数控加工工艺与编程教案课程.docx

序号1授课日期班级项目（章节）绪论授课时数2教学目标与要求1、常握数控技术及数控机床的相关概念2、理解本课程的专业作用及学习要求教学难点与重点数控机床的分类及坐标系建立方法授课方法多媒体课堂教学：图示、举例、讲述、分析（现代化）教学手段多媒体作业整理课上笔记教学内容及过程时间分配课程引入：何为数控技术?数控机床的优点是什么？本课程的性质与任务的讲解性质：实践性很强的专业课任务：学习数控加工工艺制订及典型数控系统的编程的相关知识与技能。1、知识要求：（1） 了解数控机床与普通机床在机械部分、电气控制部分的不同。（2） 了解数控机床的维护方法及采取的安全措施。（3） 了解数控机床简单故障的分析及排除思路。2、技能要求：（D熟练掌握数控机床加工工艺分析、程序编制。（4） 掌握各数控机床操作步骤.（5） 各数控机床加工方法并能独立熟练加工中等难度的零件。绪论一、数控技术及发展趋势数控技术，简称数控。是指用数字、文字和符号组成的数字指令来实现一台或多台机械设备动作控制的技术。数控技术范围复盖很多领域：（1）机械制造技术；（2）信息处理'加工、传输技术；（3）自动控制技术；（4）伺服驱动技术：（5）传感器技术：（6）软件技术等。5ninIOmin5min教学内容及过程IOminIOminIOmin20minIominIOmin5min数控加工技术优势如下：1.加工效率高。利用数字化的控制手段可以加工复杂的曲面。而加工过程是由计算机控制，所以零件的互换性强，加工的速度快。2 .加1.精度高°同传统的加工设备相比，数控系统优化了传动装置,提高分辨率，减少了人为误差，因此加工的效率可以得到很大的提高。3 .劳动强度低。由于采用了自动控制方式，也就是说加工的全部过程是由数控系统完成，不象传统加工手段那样烦琐，操作者在数控机床工作时，只需要监视设备的运行状态。所以劳动强度很低。4,适应能力强数控加工系统就象计算机样，可以通过调整部分参数达到修改或改变其运作方式，因此加工的范围可以得到很大的扩展。5 .工作环境好。数控加工机床是机械控制、强电控制、弱电控制为一-体高科技产物，对机床的运行温度、湿度及环境都有较高的要求。二、数控机床基础1.数控机床的特点2,数控机床的分类3.数控机床的坐标系(1)标准坐标系的确定1)机床相对运动的规定。无论机床在实际加工中是工件运动还是刀具运动，在确定编程坐标时，一般看作是工件相对静止，而刀具运动这一原则。2）机床坐标系的规定。在确定机床坐标轴时，一般先确定Z轴，然后确定X轴和丫轴，最后确定其他轴。机床某一零件运动的正方向，是指增大工件和刀具之间距离的方向。（2）工件坐标系工件坐标系是用于确定工件几何图形上各几何要素（点、直线和圆弧）的位置而建立的坐标系。工件坐标系的原点即是工件零点。三、本课程的学习目的和要求1.本课程的学习目的本课程是机械类专业的门专业必修课，与数控加工工艺、数控机床操作紧密联系。通过本课程的学习，使学生.能够针对被加工零件，在合理地制定数控加工工艺的基础上，运用数控机床的数控系统所规定的编程规则和编程方法，编制零件的加工程序，为数控加工做准备.2.本课程的学习要求本节课小结及布置作业序号2授课日期班级项目（章节）1.1数控加工工艺基础授课时数2教学目标与要求1、掌握数控加工工艺设计的内容2、了解数控加工工艺文件的格式教学难点与重点1、数控加工工序的划分及刀具选择等工艺相关知识2、数控机工工艺文件的作用及要求授课方法多媒体课堂教学：图示、举例、讲述、分析（现代化）教学手段多媒体作业P331.1,1.2,1.5,1.7教学内容及过程时间分配史习：数控机床及相关坐标系知识笫1章数控加工工艺与编程基础1. 