数控机床编程与操作教案.pdf
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1、数控机床编程与操作教案数控机床编程与操作教案(DOC(DOC3636 页页)年年月月日日课课第一章第一章概述概述题题授课授课日期日期教学教学目标目标教学教学重点重点教学教学难点难点了解数控机床的特点。了解数控机床的特点。数控机床的特点数控机床的特点数控机床的特点数控机床的特点第一章第一章概述概述数控机床的特点数控机床的特点板书板书设计设计一、适应性强一、适应性强二、加工质量稳定二、加工质量稳定三、生产效率高三、生产效率高四、加工精度高四、加工精度高五、工序集中,一机多用五、工序集中,一机多用教学教学程序程序教教学学内内容容教学方教学方法法课课型型授课时授课时数数新新授授2 2(总(总第第)新课
2、引入新课引入新课讲授新课讲授1-11-1数控机床的特点数控机床的特点与普通机床相比,数控机床具与普通机床相比,数控机床具讨论、讨论、分分有以下特点。有以下特点。析析一、适应性强一、适应性强由于数控机床能实现多个坐标由于数控机床能实现多个坐标的联动,的联动,所以数控机床能完成复杂所以数控机床能完成复杂型面的加工,型面的加工,特别是对于可用数学特别是对于可用数学方程式和坐标点表示的形状复杂方程式和坐标点表示的形状复杂的零件,的零件,加工非常方便。加工非常方便。当改变加当改变加工零件时,工零件时,数控机床只需更换零件数控机床只需更换零件加工的加工的 NCNC 程序,程序,不必用凸轮、不必用凸轮、靠靠
3、模、模、样板或其它模具等专用工艺装样板或其它模具等专用工艺装备,且可采用成组技术的成套夹备,且可采用成组技术的成套夹具。具。因此,因此,生产准备周期短,生产准备周期短,有利有利于机械产品的迅速更新换代。所于机械产品的迅速更新换代。所以,数控机床的适应性非常强。以,数控机床的适应性非常强。二、加工质量稳定二、加工质量稳定对于同一批零件,对于同一批零件,由于使用同一机由于使用同一机床和刀具及同一加工程序,床和刀具及同一加工程序,刀具的刀具的运动轨迹完全相同,运动轨迹完全相同,且数控机床且数控机床是根据数控程序自动进行加工,是根据数控程序自动进行加工,可可以避免人为的误差,以避免人为的误差,这就保证
4、了零这就保证了零教学教学程序程序教学内容教学内容教学方教学方法法四、加工精度高四、加工精度高数控机床有较高的加工精度,数控机床有较高的加工精度,一般在一般在 0.0050.0050.1mm0.1mm 之间。数控之间。数控机床的加工精度不受零件复杂程机床的加工精度不受零件复杂程度的影响,度的影响,机床传动链的反向齿轮机床传动链的反向齿轮间隙和丝杠的螺距误差等都可以间隙和丝杠的螺距误差等都可以通过数控装置自动进行补偿,通过数控装置自动进行补偿,其定其定位精度比较高,位精度比较高,同时还可以利用数同时还可以利用数控软件进行精度校正和补偿。控软件进行精度校正和补偿。五、工序集中,一机多用五、工序集中,
5、一机多用数控机床特别是带自动换刀数控机床特别是带自动换刀的数控加工中心,的数控加工中心,在一次装夹的情在一次装夹的情况下,况下,几乎可以完成零件的全部加几乎可以完成零件的全部加工工序,工工序,一台数控机床可以代替数一台数控机床可以代替数台普通机床。台普通机床。这样可以减少装夹误这样可以减少装夹误差,差,节约工序之间的运输、节约工序之间的运输、测量和测量和装夹等辅助时间,装夹等辅助时间,还可以节省车间还可以节省车间的占地面积,带来较高的经济效的占地面积,带来较高的经济效益。益。加工中心的工艺方案更与普通加工中心的工艺方案更与普通机床的常规工艺方案不同,机床的常规工艺方案不同,常规工常规工艺以艺以
6、“工序分散工序分散”为特点,为特点,而加工中而加工中心则以工序集中为原则,心则以工序集中为原则,着眼于减着眼于减少工件的装夹次数,少工件的装夹次数,提高重复定位提高重复定位精度。精度。本次课主要是让学生了解数控机床与普本次课主要是让学生了解数控机床与普教后教后通机床相比,数控机床具有的特点,采取多通机床相比,数控机床具有的特点,采取多记记媒体教学方式,进行边演示边讲解的教学方媒体教学方式,进行边演示边讲解的教学方式。式。月月日日课课数控加工的工艺设计数控加工的工艺设计题题授课授课日期日期教学教学目标目标法。法。2 2、了解数控工艺文件的编写。、了解数控工艺文件的编写。课课型型授课时授课时数数新
