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1、教 案序號1授課日期班級項(xiàng)目（章節(jié)）緒 論授課時(shí)數(shù)2教學(xué)目標(biāo)與要求1、掌握數(shù)控技術(shù)及數(shù)控機(jī)床的相關(guān)概念2、理解本課程的專業(yè)作用及學(xué)習(xí)要求教學(xué)難點(diǎn)與重點(diǎn)數(shù)控機(jī)床的分類及坐標(biāo)系建立方法授課方法多媒體課堂教學(xué)；圖示、舉例、講述、分析（現(xiàn)代化）教學(xué)手段多媒體作 業(yè)整理課上筆記教 學(xué) 內(nèi) 容 及 過 程時(shí)間分配課程引入：何為數(shù)控技術(shù)？數(shù)控機(jī)床的優(yōu)點(diǎn)是什么？本課程的性質(zhì)與任務(wù)的講解性質(zhì)：實(shí)踐性很強(qiáng)的專業(yè)課任務(wù)：學(xué)習(xí)數(shù)控加工工藝制訂及典型數(shù)控系統(tǒng)的編程的相關(guān)知識與技能。1、知識要求：（1）了解數(shù)控機(jī)床與普通機(jī)床在機(jī)械部分、電氣控制部分的不同。（2）了解數(shù)控機(jī)床的維護(hù)方法及采取的安全措施。（3）了解數(shù)控機(jī)床簡

2、單故障的分析及排除思路。2、技能要求：（1）熟練掌握數(shù)控機(jī)床加工工藝分析、程序編制。（2）掌握各數(shù)控機(jī)床操作步驟。（3）各數(shù)控機(jī)床加工方法并能獨(dú)立熟練加工中等難度的零件。緒 論一、數(shù)控技術(shù)及發(fā)展趨勢數(shù)控技術(shù)，簡稱數(shù)控。是指用數(shù)字、文字和符號組成的數(shù)字指令來實(shí)現(xiàn)一臺或多臺機(jī)械設(shè)備動(dòng)作控制的技術(shù)。數(shù)控技術(shù)范圍復(fù)蓋很多領(lǐng)域：（1）機(jī)械制造技術(shù)；（2）信息處理、加工、傳輸技術(shù)；（3）自動(dòng)控制技術(shù)；（4）伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)；（5）傳感器技術(shù)；（6）軟件技術(shù)等。5min10min5min教 案 教 學(xué) 內(nèi) 容 及 過 程時(shí)間分配數(shù)控加工技術(shù)優(yōu)勢如下：1加工效率高。利用數(shù)字化的控制手段可以加工復(fù)雜的曲面。而加工過

3、程是由計(jì)算機(jī)控制，所以零件的互換性強(qiáng)，加工的速度快。2加工精度高。同傳統(tǒng)的加工設(shè)備相比，數(shù)控系統(tǒng)優(yōu)化了傳動(dòng)裝置,提高分辨率,減少了人為誤差，因此加工的效率可以得到很大的提高。3勞動(dòng)強(qiáng)度低。由于采用了自動(dòng)控制方式，也就是說加工的全部過程是由數(shù)控系統(tǒng)完成，不象傳統(tǒng)加工手段那樣煩瑣，操作者在數(shù)控機(jī)床工作時(shí)，只需要監(jiān)視設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)。所以勞動(dòng)強(qiáng)度很低。4適應(yīng)能力強(qiáng)數(shù)控加工系統(tǒng)就象計(jì)算機(jī)一樣，可以通過調(diào)整部分參數(shù)達(dá)到修改或改變其運(yùn)作方式，因此加工的范圍可以得到很大的擴(kuò)展。5工作環(huán)境好。數(shù)控加工機(jī)床是機(jī)械控制、強(qiáng)電控制、弱電控制為一體高科技產(chǎn)物，對機(jī)床的運(yùn)行溫度、濕度及環(huán)境都有較高的要求。二、數(shù)控機(jī)床基礎(chǔ)

