1112学年度第二学期数控车工14周教案.docx
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1112学年度第二学期数控车工14周教案
项目一数控车削基础知识
任务一：
数控车床基础知识
（3课时）
【教学目标】
1．知识目标：
了解数控、数控系统、数控机床的概念,掌握数控车床的发展史和发展方向。
2．技能目标：
了解数控机床的加工过程，数控车床的发展方向和数控人才的培养。
掌握文明生产、安全操作技术。
【教学重点】
数控、数控系统、数控车床、数控车床的发展史。
【教学难点】
熟悉数控车床的发展方向，数控人才的培养、学习本课程的兴趣；文明生产、安全操作技术。
【教学方法】
多媒体课件放映、讲述；模型；生本与项目式教学相结合。
【前置作业】
1、本课程学什么？
有什么用？
2、本课程在本专业中重要吗？
3、你对数控有了解吗？
说说你的想法。
4、你想不想学好本课程？
5、你有信心学好吗？
【新课导入】
什么是数控，你了解数控吗？
【教学过程】
一、数控加工感性认识
1、欣赏数控加工视频
2、欣赏数控加工作品
（通过视频和作品认识数控车工，了解数控车工的过程）
二、什么是“数控”？
（提问）
数控即数字控制（NumericalControl），是数字程序控制的简称。
（图片讲解数控）
三、什么是“数控系统”？
实现数控技术相关功能的软硬件系统，它是数控技术的载体。
（图片说明数控系统）
四、什么是“数控机床”？
应用数控技术对机床加工过程进行控制的机床。
包括：
数控车床、数控铣床、数控钻床、数控刨床、数控线切割机床、数控电火花机床、加工中心。
。
。
（图片讲解数控机床）
五、什么是数控车床？
数控车床就是采用数控系统控制的车床，数控系统通过控制车床X、Z坐标轴的电机来带动车床运动部件的动作顺序、移动量和进给速度，再加上主轴的转速和转向，加工出各种不同形状的轴类和盘类回转体零件。
六、数控车床的发展史
•第一阶段是硬件数控（NC）
第1代——1952年的电子管；
第2代——1959年的晶体管（分离元件）；
第3代——1965年的小规模集成电路；
•第二阶段是软件数控（CNC）
第4代——1970年的小型计算机、中小规模集成电路；
第5代——1974年的微处理器、大规模集成电路；
第6代——1990年的基于个人PC机。
七、我国数控机床目前现状和发展趋势
（以蜗轮蜗杆的生产来说明）
八、当今数控机床行业的主要发展方向：
高速化
提高进给速度、主轴转速、运算速度、换刀速度
高精度化
精度从微米级到亚微米级、乃至纳米级
复合化
在一台机床上要完成车、铣、钻、攻丝、绞孔和扩孔等多种操作工序
智能化
简化编程、简化操作、智能诊断、智能监控
柔性化
将向自动化程度更高的方向发展，将管理、物流及各相应辅机集成
开放化
向未来技术开放、向用户特殊要求开放、数控标准的建立
九、数控人才问题
1、我国蓝领、灰领数控人才需求明显增加
2、上海:
6000月薪高薪难觅数控机床工等高技能人才
（用事实说明问题）
十、提高学习要求，勉励大家努力学习，掌握一技之长
（学生打气，自我勉励，提出要求，了解学习方法）
十一、文明生产、安全操作技术
【教学小结】
1、数控、数控系统、数控车床的概念；2、数控车床的发展史和发展方向。
3、文明生产、安全操作技术。
【安全与环保】
1、多媒体电脑的安全使用2、了解数控车床的安全生产操作3、了解数控系统的维护
【作业】
书P7第1、2、4
【教学反思】
任务二：
认识数控车床和操作面板
（2课时）
【教学目标】
1．知识目标：
了解数控车床的组成和熟悉操作面板的按键。
2．技能目标：
能清楚指出数控车床的各组成部分，熟练指出操作面板各键的名称。
【教学重点】
数控车床的组成部分、操作面板按键名称
【教学难点】
熟悉数控车床的组成部分，熟记操作面板的按键。
【教学方法】
多媒体理论讲解、室场数控车床实际操作。
【前置作业】
1、数控车床的组成部分有哪些？
你能指出来吗？
2、操作面板上有什么按键？
【新课导入】
你能正确说出数控车床的组成部分吗？
【教学过程】
一、数控车床的组成
数控车床一般由以下几个部分组成
（1）机床主体；
（2）数控装置；（3）驱动系统；（4）辅助装置。
（图说数控车床的组成，多媒体放映）
【实训任务一】
在机床上找出下列各设备的具体位置：
