《刀具半徑補(bǔ)償》教學(xué)設(shè)計(jì)

1、刀具半徑補(bǔ)償教學(xué)設(shè)計(jì)學(xué)情分析：學(xué)情分析說(shuō)清楚本部分知識(shí)點(diǎn)的學(xué)生可學(xué)性本課任教班級(jí)為高二數(shù)控專業(yè)班，開課時(shí)間為高二下半學(xué)期，學(xué)生在高一學(xué)習(xí)了普通機(jī)床，高二上半學(xué)期又學(xué)習(xí)了數(shù)控機(jī)床，對(duì)數(shù)控編程及機(jī)床操作有了一定的認(rèn)識(shí)，這些為本科的順利開展奠定了基礎(chǔ)。教學(xué)目標(biāo)：教學(xué)背景要說(shuō)清楚知識(shí)技能目標(biāo)：會(huì)用刀補(bǔ)指令編程，會(huì)安排加工工藝社會(huì)情感目標(biāo)：培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)和精神、增強(qiáng)與人溝通能力，能清晰表達(dá)自己的建議及意見方法能力目標(biāo)：會(huì)獨(dú)立閱讀學(xué)案學(xué)習(xí)新知識(shí)點(diǎn)，能與團(tuán)隊(duì)內(nèi)成員協(xié)調(diào)合作教材分析：教材分析放到前面去本課選用教材為浙江省教育廳職成教教研室組編的數(shù)控銑床編程與加工技術(shù)一書。處理教材方面：在授課過(guò)程中整合數(shù)銑與數(shù)車兩個(gè)

2、備課組，設(shè)計(jì)三個(gè)加工組合項(xiàng)目，這樣將知識(shí)點(diǎn)滲透在具體的項(xiàng)目中增強(qiáng)了趣味性，可有效激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。本課是項(xiàng)目一電視塔底座的制作，需要學(xué)習(xí)的新知識(shí)為刀具半徑補(bǔ)償功能的使用。教學(xué)重難點(diǎn)：教學(xué)重點(diǎn)：刀補(bǔ)指令的格式含義教學(xué)難點(diǎn)：建立刀補(bǔ)及取消刀補(bǔ)教學(xué)關(guān)鍵點(diǎn)：認(rèn)識(shí)刀補(bǔ)過(guò)程及意義教學(xué)方法： 在新課改提倡以“學(xué)生為主體”的背景下，本課采用角色扮演，分組合作的模式增加學(xué)生參與課堂教學(xué)活動(dòng)的比重，為充分發(fā)揮小組合作學(xué)習(xí)的優(yōu)勢(shì)，降低學(xué)習(xí)的盲目性，提高學(xué)習(xí)效率，授課過(guò)程中采用填寫同步工作頁(yè)及知識(shí)導(dǎo)圖的形式輔助開展教學(xué)。教師秉承“學(xué)生能獨(dú)立完成的自己做”的思想，減少課堂的參與，只對(duì)難點(diǎn)進(jìn)行適當(dāng)?shù)狞c(diǎn)播從而使學(xué)生的課堂

3、利用率得到提高。教學(xué)準(zhǔn)備：本課準(zhǔn)備材料及作用如下表所示：（具體材料見附頁(yè)）內(nèi)容作用使用時(shí)間備注學(xué)案供學(xué)生預(yù)習(xí)使用提前兩天下發(fā)督促組長(zhǎng)重點(diǎn)學(xué)習(xí)知識(shí)導(dǎo)圖提示學(xué)生開展任務(wù)的步驟，統(tǒng)計(jì)學(xué)生疑難點(diǎn)（通過(guò)粘貼問(wèn)號(hào)形式）教學(xué)全程上課時(shí)以小黑板或大卡紙的形式呈現(xiàn)問(wèn)號(hào)卡片在知識(shí)導(dǎo)圖中相應(yīng)位置粘貼以便統(tǒng)計(jì)學(xué)生疑難所在任務(wù)分析階段在知識(shí)導(dǎo)圖相應(yīng)位置粘貼角色胸卡促使學(xué)生快速進(jìn)入角色任務(wù)實(shí)施階段包括工序員、程序員、及操作員同步工作頁(yè)課堂輔助同步開展教學(xué)任務(wù)實(shí)施階段網(wǎng)絡(luò)資源供學(xué)生課前預(yù)習(xí)及課后復(fù)習(xí)課前、課后課前：1、 發(fā)掘網(wǎng)絡(luò)資源為學(xué)生提供學(xué)習(xí)網(wǎng)址2、 發(fā)布學(xué)案至班級(jí)主頁(yè)課后：將講課用電子白板內(nèi)容，及優(yōu)秀學(xué)生作品發(fā)布在班