7、新授授1 1(总(总第第)1 1、掌握数控加工工艺分析和设计的基本方、掌握数控加工工艺分析和设计的基本方数控加工工艺内容的选择数控加工工艺内容的选择教学教学重点重点数控加工工艺性分析数控加工工艺性分析数控加工工艺路线的设计数控加工工艺路线的设计数控加工工序的设计数控加工工序的设计技术文件的编写技术文件的编写教学教学难点难点数控加工工艺性分析和设计的设计的基本数控加工工艺性分析和设计的设计的基本方法;方法;数控工艺文件的编写。数控工艺文件的编写。1-21-2 数控加工的工艺设计数控加工的工艺设计一、数控加工工艺内容的选择一、数控加工工艺内容的选择板书板书二、数控加工工艺性分析二、数控加工工艺性分
8、析设计设计三、数控加工工艺路线的设计三、数控加工工艺路线的设计四、数控加工工序的设计四、数控加工工序的设计五、技术文件的编写五、技术文件的编写教学教学程序程序教教学学内内容容教学方教学方法法课前复习课前复习新课讲授新课讲授1-21-2 数控加工的工艺设计数控加工的工艺设计一、数控加工工艺内容的选择一、数控加工工艺内容的选择1 1、优先选择、优先选择2 2、不宜选择不宜选择二、数控加工工艺性分析二、数控加工工艺性分析1 1、尺寸的标注、尺寸的标注2 2、几何要素的条件、几何要素的条件3 3、定位基准可靠、定位基准可靠三、数控加工工艺路线的设计三、数控加工工艺路线的设计1 1、工序的划分、工序的划
9、分2 2、顺序的安排、顺序的安排3 3、数控加工工序与普通加工工、数控加工工序与普通加工工序的衔接序的衔接四、数控加工工序的设计四、数控加工工序的设计1 1、走刀路线、工步顺序、走刀路线、工步顺序2 2、定位基准、定位基准3 3、夹具选择、夹具选择4 4、刀具选择、刀具选择5 5、确定刀具与工件的相对位、确定刀具与工件的相对位置置6 6、加工用量、加工用量五、技术文件的编写五、技术文件的编写提提示示+讨讨论论的的教教学学方式方式本次课主要是让学生了解数控加工工艺本次课主要是让学生了解数控加工工艺教后教后的特点,并让学生对目前一些最先进的数控的特点,并让学生对目前一些最先进的数控记记加工工艺技术
10、有所了解。本次课内容采取多加工工艺技术有所了解。本次课内容采取多媒体教学方式。媒体教学方式。月月日日课课第二章第二章 编程编程题题2-12-1 编程概要(编程概要(1 1)授课授课日期日期1 1、理解数控轴定义、理解数控轴定义教学教学2 2、理解机床原点和机床坐标系、理解机床原点和机床坐标系目标目标3 3、理解工件坐标系和工件原点、理解工件坐标系和工件原点4 4、了解编程坐标、了解编程坐标1 1、轴定义、轴定义教学教学2 2、机床零点和机床坐标系、机床零点和机床坐标系重点重点3 3、工件坐标系和工件原点、工件坐标系和工件原点4 4、初态,模态、初态,模态课课型型授课授课新新授授4 4(总(总时
11、数时数第第)教学教学难点难点1 1、轴定义、轴定义2 2、机床原点和机床坐标系、机床原点和机床坐标系3 3、工件坐标系和工件原点、工件坐标系和工件原点第二章第二章 编程编程2-2-1 1 编程概要编程概要2-1-52-1-5初态,模态初态,模态2-1-12-1-1 轴定义轴定义2-1-62-1-6加工程序的开头加工程序的开头2-1-22-1-2 机床零点和机床坐标系机床零点和机床坐标系2-1-72-1-7加工程序的结束加工程序的结束2-1-32-1-3 编程坐标编程坐标2-1-82-1-8工件坐标系工件坐标系2-1-42-1-4 坐标的单位及范围坐标的单位及范围2-1-92-1-9参考点参考点
12、板书板书设计设计教学教学程序程序教教学学内内容容教学方教学方法法课前复习课前复习提问提问新课讲授新课讲授第二章第二章 编程编程2-12-1 编程概要编程概要2-1-12-1-1 轴定义轴定义1 1、本系统使用本系统使用 X X 轴,轴,Z Z 轴组成轴组成 板书板书的直角坐标系进行定位和插补运的直角坐标系进行定位和插补运动。动。X X 轴为水平面的前后方向,轴为水平面的前后方向,Z Z轴为水平面的左右方向。轴为水平面的左右方向。2 2、向工件靠近的方向为负方、向工件靠近的方向为负方向,向,离开工件的方向为正方向。离开工件的方向为正方向。如如图示,图示,前后刀座的坐标系,前后刀座的坐标系,X X
13、 方向方向正好相反,而正好相反,而 Z Z 方向是相同的。方向是相同的。2-1-22-1-2 机床零点机床零点机床上的一个用作为加工基准机床上的一个用作为加工基准的特定点称为机床零点,的特定点称为机床零点,机床制造机床制造厂对每台机床设置机床零点。厂对每台机床设置机床零点。通常通常机床零点安装在机床零点安装在 X X 轴和轴和 Z Z 轴的正轴的正方向的最大行程处。方向的最大行程处。用机床零点作用机床零点作为原点设置的坐标系称为机床坐为原点设置的坐标系称为机床坐标系。标系。在通电之后执行手动返回参在通电之后执行手动返回参考点设置机床坐标系。考点设置机床坐标系。机床坐标系机床坐标系教学教学程序程
