《数控加工编程及操作》教案

1闽北职业技术学院教案2010~2011学年第二学期课程名称：数控加工编程及操作授课教师：游年华课程所属系（部）：信息与工程系2课程名称:机械制造基础授课班级：09机械（1）班课程类型：理论课总学时：64（理论24）学分：4使用教材：《数控加工编程及操作》清华大学出版社刘力健牟盛勇主编教学方法、手段：讲授考核方式：考试主要参考书目：《数控加工编程及操作》中国轻工业出版社郭庆梁浦艳敏主编3（教案正文）第1章数控加工系统授课日期：2011年3月7日下午第7、8节标题:1.1数控加工及其特点；1.2数控机床的工作原理及性能指标；1.3数控机床的典型机械结构；1.4数控刀具系统；1.5夹具及对刀工具简介；1.6数控加工技术的发展教学目的与要求：1、通过本章的学习，要求读者了解数控加工的优点、数控机床的性能指标、数控机床的组成和一些典型结构、刀具及夹具系统。2、掌握数控加工的基本过程。授课时数：2学时教学重点和难点：1、教学重点：数控加工的基本过程。2、教学难点：数控加工系统。教学内容及过程:教学内容方法与手段时间分配第一课时引入新课：同学们都十分熟悉普通加工设备，如普通车床、普通铣床等常见的机加工设备，但在实际的生产加工中数控设备的应用是十分广泛的，数控车床、数控铣床就是我们接下来要学习的内容。第1章数控加工系统1.1数控加工及其特点PPT、讲授法5分钟1.2数控机床的工作原理及性能指标PPT、讲授法15分钟1.2.1数控机床组成及工作原理1.2.2数控机床的分类及性能指标1.3数控机床的典型机械结构（教学难点）PPT、讲授法25分钟41.3.1数控机床主传动系统1.3.2数控机床的进给传动系统1.3.3数控机床的自动换刀装置第二课时1.4数控刀具系统PPT、讲授法15分钟1.4.1数控刀具的特点1.4.2数控刀具的分类1.5夹具及对刀工具简介（教学重点）PPT、讲授法15分钟1.5.1数控机床的夹具1.5.2数控机床的对刀工具1.6数控加工技术的发展PPT、讲授法15分钟1.6.1数控系统的发展1.6.2数控机床的发展思考题(作业):1简述数控加工的优点。2试述闭环数控机床的控制原理，它与开环数控机床的差异。3数控机床的发展趋势，主要表现在哪些方面第二章数控加工工艺授课日期：2011年3月10日上午第1、2节2011年3月14日下午第7、8节标题:2.1数控加工对象；2.2数控加工的工艺分析教学目的与要求：1、通过本章的学习，要求读者能够分析数控加工的对象。2、掌握典型零件的数控加工工艺分析方法和步骤。授课时数：4学时教学重点和难点：51、教学重点：根据加工对象，合理选择数控加工设备、刀具及夹具。2、教学难点：数控加工工艺的分析。教学内容及过程:第一次课2011年3月10日上午第1、2节教学内容方法与手段时间分配第三课时引入新课：制定零件加工的工艺方案是机械加工的一项重要工作，数控切削加工也不例外。一般地，数控切削加工属于零件制造过程的一个部分，常作为获得零件各表面尺寸、形状精度和位置精度的最重要的加工过程。数控加工工艺包括数控机床及夹具刀具选择、制定加工顺序与走刀路线、计算切削用量、编制数控工序及刀具卡片等内容。然而，零件是否适应数控切削加工，即是否采用数控切削加工，是首先要解决的问题。第2章数控加工系统2.1数控加工对象（教学重点）PPT、讲授法25分钟1.最适应类2.较适应类3.不适应类2.1.1数控铣削及加工中心的主要加工对象PPT、讲授法20分钟1.平面类零件2.变斜角类零件3.立体曲面类零件4.结构形状复杂的箱体、模具等类零件5.异形件第四课时2.1.2数控车削及车削中心的主要加工对象PPT、讲授法20分钟2.2数控加工的工艺分析（教学难点）PPT、讲授法25分钟2.2.1数控铣削加工工艺分析1.零件图工艺分析2.加工顺序的安排3.进给路线的确定64.铣刀类型选择5.切削用量的选择第二次课2011年3月14日下午第7、8节第2章数控加工系统第五课时2.2.2带孔样板的数控铣削工艺分析PPT、讲授法45分钟1.