素质目标：具备正确的社会主义核心价值观和道德法律意识；具备精益求精、追求卓越的工匠精神和严谨细致、踏实肯干的工作作风；具备良好的团队协作精神、协调能力、组织能力和管理能力。
知识目标：了解凸台类零件的加工过程，掌握凸台类零件图的识图方法，掌握凸台类零件数控加工工艺及工艺装备的知识，理解数控编程通用指令及数控铣削指令的含义，掌握各个指令的使用方法。
能力目标：学会分析凸台类零件图样；能够制订凸台类零件数控铣削加工工艺方案；学会选择数控编程指令；能够编写出凸台类零件的数控车削程序。
学生在网上搜查学习资料，通过自主学习，小组合作完成课前自学任务，并上传到班级课程网站作业专栏。在完成学习任务的过程中，对于相关知识的欠缺，也可在智慧职教资源库中搜查相关课程资源，进行自主学习与弥补。
如图6.1.1 心形凸台零件所示，根据零件图要求，主要掌握凸台类零件的数控编程与加工，制定加工工艺方案，编制合理的数控加工程序并进行仿真调试，最后加工合格零件。
一、加工分析
（一）识读图样
1．加工内容
该零件加工主要包括外八边形、心形外轮廓、键槽、圆柱孔、M10-6H螺纹孔等表面的加工。
2．加工精度
由图6.1.1可知多个尺寸精度为中等以上公差等级要求，并且需要保证零件的总高度要求，无形位公差要求，表面粗糙度要求为Ra1.6μm。零件材料为45，加工后需去除毛刺。
（二）加工方案
将毛坯露出高度约为20mm，先将上表面铣平，并将该上表面设为Z向的零点，然后加工心形外轮廓深度为5mm，再加工八边形，保证对边尺寸为90±0.02mm，切削深度为17mm，接下来加工两个R5mm的键槽，深度为3mm，再铣中心圆槽，深度为15mm，钻M10mm的螺纹底孔，底孔直径为φ8.3mm，深度为20mm，保证螺纹孔的孔距为30±0.1mm，用M10mm的机用丝锥进行攻螺纹。最后翻面夹持八边形铣削底平面保证零件的总高度15±0.05mm。
（三）夹 具
由于所给毛坯为正方形毛坯，零件加工时需要限制工件的五个自由度，采用两个平行平面作为装夹面，因此可利用平口钳配合等高垫铁进行夹紧。通过对刀将工件坐标系零点建立在工件的中心位置上，调头后同样能夹持外八边形表面，加工底平面保证总高度。 所以本次零件的加工装夹工具选用平口钳。如图6.1.2所示。
（四）刀具
通过对零件图的识读，可知零件的加工内容包括内外轮廓加工和孔加工。其中内外轮廓包括六边形、心形、键槽和圆孔等元素，孔为螺纹孔。通常内外轮廓加工我们选用立铣刀进行加工，螺纹孔一般由麻花钻和丝锥进行加工。所以根据本次加工零件的加工内容和要素，我们选用的刀具包括：φ10mm立铣刀、φ8.7mm麻花钻、M10x1.5机用丝锥。如图6.1.3所示。
二、程序编制
（一）编程方式
1．手动编程方式
2．自动编程
自动编程步骤为：分析零件图纸→绘制加工轮廓→选择加工策略→确定工艺参数→生成加工路径→刀路模拟→生成G代码→程序传输→零件加工。
对于心形零件，在编制数控程序时，既可以选择手动编程也可以采用自动编程。此零件为二维表面的加工，因此采用手动编程，但由于此加工零件中涉及的轮廓较多，为了减少编程量，手动编程时采用主程序调用多个子程序的方式进行编程。心形轮廓加工余量较大且加工精度较高，手动编程时为了方便调整粗精加工余量、保证加工精度，采用调用刀具半径补偿的方式进行编程。
（二）编程原点
此零件的编程原点选择在上表面的形心处。如图6.1.4所示。
（三）编写数控程序
根据项目二编程指令的学习内容，选择合理的指令对此心形凸台零件进行编程，编写出参考程序如下：
O1000 （加工零件程序名）
N1 G54 G90 G0 X0 Z200 （建立G54工件坐标系）
N2 M06 T01 M03 S1200 （调用φ16立铣刀,转速1200mm/min）
N3 G43 G0 Z100H01 （建立一号刀的长度补偿）
N4 G00 X0 Y60 （移动刀具）
N5 Z-5 （移动刀具）
N6 D01 M98 P1000 （调用心形加工子程序 D01=22）
N7 D02 M98 P1000 （调用心形加工子程序 D02=14）
N8 D03 M98 P1000 （调用心形加工子程序 D03=8.5）
N9 D04 M98 P1000 （调用心形加工子程序 D04=8）
N10 G0 X0 Y60 （移动刀具）
N11 Z-16 （移动刀具）
N12 D01 M98 P2000 （调用八边形加工子程D01=8.5）
N13 D02 M98 P2000 （调用八边形加工子程D02=8）
N14 G49 G0 Z200 （取消长度补偿）
N15 M06 T02 M03 S1850 （调用φ10键槽铣刀,转速1850mm/min）
N16 G43 G0 Z50 H02 （调用2号刀长度补偿）
N17 G0 Z5 （移动刀具）
N18 G0 X29.7 Y-15.56 （移动刀具）
N19 G01 Z-8 F30 （移动刀具）
N20 X15.56 Y-29.7 F180 （移动刀具）
N21 G00 Z10 （移动刀具）
N22 G0 X-29.7 Y-15.56 （移动刀具）
N23 G01 Z-8 F30 （移动刀具）
N24 G01 X-15.56 Y-29.7 F180 （移动刀具）
N25 G0 Z5 （移动刀具）
N26 G0 X0 Y0 （移动刀具）
N27 G0 Z-8.5 （移动刀具）
N28 D05 M98 P3000 （调用加工φ20内孔子程序D05=5.5）
