《多边形凸台铣削加工》教学案例

摘 要： 对于中职学生来说，多边形凸台铣削加工是一个难点。本教学案例重视学生发现问题、解决问题的能力，学生学习的兴趣的培养以及学生个性的发展。使学生对从毛坯到最终零件的工艺全过程有一全面了解。初步具备独立实施数控加工工艺的能力。

关键词：数控铣床 多边形凸台铣削加工 教学案例

中图分类号：G712 文献标识码：A 文章编号：1003-9082（2015）11-0110-02

一、教学意义

教学任务：让学生不仅要重视专业基础知识、专业基本技能的掌握，还要重视基本态度和基本能力的培养。重视学生发现问题、解决问题的能力，学生学习的兴趣的培养以及学生个性的发展。培养学生根据图纸制定正确的工艺方案的能力，包括零件图工艺分析、装夹方案、工艺路线的确定和刀具、切削工艺参数的合理选择;培养学生编写数控加工程序的能力。使学生对从毛坯到最终零件的工艺全过程有一全面了解。初步具备独立实施数控加工工艺的能力。

二、教学构思与设计

三、教学目的

1.知识目标

（1）了解多边形凸台零件的加工方法。

（2）了解多边形凸台零件的工艺及工艺参数选择。

（3）掌握刀具长度补偿指令。

2.能力目标

（1）掌握多边形凸台零件的加工。

（2）掌握循环指令加工多边形凸台零件的方法。

（3）具备调试数控铣床的能力。

（4）具备数控铣床编程能力。

（5）具备一定加工工艺分析能力。

（6）能根据不同材料选择合适刀具，具备刃磨、使用刀具的能力。

（7）培养学生灵活运用指令编程加工零件并对零件质量进行综合分析的能力。

3.情感目标

（1）培养学生敬业乐业的工作作风。

（2）培养学生谦虚好学、勤于思考、做事认真的工作态度。

（3）培养学生的质量、安全、文明生产意识。

（4）培养学生沟通及团队协作精神、创造精神。

四、教学案例叙述

1.明确任务，营造和谐的教学氛围

这个任务可以通过情景创设设置疑问的方式提出任务，引导学生学习本门课程学习方法。使学生明确学习任务、目标。

1.1创情激趣，导入新课

集队点名、整理仪表、安全、文明生产教育、分发项目任务书（附录1）介绍钻孔铣削加工有关知识，从而激发学生兴趣，由此导入新课。

1.2实习注意事项

（1）毛坯装夹时，要考虑垫铁与加工部位是否干涉。

（2）多边形凸台零件的加工前，要先钻中心孔，保证麻花钻起钻时不会偏心。

（3）多边形凸台零件的加工时，要正确合理选择切削用量，合理使用钻孔循环指令。

（4）固定循环运行中，若利用复位或急停使数控装置停止，由于此时多边形凸台零件的加工方式和多边形凸台零件的加工数据还被存储着，所以在开始加工时要特别注意，使固定循环剩余动作进行到结束。

（5）当程序执行到M00暂停时，不允许手动移动机床，在停止位置手动换刀，继续执行程序。

1.3数控铣床安全操作规程

给学生讲解必须的数控铣床安全操作规程

2.分析任务，激发学生学习兴趣

由教师对学生进行分组，要求能力强的学生和能力弱的学生合理地搭配;不熟悉的学生尽可能在一个组;性格不同的尽可能分到一个组。在确定具体任务的基础上，大家对完成任务应该有一个统一的思路，每人根据分工独立地完成各自的任务。完成后要向大家解释说明。教师在实施过程中要对学生学习方法进行指导并加强课堂纪律管理。每个组推选一位负责人。该负责人要明确该项目中具体任务，人员管理、分工、综合测试，直至最后任务完成任务和小结。

