《中望3D標準教程》授課教案第（）頁共（）頁PAGE1任課教師項目（任務）名稱項目六多軸數控加工程序編制任務6.8-6.12[5軸數控加工編程]授課班級學習目標知識目標1.掌握中望3D模塊中CAM管理器的設置方法；2.能夠定義合適的粗加工、半精加工、精加工工序生成合適的刀具路徑。技能目標1.能夠對牙槽零件定義驅動線和工件曲面；2.能夠在“葉輪輪轂頂部”設置刀軸控制參數。素養目標1.堅持社會主義核心價值觀，把握機械設計行業發展的正確方向；2.響應國家創新驅動發展戰略，推進國產工業軟件行業健康發展。教學重點及難點教學重點:1.設置5軸平面平行切削加工工序參數，2.創建5軸流線切削刀軌工序及加工參數；教學難點:創建一把直徑為2毫米的球刀。教學組織1.教師以班為單位講授一體化操作技法，以個人為單位輔導實踐課，教師隨堂解答學生疑問并且組織學生討論；2.討論、練習、作業的布置與安排：平面平行切削加工、側刃切削加工、驅動線切削加工、流線切削加工、分層切削加工的應用；3.多媒體等教學手段的應用：使多媒體投影儀、軟件講解教學。教學資源教學媒體一體化課堂展示媒體：投影儀、機房教學設備、工具、材料計算機、教材、投影儀、中望3D2024教育白金版軟件、素材包、微課視頻學習資料《中望3D標準教程》，廣州中望龍騰軟件股份有限公司組編、孫琪主編，機械工業出版社，ISBN:978-7-111-75413-8學業評價評價原則評價主體多元化、發展性原則評價方式行為觀察法、活動表現法、作業展評法評價內容1.任務學習單語項目評價單的完成情況；2.課堂互動的積極性；3.課堂回答問題的內容性和創新性；4.課堂作業的完成度和多維性。學習環節教學內容及過程學生活動教師活動時間分配明確任務展示要操作的任務：葉輪切削加工刀軌圖學生對所要掌握的操作有一個基本的認識。通過素材的實例操作向學生明確這節課的重難點。0.25課時問題導入設置本節任務的疑問引導對學生進行提問，引發學生思考，激發好奇心。問題1：5軸側刃切削加工是根據什么生成刀軌？問題2：5軸驅動切削是通過什么來生成刀軌？如何設置參數使刀具沿著驅動線切削牙槽零件工件表面？學生思考，帶著問題探究任務。引導學生思考問題。0.25課時實施計劃通過播放微課和老師操作演示相結合，并加以延伸在實際生活中的運用。學生觀看微課視頻老師播放微課視頻0.25課時過程實施過程實施過程實施過程實施過程實施過程實施過程實施過程實施過程實施過程實施過程實施過程實施過程實施過程實施一、實操講解任務6.85軸平面平行切削加工曲面工件5軸平面平行切削是根據用戶給定的一系列平行線生成刀軌。這些平行線與局部坐標系的X軸成一定夾角，并且可以影響生成刀軌的刀尖位置和切觸點。用戶可以將刀軸限定在某個平面內（即4軸加工），也可以指定刀軸為某個方向（即3軸加工）。步驟01打開真實案例零件“5XPlaneCut.Z3”。5軸平面平行切削工序只需使用普通的工件曲面，即可生成刀軌，工件曲面如圖所示。（1）定義普通曲面，如圖所示。（2）使用默認參數計算工序得到刀軌，如圖所示。步驟02設置其工序參數。（1）主要參數，如圖所示。（2）刀軌設置參數，如圖所示。（3）刀軸控制參數，如圖所示。任務6.95軸側刃切削加工葉輪葉片5軸側刃切削工序利用控制曲面來計算刀軌。驅動面定義了刀軸方向，而且刀側刃與它一直保持接觸。刀觸點由底控制面控制。