定工艺方案制定工艺方案工工步步号号刀刀具具号号刀具名称刀具名称刀具参数刀具参数刀片刀片材料材料偏偏置置号号刀柄型号刀柄型号刀刀尖尖半半径径刀刀尖尖方方位位刀刀片片型型号号1T0193外圆车刀0.43DCMT11T304-HF涂层硬质合金SDJCR2020K11（20X20）2T02外
16、圆切槽刀0.2DCMT11T304-HF涂层硬质合金01SDJCR2020K11（20X20）3T03外圆螺纹刀0.2RT16.01W-11 BSPT涂层硬质合金01SDJCR2020K11（20X20）南南通通航航运运职职业业技技术术学学院院教学内容教学内容 1.41.4选择切削用量：选择切削用量：小组讨论，学生查阅资料，听取学生的决策意见，小组讨论，学生查阅资料，听取学生的决策意见，学生填写切削用量卡片，见表学生填写切削用量卡片，见表1-41-4。粗加工：粗加工：首先取首先取apap=3.0 mm=3.0 mm；其次取；其次取f=0.2mm/rf=0.2mm/r；最后取最后取VcVc=12
17、0 m/min=120 m/min。然后根据公式计算出主轴转。然后根据公式计算出主轴转速速=1000r/min=1000r/min，根据公式，根据公式=计算出进给速度计算出进给速度=200mm/min=200mm/min，填入表，填入表1-41-4中。中。精加工精加工:首先取首先取apap=0.3mm=0.3mm；其次取；其次取f=0.08mm/rf=0.08mm/r；最后取最后取VcVc=200 m/min=200 m/min。然后根据公式计算出主轴转。然后根据公式计算出主轴转速速=1500r/min=1500r/min，根据公式，根据公式=计算出进给速度计算出进给速度=100mm/min=
18、100mm/min，填入表，填入表1-41-4中。中。南南通通航航运运职职业业技技术术学学院院教学内容教学内容表表1-4 切削用量卡片切削用量卡片工工步步号号刀刀具具号号切削速度切削速度Vc（m/min）主轴转速n（r/min）进给量进给量f（mm/r）进给速度进给速度vf（mm/min）背吃刀量背吃刀量ap（mm）1T01908000.216022T0112010000.11000.83T02605000.05254T032005001.5750南南通通航航运运职职业业技技术术学学院院1.51.5确定工件坐标系确定工件坐标系 选取工件右端面中心为工件坐标系的原点。选取工件右端面中心为工件坐标
19、系的原点。南南通通航航运运职职业业技技术术学学院院学习环节二：编制数控加工程序、仿真操作加工学习环节二：编制数控加工程序、仿真操作加工2.12.1编制程序清单编制程序清单，并填入表并填入表1-61-6。表表1-6 数控加工程序清单数控加工程序清单南南通通航航运运职职业业技技术术学学院院编制数控加工程序、仿真操作加工编制数控加工程序、仿真操作加工u2.2.2 2仿真操作加工仿真操作加工n打开打开vnuc3.0vnuc3.0数控仿真加工与远程教学系统、选择数控仿真加工与远程教学系统、选择机床机床n机床回零点机床回零点n选择毛坯、材料、夹具、安装工件选择毛坯、材料、夹具、安装工件n安装刀具安装刀具n