4、1數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)2數(shù)控機(jī)床的分類3數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)系（1）標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)系的確定1）機(jī)床相對運(yùn)動(dòng)的規(guī)定。無論機(jī)床在實(shí)際加工中是工件運(yùn)動(dòng)還是刀具運(yùn)動(dòng)，在確定編程坐標(biāo)時(shí)，一般看作是工件相對靜止，而刀具運(yùn)動(dòng)這一原則。2）機(jī)床坐標(biāo)系的規(guī)定。在確定機(jī)床坐標(biāo)軸時(shí)，一般先確定Z軸，然后確定X軸和Y軸，最后確定其他軸。機(jī)床某一零件運(yùn)動(dòng)的正方向，是指增大工件和刀具之間距離的方向。（2）工件坐標(biāo)系工件坐標(biāo)系是用于確定工件幾何圖形上各幾何要素（點(diǎn)、直線和圓弧）的位置而建立的坐標(biāo)系。工件坐標(biāo)系的原點(diǎn)即是工件零點(diǎn)。三、本課程的學(xué)習(xí)目的和要求1本課程的學(xué)習(xí)目的本課程是機(jī)械類專業(yè)的一門專業(yè)必修課，與數(shù)控加工工藝、數(shù)控機(jī)床操作緊密聯(lián)

5、系。通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生能夠針對被加工零件，在合理地制定數(shù)控加工工藝的基礎(chǔ)上，運(yùn)用數(shù)控機(jī)床的數(shù)控系統(tǒng)所規(guī)定的編程規(guī)則和編程方法，編制零件的加工程序，為數(shù)控加工做準(zhǔn)備。2本課程的學(xué)習(xí)要求本節(jié)課小結(jié)及布置作業(yè)10min10min10min20min15min10min5min 教 案序號2授課日期班級項(xiàng)目（章節(jié)）1.1 數(shù)控加工工藝基礎(chǔ)授課時(shí)數(shù)2教學(xué)目標(biāo)與要求1、掌握數(shù)控加工工藝設(shè)計(jì)的內(nèi)容2、了解數(shù)控加工工藝文件的格式教學(xué)難點(diǎn)與重點(diǎn)1、數(shù)控加工工序的劃分及刀具選擇等工藝相關(guān)知識2、數(shù)控機(jī)工工藝文件的作用及要求授課方法多媒體課堂教學(xué)；圖示、舉例、講述、分析（現(xiàn)代化）教學(xué)手段多媒體作 業(yè)P33 1

6、.1，1.2，1.5，1.7教 學(xué) 內(nèi) 容 及 過 程時(shí)間分配復(fù)習(xí)：數(shù)控機(jī)床及相關(guān)坐標(biāo)系知識第1章 數(shù)控加工工藝與編程基礎(chǔ)1.1 數(shù)控加工工藝基礎(chǔ)數(shù)控加工與通用機(jī)床加工相比較，在許多方面遵循的原則基本一致。但由于數(shù)控機(jī)床本身自動(dòng)化程度較高，控制方式不同，設(shè)備費(fèi)用也高，使數(shù)控加工工藝相應(yīng)形成了以下幾個(gè)特點(diǎn)：1工藝的內(nèi)容十分具體2工藝的設(shè)計(jì)非常嚴(yán)密3注重加工的適應(yīng)性1.1.1 數(shù)控加工工藝設(shè)計(jì)內(nèi)容工藝設(shè)計(jì)是對工件進(jìn)行數(shù)控加工的前期準(zhǔn)備工作，它必須在程序編制工作之前完成。填寫數(shù)控加工專用技術(shù)文件是數(shù)控加工工藝設(shè)計(jì)的內(nèi)容之一。這些技術(shù)文件既是數(shù)控加工的依據(jù)、產(chǎn)品驗(yàn)收的依據(jù)，也是操作者遵守、執(zhí)行的規(guī)程，

7、同時(shí)還為產(chǎn)品零件重復(fù)生產(chǎn)積累了必要的工藝資料，為企業(yè)進(jìn)行了技術(shù)儲備。技術(shù)文件是對數(shù)控加工的具體說明，目的是讓操作者更明確加工程序的內(nèi)容、裝夾方式、各個(gè)加工部位所選用的刀具及其它技術(shù)問題。不同的數(shù)控機(jī)床，工藝文件的內(nèi)容也有所不同。一般的工藝文件應(yīng)包括：（1）編程任務(wù)書。（2）數(shù)控加工工序卡片。（3）數(shù)控機(jī)床調(diào)整單。（4）數(shù)控加工刀具卡片。（5）數(shù)控加工進(jìn)給路線圖。（6）數(shù)控加工程序單。5min10min5min教 案 教 學(xué) 內(nèi) 容 及 過 程時(shí)間分配1數(shù)控加工編程任務(wù)書編程任務(wù)書闡明了工藝人員對數(shù)控加工工序的技術(shù)要求、工序說明和數(shù)控加工前應(yīng)保證的加工余量，是編程員與工藝人員協(xié)調(diào)工作和編制數(shù)控程

