《数控加工编程及操作》教案.docx
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《数控加工编程及操作》教案
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
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
（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
1.3.1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：
1、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
4.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。
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
3.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P56
（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？
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
3.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～G59
5.2.2S、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G92
3.车螺纹复合循环指令G76
5.2.5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G90
2.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
5.2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
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
3.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断？
第四章数控铣床的编程与操作
授课日期：
2011年4月11日下午第7、8节
2011年4月18日下午第7、8节
标题:
4.1数控铣床的编程特点；4.2数控车铣床编程指令；4.3数控铣床的基本操作
教学目的与要求：
1、了解数控铣削编程的特点，学习数控系统的常用指令与代码。
2、掌握数控铣床常用系统的规则及方法。
尤其是钻孔循环指令的编程规则和方法。
授课时数：
4学时
教学重点和难点：
1、教学重点：
钻孔循环指令、简化编程指令。
2、教学难点：
数控加工指令的特点、刀具补偿指令、数控铣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4月11日下午第7、8节
教学内容方法与手段时间分配
第十九课时
引入新课：
数控铣是数控技术的典型应用，数控铣的编程指令和方法非常丰富。
本章以三轴数控铣床为对象介绍数控铣的加工指令、循环指令和简化编程的指令，并通过实例介绍适用的编程技巧，使读者掌握完整的手工编程方法，为解决更复杂的铣削加工问题建立基础。
本章的一系列操作实例与主要知识点相对应，指导读者同步掌握数控铣床的操作方法及步骤，在提高技能素质的同时，加深对各种指令功能和用法的理解。
第4章数控铣床的编程与操作
4.1数控铣床的编程特点PPT、讲授法15分钟
4.2数控铣床的程序指令
4.2.1.加工准备指令
1.准备功能G代码
2．辅助功能M代码
4.2.2.加工类指令PPT、讲授法15分钟
4.2.3简单循环指令及孔加工指令PPT、讲授法25分钟
1高速深孔加工循环指令G73
2反攻丝循环指令G74
3精镗循环G76
4钻孔循环G81、G82、G83
第二十课时
5攻丝循环G84PPT、讲授法20分钟
6反镗循环G87
7镗孔循环G88、G89
8取消固定循环指令G80
编程实例PPT、讲授法25分钟
第二次课2011年4月18日下午第7、8节
第二十一课时
教学内容方法与手段时间分配
4.2.4简化编程指令及其它指令PPT、讲授法45分钟
1．镜像功能指令G24、G25
编程举例
2.缩放功能指令G50、G51
编程举例
3.旋转变换G68、G69
编程举例
第二十二课时
教学内容方法与手段时间分配
4.2.5刀具补偿指令PPT、讲授法25分钟
1.刀具半径补偿指令G40、G41、G42
2.刀具长度补偿指令G43、G44、G49
4.2.6子程序编程M98PPT、讲授法20分钟
编程举例
思考题（作业）
（1）数控铣削加工的特点是什么？
（2）常用的辅助功能M有哪几种？
（3）试说明G00，G01，G02和G03的使用特点。
（4）简述华中世纪星数控铣床开机、关机和返回参考点的操作方法。
（5）简述华中世纪星数控铣床退出超程的操作步骤。
（6）简述华中世纪星数控铣床选择程序、新建程序、程序编辑、程序修改、程序保存和程序删除的步骤。
（7）编制如图4.43所示的零件图形的数控加工程序。
图4.43零件图形
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