完整word版数控强化实训教案.docx
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完整word版数控强化实训教案
课题名称
数控车削入门集训
分课题名称
1、文明实训
课题序号
项目一
授课日期
第12周
2013年 月日节
授课时数
2
授课老师
罗爱文
授课班级
1202
授课班级人数
教学目的和要求
技能目标：
要求学生：
守时、守规、守纪
知识目标：
要求学生明白：
劳动最光荣
重点与难点
实训操作规程
示范内容
要求学生：
读、写、要求教师：
讲
巡回重点
学生不懂的就讲
教学准备
工具、量具、夹具
游标卡尺、刀具、等
原材料、元器件
直径为40的尼龙棒
仪器设备
8台数车
图纸、教具
无
引入新课
举例引入――强调――
教学内容
数控车床安全操作规程
一、进入实训中心实习时，要穿好工作服，袖口要扎紧，衬衫要系入裤内。
女同学要戴安全帽并将发辫纳入帽内。
不得穿凉鞋、拖鞋、高跟鞋、背心、裙子和戴围巾进入车间。
二、工作场地严禁打闹，上机床操作前严禁饮酒，如发现反常现象或身体不适（如头晕等）不能上机床操作。
三、数控机床开关机顺序一定要按照机床说明书的规定操作，开机后必须完成返回机床参考点操作。
四、开机前，应熟悉机床的传动系统和各手柄的功用，并检查变换手柄是否在定位位置。
五、开机后，应检查系统显示、机床润滑系统是否正常；开车预热机床10～20分钟后，进行零点确认操作。
六、操作机床面板时，只允许单人操作，其他人不得触摸按键。
七、机床运转时，头部不要离工件太近，手和身体不能靠近正在旋转的工件。
八、机床运转时，不能进行测量，不能用手接触工件。
九、手动对刀时，应该选择合适进给速度，使用手脉时，动作要均匀，同时注意掌握好进刀与退刀方向，切勿搞错。
十、加工程序编制完成后，必须先模拟运行程序，待程序准确无误后，再启动机床加工。
十一、主轴启动前一定要关好防护门；在自动加工过程中，禁止打开机床防护门。
十二、刀架换刀时，必须先将刀架移至安全位置再换刀。
十三、加工过程中如发现异常危机可按[急停]按钮，以保证人身和设备的安全
机床发生事故后操作者要保留现场，并叫老师过来查看。
十四、下班前要清除铁屑，擦净机床。
先按下急停开关，再关闭系统电源，最后关闭机床总电源。
十五、禁止未经培训人员操作本机床；未经管理人员许可，禁止操作本机床。
十六、必须严格按《机械加工人员安全规程》操作。
教学方法：
引入――举例――归纳 讨论――说明――小结
预习作业
1、抄写数控实训操作规程
教学小结
课题名称
数控车削入门集训
分课题名称
2、熟悉面板
课题序号
项目一
授课日期
第12周
2013年 月日节
授课时数
2
授课老师
罗爱文
授课班级
1202
授课班级人数
教学目的和要求
技能目标：
要求学生：
认真、仔细、面板熟悉
知识目标：
要求学生明白：
劳动最光荣
重点与难点
熟悉面板
示范内容
要求学生：
看、记、要求教师：
讲
巡回重点
学生不懂的就讲
教学准备
工具、量具、夹具
游标卡尺、刀具、等
原材料、元器件
直径为40的尼龙棒
仪器设备
8台数车
图纸、教具
无
引入新课
举例引入――强调――
教学内容
一、界面说明
1、液晶显示屏
2、机床控制面板
3、数据输入键盘
4、功能软键
5、急停
6、MDI
2、机床操作面板
1、工作方式选择按键：
数控系统通过工作方式键，对操作机床的动作进行分类。
在选定的工作方式下，只能做相应的操作。