4、級(jí)主頁(yè)選擇組長(zhǎng)輔助開展教學(xué)從班級(jí)挑選八位基礎(chǔ)較好學(xué)生擔(dān)任學(xué)習(xí)組長(zhǎng)，每次課前要求組長(zhǎng)將內(nèi)容認(rèn)真預(yù)習(xí)，如有疑難在課前找老師解決，根據(jù)每組學(xué)生表現(xiàn)對(duì)小組長(zhǎng)進(jìn)行考核。這樣可以最大限度發(fā)揮小組長(zhǎng)的積極能動(dòng)性，營(yíng)造競(jìng)爭(zhēng)的學(xué)習(xí)氛圍。教學(xué)資源：仿真與操作一體化的實(shí)訓(xùn)環(huán)境，方便“高效、節(jié)材”的學(xué)習(xí)模式。在仿真機(jī)房配備有電子白板，這樣更能方便理論知識(shí)的講解。電子白板所講內(nèi)容可保存下來(lái)，發(fā)布在班級(jí)主頁(yè)方便學(xué)生及時(shí)回顧上課所授知識(shí)。教學(xué)過(guò)程：在上課前讓學(xué)生按如下所示位置就坐：在粘貼板中粘貼如下知識(shí)導(dǎo)圖：該圖具有兩個(gè)作用：1、 引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)方向，少走彎路2、 學(xué)生討論階段可將疑難點(diǎn)通過(guò)粘貼問(wèn)號(hào)的形式反映在知識(shí)導(dǎo)圖中，方

5、便統(tǒng)計(jì)學(xué)生的疑難點(diǎn)任務(wù)布置： 請(qǐng)同學(xué)們用10平底刀在仿真軟件中加工如圖所示工件。 教師說(shuō)明此工件為電視塔底座，并展示效果圖，以激發(fā)學(xué)生的興趣。教師明確以任務(wù)的完成時(shí)間和完成質(zhì)量為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行小組競(jìng)賽。對(duì)獲得優(yōu)異成績(jī)的小組可將作品發(fā)布在班級(jí)主頁(yè)內(nèi)。任務(wù)分析：階段一：通過(guò)任務(wù)、尋找新知學(xué)生分析任務(wù)，找出現(xiàn)有知識(shí)能解決及不能解決的問(wèn)題，近而明確本課需要學(xué)習(xí)的新知。階段二：針對(duì)新知、集中學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)一：閱讀學(xué)案，尋找疑難所在學(xué)生獨(dú)自閱讀學(xué)案，并完成同步工作頁(yè)中如下題目：1、完成本任務(wù)需要哪些新知識(shí)？2、請(qǐng)?jiān)趯W(xué)案中將不理解的知識(shí)點(diǎn)標(biāo)記出來(lái)，并記錄在同步工作頁(yè)中。環(huán)節(jié)二：小組討論，解決部分疑難組長(zhǎng)負(fù)責(zé)，針對(duì)上一環(huán)

