学习情境八 椭圆及腰形槽的加工 第一部分 工作任务描述 第二部分 学习情境教学设计 1、学习环节一 制订工艺方案

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1 学习情境八 椭圆及腰形槽的加工 第一部分 工作任务描述 第二部分 学习情境教学设计 1、学习环节一 制订工艺方案
数控加工与编程 学习情境八 椭圆及腰形槽的加工 第一部分 工作任务描述 第二部分 学习情境教学设计 1、学习环节一 制订工艺方案 2、学习环节二 编制数控加工程序 3、学习环节三 仿真操作加工 4、学习环节四 上机操作 5、学习环节五 零件检验 6、学习环节六 学习评价 南通航运职业技术学院机电系

2 第一部分 工作任务描述 1.加工零件项目工作任务名称：非圆曲线的加工 2.零件类型描述：
第一部分 工作任务描述 1.加工零件项目工作任务名称：非圆曲线的加工 2.零件类型描述： 该零件属于手工编程中较为复杂的板类零件，是使用加工中心进行自动换刀加工的基本零件非曲线轮廓形状。 3.任务内容描述： 已知毛坯材料为LY12，毛坯尺寸为100mm×100mm×30 mm的板材。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，最后在数控铣床上进行实际操作加工，并对加工后的零件进行检测、评价。 南通航运职业技术学院机电系

3 零件图 南通航运职业技术学院机电系

4 学习目标 1.掌握椭圆及腰形槽的铣削加工工艺制定方案。 2.掌握椭圆及腰形槽的铣削加工编程方法并能在仿真软件上进行虚拟操作加工。
3.能将零件正确安装在平口钳上。 4.能将面铣刀、立铣刀正确安装在主轴上。 5.正确摆放操作加工所需工具、量具。 6.能按操作规范合理使用VK714加工中心，并完成平面及椭圆外轮廓的铣削加工。 7.能正确使用游标卡尺对零件进行检测。 8.能对所完成的零件进行评价及超差原因分析。 南通航运职业技术学院机电系

5 学习内容 1.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。 2.合理选择适合该零件加工的刀具，并完成刀具卡片的填写。
3.合理选择适合该零件加工的切削用量，并完成工序卡片的填写。 4.合理选择该零件工件坐标原点。 5根据该零件的加工要求编制程序清单，进行仿真加工。 6、能上机进行实际操作加工。 7.正确选择并使用相关量具对该零件进行检测，并完成相应卡片的填写。 南通航运职业技术学院机电系

6 第二部分 学习情境教学设计 学习环节一：制定工艺方案 1.1分析零件图并填写 表1-1 零件图工艺信息分析卡片
第二部分 学习情境教学设计 学习环节一：制定工艺方案 1.1分析零件图并填写 表1-1 零件图工艺信息分析卡片 1.2填写表1-2 加工顺序卡片 1.3填写表1-3 刀具卡片分 1.4填写表1-4 切削用量卡片 1.5 确定零件编程原点,绘制零件加工工步图 南通航运职业技术学院机电系

7 表1-1 零件图工艺信息分析卡片 南通航运职业技术学院机电系 南通航运职业技术院 椭圆及腰形槽的铣削加工 XK-04 单位 名称 班级学号
姓名 成绩 零件图号 XK-04 零件名称 椭圆及腰形槽的铣削加工 分析内容 分析理由 形状、尺寸大小 该零件的加工表面由上平面、外轮廓面、倒角面及内圆弧面和椭圆轮廓、腰形槽组成。形状较为复杂，是非圆曲线加工的平面类零件，用了五把刀具。因此，可选择现有设备XK714加工中心，刀具可选面铣刀和立铣刀和麻花钻，键槽铣刀和镗刀来完成。 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 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。 精度、表面粗糙度 该零件外轮廓尺寸均为有公差要求，尺寸精度要求较高。其中上平面表面质量要求较高为Ra1.6,轮廓侧面为Ra3.2，其余表面不加工。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：粗铣—精铣。 材料及热处理 该零件所用材料LC12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 该零件要求锐角倒钝，故编程时在锐角处安排1×450的倒角。 生产类型、定位基准 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，定位基准可选在下平面和一侧面，限制五个自度。 表1-1 零件图工艺信息分析卡片 南通航运职业技术学院机电系