例如在“手动”工作方式下，只能做手动移动机床轴、手动换刀等工作，不可能做连续自动的工件加工。
同样，在“自动”工作方式下，只能连续自动加工工件或模拟加工工件，不可能做手动移动机床轴、手动换刀等工作。
2、机床操作按键
各个功能键的功能介绍如下：
在手动方式下，按下此键，系统禁止机床所有运动。
手动/手摇/单步方式下，按下此键，主轴电机以机床参数设定的速度正向转动启动。
但正在反转的过程中，该键无效。
手动/手摇/单步方式下，按下此键，主轴电机以机床参数设定的速度反向转动启动。
但在正转的过程中，该键无效。
手动/手摇/单步方式下，按下此键，主轴停止转动。
机床正在做进给运动时，该键无效。
在手动方式下，按下此键（指示灯亮），主轴产生连续的转动，松开此按键，主轴减速停止。
在手动方式下，按下此键，松开工件（默认为夹紧），可进行更换工件操作，再按下此键，夹紧工件，如此循环。
选择要操作的卡盘类型（默认为内卡），按下此键选择外卡，再按下此键选择内卡，如此循环。
手动/手摇/单步方式下，按下此键，打开冷却开关，同带自锁的按钮，进行开
－关－开...切换（默认值为关）。
按下此键可调节主轴修调、快速修调、进给修调的速率，按下修调的“100％”按键（指示灯亮），修调倍率被置为100％，按一下“＋”按键，修调倍率递增2％，按一下“－”，修调倍率递减2％。
教学方法：
看――记――熟 讨论――说明――归纳
预习作业
熟记数控面板
教学小结
课题名称
数控车削入门集训
分课题名称
3、对刀
课题序号
项目一
授课日期
第12周
2013年 月日节
授课时数
2
授课老师
罗爱文
授课班级
1202
授课班级人数
教学目的和要求
技能目标：
要求学生：
学会对刀
知识目标：
要求学生明白：
劳动最光荣
重点与难点
对刀的步骤
示范内容
要求学生：
看、记、练；要求教师：
讲
巡回重点
学生不懂的就讲
教学准备
工具、量具、夹具
游标卡尺
原材料、元器件
直径为40的尼龙棒
仪器设备
8台数车
图纸、教具
无
引入新课
举例引入――强调――
教学内容
一、系统的开机、关机操作
1、系统上电开机操作如下：
（1）检查机床状态是否正常，接线是否正确；
（2）机床上电；（详见机床操作说明书）；
（3）按下数控系统电源开关。
系统显示默认工作方式为“手动”。
2、系统关机操作如下：
（1）断开数控系统电源开关；
（2）断开机床电源开关。
二、返回机床参考点
控制机床运动的前提是建立机床坐标系，为此，系统接通电源、复位后首先应进行机床各轴的回参考点操作。
方法如下：
（1）按一下控制面板上的“回参考点”按键；
（2）选择移动轴+X、+Z、－X、－Z中的一个，机床沿着所选择的轴方向移动。
所有轴回参考点后，即建立了机床坐标系。
注意：
（1）在每次电源接通后，必须先完成各轴的返回参考点操作，然后再进入其他运行方式，以确保各轴坐标的正确性；
（2）同时按下X、Z轴方向选择键，可使X、Z轴同时返回参考点；
（3）系统各轴回参考点后，在运行过程中只有伺服驱动装置不出现报警，其他报警都不需要重新回零。
三、急停操作
机床运行过程中，在危险或紧急情况下，按下“急停”按钮，CNC即进入急停状态，伺服进给及主轴运转立即停止工作（控制柜内的进给驱动电源被切断）；松开“急停”按钮（左旋此按钮，自动跳起），CNC进入复位状态。
解除急停前，应先确认故障原因是否已经排除，而急停解除后，应重新执行回参考点操作，以确保坐标位置的正确性。
注意：
在上电和关机之前应按下“急停”按钮以减少设备电冲击。
