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1、学习情境四：用直线插补指令及螺纹指令加工螺栓 学习情境用直线插补指令及螺纹指令加工螺栓参考学时教学内容1数控加工程序的组成及格式； 2螺纹切削指令G32； 3. 螺纹循环指令G92的应用；4暂停指令G04的应用； 4零件数控加工工艺的制订。教学目标1. 职业能力目标 （1）具有与设计人员、工艺人员、操作人员沟通的能力； （2）具有分析零件图、 掌握设计意图和零件工艺分析的能力； （3）具有数控编程的基本能力； （4）查阅资料及相关应用手册的能力； （5）善于观察、思考、自主学习及创新设计能力。 2.专业知识目标 （1）掌握数控加工程序的编制格式； （2）掌握外圆、端面、切槽和螺纹的数控加工；
2、（3）能够对阶梯轴类零件进行数控程序的编制和加工。3.社会能力（1）团队协作意识及方法；（2）语言表达能力。教学重点难点及解决方法1教学重点 （1）数控程序的格式； （2）基本加工类指令的编程及应用。 2教学难点 （1）切槽的加工； （2）螺纹切削指令的应用。 3.解决方法 +（1）图形示例，零件加工仿真； （2）查阅专业书籍及相关设计手册； （3）咨询企业相关人员或教师；教学条件1教室、多媒体； 2校内实训机房、数控加工仿真软件； 3生产性实习车间、数控车床。教学方法 多媒体讲授理论知识；仿真软件练习掌握数控机床操作面板及基本指令加工；数控机床实际操作练习掌握基本能力。学习情境二：螺栓的加工
3、（详案）教学过程的实施步骤教学内容教学方法时间情景描述（咨询）1给出螺栓的零件图； 2给出零件的信息及加工要求； 3分析零件特点，指导学生自学内容。教师介绍0.5课时制定加工工艺 （计划）1工件的装夹与定位； 2加工路线的确定； 3切削用量的选择； 4刀具的选择； 5机床及数控系统的选择。学生自学 教师辅导1.5课 时编制零件加工程序 （决策）1. G32基本加工类指令编程； 2. G92指令的应用； 3. 多把刀具的工件坐标系的建立； 4编程分析、编写零件的数控加工程序； 5查阅资料、进行讨论。学生为主 教师点评5课时数控仿真和 实操加工 （实施）1. 数控系统面板的应用； 2. 数控仿真加
4、工的操作步骤； 3. 零件的加工。教师指导 学生操作1课时检测加工零 件 (检查)1零件的尺寸精度检测； 2零件加工质量评估； 3总结。教师点评0.5课时任务扩展扩展两个新知识点： 1螺纹加工扩充； 2切槽、切断加工； 3学习应用教师讲授 课后自学1.5课时评价完成情况（60%）方法能力（20%）创新意识（20%）一、情境描述 给学生发放螺栓零件图，并给出零件信息和加工要求。图4.1图4.1所示螺栓为轴类零件，结构要素有外圆柱面、倒角和螺纹，最后要求切断。要求完成零件的数控加工，车削尺寸至图中要求。二、制订加工工艺 （一）引入新知识1.车削螺纹时的主轴转速数控车床加工螺纹时，因其传动链的改变，
5、原则上其转速只要能保证主轴每转一周时，刀具沿主进给轴（多为Z轴）方向位移一个导程即可，不应受到限制。但加工螺纹时，会受到一下几方面的影响：1）螺纹加工程序段中指令的螺距值，相当于进给量f（mm/r）表示的进给速度F，如果将机床的主轴转速选择过高，其换算后的速度v f(mm/min)则必定大大超过正常值。2）刀具在其位移过程中，都将受到伺服驱动系统升降频率和数控装置插补运算速度的约束，由于升降频率特性满足不了加工需要等原因，则可能因主进给运动产生出的“超前”和“滞后”而导致部分螺牙不符合要求。3）车削螺纹必须通过主轴的同步运行功能而实现，即车削螺纹需要有主轴脉冲发生器（编码器）。当其主轴转速选择
6、过高时，通过编码器发出的定位脉冲（即主轴每转一周时所发出的一个基本脉冲信号）将可能因“过冲”（特别是当脉冲编码器的质量不稳定时）而导致工件螺纹产生乱纹（俗称“乱牙”）。鉴于上述原因，不同的数控系统车螺纹时推荐使用不同的主轴转速范围。大多数经济型数控车床推荐车削螺纹时主轴转速n为：n1200/P-K式中：P-螺纹的螺距或导程，单位为mm； K-保险系数，一般取80。2.螺纹车削加工为成型车削，且切削进给量较大，刀具强度较差，一般要求分数次进给加工，见表4.1所示。表4.1 常用螺纹切削的进给次数与吃刀量公制螺纹螺距1.01.522.533.54牙深（半径量）0.6490.9741.2991.62