1数控加工工艺基础数控加工与通用机床加工相比较，在许多方面遵循的原则基本一致。但由于数控机床本身自动化程度较高，控制方式不同，设备费用也高，使数控加工工艺相应形成了以下几个特点：1 .工艺的内容十分具体2 .工艺的设计非常严密3 .注重加工的适应性1.1.1.数控加工工艺设计内容工艺设计是对工件进行数控加工的前期准备工作，它必须在程序编制工作之前完成。填写数控加工专用技术文件是数控加工工艺设计的内容之一。这些技术文件既是数控加工的依据、产品验收的依据，也是操作者遵守、执行的规程，同时还为产品零件重:复生产积累了必要的工艺资料，为企业进行了技术储备。技术文件是对数控加工的具体说明，目的是让操作者更明确加工程序的内5minIOmin5nin容、装夹方式、各个加工部位所选用的刀具及其它技术问题。不同的数控机床,工艺文件的内容也有所不同。一般的工艺文件应包括:(1)编程任务书。(2)数控加工工序卡片。(3)数控机床调整单。(4)数控加工刀具卡片。(5)数控加工进给路线图。(6)数控加工程序单。IOmin5min5minIOmin5min数控加工工序卡与普通加工工序，很相似，所不同的是：工序简图中成注明编程原点与对刀点，要有编程说明及切削参数的选择等，它是操作人员进行数控加工的主要指导性工艺资料。工序卡应按己确定的工步顺序填写。3.数控加工工件安装和原点设定R片(简称装夹图和零件设定k)5minIOmin15min教学内容及过程1.数控加工编程任务书编程任务书阐明了工艺人员对数控加工工序的技术要求、工序说明和数控加工前应保证的加工余量，是编程员与工艺人员协调工作和编制数控程序的重要依据之一。2.数控加工工序卡它应表示出数控加工原点定位方法和夹紧方法，并应注明加工原点设置Iomin位置和坐标方向，使用的夹具名称和编号等。4 .数控刀具卡片5min数控加工刀具卜主要反映刀具名称、编号、规格、长度等内容。它是组装刀具、调整刀具的依据。5 .数控加工走刀路线图在数控加工中，常要注意并防止刀具在运动过程中与夹具或工件发生意外碰撞，为此必须设法告诉操作者关于编程中的刀具运动路线(如：从哪里卜.刀、在哪里抬刀、哪里是斜卜刀等)。为简化走刀路线图，一般可采用统约定的符号来表示。6 .数控加工程序单数控加工程序单是编程员根据工艺分析情况，按照机床特点的指令代码编制的。它是记录数控加工工艺过程、工艺参数的清单，有助于操作员正确理解加工程序内容。1.1.2数控加工工序的划分(D以同一把刀具加工的内容划分工序。(2)以加工部分划分工序。(3)以粗、精加工划分工序。1.1.3数控加工刀具的选择选择刀具应根据机床的加工能力、工件材料的性能、加工工序、切削用量以及其他相关因素正确选用刀具及刀柄。刀具选择总的原则是：适用、安全、经济。1.1.4数控加工走刀路线的选择走刀路线是刀具在整个加工工序中相对于工件的运动轨迹，它不但包括教学内容及过程一、数控车削加工主要有以下加工内容1 .车削外圆车削外圆是最常见、最基本的车削方法，工件外圆一般由圆柱面、圆推面、圆弧面及回转槽等基本面组成。2 .车削内孔车削内孔是指用车削方法扩大工件的孔或加工空心工件的内表面，是常I。分2用的车削加工方法之一。3 .车削端面车削端面包括台阶端面的车削，偏刀乍削端而，可采用较大背吃刀量，切削顺利，表面光洁，而且大、小端面均可车削。4 .车削螺纹车削螺纹是数控车床的特点之一。