1、学习情境八学习情境八 椭圆及腰形槽的加工椭圆及腰形槽的加工 第一部分第一部分 工作任务描述工作任务描述第二部分第二部分 学习情境教学设计学习情境教学设计1、学习环节一、学习环节一 制订工艺方案制订工艺方案2、学习环节二、学习环节二 编制数控加工程序编制数控加工程序3、学习环节三、学习环节三 仿真操作加工仿真操作加工4、学习环节四、学习环节四 上机操作上机操作5、学习环节五、学习环节五 零件检验零件检验6、学习环节六、学习环节六 学习评价学习评价1南通航运职业技术学院机电系第一部分第一部分 工作任务描述工作任务描述1.加工零件项目工作任务名称：非圆曲线的加工加工零件项目工作任务名称：非圆曲线的加
2、工2.零件类型描述：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。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：任务内容描述：已知毛坯材料为已知毛坯材料为LY12，毛坯尺寸为，毛坯尺寸为100mm100mm30 mm的板的板材。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、
3、评价。工后的零件进行检测、评价。2南通航运职业技术学院机电系零件图零件图3南通航运职业技术学院机电系学习目标学习目标 1.掌握掌握椭圆及腰形槽的铣削加工椭圆及腰形槽的铣削加工工艺制定方案。工艺制定方案。2.掌握掌握椭圆及腰形槽的铣削加工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编程方法并能在仿真软件上进行虚拟操作加工。工。3.能将零件正确安装在平口钳上。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。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。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能按操作规范合理使用VK714
4、加工中心，并完成平面及椭圆外轮廓的铣加工中心，并完成平面及椭圆外轮廓的铣削加工。削加工。7.能正确使用游标卡尺对零件进行检测。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。能对所完成的零件进行评价及超差原因分析。4南通航运职业技术学院机电系学习内容学习内容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。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。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。合理
5、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。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。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。、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。填写。5南通航运职业技术学院机电系第二部分第二部分 学习情境教学设计学习情境教学设计学习环节一：制定工艺方案学习环节一：制定工艺方案 1.1分析零件图并填写分析零件图并填写 表表1-1 零件图工艺信息分析卡片零件图
6、工艺信息分析卡片1.2填写表填写表1-2 加工顺序卡片加工顺序卡片1.3填写表填写表1-3 刀具卡片分刀具卡片分1.4填写表填写表1-4 切削用量卡片切削用量卡片1.5 确定零件编程原点确定零件编程原点,绘制零件加工工步图绘制零件加工工步图6南通航运职业技术学院机电系表表1-1 零零件件图图工工艺艺信信息息分分析析卡卡片片单位单位名称名称南通南通航运航运职业职业技术技术院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XK-04零件名称零件名称椭圆及腰形槽的铣削加工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
7、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。精度、表面粗糙度精度、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
8、铣精铣。材料及热处理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、定位基准生产类型、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。7南通航运职业技术学院机电系表表1-2 加工顺序卡片加工顺序卡片单位单位名称名称南通航运职业技南通航运职业技术院术院班级学号班
9、级学号姓名姓名成绩成绩零件图号零件图号零件名称零件名称使用设备使用设备场地场地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程序编号编号零件材料零件材料LY12数控系统数控系统FANUC0i-MATE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0-150mm自动3粗精铣椭圆轮廓保证内圆弧加工质量同上0-150mm自动4钻孔加工保证达到图纸要求同上0-150mm自动5镗孔加工同上0-150mm6铣腰形槽同上0-150mm
10、8南通航运职业技术学院机电系表表1-3 刀具卡片刀具卡片 单位单位名称名称南通航运职业技南通航运职业技术学院术学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XK-04零件名称零件名称椭圆及腰形槽的铣削加工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刀片片材材料料偏偏置置号号刀柄型号刀柄型号半径补偿号半径补偿号长度长度补偿补偿号号刀片刀片型号型号 1T0150面铣刀H01 BT402T0220立铣刀D03D02D01H02BT403T0220立铣刀D02D01 H02BT404T0318麻花钻 H03BT405T04镗刀H04BT406T0510键槽铣刀D05D06H05BT
11、409南通航运职业技术学院机电系表表1-4 切削用量卡片切削用量卡片单位单位名称名称南通航运职业技术学南通航运职业技术学院院班级学号班级学号姓名姓名成绩成绩零件零件图号图号XK-04零件名称零件名称椭圆及腰形槽的铣削加工工工步步号号刀刀具具号号主轴转速主轴转速S（r/min）进给速度进给速度F（mm/min）背吃刀背吃刀量量ap（mm）精加工余精加工余量量(mm)1T01800/1000160/1002.8/0.22T02800/1000120/800.23T02800/1000120/800.24T03300605T04200806T05100012010南通航运职业技术学院机电系工步图工步
12、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。11南通航运职业技术学院机电系学习环节二学习环节二编制数控加工程序编制数控加工程序 平面及凸轮廓练习件平面及凸轮廓练习件 程序如下程序如下%O4001N10 M06 T01(100)N20 G00 G54 S800 M03 N30 G00 X-110 Y-25N40 G00 G43 H01 Z20N50 Z-1.3N60 G01 X100 F120N70 G00 Z20N80 X-100 Y15N90 G01 X110 F120N100 G00 Z20N110 X-110 Y-25N120 Z-1.5N130 S1000 M