8 南通航运职业技术学院机电系 表1-2 加工顺序卡片 南通航运职业技术院 椭圆及腰形槽的铣削加工 单位 名称 班级学号 姓名 成绩 零件图号
零件名称 使用设备 场地 XK-03 椭圆及腰形槽的铣削加工 XK714 加工中心 数控加工实训中心 程序 编号 零件材料 LY12 数控系统 FANUC0i-MATE 工步 序号 工步内容 确定理由 量具选用 备注 量程 1 粗、精铣上平面 保证上平面加工质量 0.02mm游标卡尺 0-150mm 手动 2 粗精铣外轮廓 保证外轮廓的加工要求 同上 自动 3 粗精铣椭圆轮廓 保证内圆弧加工质量 4 钻孔加工 保证达到图纸要求 5 镗孔加工 6 铣腰形槽 南通航运职业技术学院机电系

9 表1-3 刀具卡片 南通航运职业技术学院机电系 南通航运职业技术学院 椭圆及腰形槽的铣削加工 单位 名称 班级学号 姓名 成绩 零件图号
XK-04 零件名称 椭圆及腰形槽的铣削加工 工 步 号 刀 具 刀具名称 刀具参数 刀片 材料 偏 置 刀柄型号 半径补偿号 长度补偿号 刀片型号 1 T01 φ50面铣刀 H01 BT40 2 T02 φ20立铣刀 D03 D02 D01 H02 3 4 T03 φ18麻花钻 H03 5 T04 镗刀 H04 6 T05 φ10键槽铣刀 D05 D06 H05 南通航运职业技术学院机电系

10 表1-4 切削用量卡片 南通航运职业技术学院 南通航运职业技术学院机电系 椭圆及腰形槽的铣削加工 单位 名称 班级学号 姓名 成绩 零件图号
XK-04 零件名称 椭圆及腰形槽的铣削加工 工 步 号 刀 具 主轴转速 S（r/min） 进给速度 F（mm/min） 背吃刀量 ap（mm） 精加工余量(mm) 1 T01 800/1000 160/100 2.8 /0.2 2 T02 120/80 0.2 3 4 T03 300 60 5 T04 200 80 6 T05 1000 120 南通航运职业技术学院机电系

11 根据工件坐标系原点确定原则，将工件上平面的中心点作为工件坐标系原点。
工步图 根据工件坐标系原点确定原则，将工件上平面的中心点作为工件坐标系原点。 南通航运职业技术学院机电系

12 学习环节二 编制数控加工程序 平面及凸轮廓练习件 程序如下 N110 X-110 Y-25 N120 Z-1.5
N130 S1000 M03 N140 G01 X110 F80 N150 G00 Z20 N160 X-110 Y25 N170 G01 X100 N180 G00 G49 Z200 N190 X-110 Y0? N200 M05 N210 M06 T02(φ20) N220 G54 G94 G49 G40 S800 M03 N230 G00 X-40 Y-70 N240 G00 G43 H02 Z20 N250 Z-8.3 N260 G01 G41 D03 Y-65 F160( D03=20) N270 Y40, C20 N280 X40, R12 N290 Y-40，C20 N300 X-40, R12 学习环节二 编制数控加工程序 平面及凸轮廓练习件 程序如下 % O4001 N10 M06 T01(φ100) N20 G00 G54 S800 M03 N30 G00 X-110 Y-25 N40 G00 G43 H01 Z20 N50 Z-1.3 N60 G01 X100 F120 N70 G00 Z20 N80 X-100 Y15 N90 G01 X110 F120 N100 G00 Z20 南通航运职业技术学院机电系

13 N640 G00 G41 D02 X-40 Y-50( D024=10.2)（粗精加工椭圆） N650 G01 Y0 F160
N480 Y-40, C20 N490 X-40, R12 N500 Y60 N510 G00 Z20 N520 G00 G40 X-40 Y-70 N530 Z-8.5 N540 G01 G41 D03 Y-65 F120(D01=9.98) N550 Y40, C20 N560 X40, R12 N570 Y-40, C20 N580 X-40, R12 N590 Y60 N600 G00 Z20 N610 G68 X0 Y0 R45 N620 G00 X-40 Y-70 N630 G00 Z-4.3 N640 G00 G41 D02 X-40 Y-50( D024=10.2)（粗精加工椭圆） N650 G01 Y0 F160 N660 G65 P0011 N310 Y-30 N320 G00 Z20 N330 G00 G40 X-40 Y-70 N340 Z-8.3 N350 G01 G41 D02 Y-65 F120(D02 =10.2) N360 Y40, C20 N370 X40, R12 N380 Y-40, C20 N390 X-40, R12 N400 Y60 N410 G00 Z20 N420 G00 G40 X-40 Y-70 N430 S1200 M03 N440 Z-8.5 N450 G01 G41 D03 Y-65 F120(D03=20) N460 Y40, C20 N470 X40, R12 南通航运职业技术学院机电系