主轴箱、尾座、床身、操作面板、换刀装置、润滑装置、切削液装置
二、数控车床的分类
1、按车床的主轴位置分类：
1）、立式数控车床2）、卧式数控车床
2、按刀架数量分类
1）、单刀架数控车床2）、双刀架数控车床
（图说数控车床的分类，多媒体放映）
三、双刀架数控车床
双刀架数控车床包括前置刀架和后置刀架。
A、前置刀架——前置刀架位于Z轴的前面，与传统卧式车床刀架的布置形式一样，刀架导轨为水平导轨，使用四工位电动刀架。
B、后置刀架——后置刀架位于Z轴的后面，刀架的导轨位置与正平面倾斜，便于观查刀具的切削过程、切屑容易排除、后置空间大，可设计更多工位的刀架，一般多功能的数控车床都设计为后置刀架。
【实训任务二】
指出我校室场的数控车床的刀架是前置刀架还是后置刀架。
四、数控车床常见车削应用
1、（a）端面切削（b）外轴肩切削c）锥面切削（d）圆弧面切削（e）车退刀槽（f）切断（g）镗孔（h）镗内锥孔（i）钻孔（j）车削内、外螺纹
2、数控车床作品展示
3、数控车床加工过程
（用图片说明数控车床的常见车削应用、作品和加工过程）
五、机床操作面板
1、机床操作面板中各按键功能介绍
2、实训任务：
在数控车床操作面板上指出各按键的名称。
【教学小结】
1、数控车床的组成；2、数控车床常见的车削应用。
3、识读操作面板。
【安全与环保】
1、多媒体电脑的安全使用2、数控车床的安全操作3、室场纪律与遵守4、室场环境卫生与保护
【作业】
1、常见的车削应用有哪些？
2、说明常用按键的英文缩写3、数控车床的组成部分有哪些？
【教学反思】
任务三：
坐标与节点
（3课时）
【教学目标】
1．知识目标：
掌握数控车床运动轴对应的坐标轴及方向，机床坐标系和工件坐标系。
2．技能目标：
掌握数控车床节点与坐标，计算绝对坐标和相对坐标。
【教学重点】
机床坐标系、工件坐标系、节点坐标计算
【教学难点】
绝对坐标与相对坐标的计算
【教学方法】
多媒体课件放映、讲述；生本与项目式教学相结合。
【前置作业】
1、什么是机床坐标系、工件坐标系？
2、如何计算节点坐标？
【新课导入】
数控车床如何控制车刀的位置？
【教学过程】
一、坐标系命名规则
数控机床的加工是由程序控制完成的，所以坐标系的确定与使用非常重要。
根据ISO841标准，数控机床坐标系用右手笛卡尔坐标系作为标准确定。
1、数控机床平行于主轴方向即纵向为Z轴。
2、垂直于主轴方向即横向为X轴。
3、刀具远离工件方向为正向，刀具靠近工件为负方向。
二、坐标系的作用
用坐标确定刀具位置。
三、机床坐标系
1、永远假定工件静止，刀具相对于工件移动。
2、数控车床只有两个轴，即X轴和Z轴，X轴方向和Z轴方向。
3、机床坐标系是以机床参考点为零点建立起来的坐标系。
四、机床坐标原点
机械回零时回到的那个点!
是个固定点,由机床厂家设置.
五、工件坐标系
数控车床加工时，工件可以通过卡盘夹持于机床坐标系下的任意位置。
这样一来在机床坐标系下编程就很不方便。
所以编程人员在编写零件加工程序时通常要选择一个工件坐标系，也称为编程坐标系，程序中的坐标值均以工件坐标系为依据。
工件坐标原点一般称为加工原点，在加工时该原点往往与编程原点一致。
六、工件坐标原点
一般选取工件的左端中心点或是右中心端点。
七、编程坐标
绝对坐标（X，Z）——相对于工件坐标原点的距离。
相对坐标（U，W）——相对于上一点坐标的距离。
混合坐标（X/Z，U/W）——在同一个程序里，既有绝对坐标，也有相对坐标。
八、实例讲解：
求图1中各节点的绝对坐标和相对坐标
图1图2
步骤：
1、确定坐标原点；2、画出坐标轴；3、标出各节点字母；4、求出各节点的绝对坐标和相对坐标。
练习：
求图2各点的绝对坐标和相对坐标。
【教学小结】
1、机床坐标系、工件坐标系的概念；2、节点的标注与坐标的计算。
【安全与环保】
1、多媒体电脑的安全使用2、绘制工具的安全使用3、教室内的卫生与保洁
【作业】
书P218求图5、6的绝对坐标与相对坐标
【教学反思】
任务四：
机床基本操作
（2课时）
【教学目标】
1．知识目标：
了解数控车床的开启、回零过程、掌握手脉使用和输入程序。
2．技能目标：
能开启机床、正确回零，使用手脉移动X、Z轴和输入程序。
【教学重点】
开机、回零、输入程序
【教学难点】
为什么要回零、熟练使用手轮、正确输入程序
