车床.docx
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车床
金工实习教案
车工
（机类5周型）
工程训练中心
集美大学工程训练中心教案
课程名称
数控车床
课程类型
五周型
授课时数
2.5天
授课教师
职称
授课年级
学期
授课专业
机械设计制造及自动化
学生层次
本科
教学大纲
编写单位
工程训练中心
编写时间
2007-08
教学方式
教学手段
教学目的与要求：
一、
（1）使学生掌握数控技术的基本概念；
（2）了解数控车床的加工特点、组成及工作原理；
二、安全操作；
三、能熟练操作机床面板；
四、能自主完成简单零件加工；
教学内容：
一、教学内容与进程
１．数控技术的产生与发展
1952年，美国帕森斯公司和麻省理工学院研制成功了世界上第一台数控机床。
半个世纪以来，数控技术得到了迅猛的发展，加工精度和生产效率不断提高。
数控机床的发展至今已经历了两个阶段和六代。
1952年的第一代——电子管数控机床
1959年的第二代——晶体管数控机床
1965年的第三代——集成电路数控机床
1970年的第四代——小型计算机数控机床
1974年的第五代——微型计算机数控系统
1990年的第六代——基于PC的数控机床。
2.数控机床的定义
数控技术：
是利用字母、符号和数字等信息指令对机床运动及其加工过
程进行控制的一种方法。
数控机床：
是采用数控技术控制刀具和工件的相对运动而加工出所需零
件的机床。
3.数控车床加工特点
（1）加工精度高。
（2）生产效率高。
（3）劳动条件好。
（4）加工适应性好。
（5）经济效益显著。
（6）有利于生产管理现代化。
4.数控系统的分类
（1）按伺服系统的类型
a）开环控制数控机床
b）闭环控制数控机床
c）半闭环控制数控机床
（2）按机床运动轨迹
a）点位控制数控机床
为点到点控制，刀具从某一位置向另一位置移动时，不管中间的轨迹如何，只要刀具最后能正确到达目标位置的控制方式，称为点位控制。
这类机床有数控钻床、数控坐标镗床、数控冲剪床等
b）直线控制数控机床
除点到点的准确位置之外，还要保证两点之间移动的轨迹是直线，而且对移动的速度也要进行控制，以便适应随工艺因素变化的不同需要。
简易数控车床、数控镗铣床，一般有2~3个可控坐标轴，但同时控制的坐标轴只有一个。
c）轮廓控制的数控机床
能够对两个或两个以上运动坐标的位移及速度进行连续相关的控制，
因而可进行曲线或曲面的加工。
5.数控车床的组成及工作原理
（1）控制介质：
将零件加工信息传送到数控装置去的信息载体。
常用的有磁带、磁盘或由键盘直接输入或由计算机与数控装置直接通信传送。
（2）数控装置：
是数控机床的运算和控制系统。
作用是接受控制介质上的信息，通过译码、运算和逻辑处理后，输出各种信息和指令到伺服系统，以控制机床的各部件进行规定的动作。
目前采用微型计算机及其外设各种接口电路实现。
（3）伺服系统：
是数控机床的执行机构。
作用是将数控装置输出的运动指令进行放大处理，驱动机床移动部件的运动。
常用的位移执行机构有步进电动机、直流或交流伺服电动机。
（4）辅助装置：
是机械与液压部件之间的各种开关执行电器的控制系统,主要实现各种辅助功能的控制。
它是属于附属设备，包括液压控制系统、润滑系统、冷却系统和照明系统。
（5）机床本体：
数控机床中的机械主体，是实现零件加工的执行部件。
由主传动系统、进给传动机构、床身、尾座、刀架等部分组成。
（6）检测与反馈系统：
把机床移动的实际位置、速度等参数检测出来，并将其反馈到数控装置中，随时判断机床的实际位置、速度是否与指令一致，纠正所产生的误差。
二、数控车床操作规程
1工作前必须戴好劳动保护品，女工戴好工作帽，不准围围巾，禁止穿高跟鞋。
操作时不准戴套，不准吸烟，不准与他人闲谈，精神要集中；
2、打开配电柜总电源开关后，工作人员打开稳压电源开关，用手动调整输出电压为380
V±10V范围，然后至于自动位置，检查三相输出电压指示全部在380
V±10V范围，若超出范围，不准打开数控机床，操作人员应每班不定时巡视，确认电压正常，确认机床正常工作；
3、开机前准备工作
