《 数控车床加工工艺与编程操作华中系统》项目一 数控车削加工基础.docx

《 数控车床加工工艺与编程操作华中系统》项目一 数控车削加工基础.docx

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《数控车床加工工艺与编程操作华中系统》项目一数控车削加工基础

教师姓名

授课形式

讲授

授课时数

2+2

授课日期

年月日

授课班级

授课项目及

任务名称

项目1数控车削加工基础

任务一认识数控车床

教学目标

知识目标

1．掌握数控车床的组成及工作过程。

2．了解数控车床的特点及分类。

技能目标

1.识别数控车床各部分的组成结构

2.识别实习用数控车床的各主要部件

3.认识实习用数控车床的型号

教学重点

1．数控车床的组成及工作过程。

2.数控车床的分类。

3．数控车床的特点。

教学难点

数控车床的组成及工作过程。

教学方法

教学手段

借助于多媒体课件，讲授数控车床的组成及工作过程、数控车床的种类和数控车床的特点。

通过近距离观察数控车床，让学生进一步掌握数控车床的组成、类别及特点。

学时安排

1．数控车床的组成及工作过程约45分钟；

2．数控车床的典型结构30分钟；

3．数控车床的特点约15分钟；

4.数控车床参观实习2小时。

教学条件

多媒体课件、数控车床。

课外作业

查阅、收集数控车床资料。

检查方法

随堂提问，按效果计平时成绩。

教学后记

授课主要内容

任务引入

通过观察数控车床、普通车床的图片进行对比，提升学习兴趣，引入新课。

知识链接

数控车床的概念：

又称CNC（ComputerNumericalControl）车床，即用计算机数字控制的车床。

数控车床主要用于旋转体工件的加工，一般能自动完成内外圆柱面、内外圆锥面、复杂回转内外曲面、圆柱圆锥螺纹等轮廓的切削加工，并能进行车槽、钻孔、车孔、扩孔、铰孔、攻螺纹等加工。

一、数控车床的组成及工作过程

1.数控车床的组成

数控车床一般由输入/输出设备、数控装置（或称CNC）、伺服单元、驱动装置（或称执行机构）及电气控制装置、辅助装置、机床本体、测量反馈装置等组成。

除机床本体之外的部分（蓝色线框）统称为计算机数控（CNC）系统。

（1）输入/输出设备

输入/输出设备是计算机数控系统与外部设备进行信息交互的装置。

（2）数控装置

数控装置是数控车床的核心，由硬件和软件两部分组成。

它接收输入装置输入的加工信息，将其加以识别、存储、运算，并输出相应的控制，使机床按规定的要求动作。

（3）主轴伺服驱动系统

主轴伺服驱动系统是数控系统的执行部分，它包括主轴驱动单元和主轴电机。

目前数控车床主轴伺服驱动系统有机械调速（普通电机）、变频调速、数字伺服调速等几种形式。

（4）进给伺服驱动系统

进给伺服驱动系统是数控系统的执行部分，它包括进给伺服驱动单元和伺服电机。

它将数控装置发来的各种动作指令，经过信号放大后，驱动伺服电机实现机床移动部件的进给运动。

（5）PLC装置

可编程控制器简称PLC。

数控机床通过数控装置和PLC装置的共同作用来完成控制功能，PLC装置主要完成与逻辑运算有关的一些动作。

（6）位置检测系统

位置检测系统的作用是将机床的实际位置、速度等参数检测出来，转变成电信号，反馈到数控装置，通过比较、检查实际位置与指令位置是否一致，并由数控装置发出指令，修正所产生的误差。

（7）机床本体

数控车床本体由基础件和配套件组成。

基础件有床身、溜板、导轨、主轴等部件；配套件主要有刀架、丝杠、照明系统、冷却润滑系统等。

2.数控车床的工作过程

数控车床加工零件时，需根据所加工零件的有关信息（工件与刀具相对运动轨迹的尺寸参数；切削加工的工艺参数；辅助操作等加工信息）用规定的文字、数字和符号组成的代码，按规定的格式编写成加工程序，通过输入装置或数控装置（CNC）键盘输入到数控装置中，由数控装置经过译码、刀补处理、插补处理完成位置控制等运算，将相应的加工信号及指令输送到PLC、进给伺服系统，并通过PLC、进给伺服系统控制主轴、各进给轴、辅助装置协调运作，完成零件的自动加工。