四、超程解除
在伺服轴行程的两端各有一个极限开关，作用是防止伺服机构碰撞而损坏。
每当伺服机构碰到伺服极限开关时，就会出现超程。
当某轴出现超程（屏幕上运行状态变为“急停”，并不停闪烁。
）时，系统视其情况为紧急停止，要退出超程状态时，可进行如下操作：
（1）先按下“超程解除”按钮（在超程解除前，不得松开“超程解除”按钮）
（2）在手动（手摇）方式下，使该轴向相反方向退出超程状态；
（3）松开“超程解除”按键。
若显示屏上的运行状态由“急停”变为“运行正常”，表示恢复正常，可以继续操作。
注意：
在操作机床退出超程状态时请务必注意移动方向和移动速率，以免发生撞机。
五、对刀
对刀示意图
对刀原理
深入理解数控车床的对刀原理对于操作者保持清晰的对刀思路、熟练掌握对刀操作以及提出新的对刀方法都具有指导意义。
对刀的实质是确定随编程而变化的工件坐标系的程序原点在唯一的机床坐标系中的位置。
对刀的主要工作是获得基准刀程序起点的机床坐标和确定非基准刀相对于基准刀的刀偏置。
本文作以下约定来说明试切法对刀的原理与思路：
使用华中世纪星教学型车削系统HNC-21T（应用软件版本号为5.30）；以工件右端面中心为程序原点，用G92指令设定工件坐标系；直径编程，程序起点H的工件坐标为（100，50）；刀架上装四把刀：
1号刀为90°外圆粗车刀、2号基准刀为90°外圆精车刀、3号刀为切断刀、4号刀为60°三角螺纹刀（全文所举实例均与此相同）。
如图所示，基准刀按照“手动试切工件的外圆与端面，分别记录显示器（CRT）显示试切点A的X、Z机床坐标→推出程序原点O的机床坐标→推出程序起点H的机床坐标”的思路对刀。
根据A点与O点的机床坐标的关系：
XO=XA－Φd，ZO=ZA，可以推出程序原点O的机床坐标。
再根据H相对于O点的工件坐标为（100,50），最后推出H点的机床坐标：
XH=100－Φd，ZH=ZA+50。
这样建立的工件坐标系是以基准刀的刀尖位置建立的工件坐标系。
注意：
（1）对刀前，机床必须先回机械零点；
（2）试切工件端面刀具要建立的工件坐标系的零点位置的有向距离也就是试切工件端面在要建立的工件坐标系中的Z轴坐标值；
（3）设置的工件坐标系X轴零点偏置＝机床坐标系X轴坐标－试切直径，因而试切工件外径后，不得移动X轴；
（4）设置的工件坐标系Z轴零点偏置＝机床坐标系Z轴坐标－试切长度，因而试切工件端面后，不得移动Z轴。
教学方法：
看――学――练 讨论――说明――小结
预习作业
熟记对刀的步骤
教学小结
课题名称
数控车削入门集训
分课题名称
4、控制长度对刀
课题序号
项目一
授课日期
第12周
2013年 月日节
授课时数
2
授课老师
罗爱文
授课班级
1202
授课班级人数
教学目的和要求
技能目标：
要求学生：
学会对刀
知识目标：
要求学生明白：
劳动最光荣
重点与难点
对刀的步骤
示范内容
要求学生：
看、记、练；要求教师：
讲
巡回重点
学生不懂的就讲
教学准备
工具、量具、夹具
游标卡尺
原材料、元器件
直径为40的尼龙棒
仪器设备
8台数车
图纸、教具
无
引入新课
举例引入――强调――
教学内容
一、机床的手动操作
1、坐标轴的移动
按下“手动”按键（指示灯亮），系统处于手动运行方式，可用点动方式移动机床坐标轴（下面以点动移动X轴为例说明）：
（1）按下“+X”或“－X”按键（指示灯亮），X轴将产生正向或负向连续移动；
（2）松开“+X”或“－X”按键（指示灯灭），X轴将减速停止。