2.1工、量、刃具选择

（1）工具选择：工件采用平口钳装夹。

（2）量具选择：用游标卡尺测量即可。

（3）刃具选择：钻孔前先钻中心孔定心;然后用麻花钻钻孔。清单如下：

2.2加工工艺方案

（1）加工路线应保证被加工零件的精度和表面粗糙度，且效率高。

（2）使数值计算简单，减少编程工作量。

（3）应使加工路线最短，这样既可以减少程序段，又可以减少空刀时间。

根据零件图样，制定以下工艺方案，选取最佳一种，（即加工工时最短，又能保证质量）下面分析两套工艺方案进行比较：

方案1：铣夹持面翻面夹持铣上平面粗精铣外轮廓粗精铣凸台粗精铣凹槽钻Φ15通孔钻4×Φ10通孔翻面铣下平面;

方案2：铣夹持面翻面夹持铣上平面钻4×Φ10通孔粗精铣外轮廓粗铣凸台粗铣凹槽精铣凸台精铣凹槽钻Φ15通孔翻面铣下平面。

分析：在方案1中将粗精铣放在一个工序中，可以减少换刀的次数，从而提高了加工的效率，减少了加工所用的时间。由于方案2没有按照加工原则进行加工，应该按先主后次，基准先行等的原则进行加工。因此采用方案1。

3.完成任务，充分展示学生的能力

教师先对具体任务进行讲解和示范，接着让学生提出问题，操作过程提出解决方法，教师再做点评，到达培养学生解决问题的能力。

3.1实习开始前简要的复习一下所要需要的知识即可。

3.2教师课前做好学生分组的准备工作，根据铣床数量分为2个学习小组，每组9人。

3.3零件加工

（1）回机床零点

开机首先检验机床是否能正常的运转，检查各辅助功能是否正常，然后将各坐标轴回到机床零点。

（2）建立工件坐标

装夹工件。采用手动对刀的方法对刀。

（3）程序验检

将程序输入机床后进行相应的修改，在将机床处于单段运行状态，检验刀具在机床中运行的位置是否正确。

（4）自动运行

自动运行后，调节转速和进给量，让刀具拥有合适的切削参数，并且注意冷却液及其他辅助功能的正常运行。

（5）加工质量分析

对零件存在的问题，现分析如下：

①由于Φ20mm的立铣刀刀柄过短，而需加工的凸台较高，所以刀柄与凸台产生了干涉，造成了过切;

②零件表面的粗糙值偏大。由于立铣刀的选择与行距的确定不合适，以及机床本身所产生的误差导致了零件的表面粗糙值增大。加工过程中，由于铝材硬度和强度低、塑性好，容易粘刀，从而影响尺寸精度。检验结果见下表

产品检验结果

4.总结反思，促进学生能力的提升

教师根据各项目组完成任务的具体情况，指出做得好的地方，同时还要指出问题所在，其次对学生的职业素质进行讲评包括：语言表达能力，回答问题的能力，组织协调能力，总结能力等。最后小结本堂课的知识点。各小组成员内部交流并做本堂课任务完成情况总结。

（1）任务产品展示

（2）学生填写任务总结（附件1）

5.课后作业

（1）复习本课时的相关指令

（2）总结本任务的加工工艺

五、教学案例评析

1.教学反馈

通过对学生的评价和总结，大部分小组完成了零件的工艺分析、程序编制和零件加工。但是部分小组间配合有待加强，同学们专业知识应进一步提高。刀具装夹具应进一步熟悉。

2.教学情况

学生通过综合类零件加工的学习，掌握零件加工工艺规程制定;能够分析零件的结构特点，选择合理的加工方法;掌握工艺路线的制定及程序的编制;掌握加工中心的操作规范以及培养学生良好的职业素质及团队协作精神。不足就是工艺装备的选择不准，工艺路线选择较差，学生良好的职业素质有待提高，学生团队协作精神配合较差。

3.教学方法

本教学任务采用“项目+任务”教学，同时辅以示范教学法。学生参照教师的讲解、示范动作，大部分同学完成了工艺方案的设计、加工程序编写，教师在此过程发现学生存在严重错误时，提供必要的指导，而后学生上机操作，完成零件加工。

附件1 任务总结