二、数控车床的分类

1.按主轴位置分类

（1）立式数控车床

（2）卧式数控车床

2.按控制方式分类

（1）开环控制数控车床

（2）闭环控制数控车床

（3）半闭环控制数控车床

3.按数控系统的功能分类

（1）经济型数控车床

（2）全功能型数控车床

（3）车削中心

三、数控车床的特点

（1）适应性强，适合加工多品种、小批量复杂工件

（2）加工精度高，产品质量稳定

（3）生产效率高

（4）自动化程度高，劳动强度低

任务小结

回顾本次任务所学知识，强调本节课的重点与难点，加深理解与记忆。

学习评价

让同学独立完成学后测评试题，检验同学掌握情况，并计入平时成绩。

课后作业

1．仔细观察，数控车床和普通车床有何区别？

2．数控车床一般有哪几部分组成？

各有何作用？

3.按照数控系统的控制方式，数控车床分为哪几类？

教师姓名

授课形式

讲授

授课时数

2+2

授课日期

年月日

授课班级

授课项目及

任务名称

项目1数控车削加工基础

任务二数控车床的使用与维护

教学目标

知识目标

1.掌握数控车床使用安全规定

2.熟悉数控车床操作规程

3.掌握数控车床日常维护与保养方法

4.学习了解HNC-21T数控系统的界面

技能目标

1.掌握开关机床的方法、步骤

2.认识数控系统的界面信息

教学重点

1．数控车床安全使用规程

2．HNC-21T数控系统的界面

教学难点

1.数控车床使用规范

2.HNC-21T数控系统的界面主要含义

教学方法

教学手段

从安全角度引入课程，讲解数控车床使用中的安全规定，详细解析数车加工操作的各项规定，介绍日常维护保养知识。

利用仿真软件讲解HNC-21T数控系统主要界面的含义。

组织学生进入现场，讲解开关机步骤及注意事项，开机后调用各主要界面的方法并进行演示操作。

学生分组进行练习，教师巡回指导。

学时安排

1．数控车床使用安全规程与操作规程保养知识讲解45分钟；

2．HNC-21T数控系统的界面含义及调用讲解30分钟；

3．开关机步骤讲解15分钟；

4.学生进行开关机训练及界面调用训练2小时（每名学生20～25min）。

教学条件

多媒体课件、数控仿真加工软件、数控车床。

课外作业

查阅、收集数控车床基本操作及界面含义相关资料。

检查方法

随堂提问，按效果计平时成绩。

教学后记

授课主要内容

任务引入

布置学习任务，引入所学知识。

知识链接

一、数控车床的使用管理

1.数控车床管理人员的规定

2.数控车床使用安全规定（本部分尽量板书并反复强调工作）

（1）工作前必须戴好防护眼镜、穿贴身的工作服，长头发的操作者必须戴好工作帽，任

何人操作机床时不得戴手套。

不得将手或持拿的物体靠近旋转的主轴。

（2）开动机床前要检查机床各部位的润滑防护装置是否符合要求，工作台上是否堆有工

具、毛坯等杂物，以防开机时发生碰撞事故。

（3）工件及刀具的装夹必须稳固、可靠，防止甩脱伤人。

（4）主轴旋转时要随时注意工件是否有松动现象，切削时应时刻注意刀具是否因受力而产生较大的偏移。

出现问题应即刻停车纠正，以防人员和设备发生事故。

（5）操作中遇有异常声音、气味等现象应立即停车检查。

（6）进行高速或自动加工时，必须关闭机床防护门。

3.数控车床操作规程（进行解析）

4.数控车床的日常维护及保养

二、认识华中世纪星（HNC-21T）的系统面板

1、面板组成

2、各主要按键的功能与使用

三、认识HNC-21T数控系统的操作界面

1、主要界面的含义

2、功能菜单及调用

任务实施

1．开关机操作（学生相互评价）

2．熟悉界面主要功能

3．调用各界面并进行观察记录。

任务小结

回顾本次任务所学知识，强调本节课的重点与难点，让同学真正的掌握数控车床的基本操作。

学习评价

并检查同学完成学后测评试题情况，一并计入平时成绩。

课后作业

数控车床操作的安全规定有哪些？

如何保证正确的开关数控车床？

完成课后测评

教师姓名

授课形式

讲授

授课时数

2+10

授课日期

年月日

授课班级

授课项目及

任务名称

项目1数控车削加工基础

任务三数控车编程基础与程序识读

教学目标

知识目标

1.掌握数控车床坐标系的规定

2.了解数控车加工工艺制订的内容与步骤

3.掌握数控程序的基础知识

4.掌握数控程序的识读

技能目标

1.掌握数控车床的程序输入与编辑操作

2.掌握调用数控程序的方法

教学重点

1．数控车床坐标系规定

2．数控程序的格式规定

3．数控编程的基本指令含义识读

教学难点

1.数控程序的格式规定

2.数控编程指令格式

教学方法

教学手段

先借助于多媒体课件或仿真加工软件演示，讲解数控车床的坐标系规定。