在普通车床上一般只能加工少量的等螺距螺纹，而在数控车床上，只要通过调整螺纹加工程序，指出螺纹终点坐标值及螺纹导程，即可车削各种不同螺距的阅柱螺纹、锥螺纹或端面螺纹等。螺纹的车削可以通过单刀切削的方式进行，也可进行循环切削。二、数控车床的类型1 .按结构分类数控车床分为立式数控和卧式数控车床两种类型。(D立式数控车床用于回转直径较大的盘类零件的车削加工。(2)卧式数控车床用于轴向尺寸较大或较小的盘类零件加工。相时与立式数控车床来说，卧式数控车床的结构形式较多、加工功能丰富、使用的面积较广。1)经济型数控车床采用的是步进电动机和单片机，是通过对普通的车床的车削进给系统改善后形成的简易型数控车床，成本较低，但是自动化程度和功能都比较差，加工的精度也不高，适用于要求不太高的回转类零件的车削加工。2）通数控车床根据车削加工要求在结构上进行专门设计并配备通用数控系统而形成的数控车床，数控系统功能强，自动化程度和加工精度也比较高，适用于一般回转类零件的车削加工。这种数控车床加工可以同时控制两个坐标轴，即X轴和Z轴。3）车削加工中心在普通数控车床的基础上，增加了C轴和动立头，更高级的机床还带有刀库，可控制X、Z和C三个坐标轴，联动控制可以是（X、Z）、（Z、0、或（X、C）o由于增加了C轴和铳削动力头，这种数控车床的加工功能大大的增强，除可以进行一般车削外，还可以进行径向和轴向铳削、曲面铳削、中心线不在零件回转中心的孔和径向孔的钻削等加工。2 .按导轨分类床身导轨与水平面的相对位置有4种布局形式，为水平床身布局，斜床身布局，斜床身布局。3 .按刀架的布局分类可分为两坐标联动和四坐标控制两类。（I）两坐标联动用于加工盘类零件的回转刀架，其回转轴垂直于主轴：用于加工轴类和盘类零件的回转刀架，其回转轴平行于主轴。常用有6工位、8工位、10工位、12工位。（2）四坐标控制有两个独立的滑板和回转刀架，故称为双刀架四坐标数控车床。每个刀架的切削进给量分别控制，两刃架可以同时切削同一工件的不同部位。四坐标数控车床的结构更杂，且需要配置专门的数控系统实现对两个独立刀架的控制。这种机床适合加工曲轴、飞机零件等形状复杂、批量较大的零件。序号7授课日期班级项目（章节）2.1.3数控车床结构特点授课时数2教学目标与要求2.目标数薮控塑床结构樨点及工艺路线拟定要求：掌握数控车削加工工艺路线制订教学难点与重点重点：数控车床结构特点难点：数控车削加工工艺路线制订授课方法理实一体（现代化）教学手段多媒体教学作业工艺分析包括哪些内容？教学内容及过程时间分配课程的设计过程一、究习上次课程所讲的内容。二、课问题，了解学生对上次课程内容的掌握情况。三、引出本次课成所讲的内容。四、本次课程的内容概述。1、数控车床结构特点2,数控车削工艺分析五、总结本此课程所讲的内容。六、布苴课后习题。七、对下次课程做简要介绍，以便学生课后预习.5分钟5分钟5分钟7O分钟5分钟5分钟5分钟教学内容及过程间配时分一、数控车床结构特点1 .由于数控车床刀架的两个方向运动分别由伺服电动机驱动，所以它的传动链短。2 .多功能数控车床是采用直流或交流主轴控制单元来驱动主轴，按控制指令作无级变速，主轴之间不必用多级齿轮副来进行变速。3 .数控车床的第三个结构特点是轻拖动。刀架移动一般采用滚珠丝杆副，滚珠丝杆副是数控车床的关键机械部件之一，滚珠丝杆两端安装的滚动轴承要大的多，这种专用轴承配对安装，是选配的，最好在轴承出厂时就是成对的。4 .为了拖动轻便，数控车床的润滑都比较充分，大部分采用油雾自动润滑。5 .由于数控车床的价格较高、控制系统的寿命较长，所以数控车床的滑动导轨也要求耐磨性好。数