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1、带螺纹零件的编程加工教学案例及反思 一、教学背景 带螺纹零件在日常生产生活中应用较为广泛。本课题借助带螺纹零件编程加工项目的实施,使学生能够熟练掌握螺纹车削的基本技能和相关理论知识,完成螺纹零件的编程加工,达到职业资格鉴定标准(数控车工四级)的相应要求。 本课题完成时间为6学时,学生人数为20人,分2人/组,每组完成一个工件。 教学目标: 通过本课题的学习使学生掌握普通三角形圆柱外螺纹的加工工艺与加工方法,以及指令G92的应用。 时间资源:课前/课后和课内的设计和安排 材料资源:真材料/替代品,反复利用,利用校企合作材料 信息资源:网络技术,多媒体技术,工具书,手册 人员资源:双师型工作团队,
2、1位专业教师2位培训师。学生小组和组长。 设备资源:FANUC系统数控车床23人/台;外圆粗、精车刀、螺纹车刀、切槽刀每台机床各1把;刀架扳手、卡盘扳手、划线盘、角度样板每台机床1付,垫铁若干;游标卡尺、千分尺、螺纹环规、粗糙度样板每台机床各1把。 环境资源:数控教学工厂、CAD/CAM室 二、课程实施 (一)复习导入新课 师:带螺纹零件在日常生产生活中应用较广泛。为什么要采用带螺纹的零件呢? 生1:螺纹零件可用于传动、紧固、连接,还可用于测量。 师:说的很好,还有吗?请继续。 生1:轴类零件上的螺纹通常是用于紧固与轴配合的零件的。 师:说的太好了,那常用的螺纹有哪些? 生2:常用的螺纹有普通
3、螺纹、管螺纹、梯形螺纹、锯齿形螺纹。 师:出示各种螺纹图示。 (二)提出问题,探究新课 师:对于螺纹表面是如何加工的呢? 生3:可以用丝锥进行攻丝。 生4:在普通车床上套螺纹,还可以普通车床上车螺纹。 师:同学们回答的很好,有哪位同学能告诉大家在普通车床上车螺纹前,螺纹段外圆柱直径是如何确定的?螺纹底径又是怎样确定的? 生5:车螺纹前,预车外圆柱直径要小于螺纹的公称直径,理论上小0.10.4,一般取0.2。)考虑刀尖圆弧半径等因素,螺纹底径按。 师:接下来,请问大家普通螺纹在普车上我们是不是一刀车下来的? 生:(齐答)不是,我们采用分层切削的方法。 师:为什么要分层切削呢? 生6:采用分层切削
4、,就是第一次切深较大,后一次要比前一次小(主要还是考虑车刀的强度)。前面我们还学习了切削面积与切削力关系,车削越深,切削面积越大,应越小,切削次数是经验数值,最后一刀一般不少于0.1mm。 师:很好!同学们能够将之前学的专业理论知识与我们实际结合起来了,能够用理论指导实践,再用实践检验我们的理论。下面我再提两个问题看看大家能不能解决? 生7:(齐声)老师说吧,什么问题? 师:普通车床上,螺纹对完刀后,螺纹车刀是不是停留在工件右端面上?螺纹车到终点时,是不是就结束了?为什么? 生8:不是,螺纹对完刀后,中托板进完几格后,扎下开合螺目,当扎不下时我们将大托板往右移动一小段距离。另外当螺纹车到终点,
5、螺纹车刀要运行到螺纹退刀槽位置的1/2左右。 师:活学活用,很不简单。那有哪位同学自告奋勇为大家演示螺纹的加工路线是怎样的? 生9:(在黑板上演示)进刀车螺纹退刀返回。 师:上面几个问题是我们车螺纹的一个加工工艺,这在我们数控车床上同样适用,而对于螺纹加工的四个加工过程我们在数控车床通过指令来实现的。对于带螺纹零件的编程加工则是我们本次要讨论的课题。 (三)知识学习 工作任务一:制定加工工艺 师:出示零件图纸。 生10:(分析零件图,确定工具)由零件图分析得知工作装夹在爪卡盘中即可,如有偏心用划线盘校正,其它工具有:卡盘扳手、刀架扳手、划线盘、垫刀片等。 生11:(分析零件图,确定量具)长度精
6、度较低用游标卡尺测量;外圆精度较高用千分尺测量;螺纹表面用螺纹环规测量。此外,安装螺纹车刀时还需用到角度样板。 生12:(分析零件图,确定量具)粗加工外轮廓用90硬质合金外圆粗车刀;精加工轮廓用90硬质合金外圆精车刀;螺纹退刀槽用切槽刀车削;螺纹表面用60螺纹车刀车削。 师:分析、总结学生回答结果并作点评。 师:分析螺纹表面加工中所用工、量、刃具情况及原因。 工作任务二:程序编制 师:分析、讲授有螺纹表面零件程序编制方法。螺纹加工指令:G92XZF;X、Z:表示螺纹终点的坐标值;F:表示螺纹的导程(单线螺纹,导程=螺距)。 师:出示螺纹切削动画。 师:出示图片(以M30X1.5为例),分析参考