开车前应对车床进行一次全面检查，检查润滑系统机床各部位安全装置，确认各部位情况正常，卡盘上所卡之工件卡紧牢靠，使用的卡具必须坚固牢靠，方可开车，转动的卡具如有突出部位，应特别注意，不得突出过长。
4、开机顺序开电闸——开电源——开机床电源
5、操作顺序
（1）启动NC系统；
（2）系统返回机床参考点；
（3）按设计要求准备刀具，并装入刀架；
（4）装夹工件毛坯；
（5）调节并确定加工工件原点（对刀）；
（6）输入工件坐标系；
（7）输入刀具数据；
（8）输入或传入加工数据；
（9）程序试运行（校验）；
（12）试切削（测量尺寸、调试并用于批量生产）；
（13）自动加工过程；
（14）卸下加工后的工件及刀具，并放回原位；
6关机顺序关机床“急停”键，——关数控系统电源——关机床主机
7、程序编好后，必须要经过指导教师或工作人员检查和空运行无误后，方可开机操作。
操作中应根据《数控车床操作说明书》要求操作。
8、上落件时，要做到三退一锁（即退刀、退滑板、退尾座，一锁即机床锁住）压刀时禁止用套管紧固。
9、加工长的工件时，一般不得超出主轴的后端，如有超出时，必须采取防护措施和设明显标志。
10、车床滑动导轨面上，不准放置工、夹、量具和工件等物，卡盘扳手不准随便放在卡盘上，卡盘上无保险螺丝的严禁开倒车。
11、工件运转中，不准用卡扳、卡尺、千分尺测量，操作者不得隔车面探身取物或传递物品，不准用手摸和用棉丝擦工作物，刀头和更换刀具，加工件不准放在机床上，以免掉下伤人。
严禁闲谈、看书、报、不得擅自离开工作岗位，如需离岗时，必须关车切断电源；
12、车床工作时，不准用手清除铁屑，须用铁勾子，并注意断屑作业，如出现长铁屑时，应及时处理。
13、上落大件时，必须垫好木板垫，避免撞碰床面。
高速切削、高速车螺纹和加工脆性材料时，必须戴好防护眼镜，关好机床防护门。
14、在操作中，禁止将脚登在床面、丝杠、托板以及床身油盘上，并经常注意车床运行情况，如有异音、异状或传动系统有故障时，应立即急停，并先将车刀退出，及时向领导报告。
断电后重新启动运行程序时，应先将刀具回机床参考点。
15、工作地点，不应堆放过多过高的毛坯、成品，应码放整齐，保持通道畅通。
16、加工结束后，应做好机床卫生和保养工作，将工、量具清点保养并锁放好，车床尾座放在床身尾部，车刀架停放在距车床尾部导轨的三分之一处，并填写交接记录本，搞好文明生产实习。
17、未经工作人员及教师许可不准操作和修理设备。
18、使用工具应向教师及工作人员借取，用完及时归还，损坏、丢失照价赔偿。
三、能熟练操作机床面板
1、显示器和功能键、键盘（地址/数字键）
用于字母、数字及其他字符的输入和修改。
介绍各功能键的作用及使用方法。
2、机床控制面板
简单零件的加工过程
试题编号
5
操作时间
180min
姓名
总分
序号
考核项目
考核内容及要求
评分标准
配分
检测结果
得分
备注
1
外圆尺寸
φ50
每减小0.01mm尺寸相应减5分
15
φ48
每减小0.1mm尺寸相应减5分
15
2
圆弧尺寸
SR16
酌情扣1-15分
20
3
长度尺寸
30±0.1
每减小0.1mm尺寸相应减5分
10
19±0.01
超差无分
5
5
超差无分
5
4
倒角尺寸
C2
超差无分
5
5
其余尺寸
表面粗糙度1.6μm
酌情扣1-10分
10
6
安全文明生产
1、遵守机床安全操作规程。
2、刀具、工具、量具放置规范。
3、设备保养、场地整洁。
酌情扣1-5分
5
7
工艺合理
1、工件定位、夹紧及刀具选择合理。
2、加工顺序及刀具轨迹路线合理。
酌情扣1-5分
5
8
程序编制
1、指令正确，程序完整。
2、数值计算正确、程序编写表现出一定的技巧，简化计算和加工程序。
3、刀具补偿功能运用正确、合理。
4、切削参数、坐标系选择正确、合理。
酌情扣1-5分
5
9
发生重大事故（人身和设备安全事故）、严重违反工艺原则和情节严重的野蛮操作等，由裁判长决定取消其实操资格。
记录员
监考人
检验员
考评员
（一）、零件图纸分析
该零件表面由圆柱、半球、圆弧组成,其中有多个直径尺寸有较严格的尺寸精度，表面粗糙度也较严格。
尺寸标注完整，轮廓描述清楚。
零件材料为45，无热处理和硬度要求。
（二）、工艺分析
1、加工方式
1）图样上给定的几个精度要求较高的尺寸，因其公差数值较小，故编程时不必取平均值，而全部取其基本尺寸可。