【教学方法】
多媒体理论讲解、室场数控车床实际操作。
【前置作业】
1、如何正确开启机床和回零？
2、输入程序有哪些步骤？
【新课导入】
你会开机、你会回零吗？
【教学过程】
一、开启机床
注：
1）、数控系统操作面板上有一个急停按钮，机床正面、中部的右侧也有一个急停按钮。
2）、数控机床上电以后，只有按住防护罩才能打开；当罩门关闭后，自动吸合。
3）、机床关机时，应先关闭计算机，然后再关闭机床电源。
二、机床回零
思考：
为什么开机要回零？
【实训任务一】
1、开机、2回零
三、手脉的使用
1、认识手脉
2、利用手脉认识X轴和Z轴
思考：
什么是机床限位及行程？
【实训任务二】
用手轮移动机床刀架，认识X轴和Z轴，并感受机床的限位，找出机床两轴的最大行程。
四、输入程序
1、操作流程
2、输入下列程序3、把程序更改为下面程序
【实训任务三】
输入程序并更改。
【教学小结】
1、数控车床的开机、回零；2、手脉的使用。
3、程序输入。
【安全与环保】
1、多媒体电脑的安全使用2、数控车床的安全操作3、室场纪律与遵守4、室场环境卫生与保护
【作业】
抄写程序
【教学反思】
任务五：
数控车床的编程基础
（3课时）
【教学目标】
1．知识目标：
掌握程序段的构成规则，熟知指令的分类和含义。
2．技能目标：
熟悉程序段的格式，学会使用指令。
【教学重点】
程序段的构成，指令的分类和含义
【教学难点】
程序结构与程序段结构，编程指令
【教学方法】
多媒体课件放映、讲述；生本与项目式教学相结合。
【前置作业】
1、什么是程序？
什么是程序段？
2、常用的指令有哪些？
【新课导入】
数控车床编程是怎么回事，如何才能编程呢？
【教学过程】
一、程序段格式
零件的加工程序由若干个程序段组成。
程序段格式是指一个程序段中的字、字符、数据的书写规则，目前使用最多的是“字—地址”的程序段格式。
“字—地址”的程序段格式由程序段号字、数据字和程序段结束组成。
各字后有地址，字的排列顺序要求不严格，数据的位数可多可少，不需要的字以及上一程序段相同的续效字可以不写。
二、程序的构成
加工程序可分为程序号、程序内容和程序结束三部分。
三、程序号
在数控装置存储其中通过程序号查找和调用程序。
程序号在程序的最前端，由地址码和1~9999范围内的任意四位数字组成，在GSK和FANUC系统中一般地址码为字母O。
四、程序内容
程序内容主要用以控制数控机床自动完成零件的加工，是整个程序的主要部分，它由若干程序段组成。
每个程序段由若干程序字组成，程序段段号由N和数字表示。
每个程序字又由地址码和若干个数字组成。
程序段段号——顺序号。
五、程序段的格式和组成
六、程序结束
程序结束一般用下面两种辅助功能代码：
M02——程序结束M30——程序结束，返回程序起点。
七、编程指令
1）、语句号N（又称为程序段号）
程序是一句一句编写的，一句程序称为程序段。
程序段号字用以识别每一程序段，由地址码N和若干位数字组成。
2）、准备功能字G（又称为G功能、G指令、G代码）
准备功能用来建立机床或数控系统工作方式的一种命令，使数控机床做好某种操作准备。
用地址码G和两位或三位数字表示。
3）、进给功能F
表示加工时的进给速度，用于指定刀具相对于工件的进给速度，由地址码F和后面的若干位数字组成。
方式有：
每分钟进给（mm/min）和每转进给（mm/r）两种
4）、主轴转速功能字S
表示数控机床主轴转速，由地址码S和后面的若干位数字组成。
5）、刀具功能字T
用于指定刀具号和刀具补偿值。
T后面有4位数值，前2位是刀具号，后2位是刀补号。
6）、辅助功能字M（又称M功能、M指令、M代码）
用来控制机床辅助动作或系统的开关功能，由地址码M和后面的两位数字组成。
八、解释程序
举例解释程序，并画出加工轨迹。
【教学小结】
1、程序和程序段结构；2、编程指令分类及含义。
【安全与环保】
1、多媒体电脑的安全使用2、绘制工具的安全使用3、教室内的卫生与保洁
【作业】
给定一个程序进行解释
【教学反思】
任务六：
数控车床的对刀操作
（2课时）
【教学目标】
1．知识目标：
了解数控车床的对刀原理，正确操作数控车床进行对刀。
2．技能目标：
正确对刀。
【教学重点】
对刀原理、方法，对刀的操作过程
【教学难点】
对刀原理，对刀操作
【教学方法】
多媒体理论讲解、室场数控车床实际操作。