工艺分析2.定位基准和装夹方式3.选择机床设备4.确定工艺方案及加工路线5.选择刀具6.确定切削用量第六课时2.2.3数控车削加工工艺分析（教学重点）PPT、讲授法25分钟1.零件图工艺分析2.加工顺序的安排3.进给路线的确定4.刀具选择2.2.4球头螺纹轴的加工工艺分析PPT、讲授法20分钟1.工艺分析2.零件的加工顺序3.设备4.刀具选择5.确定切削用量思考题(作业):1数控机床最适用于哪些类型零件的加工？2分别叙述铣削加工和车削加工切削用量的确定方法及过程。7第三章数控编程基础知识授课日期：2011年3月17日上午第3、4节2011年3月21日下午第7、8节2011年3月24日上午第1、2节标题:3.1数控编程概述；3.2数控机床的坐标系；3.3程序编制的代码及格式教学目的与要求：1、掌握数控机床编程的工作过程。2、掌握数控加工编程坐标轴与运动方向的定义及工艺处理方法。授课时数：4学时教学重点和难点：1、教学重点：数控指令及其功能、数控加工程序格式与组成。2、教学难点：各种坐标系及其坐标原点。教学内容及过程:第一次课2011年3月17日上午第3、4节教学内容方法与手段时间分配第七课时引入新课：数控机床要按照预先编制好的程序自动加工零件，编程人员必须按照机床规定的指令代码及程序格式，把零件的加工过程编成加工程序才能实施数控加工。第3章数控加工系统3.1数控编程概述PPT、讲授法45分钟3.1.1数控编程的基本概念3.1.2数控编程的内容和步骤1.图纸工艺分析2.数学处理83.编写程序单及初步校验4.制备控制介质5.输入数控系统6.程序的校验和试切3.1.3数控编程的方法1.手工编程2.自动编程第八课时3.2数控机床的坐标系PPT、讲授法45分钟3.2.1坐标轴的运动方向及其命名（教学难点）1.坐标和运动方向命名的原则2.标准坐标系的规定3.运动方向的确定3.2.2机床坐标系与工件坐标系（教学难点）1.机床坐标系2.工件坐标系3.2.3绝对坐标与增量(相对)坐标1.绝对坐标系2.增量坐标系3.2.4数控机床的最小设定单位1.尺寸字的输入制式2.进给速度单位的设定第二次课2011年3月21日下午第7、8节第九课时3.3程序编制的代码及格式3.3.1数控加工程序的结构及格式1.数控加工程序的结构2.程序段格式（1）程序段序号P569（2）数据字（3）程序段结束符第十课时3.3.2G指令、M指令和其他常用指令（教学重点）1.准备功能2.辅助功能3.进给功能(F)4.主轴转速功能(S)5.刀具功能(T)第三次课2011年3月24日上午第1、2节第十一课时3.3.3常用基本指令（教学重点）PPT、讲授法45分钟1.坐标指令(1)绝对值编程G90和相对值编程G91（2）工件坐标系设定指令G92（3）工件坐标系选择指令G54—G59（4）插补平面选择指令G17，G18，G19第十二课时2.快速点定位指令G00PPT、讲授法15分钟3.直线插补指令G01PPT、讲授法15分钟4.圆弧插补指令G02、G03PPT、讲授法15分钟思考题(作业):1什么是数控编程？数控编程的内容及步骤如何？2数控机床的坐标轴与运动方向是怎样规定的？数控车床的Z轴怎样定义？3绝对坐标及相对坐标有何区别？4什么是机床原点和机床参考点？指出数控车床、数控铣床的机床原点的位置。5为何要进行回机床参考点的操作?6机床坐标系和工件坐标系的区别是什么？10第五章数控车床的编程与操作授课日期：2011年3月24日上午第3、4节2011年3月28日下午第7、8节2011年4月2日下午第7、8节标题:5.1数控车床的编程特点；5.2数控车床编程指令；5.3数控车床的基本操作教学目的与要求：1、了解数控车削编程的特点，学习数控系统的常用指令与代码。2、掌握数控车床常用系统的规则及方法。尤其是循环指令的编程规则和方法。授课时数：6学时教学重点和难点：1、教学重点：简单循环指令。