6、節(jié)中標(biāo)記出來(lái)的難點(diǎn)進(jìn)行小組討論，教師課前督促組長(zhǎng)認(rèn)真學(xué)習(xí)學(xué)案，此時(shí)組長(zhǎng)具有小老師的作用，可輔導(dǎo)組內(nèi)成員，減少或排除疑難問(wèn)題數(shù)量，最終確定組內(nèi)疑難點(diǎn)，并完成同步工作頁(yè)中如下問(wèn)題：1、請(qǐng)寫出經(jīng)過(guò)討論后仍然不明白的問(wèn)題。2、請(qǐng)組長(zhǎng)統(tǒng)計(jì)組內(nèi)疑難點(diǎn)，將問(wèn)號(hào)卡片粘貼在小黑板所列知識(shí)點(diǎn)相應(yīng)位置處。環(huán)節(jié)三：針對(duì)疑難，教師集中點(diǎn)播教師根據(jù)學(xué)生在粘貼板中知識(shí)導(dǎo)圖上問(wèn)號(hào)的粘貼情況，確定需要講解內(nèi)容。教師課前可對(duì)如下知識(shí)點(diǎn)準(zhǔn)備相關(guān)動(dòng)畫：1、刀補(bǔ)指令格式及含義動(dòng)畫2、刀補(bǔ)建立及取消規(guī)律3、刀具接近及退出工件的三種方式4、刀補(bǔ)應(yīng)用的注意事項(xiàng)此階段教師不是面面俱到進(jìn)行講解，而是結(jié)合學(xué)生標(biāo)記難點(diǎn)的情況加以篩選講解。采用動(dòng)畫的

7、形式可增強(qiáng)感官認(rèn)識(shí)，強(qiáng)化學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的理解，促進(jìn)課堂效率的提高，知識(shí)點(diǎn)的篩選講解充分體現(xiàn)“學(xué)生能做的自己做”的思想。環(huán)節(jié)四：應(yīng)用舉例，鞏固知識(shí)教師仿真操作如下所示工件加工（事先在仿真軟件中編輯好需要演示的加工程序），%1程序名G54G40G90程序初始化G0Z100提刀至安全高度M3S1000主軸正轉(zhuǎn)X-60Y0確定下刀點(diǎn)（處于毛坯材料外側(cè)）Z5快速下刀G0Z-8F80工進(jìn)下刀G41Y-20D1建立刀補(bǔ)（編程長(zhǎng)度20大于刀具半徑）G3X-40Y0R20圓弧切入（建議采用1/4圓弧，半徑20大于刀具半徑5）G1Y40輪廓走刀X40Y-40X-40Y0G3X-60Y20R20圓弧切出（采用1/4圓

8、弧）G1G40Y0取消刀補(bǔ)G0Z100提刀至安全高度M30程序結(jié)束操作電腦，使學(xué)生直觀感受刀補(bǔ)在加工中的具體應(yīng)用步驟及注意事項(xiàng)。為任務(wù)實(shí)施奠定基礎(chǔ)。任務(wù)階段三：針對(duì)任務(wù)、具體分析給出學(xué)生分析內(nèi)容的方向，讓學(xué)生根據(jù)提示自主分析。分析內(nèi)容具體包括：1、 工件裝夾方式2、 加工所用刀具3、 工件加工工序4、 加工程序5、 檢驗(yàn)量具以上內(nèi)容在同步工作頁(yè)中，學(xué)生小組討論并填寫相關(guān)內(nèi)容任務(wù)實(shí)施：階段一：組長(zhǎng)分工根據(jù)組內(nèi)成員特點(diǎn)，組長(zhǎng)進(jìn)行分工，并佩戴相應(yīng)胸卡，具體包括工序員、編程員、操作員，目的是使學(xué)生快速進(jìn)入角色。階段二：組內(nèi)討論對(duì)本任務(wù)的具體細(xì)節(jié)加以討論，組內(nèi)統(tǒng)一思想。階段三：分頭開工根據(jù)組內(nèi)討論結(jié)果各