用同样的操作方法，使用“+Z”或“－Z”按键，可使Z轴产生正向或负向连续移动。
在手动运行方式下，同时按下X、Z方向的轴手动按键，能同时手动控制X、Z坐标轴连续移动。
2、手动连续进给
机床沿着所选择的轴的方向移动。
在减速点以前，机床快速移动，碰到减速开关后以进给速度移到参考点。
在快速进给期间，快速进给倍率有效。
3、手动快速移动
在手动进给时，若同时按下“快进”按键，则产生相应轴的正向或负向快速运动。
4、手动进给速度选择
按下倍率键的“＋”，修调倍率缺省是递增2％，按一下“－”，修调倍率缺省是递减2％，按下进给修调或快速修调右侧的“100％”按键（指示灯亮），主轴、进给或快速修调倍率被置为100％。
二、增量进给
增量进给的增量值由机床控制面板上的四个增量倍率开关按键控制，增量倍率按键和增量值的对应关系如下表：
增量倍率按键
×1
×10
×100
×1000
增量值（mm）
0.001
0.01
0.1
1
注意：
这几个按键互锁，即按一下其中一个（指示灯亮），其余几个会失效（指示灯灭）。
三、刀位转换
在手动方式下，按下“刀位转换”按键，系统会预先计数转塔刀架转动一个刀位，依次类推，按几次“刀位转换”键，系统就预先计数转塔刀架转动几个刀位，松开后，转塔刀架才真正转动至指定的刀位。
此为预选刀功能，可避免因换刀不当而导致的撞刀。
操作示例如下：
当前刀位为1号刀，要转换到4号刀，可连续按“刀位转换”键3次，4号刀就会转至正确的位置。
四、对刀
下述每种方法的对刀准备工作均相同：
在系统MDI功能子菜单下按F2键，进入刀偏表；
用▲、键移动蓝色亮条到各刀对应的刀偏号位置，按F5键；将刀偏号为#0000、#0001、#0002、#0003、#0004的X偏置、Z偏置的数据均修改为零，
再按下F5键。
1.选定基准刀为标准刀，自动设置刀偏置法
对刀步骤如下：
（1）用▲、键移动蓝色亮条对准2号基准刀的刀偏号#0002位置处，按F5键设置2号刀为标准刀具，则所在行变成红色亮条。
（2）用基准刀试切工件右端面，记录试切点A的Z机床坐标；试切工件外圆，记录A点的X机床坐标，退刀后停车，测量已切削轴段外径ΦD。
（3）基准刀按记录值通过“点动+步进”方式重回A点，在刀偏表的试切直径和试切长度栏内分别输入ΦD和零。
（4）退刀，选择非基准刀的刀号手动换刀，让各非基准刀的刀尖分别在主轴转动下通过“点动+步进”方式目测对准A点，然后分别在相应刀偏号的试切直径栏和试切长度栏内输入ΦD和零，则各非基准刀的刀偏置会在X、Z偏置栏处自动显示。
（5）基准刀重回A点后，MDI运行“G91G00/或G01X[100-ΦD]Z50”，使其处于程序起点位置。
2.将基准刀在对刀基准点处坐标置零，自动显示刀偏置法
如图所示，对刀步骤如下：
（1）与前述步骤
（2）相同。
（2）基准刀按记录值通过“点动+步进”方式重回试切点A。
（3）在图4界面按F1键“X轴置零”，按F2键“Z轴置零”，则CRT显示的“相对实际坐标”为（0，0）。
（4）手动换非基准刀，使其刀尖目测对齐A点，这时CRT上显示的“相对实际坐标”的数值，就是该刀相对于基准刀的刀偏置，用▲、键移动蓝色亮条到非基准刀的刀偏号，分别将其记录并输入到相应位置。
（5）与前述步骤（5）相同。
教学方法：
看――学――练 讨论――说明――小结
预习作业
1、对刀的步骤
教学小结
课题名称
数控车削入门集训
分课题名称
5、程序输入
课题序号
项目一
授课日期
第12周
