阶梯轴教案

阶梯轴的车削加工

§1 工作任务描述

1.加工零件项目工作任务名称：阶梯轴的车削加工。

2.零件类型描述：

该零件属于较简单的阶梯轴类零件，是使用数控车床加工的基本零件轮廓形状。是数控车削加工中难度较低的基本零件之一。

3.任务内容描述：

已知毛坯材料为LY12，毛坯尺寸为Ф40mm×70mm的棒料。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，最后在数控车床上进行实际操作加工，并

对加工后的零件进行检测、评价。

§2 学习情境教学设计

§3 教学内容与教学设计

学习方法设计：

1.教师采用引导文教学法引导学生进入学习情境；教师布置工作任务，提出问题，进行资讯；教师当学生，分组讨论，学生决策；教师讲述、演示、解惑

2. 学生根据零件图完成学习环境的实施；学生对加工后的零件进行自检互评

3 .由教、学、做逐渐过渡为做、学、教，做中学，学中做，边学、边做、边修正

§3.1制定工艺方案

引导文设计：

1．选择合适的毛坯应注意哪些事项？。

2．从保证加工表面的加工精度和表面粗糙度的要求出发，选择备选加工方法。

3.分析轴类零件所要求的加工精度、尺寸公差等是否可以得到保证？

4.有无引起矛盾的多余尺寸或缺尺寸？

3.1.1分析零件图工艺信息：

教师布置工作任务，学生资讯，教师解惑，学生填写零件图工艺信息分析卡片，见表1-1。

3.1.2确定加工顺序：小组讨论，听取学生的决策意见，学生填写卡片，见表1-2。

表1-2 加工顺序卡片

单位名称爱尔福特

手工业协

会

班级学号姓名成绩零件图号零件名称使用设备场地001 阶梯轴

CK6136S

数控车床

数控加工实训中心

程序

编号

零件材料LY12 数控系统HNC-21T

工步序号工步内容确定理由

量具选用

备注

名称量程

1 车端面车平端面，建立长度基准，保证工件长度要

求。车削完的端面在后续加工中不需再加工。

0.02mm游

标卡尺

0-150mm 手动

2 粗车各外

圆表面

较短时间内去除毛坯大部分余量，满足精车

余量均匀性要求。

0.02mm游

标卡尺

0-150mm 自动

3 精车各外

圆表面

保证零件加工精度，按图纸尺寸，一刀连续

车出零件轮廓。

0.02mm游

标卡尺

0-150mm 自动

3.1.3选择刀具：教师提出问题，学生查阅资料，听取学生的决策意见，学生填写刀具卡片，见表1-3。

数控车床一般均使用机夹可转位车刀。本零件为铝材，对刀片材料无特殊要求，刀片

均选用常用的涂层硬质合金刀片。对于本例由于有凹圆的加工，需考虑刀具副偏角与已加

工表面的干涉，所以重点在于刀具刀片形状的选择。机夹可转位车刀所使用的刀片为标准

角度，选择下图所示菱形刀片适合加工本工件，刀尖角选择35°。粗车外圆主偏角93°，

所选刀片刀尖圆弧半径为0.4mm。因本工件的表面质量要求不高，故粗精加工使用一把刀

具即可。

表1-3 刀具卡片

单位名称爱尔福特手工

业协会

班级学号姓名成绩零件图号C05-01 零件名称阶梯轴

工步号刀

具

号

刀具名称

刀具参数

刀片

材料

偏

置

号

刀柄型号

刀尖半

径

刀片型号

1 T01 93°外圆车刀0.4 DCMT11T304-HF 涂层硬质合金SDJCR2020K11

（20X20）

2 T01 93°外圆车刀0.4 DCMT11T304-HF 涂层硬质合金

01

SDJCR2020K11

（20X20）

3 T01 93°外圆车刀0.

4 DCMT11T304-HF 涂层硬质合金

01

SDJCR2020K11

（20X20）

1 T01 93°外圆车刀0.4 DCMT11T304-HF 涂层硬质合金SDJCR2020K11

（20X20）

3.1.4选择切削用量：小组讨论，学生查阅资料，听取学生的决策意见，学生填写切削用量卡片，见表

1-4。

粗加工：首先取a p =3.0 mm ；其次取f=0.2mm/r ；最后取Vc=120 m/min 。然后根据公式πd

v n c

1000=

计算出主轴转速n =1000r/min ，根据公式f v =fn 计算出进给速度f v =200mm/min ，填入表1-4中。

精加工:首先取a p =0.3mm ；其次取f=0.08mm/r ；最后取Vc=200 m/min 。然后根据公式πd

v n c

1000=

计算出主轴转速n =1500r/min ，根据公式f v =fn 计算出进给速度f v =100mm/min ，填入表1-4中。

表1-4 切削用量卡片

单位 名称 宜昌市机电 工程学校

班级学号 姓名 成绩

零件图号

C04-03

零件名称

阶梯轴

工 步 号 刀 具 号 切削速度 Vc （m/min ）

主轴转速 n （r/min ） 进给量 f （mm/r ） 进给速度 v f （mm/min ） 背吃刀量 ap （mm ） 1 T01 120 1000 0．2 200 3．0 2 T01 200 1500 0．08 120 0．3 3

§3.2 编制数控加工程序、仿真操作加工

引导文设计：

1. 编程时如何确定零件工件坐标系原点？如何确定走刀线路？

2. 有还未学过的编程指令吗？

3. 根据加工工艺编程，分组编写零件加工程序。

4.程序和工艺有不合理之处吗？

5.怎样修改、优化程序及工艺

6．在仿真软件上进行虚拟操作加工，最后在数控车床上进行实际操作加工，讨论加工主要注意事项。 3．2.1编制程序清单

确定工件零点，绘制走刀路线图：学生绘制数控加工走刀路线图卡片，见图。