9、自開展工作。說(shuō)明：教師全程巡視指導(dǎo)，個(gè)別糾錯(cuò)。任務(wù)評(píng)價(jià)：一、請(qǐng)同學(xué)們按照如下評(píng)價(jià)表格進(jìn)行課堂評(píng)價(jià)：項(xiàng)目配分自評(píng)互評(píng)師評(píng)工藝安排工件裝夾5加工順序10刀具選擇5切削用量10編程刀補(bǔ)建立5刀補(bǔ)取消5圓弧切入5圓弧切出5輪廓走刀10仿真操作對(duì)刀操作10程序輸入10模擬校驗(yàn)10模擬實(shí)體10二、學(xué)生自我分析：找一名同學(xué)對(duì)自己的任務(wù)進(jìn)行分析三、教師總結(jié)，給出正確答案：評(píng)出單向及小組優(yōu)勝拓展訓(xùn)練：請(qǐng)同學(xué)們對(duì)如下題目進(jìn)行選擇訓(xùn)練：通過(guò)拓展訓(xùn)練加強(qiáng)對(duì)知識(shí)點(diǎn)的理解教學(xué)反思：教學(xué)反思與流程1、 學(xué)時(shí)分配2、課堂板書電視塔底座加工同步工作頁(yè)任務(wù)布置：任務(wù)分析：1、 完成本任務(wù)需要的新知識(shí)是什么？2、學(xué)案中我存在疑問(wèn)的

10、知識(shí)點(diǎn)有哪些？任務(wù)實(shí)施：組內(nèi)分工工序員程序員操作員工作內(nèi)容： 任務(wù)評(píng)價(jià)：項(xiàng)目配分自評(píng)互評(píng)師評(píng)工藝安排工件裝夾5加工順序10刀具選擇5切削用量10編程刀補(bǔ)建立5刀補(bǔ)取消5圓弧切入5圓弧切出5輪廓走刀10仿真操作對(duì)刀操作10程序輸入10模擬校驗(yàn)10模擬實(shí)體10成果展示：1、 我在操作中出現(xiàn)的問(wèn)題2、教師講解中提到的注意問(wèn)題拓展訓(xùn)練：電視塔底座加工學(xué)案一、 直線槽與輪廓加工的區(qū)別 零件圖 槽加工 輪廓加工結(jié)論：同一零件圖槽加工和輪廓加工后工件尺寸相差刀具直徑大小二、 刀補(bǔ)在輪廓加工中的應(yīng)用1、 可實(shí)現(xiàn)走刀路線自動(dòng)偏移指定數(shù)值，有利于編程中可按圖紙尺寸進(jìn)行編程2、 可實(shí)現(xiàn)加工階段的劃分，有利于加工余量

11、的去除3、 方便加工薄壁類工件三、 刀補(bǔ)指令及其含義指令格式：G00/G01 G41/G42 X- Y- D- F- .G00/G01 G40含義： G41：左刀補(bǔ) G42：右刀補(bǔ) D-：刀具半徑補(bǔ)償寄存器地址該地址用于存放刀具半徑數(shù)值，如下圖所示：說(shuō)明：1、 建立及取消刀補(bǔ)只能在直線移動(dòng)指令后使用，即只能在G0或G1后使用2、 建立及取消位移不能小于刀具半徑值3、 平面內(nèi)至少有兩段連續(xù)位移才能建立刀補(bǔ)四、 建立及取消刀補(bǔ)的走刀路線刀補(bǔ)的建立及取消過(guò)程結(jié)論：加刀補(bǔ)后刀具中心位于下一段路線起點(diǎn)的法線上。五、 輪廓編程需要注意的問(wèn)題1、 合理選擇下刀點(diǎn)原則：盡量選擇在毛坯外側(cè)下刀，且保證與加工輪廓