我們將會使用5軸側刃切削工序來加工此葉輪。步驟01打開真實案例零件“5X_impeller.Z3”。如圖所示定義5軸的驅動面和5軸零件曲面。步驟02創建刀具和設置工序參數。創建一把直徑為2毫米的球刀，然后如圖所示設置工序參數。步驟03計算得到圖所示刀軌。步驟04使用轉換功能來陣列刀軌。按圖6-51所示設置轉換工序參數，完成的結果如圖所示。步驟05通過仿真功能來驗證刀軌的正確性。如圖所示。步驟06保存文件后，你會發現葉片部分已經完成加工，我們將繼續在此葉輪文件上繼續創建刀軌，最后當我們完成整份教程文檔后，整個葉輪零件的加工也將完成。任務6.105軸驅動線切削加工牙槽5軸驅動切削是通過3D驅動曲線來生成刀軌。刀具沿著驅動線切削工件表面。本工序與5軸平面平行切削工序使用相同的軸控制功能，其余參數也十分類似，以下以牙槽零件切削加工為例，詳細的程序編制步驟如下。步驟01創建驅動線。打開“DriveCut_ISOCut_HelicalGear.Z3”文件，使用3D中間曲線命令，如圖所示。選擇底面曲線作為輸入曲線，成功創建3D中間曲線后，進入CAM環境創建驅動線，如圖所示。步驟02定義驅動線和工件曲面。如圖所示。步驟03創建錐形刀具。如圖所示。步驟04設置加工參數。由于大部分參數都與之前介紹的5軸平面平行切削工序和5軸側刃切削工序相似，所以這里我們只選取一些特殊的參數來介紹，其他參數設置如圖所示。（1）主要參數設置：（2）刀軌參數設置：刀具位置：包括上面、左、右和球心。?上面：任何輪廓特征中定義的曲線偏移量將被忽略。?左、右：從Z軸往下看，切削刀具沿著每個驅動曲線的相應左側（或右側）。左側或右側偏移量等于輪廓特征曲線偏移量加上刀具半徑偏移量之和。?球心：刀具的球心在驅動曲線上。（3）刀軸控制參數設置：（4）連接和進退刀參數設置：步驟05計算刀軌。計算得到刀軌，到目前為止，我們完成了使用5軸驅動線工序加工牙槽，如圖所示。任務6.115軸流線切削加工葉輪端面和輪轂5軸流線切削工序需要5軸側刃切削或5軸驅動線切削工序作為參考工序。這兩個切削工序將起流線作用。側刃切削或驅動線切削也可以有多種深度。中望3DCAM將選擇兩次底層切削作為流線。接下來，我們將分別以5軸側刃切削和5軸驅動線切削作為參考工序創建5軸流線切削工序，如圖所示。第一部分：參考5軸側刃切削工序步驟01另創建5軸側刃切削工序。再次打開“5X_Impeller.Z3”文件，在葉輪底部創建另一個5軸側刃切削工序，如圖所示。步驟02以5軸側刃切削工序為參考工序創建5軸流線切削工序。（1）定義普通零件曲面，如圖所示（2）選擇側刃切削工序作為參考工序，如圖所示。（3）選擇刀具：直徑3毫米的球刀（4）設置加工參數，如圖所示?碰撞檢查：選擇“是”打開碰撞檢查，檢查刀具是否與工件發生碰撞?起點：如圖所示設置切削的起點：步驟03計算并得到如圖的刀軌。參考5軸驅動線切削工序我們將創建5軸流線切削工序加工如圖葉片端面，為了讓刀軌覆蓋整個葉片端面，我們需要創建一個輔助面用于生成刀軌，下面，我們可以從“5X_impeller”里把輔助面加入進來。現在，讓我們開始基于輔助面創建刀軌。步驟01把輔助面定義成普通曲面，并且定義驅動曲線。如圖所示。步驟02選擇直徑為3毫米的球刀創建如圖的刀軌。步驟03創建5軸流線切削。