20、建立工件坐标系建立工件坐标系n上传上传NCNC语言语言n自动加工自动加工 南南通通航航运运职职业业技技术术学学院院学习环节三：实际操作加工学习环节三：实际操作加工u3.13.1毛坯、刀具、工具、量具准备毛坯、刀具、工具、量具准备将将35mm35mm60mm60mm的棒料毛坯正确安装在三爪的棒料毛坯正确安装在三爪卡盘上卡盘上.将将9393外圆车刀正确安装在刀架外圆车刀正确安装在刀架1 1号刀位上，号刀位上，9595外圆车刀正确安装在刀架外圆车刀正确安装在刀架2 2号刀位上。号刀位上。正确摆放所需工具、量具。正确摆放所需工具、量具。u3.23.2程序输入与编辑程序输入与编辑开机开机回参考点回参考点
21、输入程序输入程序程序图形校验程序图形校验南南通通航航运运职职业业技技术术学学院院学习环节三：实际操作加工学习环节三：实际操作加工u3.33.3零件的数控车削加工零件的数控车削加工主轴正转主轴正转X X向对刀，向对刀，Z Z向对刀，设置工件坐标系向对刀，设置工件坐标系进行相应刀具参数设置进行相应刀具参数设置自动加工自动加工南南通通航航运运职职业业技技术术学学院院学习环节四：零件检测学习环节四：零件检测u4.14.1学生对加工完的零件进行自检学生对加工完的零件进行自检n学生使用游标卡尺、R规等量具对零件进行检测。u4.24.2教师与学生共同填写零件质量检测结教师与学生共同填写零件质量检测结果报告单
22、，见表果报告单，见表4-14-1。u4.34.3小组互相检查、点评，见表小组互相检查、点评，见表4-24-2u4.44.4教师填写考核结果报告单，见表教师填写考核结果报告单，见表4-34-3南南通通航航运运职职业业技技术术学学院院表表4-3考核结果报告考核结果报告零件检测零件检测项项目目序序号号考核内容考核内容配配分分评分标准评分标准检测结果检测结果得得分分学生学生教师教师圆圆柱柱面面1M30X1.5IT10超差0.01扣2分Ra10降一级扣2分2外圆40IT10超差0.01扣2分Ra10降一级扣2分槽槽35X2IT10超差0.01扣2分Ra10降一级扣2分长长度度440IT10超差0.01扣
23、2分560IT10超差0.01扣2分螺螺纹纹6M30X1.5-6gIT10超差0.01扣2分Ra10降一级扣2分南南通通航航运运职职业业技技术术学学院院零件检测零件检测单位单位名称名称南通航院南通航院零件名称零件名称零件图号零件图号小组编号小组编号螺纹轴类零件螺纹轴类零件C10-02C10-02班级学号班级学号姓名姓名表现表现零件质量零件质量排名排名表表4-2小组评价表小组评价表南南通通航航运运职职业业技技术术学学院院教学内容教学内容4.4教师填写考核结果报告单，见表教师填写考核结果报告单，见表单位单位名称名称南通航院南通航院 班级学号班级学号姓名姓名成绩成绩 零件图号零件图号C01-03零件
24、零件名称名称螺纹练习件序号序号项目项目考核内容考核内容 配分配分标准标准%配配分分得得分分项目项目成绩成绩1零件零件质量质量（40分）分）圆柱面40%20槽20%4长度20%12螺纹20%42工艺方工艺方案制定案制定（20分）分）学习环节1.1分析零件图工艺30%6南南通通航航运运职职业业技技术术学学院院教学内容教学内容2 2工艺方工艺方案制定案制定（2020分分）学习环节学习环节1.11.1分析零件图工艺分析零件图工艺30%30%6 6 学习环节学习环节1.21.2确定加工顺序确定加工顺序30%30%6 6 学习环节学习环节1.31.3选择刀具选择刀具15%15%3 3 学习环节学习环节1.