2013年 月日节
授课时数
2
授课老师
罗爱文
授课班级
1202
授课班级人数
教学目的和要求
技能目标：
要求学生：
创建程序名，程序的输入及修改
知识目标：
要求学生明白：
程序的格式
重点与难点
1、创建程序名
2、程序的输入及修改
示范内容
要求学生：
读、写、要求教师：
讲
巡回重点
学生不懂的就讲
教学准备
工具、量具、夹具
游标卡尺、刀具、等
原材料、元器件
直径为40的尼龙棒
仪器设备
8台数车
图纸、教具
无
引入新课
举例引入――强调――
教学内容
一、新建程序
要建立新程序，可按下子菜单功能键“F3”，系统提示输入新建的文件名（以字母O开头如O1234），输入文件名后，按ENTER键确认后，进入程序编辑状态，就可编辑新建文件了。
系统建立新文件是全屏编辑方式，（程序格式详见编程说明书）
（1）在光标处输入零件程序号，如％1234，通过键盘输入一行程序的内容；
（2）输入一行程序后，按ENTER键，结束本行输入；
（3）系统光标自动跳到下一行，继续输入程序内容；
（4）输入最后一行程序后，检查无误，即可保存。
（5）如果要编辑当前光标位置的上一行（或下一行），可直接按一下▲（或▼）；也可按着▲（或▼）不动，快速移到某一行；如要编辑本行程序头，可按下Home键，光标自动跳到本行开头位置；按下End键，移动光标到本行尾部编辑；
（6）在某一行前插入新程序行；将光标移动到本行行首，按一下ENTER键，即增加一行，按下几次，增加几行；
（7）当前光标处后面字符的删除，按一下Del键，即可删除光标后的一个字符，要删除几个字符，就按几下；按着Del键不放，即可连续删除光标处后的字符；
（8）要删除当前光标处前的字符，按一下BS键，即可删除光标前的一个字符，要删除几个字符，就按几下；按着BS键不放，即可连续删除光标处前的字符；
二、创建文件O0201
输入程序：
%0201
G21G36G94
T0101
M03S500
G0X40Z5
G81X－1Z0F100
G80X388Z－50F200
G0X100Z100
M05
M02
%
将上面程序修改为：
%1111
G21G36G94
T0101
M03S600
G0X41Z5
G71U2R1P1Q2X0.8Z0.1F120
N1G0X－1
G1Z0F60
X38C1
Z－50
N2G1X41
G0X100Z100
M05
M02
%
教学方法：
看――学――练 讨论――说明――小结
预习作业
抄写数控实训程序
教学小结
课题名称
数控车削入门集训
分课题名称
6、工件、刀具装夹
课题序号
项目一
授课日期
第12周
2013年 月日节
授课时数
2
授课老师
罗爱文
授课班级
1202
授课班级人数
教学目的和要求
技能目标：
要求学生：
工件、刀具的装夹；要稳、准、平
知识目标：
要求学生明白：
劳动最光荣
重点与难点
工件、刀具的装夹；要稳、准、平
示范内容
要求学生：
练 要求教师：
做
巡回重点
学生不懂的就讲
教学准备
工具、量具、夹具
游标卡尺、刀具、等
原材料、元器件
直径为40的尼龙棒
仪器设备
8台数车
图纸、教具
无
引入新课
举例引入――强调――
教学内容
一、工件的安装：
一夹
一夹一顶
什么时候用一夹？
稳
什么时候用一夹一顶？
稳
二、数控车床的刀具装夹
（一）要求:
平
1、高
2、好
3、低
说明：
高，减少垫片
低，增加垫片
在保证装夹可靠时，可以
（二）数控车床对刀具的要求
（1）刀具性能方面
1）强度高
2）精度高