14 N820 T04 M06（镗孔加工） N830 G00 G54 G80 S200 M03 N670 G00 G40 X-40 Y-70
N840 X0 Y0 N850 G00 G43 H04 Z20 N860 G98 G86 X0 Y0 Z-30 R5 F20 N870 G80 N880 G00 G49 Z100 N890 M05 N900 T05 M06(φ10)（铣腰形槽） N910 G00 G54 G40 G69 S1000 M03 N920 G00 X0 Y0 N930 G00 G43 H05 Z10 N940 G68 X0 Y0 R45 N950 G00 X15 Y8 N960 G00 G41 D05 X0 Y8( D05=5.2) N970 G01 Z-4.3 F160 N980 M98 P0012 N990 S1200 M03 N1000 G00 G41 D06 X0 Y8( D06=4.98) N670 G00 G40 X-40 Y-70 N680 Z-4.5 N690 G00 G41 D01 X-40 Y-50(D01=9.98) N700 G01 Y0 F160 N710 G65 P0011 N720 G00 G40 X-40 Y-70 N725 G00 Z200 N727 G00 G49 N730 M05 N740 T03 M06(φ18)（钻孔加工） N750 G00 G54 G80 M03 S300 N760 G00 X0 Y0 N770 G00 G43 H03 Z20 N780 G98 G73 X0 Y0 Z-35 Q4 R5 F30 N790 G80 N800 G00 G49 Z200 N810 M05 南通航运职业技术学院机电系

15 N1010 G01 Z-4 F120 N1020 M98 P0012 % N1030 G69 O0012 （腰形槽子程序）
N1040 G00 X0 Y0 Z100 N1050 G00 G49 N1060 M05 N1070 M30 % O0011（椭圆宏程序） N10 #1=180 N20 WHILE[#1 GE-180] DO1 N30 #2=40* COS[#1] N40 #3=25* SIN[#1] N50 G01 X[#2] Y[#3] N60 #1=#1-0.5 N70 END1 N80 G01 Y 5 N85 G00 Z10 N90 M99 % O0012 （腰形槽子程序） N10 G01 X-17.5 N20 G03 Y-8 R-8 N30 G01 X17.5 N40 G03 Y8 R8 N50 G01 X0 N60 G00 Z10 N70 G40 X15 Y8 N80 M99 南通航运职业技术学院机电系

16 学习环节三 仿真操作加工 3．1仿真操作加工 3.1.1打开vnuc3.0数控仿真加工与远程教学系统、选择机床 3.1.2机床回零点
学习环节三 仿真操作加工 3．1仿真操作加工 3.1.1打开vnuc3.0数控仿真加工与远程教学系统、选择机床 3.1.2机床回零点 3.1.3选择毛坯、材料、夹具、安装工件 3.1.4安装刀具 3.1.5建立工件坐标系 3.1.6上传NC语言 3.1.7自动加工 南通航运职业技术学院机电系

17 仿真效果图 南通航运职业技术学院机电系

18 学习环节四：实际操作加工 4.1毛坯、刀具、工具、量具准备 ①领取毛坯100mm×100mm×30 mm； ②正确安装平口钳，并进行校正；
③正确安装刀具 ④将毛坯正确安装在平口钳内； ⑤正确摆放所需工具、量具 4.2程序输入与编辑 ①开机 ②回参考点 ③手动输入程序 ④程序图形校验 4.3零件的铣削加工 ①主轴正转 ②对刀，设置工件坐标系 ③设置刀具半径补偿 ④试切 南通航运职业技术学院机电系

19 学习环节五：零件检测 5.1学生对加工完的零件进行自检 学生使用游标卡尺等量具对零件进行检测。
5.2教师与学生共同填写零件质量检测结果报告单，见表4-1。 南通航运职业技术学院机电系

20 南通航运职业技术学院机电系 表5-1 零件质量检测结果报告单 南通航运职业技术学院 椭圆及腰形槽的铣削加工 单位 名称 班级学号 姓名 成绩
零件图号 XK-04 零件名称 椭圆及腰形槽的铣削加工 项目 序号 考核内容 配 分 评分标准 检测结果 得 学生 教师 平面 1 Ra 10 降一级扣2分 轮 郭 2 80X80 IT 超差0.01扣2分 3 40X25 4 /0 5 16 6 50 孔 7 φ20 8 南通航运职业技术学院机电系

21 表5-2考核结果报告 南通航运职业技术学院机电系 南通航运职业技术学院 平面及凸轮廓练习件 单位 名称 零件名称 零件图号 小组编号
XK-01 班级学号 姓名 表现 零件质量 排名 南通航运职业技术学院机电系

22 学习环节六：学习评价 南通航运职业技术学院机电系

23 谢谢！ 南通航运职业技术学院机电系