13、03N140 G01 X110 F80N150 G00 Z20N160 X-110 Y25N170 G01 X100N180 G00 G49 Z200N190 X-110 Y0?N200 M05N210 M06 T02(20)N220 G54 G94 G49 G40 S800 M03N230 G00 X-40 Y-70 N240 G00 G43 H02 Z20N250 Z-8.3N260 G01 G41 D03 Y-65 F160(D03=20)N270 Y40,C20N280 X40,R12N290 Y-40，C20N300 X-40,R1212南通航运职业技术学院机电系N310 Y-30N
14、320 G00 Z20N330 G00 G40 X-40 Y-70N340 Z-8.3N350 G01 G41 D02 Y-65 F120(D02=10.2)N360 Y40,C20N370 X40,R12N380 Y-40,C20N390 X-40,R12 N400 Y60N410 G00 Z20N420 G00 G40 X-40 Y-70N430 S1200 M03N440 Z-8.5N450 G01 G41 D03 Y-65 F120(D03=20)N460 Y40,C20N470 X40,R12N480 Y-40,C20N490 X-40,R12 N500 Y60N510 G00 Z2
15、0N520 G00 G40 X-40 Y-70N530 Z-8.5N540 G01 G41 D03 Y-65 F120(D01=9.98)N550 Y40,C20N560 X40,R12N570 Y-40,C20N580 X-40,R12 N590 Y60N600 G00 Z20 N610 G68 X0 Y0 R45N620 G00 X-40 Y-70N630 G00 Z-4.3N640 G00 G41 D02 X-40 Y-50(D024=10.2)（粗精加工椭圆）N650 G01 Y0 F160N660 G65 P001113南通航运职业技术学院机电系N670 G00 G40 X-40 Y
16、-70N680 Z-4.5N690 G00 G41 D01 X-40 Y-50(D01=9.98)N700 G01 Y0 F160N710 G65 P0011N720 G00 G40 X-40 Y-70N725 G00 Z200N727 G00 G49N730 M05N740 T03 M06(18)（钻孔加工）N750 G00 G54 G80 M03 S300N760 G00 X0 Y0N770 G00 G43 H03 Z20N780 G98 G73 X0 Y0 Z-35 Q4 R5 F30N790 G80N800 G00 G49 Z200N810 M05N820 T04 M06（镗孔加工）N
17、830 G00 G54 G80 S200 M03N840 X0 Y0N850 G00 G43 H04 Z20 N860 G98 G86 X0 Y0 Z-30 R5 F20N870 G80N880 G00 G49 Z100N890 M05N900 T05 M06(10)（铣腰形槽）N910 G00 G54 G40 G69 S1000 M03N920 G00 X0 Y0N930 G00 G43 H05 Z10N940 G68 X0 Y0 R45N950 G00 X15 Y8N960 G00 G41 D05 X0 Y8(D05=5.2)N970 G01 Z-4.3 F160N980 M98 P001
18、2N990 S1200 M03N1000 G00 G41 D06 X0 Y8(D06=4.98)14南通航运职业技术学院机电系N1010 G01 Z-4 F120N1020 M98 P0012N1030 G69N1040 G00 X0 Y0 Z100N1050 G00 G49N1060 M05N1070 M30%O0011（椭圆宏程序）（椭圆宏程序）N10#1=180N20 WHILE#1 GE-180 DO1N30#2=40*COS#1N40#3=25*SIN#1N50 G01 X#2 Y#3N60#1=#1-0.5N70 END1N80 G01 Y 5N85 G00 Z10N90 M99%
19、O0012（腰形槽子程序）（腰形槽子程序）N10 G01 X-17.5N20 G03 Y-8 R-8N30 G01 X17.5N40 G03 Y8 R8N50 G01 X0N60 G00 Z10N70 G40 X15 Y8N80 M99%15南通航运职业技术学院机电系学习环节三学习环节三 仿真操作加工仿真操作加工31仿真操作加工仿真操作加工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16南通航运职业技术学院机电系仿真效果图仿真效果图1
20、7南通航运职业技术学院机电系学习环节四：实际操作加工学习环节四：实际操作加工 4.1毛坯、刀具、工具、量具准备毛坯、刀具、工具、量具准备领取毛坯领取毛坯100mm100mm30 mm；正确安装平口钳，并进行校正；正确安装平口钳，并进行校正；正确安装刀具正确安装刀具将毛坯正确安装在平口钳内；将毛坯正确安装在平口钳内；正确摆放所需工具、量具正确摆放所需工具、量具4.2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手动输入程序手动输入程序程序图形校验程序图形校验4.3零件的铣削加工零件的铣削加工主轴正转主轴正转对刀，设置工件坐标系对刀，设置工件坐标系设置刀具半径补偿设置刀具半径补偿试切试切18
21、南通航运职业技术学院机电系学习环节五：零件检测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。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，见表教师与学生共同填写零件质量检测结果报告单，见表4-1。19南通航运职业技术学院机电系表表5-1 零件质量检测结果报告单零件质量检测结果报告单单位单位名称名称南通航运职业技术学院南通航运职业技术学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XK-04零件名称零件名称椭圆及腰形槽的铣削加工项目项目序号序号考核内容考核内容配配分分评分标准评分标
22、准检测结果检测结果得得分分学学生生教师教师平面平面1 Ra10降一级扣2分轮郭280X80IT10超差0.01扣2分Ra10降一级扣2分340X25IT10超差0.01扣2分Ra10降一级扣2分42-4+0.070/0IT10超差0.01扣2分516IT10超差0.01扣2分650Ra10降一级扣2分孔孔720IT10超差0.01扣2分8Ra10降一级扣2分20南通航运职业技术学院机电系表表5-2考考核核结果报告结果报告单位单位名称名称南通航运南通航运职业技术职业技术学院学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平面及凸轮廓练习件平面及凸轮廓练习件XK-01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21南通航运职业技术学院机电系学习环节六：学习评价学习环节六：学习评价 22南通航运职业技术学院机电系谢谢！23南通航运职业技术学院机电系