【前置作业】
1、如何正确对刀？
2、对刀有什么作用？
【新课导入】
你知道什么是对刀吗？
【教学过程】
一、对刀概念
在加工程序执行前，调整每把刀的刀位点，使其尽量重合于某一理想基准点，这一过程就叫对刀。
二、刀位点
刀位点就是在加工程序编制中，用以表示刀具特征的点，也是对刀和加工的基准点。
三、对刀的作用
对刀是数控加工中的主要操作和重要技能，在一定条件下，对刀的精度可以决定零件的加工精度，同时，对刀效率还直接影响数控加工效率。
四、对刀的方法
三种方法：
1、光学对刀法
2、定位对刀法
3、试切对刀法（掌握）
五、试切对刀法
1、对X轴
启动主轴——车削工件外圆——保证X坐标值不变——移动Z轴——刀具远离工件——停止主轴——测量刚车削的工件直径（图1）
图1图2图3
假设测量结果为Ф24mm——按OFS/SET按键——出现下图画面（图2），再按F2按键——出现下图画面（图3），光标移动至X值——通过面板的MDI键盘编辑区输入X24——出现下图所示情况（图4），按测量对应的F2键——按POS按键——出现下图（图5），说明X轴已经对好。
图4图5
2、对Z轴：
启动主轴——移动刀具车工件端面——保证Z坐标值不动——移动X轴远离工件——光标移动至Z值——输入Z0——按F2测量（图6），按POS按键——出现下图（图7），说明Z坐标已经对好。
图6图7
六、检验
1、粗略检验
手轮方式下移动刀具至工件右端面，按位置键看看工件X、Z坐标是否接近0。
2、精确检验
录入方式下输入程序段检验。
【实训任务】
对刀操作。
【教学小结】
1、数控车床的对刀原理；2、数控车床正确对刀方法。
【安全与环保】
1、多媒体电脑的安全使用2、数控车床的安全操作3、室场纪律与遵守4、室场环境卫生与保护
【作业】
了解对刀原理，写出对刀操作流程。
【教学反思】
任务七：
阶梯轴编程与加工
（3课时）
【教学目标】
1．知识目标：
通过阶梯轴的编程和加工，掌握G00、G01指令的用法。
2．技能目标：
G0、G1的指令格式和使用。
【教学重点】
G00、G01的指令格式和使用
【教学难点】
G01编程加工阶梯轴
【教学方法】
多媒体课件放映、讲述；生本与项目式教学相结合。
【前置作业】
车床的运动有什么类型？
如何区分？
【新课导入】
如何加工简单的阶梯轴？
【教学过程】
一、车削运动和加工后形成的表面
1）、车削运动和工件上的表面如下图1所示：
2）、车削运动及工件形成表面含义：
二、切削用量的要素及含义
1）、切削用量
切削用量是工件切削时各运动参数的总称，包括切削速度、进给量和背吃刀量（切削深度）。
2）、切削用量各要素的含义
三、影响加工质量的工艺参数
1）、背吃刀量对加工质量的影响2）、进给速度对加工质量的影响3）、切削速度对加工质量的影响
四、切削用量的选择
五、进刀和退刀方式
六、快速定位G00指令
七、直线插补G01指令
格式：
G01X（U）Z（W）F；
让刀具以给定进给速度，沿指定轴直线移动。
八、G01编程举例
1、写出程序和每个程序段的含义
2、解读程序，画出刀具运动轨迹
3、填写加工信息表
【练习】写出下图的加工程序。
【教学小结】
1、车削加工工艺参数；2、G0、G1编程指令及使用。
【安全与环保】
1、多媒体电脑的安全使用2、绘制工具的安全使用3、教室内的卫生与保洁
【作业】
做本课练习题
【教学反思】
任务八：
阶梯轴加工
（2课时）
【教学目标】
1．知识目标：
了解G0、G1指令，加工阶梯轴。
2．技能目标：
阶梯轴的编程与加工。
【教学重点】
阶梯轴的编程与加工
【教学难点】
阶梯轴的加工操作，工件的检测
【教学方法】
多媒体理论讲解、室场数控车床实际操作。
【前置作业】
1、编写阶梯轴加工的程序。
2、对刀、输入程序
【新课导入】
阶梯轴的加工如何实现？
【教学过程】
一、G01加工图
二、编写加工程序
三、加工操作流程
（实操练习）在上图的基础上编程加工下图：
【教学小结】
1、阶梯轴的编程与工艺参数的设定；2、阶梯轴的加工操作流程。
【安全与环保】
1、多媒体电脑的安全使用2、数控车床的安全操作3、室场纪律与遵守4、室场环境卫生与保护
【作业】
编写加工程序并说出程序段的含义。
【教学反思】
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