7、示例程序。 M03 S600 T0303;换螺纹车刀。G00 X35 Z3;定位到车螺纹起始点。G92 X29.8 Z-21 F1.5;车螺纹,走刀1次。X29.3;车螺纹,走刀2次。X29;车螺纹,走刀3次。X28.8;车螺纹,走刀4次。X28.6;车螺纹,走刀5次。X28.5;车螺纹,走刀6次。G00 X100 Z50 ;快速回到换刀点。M30;程序结束。 生:模仿,完成加工图纸上M24X1.5程序编写。 M03 S600 T0303;G00 X32 Z2;G92 X23.8 Z-16 F1.5;X23.3;X23;X22.8;X22.6;X22.5;G00 X100 Z100 ;M30。
8、 师:巡回指导、检查并总结分析。 工作任务三:带螺纹零件的编程加工 师:在车床上,讲解螺纹车刀安装要求,演示螺纹车刀安装方法。 生:模仿并操作螺纹车刀安装。 师:巡回指导。 生:工件的加工。 工作任务四:工件检测与评价 师:好!现在请大家结合各自做的工件谈一谈自己的体会。 生14:老师,我的工件螺纹尺寸做小了。 师:为什么会做小了啊? 生14:磨耗我也改了啊! 师:好!大家针对她的问题讨论分析一下。(学生开始讨论) 生15:有可能她把形状和磨耗搞错了;还有就是她在用螺纹环规检测时,到最后进刀量过大。 师:很好!请这位同学再回到机床结合分析,再去尝试一下。 师:还遇到其他问题吗? 生16:我加工
9、的螺纹表面精度不是很高。 师:你的切削参数选择可能还不是很好,你可以尝试在螺纹底径程序段再重复一段,光一刀。 (四)畅所欲言 本次课题你学到了哪些专业知识?学会了哪些专业技能?掌握了哪些方法能力?还存在哪些困惑?(学生很踊跃,先组内交流,后代表发言,教师补充。) 三、教学反思 1、与前后续课题的联系:(1)与前续课题的联系。本课题主要完成普通三角形圆柱外螺纹加工,在此之前学生已进行了一周用普通车床加工零件的实习和在数控车床上完成轴类、套类、成形类零件加工指令、编程方法及加工方法,具备加工螺纹前所需外圆、端面、槽加工相关知识和技能。 (2)与后续课题的联系。为学生学习使用数控机床的零件加工打下数
10、控编程的基础,为学生进行中级工考证作准备。 2、教学内容。教学中螺纹加工指令格式不能有任何差错,否则程序将不正确;螺纹加工均不能一刀车完,需分多次进给,每次如何进刀及进刀时深度都需按一定规则确定,故螺纹加工指令及应用、螺纹加工工艺安排是本课题理论知识教学的重点与难点所在。 3、教学方法。教学方法运用:螺纹指令及应用、螺纹加工工艺等理论知识主要采用讲授、图示、分析、讨论等传统教学方法。技能训练中螺纹车刀安装、对刀、螺纹表面加工采用录像演示、讲解,再由教师实际操作演示,最后让学生进行模仿训练的方式来认知、熟悉、模仿、掌握、巩固。 4、学生关键能力的培养。教学过程中态度、良好习惯的养成主要通过:(1
11、)课前、训练前的要求;(2)教师将编程知识融入案例中进行讲解示范;学生模仿老师编程的方法,进行零件的数控编程和仿真,理论与实践相结合,“教、学、做”一体化;(3)学生全面运用所学习的知识和所掌握的技能,按照数控编程工艺员的工作过程,进行零件的数控加工工艺设计与数控加工程序编制与加工。 5、问题与不足。学生在制定螺纹加工工艺时工艺参数选择还不够熟练,螺纹加工艺与编制螺纹程序之间关系还未理顺,螺纹精度控制还不能完全达到要求,零件加工熟练程度还不够,还需要有足够时间进行训练。 6、其它方面:(1)教学方法的运用。理论知识的传授发现采用讨论、分析等学生主动参与的方式比教师单纯讲解方式效果要好。(2)螺纹测量。学生对螺纹精度的测量和尺寸控制还不够熟练,尤其是加工中测量准确性不够,致使精度控制错误,教学中可把学生的实测尺寸结果与教师评分测量结果结合进行,同时帮助学生分析测量错误原因。