（1）添加特征和參考工序，如圖所示（2）設置加工參數，如圖所示（3）計算得到如圖的刀軌任務6.125軸分層切削加工葉輪輪轂頂部5軸分層切削工序接受零件或者普通曲面特征為幾何圖形輸入。根據不同的軸控制選項，該工序讓用戶能將刀具置于各種不同方向，包括與零件成法向或側切方向，角度為前角、滾動角和斜角。該工序非常適合于以點控制的渦輪頂部加工或復雜型腔精加工。步驟01創建5軸分層切削工序。打開“5X_Impeller.Z3”文件文件，創建5軸分層切削工序并且定義曲面為普通曲面，如圖所示。說明：通常定義一個普通曲面就可以創建5軸分層切削工序。步驟02設置加工參數。（1）主要參數，如圖所示。（2）限制參數，如圖所示。（3）刀軌設置參數，如圖所示。?允許根切：如果設置為“是”，則中望3DCAM將自動定向刀軸，使得刀具可能到達任何“根切”區域。?切削區域：此參數決定了要加工哪些區域。包括“僅內腔”、“僅外部”或“全部區域”選項。?全部區域：表示將會加工目標表面或零件所有的區域。?僅內腔：表示僅加工內腔，需要結合刀軸控制中的“控制點”選項使用。?僅外部：僅加工零件外部區域。?啟用螺旋形銑削：選擇刀軌的樣式是否為螺旋形。（4）刀軸控制參數，如圖所示。?刀軸類型：本工序提供2種以上刀軸類型控制方法：-刀尖分層切削：刀尖確定刀軸方向，刀具與零件面相切。-觸點分層切削：刀觸點決定刀軸的方向，刀具與零件面相切。?控制點：此參數僅用于加工內腔時，刀軸在加工時會穿過控制點。?刀軸引導5軸分層切削中，刀軸引導嘗試定義一些原形類型作為引導面，該引導面與5軸等值線切削中的引導面一樣。其主要用于加工內腔（與驅動曲線類似）。這里暫時把它設置成“無”。步驟02生成刀軌。其余參數請參考之前的介紹自行設置，然后生成下圖的刀軌。保存文件。到目前為止，我們已經完成了葉輪的加工。1.學生采用資料查找法查看教材任務6.8怎樣快速設置5軸平面平行切削加工工序參數。2.派出小組代表到講臺跟其他各組分享嘗試操作創建一把直徑為2毫米的球刀，并思考問題1。3.認真聽講，記錄操作筆記，將不懂的、難以理解的步驟記錄下來，嘗試操作定義驅動線和工件曲面，并思考問題2。4.學生采用小組討論法探索創建5軸流線切削工序設置。5.怎樣創建5軸流線切削刀軌工序及加工參數？派出小組代表到講臺將集思廣益探索的答案跟其他各組分享。6.采用資料查找法，學生小組派出組長思考主要參數、限制參數、刀軌設置參等加工參數的設置注意事項？各小組直接進行大比拼，看看哪組做的又快又好。7.學生做好筆記，記錄老師實操的要點步驟及相關命令。1.教師有請4號小組代表上臺使用教師機進行實操演示。2.老師遵循幻燈片的節奏講解，并觀察臺下同學的學習情況，進行適當的引導和互動，以及靈活的調整課堂氣氛。3.教師對給小組大比拼進行評價，并進行打分。4.教師有請6號小組代表上臺進行探索分享。5.教師對給小組大比拼進行評價，并進行打分。6.老師用電腦演示操作，并觀察臺下同學的學習情況，進行適當的引導和互動，以及靈活的調整課堂氣氛。7.老師用電腦演示“葉輪輪轂頂部”刀軸控制參數的設置方法，并觀察臺下同學的學習情況，進行適當的引導和互動，以及靈活的調整課堂氣氛。3課時（其中學生實操1課時）3課時（其中學生實操1課時）3課時（其中學生實操1課時）3課時（其中學生實操1課時）3課時（其中學生實操1課時）3課時（其中學生實操1課時）3課時（其中學生實操1課時）3課時（其中學生實操1課時）3課時