数控机床一体化教案

数控机床一体化教案学校：大丰电大教师：万才林数控机床第一讲主讲：万才林《数控机床》课程说明一、课程性质与任务《数控机床》作为是数控技术专业（含机电方向）的专业必修课，对于培养该专业学生掌握数控技术的核心技术有极其重要的作用。本课程的基础性内容以数控机床的机械结构为基础，以数控车床、数控铣床、加工中心、电加工机床为典型数控机床，对其结构、使用方法等进行学习，同时对数控机床的电气部分、日常维护、调试验收等内容也进行学习，为全面掌握数控机床打下良好的基础。二、课程的目的和要求数控机床是数控加工的重要设备。通过本课程的学习，使学生掌握数控机床的基本概念，数控机床的组成和分类，了解数控机床的工作原理和数控加工的特点，及数控机床的发展历程和趋势。掌握数控机床的机械结构与电气控制系统的基本组成。数控机床主轴变速方式及支撑方式；常见机械传动副消除间隙方法；滚珠丝杠螺母副的结构、间隙调整方法及支承方式；了解直线移动、摆动、回转工作台的结构及工作原理；掌握数控机床的自动换刀装置的工作原理；掌握数控机床常用导轨形式及特点；了解常用检测装置结构及工作原理。掌握数控系统的基本组成、工作原理及特点。典型数控系统的类型，数控机床PLC的作用。掌握数控车床、数控铣床、加工中心、电加工机床等典型数控机床的功能和特点、基本构成及布局形式，了解典型数控机床的主要技术参数和精度指标。掌握数控机床的主要性能指标及评价、检验方法。掌握数控机床的使用及日常维护的基本内容及方法，了解数控机床常见故障的排除方法。通过本课程的学习，使学生达到既具有工程基础又有较高的工程文化素质，既有丰富的数控机床基础知识、基本理论，又有较强的分析思维能力，能够合理地选择、评价数控机床。为今后在工作中进行数控机床的选用、调试、操作、日常维护和一般故障的检修打下坚实基础。三、教学媒体1．文字教材：《数控机床》罗学科编中央广播电视大学出版社2007年7月第1版2．音像教材：录像课（IP课）和CAI课件组成。录像课（IP课）:根据教学的总体要求以及各章节的学习目标，讲授重点、难点。对于综合性的典型习题给予详细的解析。讲解过程中要注意知识的衔接并突出技能训练的重要地位。CAI课件:结合本课程的特点，利用计算机辅助教学手段形象、直观、生动地表述教学内容，包括重点知识内容多角度分析与细化的讲解、实验与操作的模拟演示以及自我检测等。其目的是配合文字教材的阅读，为学生开展个体化，交互式学习提供帮助。四、课程主要内容以及本课程与其他课程联系1．本课程的主要内容：该课程由绪论、数控机床的机械结构、数控机床电气控制系统、典型数控机床、数控机床的主要性能指标及评价方法、数控机床的操作与日常维护，共6章内容组成。2．与其他课程的联系：本课程的先修课程是《机械制图》、《机械制造基础》、《机械设计基础》、《电工电子技术》和《数控机床电气控制》。与本科课程紧密相关的课程是《数控编程技术》、《数控加工工艺》2门核心课程，通过本课程的学习，为《数控加工操作实训》打下坚实的基础。《数控机床》课程教学大纲第一部分大纲说明一、课程性质、目的和任务《数控机床》是中央广播电视大学数控技术专业的专业必修课。本课程以数控机床的机械结构为基础，对数控车床、数控铣床、加工中心、电加工机床为典型数控机床，重点学习其结构、使用方法等内容，同时学习数控机床的电气部分、日常维护、调试验收等内容，为全面掌握数控机床打下良好的基础。本课程学习的目的和任务是培养学生五种基本能力和多种分析、思维能力和工程文化素质。五种基本能力指：对数控机床进行结构分析的能力、对各种典型数控机床进行性能评价的能力、合理选择数控机床的能力、进行数控机床操作的基本能力、对数控机床进行安装调试和日常维护的能力。典型维护uan：使学生达到既具有工程基础又有较高的工程文化素质，既有丰富的数控机床基础知识、基本理论，又有较强的分析思维能力，能够合理地选择、评价数控机床。为今后在工作中进行数控机床的选用、调试、操作、日常维护和一般故障的检修打下坚实基础。