解析数控程序格式、指令格式，通过练习使学生初步了解常用指令地址含义，并学习识读程序含义（程序的控制）。

在实训现场演示HNC21T机床进行程序编辑的操作方法，并通过练习能较熟练的进行给定程序的建立、修订完成操作指导的内容。

学时安排

1．进行数控机床坐标规定、数控程序格式规定共计45分钟；

2．数控程序段格式及指令地址含义以及数控程序的识读讲解45分钟；

3．数控程序编辑演示15分钟；

4.学生进行数控程序编辑操作、完成课题卡任务25分钟/人。

教学条件

多媒体课件、数控仿真加工软件、数控车床。

课外作业

阅读HNC21T数控机床操作及数控编程说明书相关内容资料

检查方法

随堂提问，按效果计平时成绩。

教学后记

授课主要内容

任务引入

布置学习任务，引入所学知识。

知识链接

一、数控车床坐标系的规定

利用多媒体课件讲解数控车床坐标系规定。

数控机床坐标系、数控机床参考点、工件坐标系含义。

二、简介数控车工艺制定与编程

利用多媒体课件或数控加工仿真软件详细讲解数控编程的内容、步骤。

三、数控程序的结构

讲解数控程序的结构规定、数控程序段结构，数控指令含义

四、数控程序的识读

采用案例法讲解如何识读数控程序。

任务实施

1．程序编辑界面及基本操作（演示）

2．数控车床程序编辑的操作

3．完成课题卡内容。

。

任务小结

回顾本次任务所学知识，强调本节课的重点与难点，让同学真正的掌握数控车床程序编辑的基本操作。

学习评价

按课题卡进行相关评价，并计入平时成绩。

课后作业

完成学后测评的内容要求。

教师姓名

授课形式

讲授

授课时数

6+15

授课日期

年月日

授课班级

授课项目及

任务名称

项目1数控车削加工基础

任务四数控车床的基本操作

教学目标

知识目标

1.掌握数控车床对刀的基础理论知识

2.掌握G54～G59指令的理论知识

3.了解数控车削刀具的分类

技能目标

1.学会数控车床的手动控制操作

2.掌握数控车床的试切对刀操作

3.掌握数控系统程序校验操作

教学重点

1.数控车床对刀理论基础

2.常用数控车刀常识

3.手动控制方法

4.试切对刀操作

教学难点

1.数控车床对刀理论

2.试切对刀操作方法

教学方法

教学手段

先借助于多媒体课件，讲授数控车加工进行对刀的理论基础，初步了解数控车加工常用刀具的结构特点、应用场合。

学生在数控车床上进行手动控制溜板移动控制，并完成任务内容。

按指导书内容进行试切对刀操作，并利用上一课题输入程序进行加工验证。

学时安排

1．对刀理论讲解25分钟，常用刀具介绍20分钟。

2.数控车床手动操作控制训练25分钟/人，手动考核5分钟/人。

3．数控对刀操作训练，30分钟/人。

对刀验证考核10分钟/人。

教学条件

多媒体课件、数控仿真加工软件、数控车床。

课外作业

学习复习坐标系变换知识，查找各种数控系统的对刀操作方法

检查方法

随堂提问，按效果计平时成绩。

教学后记

授课主要内容

任务引入

布置学习任务，引入所学知识。

知识链接

一、对刀的理论基础

1.单刀对刀

数控机床在出厂时已规定了机床坐标系（X机、O机、Z机），开机时通过回机床参考点，使数控系统确认机床坐标系。

一旦确认机床坐标系后，刀架移动到任何位置，数控系统都可以知道刀架当前的机床坐标值（X机，Z机），若能知道刀架当前位置在工件坐标系中的坐标值（X工，Z工），就可以计算出工件坐标系与机床坐标系的对应关系，即计算出工件坐标系原点在机床坐标系中的坐标值（X偏，Z偏）

X偏＝X机-X工

Z偏＝Z机-Z工

手动操作，毛坯上切削出一个台阶后，在保证X轴不移动的情况下，沿Z轴方向移出刀尖，此时刀尖在工件坐标系中的坐标值就是切削加工出台阶的直径值φα，即X工＝α。

可以得到：

：

X偏＝X机-X工＝X机–α

同理得到：

Z偏＝Z机-Z工＝Z机-β

二、数控车削刀具的分类

车刀针对不同的加工结构和加工方法，设计成不同的刀具类型。

1按车刀用途分类

车刀按用途分有外圆车刀、端面车刀、内孔车刀、切断刀、切槽刀等多种形式。

2按刀具结构形式分类

根据车刀刀体与刀片的连接情况，可将其分为整体式车刀、焊接式车刀和机夹式车刀。

3按刀具移动轨迹与形成轮廓的关系分类

数控车削时，根据刀具移动轨迹与形成轮廓的关系，常把车刀分为三类，即尖形车刀、圆弧形车刀和成形车刀。

任务实施

1．数控车床手动控制操作

2．数控车床手动控制及定位操作

3．试切对刀操作

4．数控车床的程序校验操作

任务小结

回顾本次任务所学知识，强调本节课的重点与难点，熟练掌握数控车床的手动控制操作与试切对刀操作。

学习评价

按课题卡要求进行检测计入平时成绩。

课后作业

完成学后测评。