7、41.9492.2732.598削 次1次0.70.80.91.01.21.51.52次0.40.60.60.70.70.70.83次0.20.40.60.60.60.60.64次0.160.40.40.40.60.65次0.10.40.40.40.46次0.150.40.40.47次0.20.20.48次0.150.39次0.2英制螺纹牙/in2418161412108牙深（半径量）0.6780.9041.0161.1621.3551.6262.033（直径量）切削次数及吃刀量1次0.80.80.80.80.91.01.22次0.40.60.60.60.60.70.73次0.160.30.5
8、0.50.60.60.64次0.110.140.30.40.40.55次0.130.210.40.56次0.160.47次0.17（二）零件具体加工工艺制定1装夹与定位 该螺栓零件为短轴类零件，其轴心线为工艺基准，用三爪自定心卡盘夹持40mm外圆左端，使工件伸出卡盘约80mm，一次装夹完成粗精加工。 2确定工件坐标系、对刀点和换刀点 根据零件图纸的尺寸标注特点及基准统一的原则，选择零件右端面与轴心线的交点作为工件原点，建立工件坐标系。 采用手动试切对刀方法把该点作为对刀点。 换刀点设置在工件坐标系下X100、Z80处。3工步顺序 按先主后次，先粗后精的加工原则确定加工路线，从右端至左端轴向进给
9、切削。先进行外轮廓粗加工，再精加工，然后加工螺纹，最后进行切断。 手动车削端面； 粗车35外圆，留0.5mm精车余量； 粗车20外圆，留0.5mm精车余量； 精车245倒角； 精车20和35外圆到尺寸； 车削螺纹； 切断。 4选择刀具 根据零件加工要求和加工工艺分析，选用三把刀具：T01为外圆车刀、T02为螺纹车刀、T03为切断刀。 5确定切削用量 车削用量的具体数值应根据机床性能、加工工艺、相关手册并结合实际经验确定： 机床转速800r/min，精加工余量为0.5mm，车螺纹和切断为400r/min；粗加工时进给速度为0.5mm/r；精加工时进给速度为0.3mm/r，切断为0.1mm/r。
10、6选择机床和数控系统 机床型号 机床型号为CK6132-型数控车床。 数控系统 采用广数928TD、KND数控系统。三、编制零件加工程序 (一) 引入新知识（基本加工类指令）1.螺纹切削指令-G32 格式：G32 X(u)_ Z(W)_ F_; 参数：X、Z为螺纹切削终点的坐标值，U、W为螺纹切削终点相对于螺纹切削起点的位移量；F为螺纹导程。 注意：车削螺纹时必须使用恒转速功能G97。 2.螺纹切削循环指令-G92 格式：G92 X(u)_ Z(W)_ I_ F_; 参数：X、Z为螺纹切削终点的坐标值，U、W为螺纹切削终点相对于螺纹循环起点的位移量；I为锥螺纹始点与终点的半径值，加工圆柱螺纹时
11、，I为0；F为螺纹导程。 如图4.2所示图4.2（二）螺栓零件数控加工程序的编制1. 编程分析 （以G32为例）该零件结构要素有圆柱面、倒角、螺纹，表面有一定的粗糙度要求，故分为粗加工和精加工两个阶段。 采用直径编程方式，直径尺寸编程与零件图纸中的尺寸标注一致，编程较为方便。 2. 加工程序清单O0001 程序号N10 T0101 换1号外圆车刀，建立工件坐标系 N20 G00 X100 Z80 快速移动至换刀点 N30 M03 S800 主轴正转，转速为800r/min N40 X38 Z5 快速走刀至第一切削起点 N50 G01 Z-65 F0.5 粗车35外圆至38mm，进给速度0.5m
12、m/rN60 X42 X向G01 退刀 N70 G00 Z5 Z向G00 回起点 N80 X35.5 快速走刀至第二切削起点 N90 G01 Z-65 粗车35外圆，留0.5mm精加工余量 N100 X42 X向G01 退刀 N110 G00 Z5 Z向G00 回起点 N120 X30.5 快速走刀至第三切削起点 N130 G01 Z-49.5 粗车20外圆至30.5mm，Z向留0.5mm余量 N140 X40 X向G01 退刀 N150 G00 Z5 Z向G00 回起点 N160 X25.5 快速走刀至第四切削起点N170 G01 Z-49.5 粗车20外圆至25.5mm N180 X40 X向G01 退刀 N190 G00 Z5 Z向G00 回起点 N200 X20.5 快速走刀至第五切削起点 N210 G01 Z-49.5 粗车20外圆至21mm，留0.5mm精加工余量 N220 X40 X向G01