12、的法向距離大于刀具半徑值2、 編程時(shí)要考慮走刀路線使工件表面光滑原則：順銑可提高工件表面粗糙度，為滿足順銑對(duì)外輪廓加工時(shí)各節(jié)點(diǎn)需要按照順時(shí)針?lè)较蚓幊蹋瑑?nèi)輪廓編程時(shí)各節(jié)點(diǎn)要按照逆時(shí)針?lè)较蚓幊?、 避免明顯的接刀痕跡，可選擇如下的幾種方式切入切出工件注意：圓弧切入是圓弧半徑需要大于刀具半徑六、 應(yīng)用舉例%1程序名G54G40G90程序初始化G0Z100提刀至安全高度M3S1000主軸正轉(zhuǎn)X-60Y0確定下刀點(diǎn)（處于毛坯材料外側(cè)）Z5快速下刀G0Z-8F80工進(jìn)下刀G41Y-20D1建立刀補(bǔ)（編程長(zhǎng)度20大于刀具半徑）G3X-40Y0R20圓弧切入（建議采用1/4圓弧，半徑20大于刀具半徑5）G1Y

13、40輪廓走刀X40Y-40X-40Y0G3X-60Y20R20圓弧切出（采用1/4圓?。〨1G40Y0取消刀補(bǔ)G0Z100提刀至安全高度M30程序結(jié)束七、 拓展知識(shí)與教學(xué)設(shè)計(jì)無(wú)關(guān)數(shù)銑與逆銑銑刀與工件接觸部分的旋轉(zhuǎn)方向與工件進(jìn)給方向相同成為順銑，反之為逆銑。 銑床的螺母和絲杠間總會(huì)有或大或小的間隙，順銑時(shí)假如工作臺(tái)向右移動(dòng)，絲杠和螺母在左側(cè)貼緊，間隙留在右側(cè)，而這時(shí)水平銑削分力也向右，因此當(dāng)水平銑削分力大到一定程度時(shí)會(huì)推動(dòng)工作臺(tái)和絲杠一起向右竄動(dòng)，把間隙留在左側(cè)；隨著絲杠繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，間隙又恢復(fù)到右側(cè)，在這一瞬間工作臺(tái)停止運(yùn)動(dòng)；當(dāng)水平銑削分力又大到一定程度時(shí)有會(huì)推動(dòng)工作臺(tái)和絲杠再次向右竄動(dòng)。這種周期

14、性的竄動(dòng)使得工作臺(tái)運(yùn)動(dòng)很不平穩(wěn)，容易造成刀齒損壞。此外，在銑削鑄、鍛件時(shí)，刀齒首先接觸黑皮，加劇刀具磨損；但順銑的垂直銑削分力將工件壓向工作臺(tái)，刀齒與已加工面滑行、摩擦現(xiàn)象小，對(duì)減小刀齒磨損、減少加工硬化現(xiàn)象和減小表面粗糙度均有利。因此，當(dāng)工作臺(tái)絲杠和螺母的間隙調(diào)整到小于0.03mm時(shí)或銑削薄而長(zhǎng)的工件時(shí)宜采用順銑。 逆銑時(shí)銑削垂直分力將工件上抬，刀齒與已加工面滑行使摩擦加大。但銑削水平分力有助于絲杠和螺母貼緊，使工作臺(tái)運(yùn)動(dòng)比較平穩(wěn)，銑削鑄、鍛件引起的刀齒磨損也較小。因此一般銑削多采用逆銑順銑和逆銑的特點(diǎn)： 1.順銑時(shí)，每個(gè)刀的切削厚度都是有小到大逐漸變化的。當(dāng)?shù)洱X剛與工件接觸時(shí)，切削厚度為零，只有當(dāng)?shù)洱X在前一刀齒留下的切削表面上滑過(guò)一段距離，切削厚度達(dá)到一定數(shù)值后，刀齒才真正開始切削。逆銑使得切削厚度是由大到小逐漸變化的，刀齒在切削表面上的滑動(dòng)距離也很小。而且順銑時(shí)，刀齒在工件上走過(guò)的路程也比逆銑短。因此，在相同的切削條件下，采用逆銑時(shí)，刀具易磨損。 2.逆銑時(shí)，由于銑刀作用在工件上的水平切削力方向與工件進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向相反，所以工作臺(tái)絲桿與螺母能始終保持螺紋的一個(gè)側(cè)面緊密貼合。而順銑時(shí)則不然，由于水平銑削力的方