二、与相关课程的衔接、配合、分工本课程是数控技术专业的必修课，本课程的先修课程是机械制图、机械制造基础、机械设计基础等课程。与本科课程紧密相关的课程是数控机床电气控制、数控编程技术、数控加工工艺等课程。三、课程基本要求1）了解数控机床的基本组成；2）理解典型数控机床的机械结构和工作原理；3）理解数控机床的技术性能指标及评价方法；4）理解数控机床典型部件的结构特点和主要性能；5）掌握根据零件类型合理选择数控机床的方法；6）了解数控插补原理，了解有关数控机床PLC的知识；7）理解各种伺服电机的工作特点，了解其工作原理；8）掌握数控机床日常维护的基本知识。四、课程教学要求的层次本课程教学按以下3个层次进行要求:1.了解：要求对有关教学内容有一般的认知。2.理解：要求领会有关教学内容的基本概念、基本理论、基本原则。3.掌握：要求能够应用所学知识和方法解决工程中的实际问题。第二部分教学内容和教学要求一、绪论（一）目的与要求通过学习，使学生领会数控机床的基本概念及工作原理。（二）重点与难点重点是数控机床的基本概念、组成及分类。难点是数控机床的基本工作原理。（三）教学内容1．数控机床的基本概念2．数控机床的基本工作原理3．数控机床的基本组成4．数控机床的分类5．数控机床的适用范围6．数控机床的发展历程和发展方向（四）教学要求1．理解数字控制、数控机床、数控系统、计算机数控系统的概念。2．理解数控机床的基本组成。3．了解数控机床的基本工作原理。4．掌握数控机床的各种分类。5．了解开环控制的数控机床、全闭环控制的数控机床、半闭环控制的数控机床和混合控制的数控机床的特点及应用。6．了解点位控制数控机床、直线控制数控机床、轮廓控制数控机床的特点及应用。7．理解数控机床可控轴数与联动轴数之间的区别。8．了解数控加工的特点和数控机床的适用范围。9．了解数控机床的发展历程和发展方向。10．了解数控机床发展的最新技术。数控机床习题一(第一章)1填空题（1）数控机床一般由、、、、和各种辅助装置组成。（2）数控机床采用技术对机床的加工过程进行自动控制的一类机床。（3）突破传统机床结构的最新一代的数控机床是机床。（4）技术的目的是要求在随机变化的加工过程中，通过自动调节加工过程中所测得的工作状态、特性，按照给定的评价指标自动校正自身的工作参数，以达到或接近最佳工作状态。（5）是将零件加工信息传送到数控装置中去的信息载体，是人与数控机床之间联系的中间媒介物质，反映了数控加工中的全部信息。（6）控制数控机床的精度不高，但结构简单，易于调整，工作可靠，价格低廉；控制数控机床的精度很高，但结构复杂，调试难度大，价格也较贵。2选择题（1）一般数控钻、镗床属于（）（A）直线控制数控机床（B）轮廓控制数控机床（C）点位控制数控机床（D）曲面控制数控机床（2）（）是数控系统和机床本体之间的电传动联系环节。（A）控制介质（B）数控装置（C）输出装置（D）伺服系统（3）适合于加工形状特别复杂（曲面叶轮）、精度要求较高的零件的数控机床是（）（A）加工中心（B）数控铣床（C）数控车床（D）数控线切割机床（4）闭环控制系统的位置检测装置装在（）（A）传动丝杠上（B）伺服电动机轴上（C）数控装置上（D）机床移动部件上（5）根据控制运动方式的不同，数控机床可分为（）（A）开环控制数控机床、闭环控制数控机床和半闭环控制数控机床（B）点位控制数控机床、直线控制数控机床和轮廓控制数控机床（C）经济型数控机床、普及型数控机床和高档型数控机床（D）NC机床和CNC机床（6）数控机床中，所有的控制信号都是从（）发出的。（A）控制介质（B）数控系统（C）伺服系统（D）机床本体3判断题（1）通常一台数控机床的联动轴数一般会大于或等于可控轴数。（）（2）数控机床是通过程序来控制的。（）（3）数控机床只用于金属切削类加工。（）（4）数控系统是机床实现自动加工的核心，是整个数控机床的灵魂所在。（）（5）机床本体是数控机床的机械结构实体，是用于完成各种切割加工的机械部分。