2、教学难点：数控加工指令的特点、刀具补偿指令、数控车削系统操作面板及功能简介。教学内容及过程:第一次课2011年3月24日上午第3、4节教学内容方法与手段时间分配第十三课时引入新课：通过接下来的学习能让大家了解数控车削编程的特点，数控系统的常用指令与代码。掌握数控车床常用系统的规则及方法。尤其是循环指令的编程规则和方法。通过对数控车床的操作面板、操作步骤和方法的介绍，学会对数控车床的操作与零件加工。第5章数控车床的编程与操作5.1数控车床的编程特点PPT、讲授法15分钟5.1.1数控车床编程坐标系的建立1.机床坐标系2.参考点113.工件坐标系5.1.2数控车床的编程特点5.2数控车床编程指令PPT、讲授法30分钟5.2.1工件坐标系的设定指令1.用G50设定工件坐标系2.预置工件坐标系G54～G595.2.2S、F和T指令1.主轴转速功能设定2.进给功能设定(G98、G99、G04)3.刀具功能指令T(模态指令)5.2.3基本加工类指令1.快速移动指令G00(模态指令)2.直线插补指令G01(模态指令)3.圆弧插补指令G02、G03(模态指令)第十四课时5.2.4螺纹加工指令PPT、讲授法25分钟1.等螺距螺纹G32(模态指令)2.螺纹切削循环指令G923.车螺纹复合循环指令G765.2.5简单循环指令PPT、讲授法20分钟1.外径/内径切削循环G90(1)直线车削循环(2)锥形切削循环G902.端面车削循环G94(1)平端面切削循环G94(2)锥面切削循环G94第二次课2011年3月28日下午第7、8节第十五课时125.2数控车床编程指令PPT、讲授法45分钟5.2.6复合循环指令1.粗车循环(G71)2.平端面粗车循环(G72)3.型车复循环(G73)4.精车循环(G70)5.2.7刀具补偿类指令1.假想刀尖位置方向2.车刀X轴和Z轴的补偿值的确定5.2.8子程序指令5.2.9车削编程实例1.轴类零件2.套类零件第十六课时5.3数控车床的基本操作PPT、讲授法45分钟5.3.1BEIJING-FANUCOiMate-TB系统数控车床介绍5.3.2BEIJING-FANUCOiMate-TB系统数控车床操作面板功能1.数控系统操作面板的组成及其使用方法2.机床操作面板的组成3.循环控制部分4.刀台控制5.切削液控制6.程序保护5.3.3数控车床操作方法及步骤1.开机和回参考点2.手动操作机床3.手轮移动4.自动运行5.机床的试运行13第三次课2011年4月2日下午第7、8节第十七课时5.3数控车床的基本操作PPT、讲授法45分钟5.3.4程序的创建、编辑和输入/输出1.程序的创建2.输入程序3.输出程序4.程序的编辑5.复制整个程序6.合并程序5.3.5设定和显示数据1.按下功能键POS显示的界面和参数设定2.用功能键PROG显示的界面和参数设定3.用功能键OFFSETSETTING显示的界面和参数设定4.用功能键SYSTEM显示的界面5.用功能键MESSAGE显示的界面6.图形模拟5.3.6数控车床的运转及对刀操作1.CKA6150数控车床的操作方法与步骤2.数控车床的对刀与找正第十八课时5.4CJK6130数控车床系统操作面板及功能介绍(华中世纪星)5.4.1操作台结构5.4.2软件操作界面5.4.3车床功能菜单5.4.4数控车床基本操作1.急停2.方式选择143.轴手动按键4.速率修调5.回参考点6.手动进给7.增量进给8.手摇进给9.自动运行10.单段运行11.超程解除12.手动机床动作控制思考题(作业):1简述数控车床的编程特点。2什么是数控车床加工的恒切削速度功能？用哪一组指令进行恒切削速度控制？3画图表示车外圆简单固定循环的加工路线，并标明相应的进给状态。4什么是机床原点，机床参考点，编程原点？5M00、M01、M02、M30都可以停止程序运行，它们有什么区别？6采用固定循环编程有什么好处？试画图表示G、G、G71、G72的基本走刀路线？7数控车床圆弧的顺逆应如何判