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《数控车床刀尖圆弧半径加工带圆弧锥轴类零件》教学案例
一、教学背景
刀尖圆弧半径是影响零件的加工精度因素之一，本课题通过带圆锥轴类零件的加工，让学生掌握刀具刀尖圆弧半径补偿的基本原理及基本操作，以保证加工零件的加工精度。
本课题完成课时为4学时，学生人数为40人，分4人／组，每组完成一个工件。
教学目标：通过本课题的学习使学生掌握刀尖圆弧半径的补偿原理和方法，及补偿参数的设置，提高零件的加工精度。
时间资源：课前，课后和课内的设计和安排
材料资源：45#材料
信息资源：网络技术，多媒体技术，工具书，手册
人员资源：双师型工作团队。1位专业教师2位培训师。学生小组和组长。
设备资源：FANUC系统数控车床2—3人，台；外圆粗、精车刀、螺纹车刀、切槽刀每台机床各1把；刀架扳手、卡盘扳手、划线盘、角度样板每台机床1付，垫铁若干；游标卡尺、千分尺、螺纹环规、粗糙度样板每台机床各1把。
环境资源：数控实训车间、数控仿真机房
二、课程的实施
(一)复习导入新课
老师：同学们，见过外圆车刀吗？在哪见过？
学生：见过，在普车实习时，就见过，而且也用过
老师：不错，学过的知识没忘记。车刀的刀尖是尖吗？
学生：是，但不是绝对尖。
老师：答得好。请看下图,a图是理论刀尖，b图是实际刀尖。这就是我们今天要讲的新课知识，刀尖圆弧半径补偿。
(a) (b)
图1 圆头刀假想刀尖
(二)提出问题，探究新课
老师：看图回答问题。请大家思考，下图是用一假设带了刀尖的圆头刀在数控车床上加工的路径，两种刀具切削会带来什么影响？刀尖圆弧半径对加工零件的精度有影响吗？
学生：车圆锥面有影响
老师：答得好，观察能力强。那么有何影响？
学生：在切圆柱面时无影响；切圆锥面时，圆头刀切得浅一些，有尖定的切得深一些。
老师：分析得非常正确。请同学们看下图讨论的刀尖圆弧半径在数控加工中的影响。
学生：刀尖圆弧半径对圆柱没影响，对圆锥和圆弧有影响并产生了误差。
老师：很对。因为编制数控车床加工程序时，理论上是将车刀刀尖看成一个点，如图1a所示的P点就是理论刀尖。但为了提高刀具的使用寿命和降低加工工件的表面粗糙度，通常将刀尖磨成半径不大的圆弧（一般圆弧半径R是0.4—1.6之间），如图1b所示X向和Z向的交点P称为假想刀尖，该点是编程时确定加工轨迹的点，数控系统控制该点的运动轨迹。然而实际切削时起作用的切削刃是圆弧的切点A、B，它们是实际切削加工时形成工件表面的点。很显然假想刀尖点P与实际切削点A、B是不同点，所以如果在数控加工或数控编程时不对刀尖圆角半径进行补偿，仅按照工件轮廓进行编制的程序来加工，势必会产生加工误差。
如果不进行刀尖圆弧半径补偿，在加工过程中，会产生什么现象呢？（请看下图）
学生：图的右边产生了少切，左边产生的过切。
老师：答得非常好，棒极了。这就是在数控加工中产生的过切和少切现象。在编程过程中如何实现刀具圆弧半径补偿，这是这次课的重点内容。
(三)知识学习
1.在实际加工过程中可以使用刀尖圆弧是0吗？这样做的目的是激发学生的求知欲，可以适当的提问一些后进生，
2.分组进一步渐进式找规律：
（1）刀尖圆弧半径与工件已加工圆弧之间有何关系？
（）加工圆锥会是什么样子？
1.编程指令及编程格式
学生课堂看书（5分钟）
老师：请学生到黑板上写出编程指令的格式
学生： G41/G42 G00 /G01 X_ Z_;
G40 G00/G01 X_ Z_；
老师：请学生说出指令中各指令及地址符的含义。
学生：其中G41、G42为刀具半径左右补偿；G40为取消刀具半径补偿；X、Z为建立/取消刀具半径补偿直线段的终点坐标。
……