（）（6）用数显技术改造后的机床就是数控机床。（）（7）点位控制系统不仅要控制从一点到另一点的准确定位，还要控制从一点到另一点的路径。（）（8）数控机床适用于单品种，大批量的生产。（）4简答题（1）简述数控机床的发展趋势。（2）简述数控机床各基本组成部分的作用。（3）简要说明数控机床的主要工作过程。（4）数控机床有哪些类型？数控机床第二讲主讲：万才林二数控机床的机械结构（一）目的与要求通过学习，使学生领会数控机床机械结构的组成和特点。对数控机床的主传动系统、进给传动系统、导轨、工作台、位置检测装置、自动换刀装置、辅助装置等重要组成部分有一定的认知。（二）重点与难点重点是数控机床机械结构的基本组成及特点，主传动系统、进给传动系统的组成、特点和作用。难点是主要部件的工作原理。（三）教学内容1．数控机床机械结构组成及特点2．数控机床的主传动系统3．数控机床的进给传动系统4．数控机床的导轨5．数控机床的工作台6．数控机床的位置检测装置7．数控机床的自动换刀装置8．数控机床的辅助装置（四）教学要求1．掌握数控机床机械结构组成及特点。2．了解提高数控机床结构刚度的措施。3．了解减少机床热变形影响的常用措施。4．理解数控机床主传动系统的特点。5．掌握理解数控机床主轴的变速方法及实现结构。6．了解主轴轴承配置形式。7．理解主轴的定向停止装置的作用，了解其工作原理。8．理解高速精密主轴单元的类型。9．理解数控机床对进给传动系统的要求。10．了解传动齿轮副间隙消除的方法。11．理解滚珠丝杠螺母副的工作原理、特点和结构。12．掌握常用滚珠丝杠螺母副轴向间隙调整的方法。13．了解常用滚珠丝杠的支承方式。14．理解数控机床对导轨的要求。15．掌握数控机床常用导轨的形式及其特点。16．了解常用数控机床工作台的形式。17．掌握数控机床位置检测装置的分类和应用。18．掌握自动换刀系统常见刀库形式、选刀方式和刀具交换装置形式。19．了解数控机床自动排屑装置、工件自动交换系统、液压和气压装置等辅助装置的作用。三、数控机床控制系统（一）目的与要求通过学习，使学生领会数控机床控制系统的组成、其各部分的作用和特点。（二）重点与难点重点是数控系统的基本组成，PLC在数控机床上的作用；难点是数控系统的插补原理和伺服驱动电动机的选型方法。（三）教学内容1．数控机床控制系统的组成2．数控机床控制系统的数据流3．数控系统的功能和特点4．数控系统的插补原理5．典型数控系统及其应用6．可编程控制器PLC7．数控机床对伺服系统的要求8．伺服电机的特性与选型（四）教学要求1．了解数控机床控制系统的组成。2．掌握数控系统的特点和功能。3．了解数控系统的插补原理。4．理解典型数控系统与数控机床的合理配置。5．了解数控机床PLC的形式和控制对象。6．理解数控机床对伺服系统的要求。7．了解伺服电机的特性与选型。《数控机床》第二次作业(第二章)1填空题（1）数控机床的机械部分一般由主传动系统、、基础支承件、辅助装置组成。（2）数控机床高速主轴单元的类型主要有、气动主轴、水动主轴等。（3）滚珠丝杠螺母副运动具有可逆性，不能自锁，立式使用时应增加装置。（4）为防止系统快速响应特性变差，在传动系统各个环节，包括滚珠丝杠、轴承、齿轮、蜗轮蜗杆、甚至联轴器和键联接都必须采取相应的措施。（5）数控机床的主轴箱或滑枕等部件，可采用装置来平衡载荷，以补偿部件引起的静力变形。（6）数控机床床身采用钢板的结构既可以增加静刚度，减小结构质量．又可以增加构件本身的阻尼。（7）是伺服驱动电动机与回转工作台的集成，它具有减少传动环节、简化机床的结构等优点。（8）装置精度直接影响闭环控制数控机床的定位精度和加工精度。（9）在自动换刀过程中常见的选刀方式有和任意选刀两种。（10）在加工中心的基础上配置更多(5个以上)的托盘，可组成环形回转式托盘库，称为。2选择题（1）数控加工中心的主轴部件上设有准停装置，其作用是（）（A）提高加工精度（B）提高机床精