8、序的重要依據(jù)之一。2數(shù)控加工工序卡數(shù)控加工工序卡與普通加工工序卡很相似，所不同的是：工序簡圖中應(yīng)注明編程原點(diǎn)與對刀點(diǎn)，要有編程說明及切削參數(shù)的選擇等，它是操作人員進(jìn)行數(shù)控加工的主要指導(dǎo)性工藝資料。工序卡應(yīng)按已確定的工步順序填寫。3數(shù)控加工工件安裝和原點(diǎn)設(shè)定卡片（簡稱裝夾圖和零件設(shè)定卡）它應(yīng)表示出數(shù)控加工原點(diǎn)定位方法和夾緊方法，并應(yīng)注明加工原點(diǎn)設(shè)置位置和坐標(biāo)方向，使用的夾具名稱和編號等。4數(shù)控刀具卡片數(shù)控加工刀具卡主要反映刀具名稱、編號、規(guī)格、長度等內(nèi)容。它是組裝刀具、調(diào)整刀具的依據(jù)。5數(shù)控加工走刀路線圖在數(shù)控加工中，常要注意并防止刀具在運(yùn)動(dòng)過程中與夾具或工件發(fā)生意外碰撞，為此必須設(shè)法告訴操作者

9、關(guān)于編程中的刀具運(yùn)動(dòng)路線（如：從哪里下刀、在哪里抬刀、哪里是斜下刀等）。為簡化走刀路線圖，一般可采用統(tǒng)一約定的符號來表示。6數(shù)控加工程序單數(shù)控加工程序單是編程員根據(jù)工藝分析情況，按照機(jī)床特點(diǎn)的指令代碼編制的。它是記錄數(shù)控加工工藝過程、工藝參數(shù)的清單，有助于操作員正確理解加工程序內(nèi)容。1.1.2 數(shù)控加工工序的劃分（1）以同一把刀具加工的內(nèi)容劃分工序。（2）以加工部分劃分工序。（3）以粗、精加工劃分工序。1.1.3 數(shù)控加工刀具的選擇選擇刀具應(yīng)根據(jù)機(jī)床的加工能力、工件材料的性能、加工工序、切削用量以及其他相關(guān)因素正確選用刀具及刀柄。刀具選擇總的原則是：適用、安全、經(jīng)濟(jì)。1.1.4 數(shù)控加工走刀路

10、線的選擇走刀路線是刀具在整個(gè)加工工序中相對于工件的運(yùn)動(dòng)軌跡，它不但包括了工序的內(nèi)容，而且也反映出工序的順序。走刀路線是編寫程序的依據(jù)之一。因此，在確定走刀路線時(shí)最好畫一張工序簡圖，將已經(jīng)擬定出的走刀路線畫上去（包括進(jìn)刀、退刀路線），這樣可為編程帶來不少方便。本節(jié)課小結(jié)及布置作業(yè)10min5min5min10min5min5min10min15min10min5min 教 案序號3授課日期班級項(xiàng)目（章節(jié)）1.2 數(shù)控加工及相關(guān)基礎(chǔ)授課時(shí)數(shù)2教學(xué)目標(biāo)與要求1、掌握數(shù)控加工相關(guān)知識2、理解數(shù)控加工原理教學(xué)難點(diǎn)與重點(diǎn)1、數(shù)控加工刀位計(jì)算原理2、刀具半徑補(bǔ)償與長度補(bǔ)償授課方法多媒體課堂教學(xué)；圖示、舉例、

11、講述、分析（現(xiàn)代化）教學(xué)手段多媒體作 業(yè)P33 1.12，1.14教 學(xué) 內(nèi) 容 及 過 程時(shí)間分配復(fù)習(xí)：數(shù)控加工工藝制定與文件的相關(guān)知識。1.2 數(shù)控加工及相關(guān)基礎(chǔ)1.2.1 數(shù)控加工原理數(shù)控刀軌是由一系列簡單的線段連接而成的折線，折線上的結(jié)點(diǎn)稱為刀位點(diǎn)。刀具的中心點(diǎn)沿著刀軌依次經(jīng)過每一個(gè)刀位點(diǎn)，從而切削出工件的形狀。刀具從一個(gè)刀位點(diǎn)移動(dòng)到下一個(gè)刀位點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)稱為數(shù)控機(jī)床的插補(bǔ)運(yùn)動(dòng)。由于數(shù)控機(jī)床一般只能以直線或圓弧這兩種簡單的運(yùn)動(dòng)形式完成插補(bǔ)運(yùn)動(dòng)，因此數(shù)控刀軌只能是由許多直線段和圓弧段將刀位點(diǎn)連接而成的折線。數(shù)控編程的任務(wù)是計(jì)算出數(shù)控刀軌，并以程序的形式輸出到數(shù)控機(jī)床，其核心內(nèi)容就是計(jì)算出數(shù)控