25、41.4选择切削用量选择切削用量15%15%3 3 学习环节学习环节1.51.5确定工件零点，绘确定工件零点，绘制走刀路线图制走刀路线图10%10%2 23 3编程编程仿真仿真（1515分分）学习环节学习环节2.12.1程序编制程序编制40%40%6 6 学习环节学习环节2.22.2仿真操作加工仿真操作加工60%60%9 9南南通通航航运运职职业业技技术术学学院院教学内容教学内容4刀、夹、量具使用（10分）游标卡尺使用游标卡尺使用20%20%3 3R R规使用规使用30%30%2 2刀具的安装刀具的安装30%30%3 3工件的安装工件的安装20%20%2 25安全文明生产（10分）按要求着装按
26、要求着装20%20%2 2操作规范，无操作失误操作规范，无操作失误50%50%5 5认真维护机床认真维护机床30%30%3 36团队协作（5分）能与小组成员和谐相处，互相学习，能与小组成员和谐相处，互相学习，互相帮助，不一意孤行。互相帮助，不一意孤行。100%100%5 5南南通通航航运运职职业业技技术术学学院院评评 价价u加工质量分析报告加工质量分析报告,表表5-15-1u个人工作过程总结个人工作过程总结,表表5-25-2u小组总结报告小组总结报告,表表5-35-3u小组成果展示表小组成果展示表5-45-4、表表5-55-5 注：附最终加工零件注：附最终加工零件南南通通航航运运职职业业技技术
27、术学学院院表表5-1 5-1 加工质量分析表加工质量分析表 单位单位名称名称南通航院南通航院零件名称零件名称零件图号零件图号螺纹轴类零件螺纹轴类零件C10-03C10-03班级学号班级学号姓名姓名成绩成绩超差形式超差形式原原 因因外圆尺寸精度超差外圆尺寸精度超差读尺有误或测量方法有误读尺有误或测量方法有误外圆表面粗糙度不达要求外圆表面粗糙度不达要求切削用量选择不当；刀刃有磨损；加工刚性切削用量选择不当；刀刃有磨损；加工刚性不够；冷却液问题不够；冷却液问题南南通通航航运运职职业业技技术术学学院院表表5-2 5-2 个人工作过程总结个人工作过程总结单位单位名称名称南通航院南通航院职业技术职业技术学
28、院学院零件名称零件名称零件图号零件图号螺纹轴类零件螺纹轴类零件C10-03C10-03班级班级学号学号姓姓名名成成绩绩 南南通通航航运运职职业业技技术术学学院院表表5-3 5-3 小组总结报告表小组总结报告表单位单位名称名称南通航院南通航院零件名称零件名称零件图号零件图号综合类零件综合类零件C10-03C10-03班级班级组名组名 南南通通航航运运职职业业技技术术学学院院表表5-4 5-4 数控加工工序卡片数控加工工序卡片单位单位名称名称南通航院南通航院数数 控控 加加 工工 工工 序序 卡卡 片片零件名称零件名称零件图号零件图号材料牌材料牌号号材料材料硬度硬度螺纹类零件螺纹类零件C10-03
29、C10-03工序名称工序名称工序号工序号程序程序编号编号加工车间加工车间设备名称设备名称设备设备型号型号夹具名称夹具名称工步工步号号工工 步步 内内 容容刀具刀具号号刀具刀具规格规格mmmm使用使用工步工步号号量量具具切削速切削速度度m/minm/min主轴主轴转速转速r/mir/min n进给量进给量mm/rmm/r进给进给速度速度mm/mimm/min n背吃刀背吃刀量量mmmm进进给给次次数数备备注注编编 制制审审 核核批批 准准共共 页页第第 页页南南通通航航运运职职业业技技术术学学院院表表5-5 5-5 数控加工刀具卡片数控加工刀具卡片 单位单位名称名称南通航院南通航院数控加工刀具卡片数控加工刀具卡片零件名零件名称称零件图号零件图号材料材料牌号牌号材料材料硬度硬度螺纹类零件C10-03C10-03工序名称工序名称工序工序号号程序编号程序编号加工车间加工车间设备名设备名称称设备型号设备型号夹具名称夹具名称工工 步步 号号刀刀 具具 号号刀具名刀具名称称刀具参数刀具参数偏置号偏置号刀柄刀柄型号型号备备注注 刀具刀具直（半直（半）径）径mmmm半径半径补偿补偿量量mmmm长度长度（位置）（位置）补偿量补偿量mmmm刀尖刀尖方位方位半径半径长度长度编编 制制审审 核核批批 准准共共 页页第第 页页南南通通航航运运职职业业技技术术学学院院