N29 D06 M98 P3000 （调用加工φ20内孔子程序D06=5）
N30 Z- 16 （移动刀具）
N31 D07 M98 P3000 （调用加工φ20内孔子程序D06=5.5）
N32 D08 M98 P3000 （调用加工φ20内孔子程序D06=5）
N33 G49 G0 Z200 （取消长度补偿）
N34 M06 T03 M03 S650 （钻φ8.3底孔，转速650mm/min）
N35 G43 G0 Z100 H03 （建立三号刀长度补偿）
N36 G0 Z10 （移动刀具）
N37 G99 G81 X-15 Y35 Z-18 R3 P1 F90 （钻孔加工程序）
N38 X15 L1 （移动刀具）
N39 G49 G0 Z200 （移动刀具）
N40 M06 T04 M03 S500 （调用M10丝锥,转速500mm/min）
N42 G43 G0 Z50 H04 （建立长度补偿指令）
N43 G0 Z10 （移动刀具）
N44 G99 G84 X-15 Y35 Z-18 R5 P1 F1.25 （攻丝程序）
N45 X15 L1 （移动刀具）
N46 G49 G0 Z200 M05 （取消长度补偿）
N47 M30 （程序结束并返回程序开始处）
N48 O1000 （加工心形子程序）
N49 G42 G0 X-30 （建立刀具半径右补偿）
N50 G02 X0 Y-30 R30 （移动刀具）
N51 G03 X8.18 Y25.76 R10 （移动刀具）
N52 G01 X27.27 Y1.37 （移动刀具）
N53 G03 X7.5 Y22.99R15 （移动刀具）
N54 G02 X-7.5 T22.99 R15 （移动刀具）
N55 G03 X-27.27 Y1.37 R15 （移动刀具）
N56 G01 X-8.18 Y-25.76 （移动刀具）
N57 G03 X0Y-30 R10 （移动刀具）
N58 G02 X30 Y-60 R30 （移动刀具）
N59 G40 G0 X0 （取消刀具补差）
N60 M99 （返回主程序）
N61 O2000 （八边形子程序）
N62 G42 G0 X-15 （建立刀具半径右补偿）
N63 G02 X0 Y-45 R15 （移动刀具）
N64 G01 X18.64 （移动刀具）
N65 X45 Y-18.64 （移动刀具）
N66 Y18.64 （移动刀具）
N67 X18.64 Y45 （移动刀具）
N68 X-18.64 （移动刀具）
N69 X-45 Y18.64 （移动刀具）
N70 Y-18.64 （移动刀具）
N71 X-18.64 Y-45 （移动刀具）
N72 X0 （移动刀具）
N73 G02 X15 Y-60 R15 （移动刀具）
N74 G40 G0 X0 （移动刀具）
N75 M99 （返回主程序）
N76 O3000 （φ20内孔程序）
N77 G41 G01 X-10 F180 （建立刀具半径左补偿）
N78 G03 I-10 J0 （加工整圆）
N79 G40 G0 X0 （取消刀具半径补偿）
N80 M99 （返回主程序）
三、仿真加工
（一）仿真加工准备
1．开启仿真软件
首先进行回零。选择回零模式，点击+X+Y+Z 显示屏清零，刀具到达机床原点。如图6.1.5所示。
2．设置毛坯
设置直径，设置高度，勾选更换工件，点击确定。如图6.1.6所示。
3．工件装夹
工艺板装夹，任选一种，点击确定。如图6.1.7所示。
4．安装刀具
选择直径为12的端铣刀，选择直径为6的端铣刀，选择直径为8.5的钻头，选择M10丝锥，点击确定。如图6.1.8所示。
5．选择程序
选择加工模式，点击程序按钮，录入选择并调入程序，如图6.1.9所示。
（二）仿真加工
关闭机床门，选择加工模式，点击循环启动按钮，开始仿真加工，如图6.1.10所示。
四、实际加工
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评价内容 |
分值 |
自评 |
互评 |
教师评价 |
得分 |
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工作过程 |
学习态度 |
20 |
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通识知识 |
20 |
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关键能力 |
20 |
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工作成果 |
成果质量 |
40 |
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合计 |
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1．充分利用多媒体教学，配合动画演示，解决了凸台类零件的教学重点，结合小组讨论学习法，克服了本节的教学难点。
2．“精益求精的大国工匠精神”贯穿教学全过程，切实做到了对学生素质目标的培养。
3．学生在完成任务的过程，鼓励学生担当不同的角色，利用角色扮演法，增强学生的工作责任心，增强小组成员间的协作能力，组织能力和管理能力，调动学生的积极性，充分体现以学生为主体的教学特点。
4．学生对零件编程与加工的具体操作还有待于进一步优化，以便提高加工效率，提高加工质量。