12、刀軌上的刀位點(diǎn)。在數(shù)控加工誤差中，與數(shù)控編程直接相關(guān)的有兩個(gè)主要部分：（1）刀軌的插補(bǔ)誤差。由于數(shù)控刀軌只能由直線和圓弧組成，因此只能近似地?cái)M合理想的加工軌跡。（2）殘余高度。在曲面加工中，相鄰兩條數(shù)控刀軌之間會(huì)留下未切削區(qū)域，由此造成的加工誤差稱為殘余高度，它主要影響加工表面的粗糙度。刀具的表面成形運(yùn)動(dòng)通常分為主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。主運(yùn)動(dòng)指機(jī)床的主軸轉(zhuǎn)動(dòng)，其運(yùn)動(dòng)質(zhì)量主要影響產(chǎn)品的表面光潔度。進(jìn)給運(yùn)動(dòng)是主軸相對工件的平動(dòng)，其傳動(dòng)質(zhì)量直接關(guān)系到機(jī)床的加工性能。5min15min教 案 教 學(xué) 內(nèi) 容 及 過 程時(shí)間分配1.2.2 數(shù)控加工刀位計(jì)算數(shù)控加工刀位點(diǎn)的計(jì)算過程可分為3個(gè)階段。（1）加工表面

13、的偏置。（2）刀軌形式的確定。（3）刀位點(diǎn)的計(jì)算。1.2.3 高度與安全高度起止高度指進(jìn)退刀的初始高度。在程序開始時(shí)，刀具將先到這一高度，同時(shí)在程序結(jié)束后，刀具也將退回到這一高度。起止高度就大于或等于安全高度，安全高度也稱為提刀高度，是為了避免刀具碰撞工件而設(shè)定的高度（Z值）。1.2.4 刀具半徑補(bǔ)償和長度補(bǔ)償數(shù)控機(jī)床在進(jìn)行輪廓加工時(shí)，由于刀具有一定的半徑（如銑刀半徑），因此在加工時(shí)，刀具中心的運(yùn)動(dòng)軌跡必須偏離零件實(shí)際輪廓一個(gè)刀具半徑值，否則加工出的零件盡寸與實(shí)際需要的尺寸將相差一個(gè)刀具半徑值或者一個(gè)刀具直徑值。此外，在零件加工時(shí)，有時(shí)還需要考慮加工余量和刀具磨損等因素的影響。根據(jù)加工情況，有

14、時(shí)不僅需要對刀具半徑進(jìn)行補(bǔ)償，還要對刀具長度進(jìn)行補(bǔ)償。1.2.5 順銑與逆銑1.2.6 冷卻液開關(guān)1.2.7 拐角控制拐角是在切削過程中遇到拐角時(shí)的處理方式，有圓角和尖角兩種處理方法，這主要對于機(jī)床及刀具有意義，對零件的加工結(jié)果不影響。尖角處理時(shí)，刀具從輪廓的一邊到另一邊的過程中，以直線的方式過濾，適合于大于90的角。圓弧方式處理時(shí)，刀具從輪廓的一邊到另一邊的過程中，以圓弧的方式過濾，適合于小于或等于90的角。采用圓弧過濾可以避免機(jī)床進(jìn)給方向的急劇變化。在處理有加工留量的角落時(shí)，某些系統(tǒng)軟件會(huì)將補(bǔ)正后的加輪廓線做成角落圓角，即有以下三種方式處理。（1）角落圓角：處理成工件外部輪廓及刀具路徑都是圓角。（2）角落尖角：處理成工件外部輪廓為尖角，而刀具路徑為圓角。（3）路徑尖角：處理成工件外部輪廓及刀具路徑都是尖角。1.2.8 輪廓控制在數(shù)控編程中，不少時(shí)候需要通過輪廓來限制加工