2）工件加工需确定左端依次加工完成，并保证总长尺寸。
2、装夹定位
如图1-1所示，以毛坯轴线为定位基准。
使用三爪自定心夹紧的装夹方式。
1-1装夹定位
3、刀具选择
加工步骤
刀具与切削参数
序号
加工内容
刀具规格
主轴转速n
r/min
进给速度vf
mm/min
类型
材料
1
粗加工外圆表面
60°外圆车刀
硬质
合金
500
100
2
精加工外圆表面
1000
80
4、工件坐标原点确定
如图1-2所示，加工工件时使用O
为坐标原点。
1-2坐标原点
5、实训注意事项
1）、必须严格按照数控车间的规章制度进行数控实训、着装要符合要求，
2）每位学生必须坚守岗位，不允许随便串岗，
3）在实训时必须准时到实训车间进行实训，不允许迟到和早退。
4）在实训期间要保持好数控中心的环境卫生，使用完机床后要清扫现场和擦拭机床。
5）在安装工件毛坯的时候，要注意夹紧毛坯，防止在试切时毛坯松动，导致损坏刀具。
6）加工时要时刻注意切削用量的选择和控制，找出最合适的切削参数。
7）在加工时要通过刀补控制零件的尺寸。
8）在效验时，要检查程序的语法错误和走刀点位置是否正确。
9）加工后要去除零件边棱处的毛刺。
图
（二）
试题编号
6
操作时间
240
姓名
总分
序号
考核项目
考核内容及要求
评分标准
配分
检测结果
得分
备注
1
外径尺寸
φ39
超差0.01扣3分
15
2
φ27
超差0.01扣3分
15
3
φ24
超差0.01扣3分
15
4
长度尺寸
56±0.02
超差无分
15
5
其他尺寸（5处）
超差无分
10
6
其它尺寸
2×45°
超差无分
5
7
Ra1.6
每降一级扣1分
10
10
安全文明生产
1、遵守机床安全操作规程。
2、刀具、工具、量具放置规范。
3、设备保养、场地整洁。
酌情扣1-5分
5
11
工艺合理
1、工件定位、夹紧及刀具选择合理。
2、加工顺序及刀具轨迹路线合理。
酌情扣1-5分
5
12
程序编制
1、指令正确，程序完整。
2、数值计算正确、程序编写表现出一定的技巧，简化计算和加工程序。
3、刀具补偿功能运用正确、合理。
4、切削参数、坐标系选择正确、合理。
酌情扣1-5分
5
13
发生重大事故（人身和设备安全事故）、严重违反工艺原则和情节严重的野蛮操作等，由裁判长决定取消其实操资格。
记录员
监考人
检验员
考评员
（一）、零件图纸分析
该零件表面由圆柱、圆锥表面组成,其中有多个直径尺寸有较严格的尺寸精度，表面粗糙度也较严格。
尺寸标注完整，轮廓描述清楚。
零件材料为45，无热处理和硬度要求。
（二）、工艺分析
1、加工方式
1）图样上给定的几个精度要求较高的尺寸，因其公差数值较小，故编程时不必取平均值，而全部取其基本尺寸可。
2）工件加工需确定左端依次加工完成，并保证总长尺寸。
2、装夹定位
如图1-1所示，以毛坯轴线为定位基准。
使用三爪自定心夹紧的装夹方式。
1-1装夹定位
3、刀具选择
加工步骤
刀具与切削参数
序号
加工内容
刀具规格
主轴转速n
r/min
进给速度vf
mm/min
类型
材料
1
粗加工外圆表面
90°外圆车刀
硬质
合金
500
100
2
精加工外圆表面
1000
80
4、工件坐标原点确定
如图1-2所示，加工工件时使用O
为坐标原点。
1-2坐标原点
5、实训注意事项
1）、必须严格按照数控车间的规章制度进行数控实训、着装要符合要求，
2）每位学生必须坚守岗位，不允许随便串岗，
3）在实训时必须准时到实训车间进行实训，不允许迟到和早退。
4）在实训期间要保持好数控中心的环境卫生，使用完机床后要清扫现场和擦拭机床。
5）在安装工件毛坯的时候，要注意夹紧毛坯，防止在试切时毛坯松动，导致损坏刀具。
6）加工时要时刻注意切削用量的选择和控制，找出最合适的切削参数。
7）在加工时要通过刀补控制零件的尺寸。
8）在效验时，要检查程序的语法错误和走刀点位置是否正确。
9）加工后要去除零件边棱处的毛刺。
教学内容分析：
了解机床的组成，掌握它的使用用途及使用方法。
重点：
机床组成、用途。
难点：
机床的原理。
解决方式：
熟练掌握操作过程。
教学效果：
能独立操作机床，知道加工原理。
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