3）切削速度和进给高
4）可靠性好
5）耐用度高
6）切屑及排屑性能好
（2）刀具材料方面
这里所讲的刀具材料，主要是指刀具切削部分的材料，较多的指刀片材料。
刀具材料必须具备的主要性能：
1）较高的硬度和耐磨性;
2）较高的耐热性;
3）足够的强度和韧性;
4）较好的导热性;
5）良好的工艺性;
6）较好的经济性。
2.刀具的类型
（1）机夹刀具安装调整方便，减少换刀时间和对刀方便，可以充分选择优质刀具材料，便于实现刀具标准化
（2）涂层刀具涂层硬质合金刀片的耐用度至少可提高1~2倍，涂层高速钢刀具的耐用度则可提高2~10倍。
（3）非金属材料刀具用作刀具的非金属材料主要有陶瓷、金刚石及立方氮化硼等。
教学方法：
看――学――练 讨论――说明――小结
预习作业
复习装夹的方法
教学小结
课题名称
数控车削入门集训
分课题名称
7、仿真
课题序号
项目一
授课日期
第12周
2013年 月日节
授课时数
2
授课老师
罗爱文
授课班级
1202
授课班级人数
教学目的和要求
技能目标：
要求学生：
程序输入－校验－修改－校验
知识目标：
要求学生明白：
劳动最光荣
重点与难点
程序输入－校验－修改－校验
示范内容
要求学生：
练
巡回重点
学生不懂的就讲
教学准备
工具、量具、夹具
游标卡尺、刀具、等
原材料、元器件
直径为40的尼龙棒
仪器设备
8台数车
图纸、教具
无
引入新课
举例引入――强调――
教学内容
一、程序校验
程序校验用于对选择的程序文件进行自动检查，并提示可能的错误。
以前从未在机床上运行的新程序在调入后应首先进行程序校验运行，正确无误后再启动自动运行。
操作方法如下：
先选择要运行的加工程序，然后按下机床操作面板上的“自动”或“单段”按键进入程序运行方式，按下机床控制面板上的“机床锁住”键，选择”程序”主菜单下的子菜单功能键F5，选择程序校验方式，按下“循环启动”，程序校验开始。
二、程序重新运行
当前加工程序暂停或中止自动运行后，希望从程序头重新开始运行时，可按下F6,系统提示是否重新运行，按“N”则取消重新运行，按“Y”则光标返回程序头，按下机床操作面板上的“自动”或“单段”按键，再按下“循环启动”，从程序首行开始重新运行当前加工程序。
三、停止运行
要停止当前程序的运行，按下主菜单功能键“程序”，按下子菜单功能键F1，系统提示是否停止当前程序运行，按下“Y”，则停止当前程序的运行，否则按下“N”继续保留当前程序。
（系统停止运行后，需要重新选择程序后才能按下“循环启动”后加工。
）
四、创建文件O0202
输入程序：
%0202
G21G36G94
T0101
M03S500
G0X40Z5
G81X－1Z0F100
G80X388Z－50F200
G0X100Z100
M05
M02
%
五、校验
教学方法：
看――学――练 讨论――说明――小结
预习作业
1开机、2装工件、刀具3对刀4输入程序、校验5加工6测量
教学小结
课题名称
数控车削入门集训
分课题名称
8、加工操作1
课题序号
项目一
授课日期
第12周
2013年 月日节
授课时数
2
授课老师
罗爱文
授课班级
1202
授课班级人数
教学目的和要求
技能目标：
要求学生：
加工操作
知识目标：
要求学生明白：
劳动最光荣
重点与难点
加工操作
示范内容
要求学生：
练
巡回重点
学生不懂的就讲
教学准备
工具、量具、夹具
游标卡尺、刀具、等
原材料、元器件
直径为40的尼龙棒
仪器设备
8台数车
图
升级会员 