14、序教学内容教学内容教学方教学方法法2-1-32-1-3 编程坐标编程坐标本系统可用绝对坐标(本系统可用绝对坐标(X X,Z Z字段)字段),相对坐标(,相对坐标(U U,WW 字段)字段),或混合坐标或混合坐标(X/ZX/Z,U/WU/W 字段,绝字段,绝对和相对坐标同时使用)进行编对和相对坐标同时使用)进行编程。相对坐标是相对于当前的坐程。相对坐标是相对于当前的坐标,对于标,对于 X X 轴,还可使用直径编轴,还可使用直径编程或半径编程。程或半径编程。2-1-42-1-4 坐标的单位及范围坐标的单位及范围本本 系系 统统 的的 最最 小小 单单 位位 为为0.001mm0.001mm,编程的
15、最大移动范围是编程的最大移动范围是9999.9999999.999X X 轴:轴:最小设定单位最小设定单位 0.001mm0.001mm最最 小小 移移 动动 单单 位位0.0005mm(0.0005mm(直径编程直径编程)Z Z 轴:轴:最小设定单位最小设定单位 0.001mm0.001mm最最 小小 移移 动动 单单 位位0.001mm0.001mm。2-1-52-1-5 初态,模态初态,模态初态是指运行加工程序之前初态是指运行加工程序之前的系统编程状态。的系统编程状态。模态是指相应字模态是指相应字段的值一经设置,以后一直有效,段的值一经设置,以后一直有效,直至某程序段又对该字段重新设直至
16、某程序段又对该字段重新设置。模态的另一意义的设置之后,置。模态的另一意义的设置之后,以后的程序段中若使用相同的功以后的程序段中若使用相同的功教后教后此次课通过理论与试验相结合方式,提此次课通过理论与试验相结合方式,提记记高学生学习的积极性,效果良好。高学生学习的积极性,效果良好。月月日日课课第二章第二章 编程编程题题2-12-1 编程概要(编程概要(2 2)授课授课日期日期教学教学目标目标课课型型授课时授课时数数新新授授2 2(总(总第第)1 1、理解准备功能(、理解准备功能(G G)、辅助功能(、辅助功能(MM)和)和其他(其他(N N、F F、S S、T T)的一些指令)的一些指令2 2、
17、了解程序的构成、了解程序的构成准备功能(准备功能(G G 功能)功能)、辅助功能(、辅助功能(MM 功能)功能)教学教学和和 N N、F F、S S、T T 的介绍的介绍重点重点程序的构成程序的构成刀具补偿功能刀具补偿功能教学教学指令功能介绍指令功能介绍难点难点程序的构成程序的构成2-12-1 编程概要编程概要2-1-92-1-9准备功能准备功能(G G功能)功能)2-1-132-1-13各种加工时选用的刀具刀具功能各种加工时选用的刀具刀具功能板书板书2-1-102-1-10 各各 种种 功功 能能 操操 作作 指指 令令 辅辅 助助 功功 能能设计设计2-1-142-1-14 程序的构成程序
18、的构成2-1-112-1-11进进给给功功能能2-1-152-1-15 刀具补偿功能刀具补偿功能2-1-122-1-12 切削速度主轴功能切削速度主轴功能教学教学程序程序教教学学内内容容教学方教学方法法课前复习课前复习新课讲授新课讲授第二章第二章 编程编程2-12-1 编程概要编程概要2-1-92-1-9 准备功能(准备功能(G G 功能)功能)G32G32功能功能提问提问教学教学如:如:GOO GOO、GO1GO1、G02G02、G03G03、多多 媒媒 体体2-1-102-1-10 各种功能操作指令辅助各种功能操作指令辅助实际上,刀具开始加工工件实际上,刀具开始加工工件时,要使主轴回转,供
19、给冷却液,时,要使主轴回转,供给冷却液,为此必须控制机床主轴电机和冷为此必须控制机床主轴电机和冷却油泵的开却油泵的开/关。这些指令机床开关。这些指令机床开/关动作的功能称为辅助功能,用关动作的功能称为辅助功能,用MM 代码指令。代码指令。例如:若指令例如:若指令 M03M03,主轴就,主轴就以指令的回转速度顺时针回转。以指令的回转速度顺时针回转。2-1-112-1-11 进给功能进给功能为了切削零件,用指定的速度为了切削零件,用指定的速度使刀具运动称为进给,使刀具运动称为进给,进给速度用进给速度用数值指令。数值指令。例如,让刀具以例如,让刀具以 150150 毫米毫米/分进分进给时,程序指令为
20、:给时,程序指令为:F150.0F150.0。决定。决定进给速度的功能称为进给功能。进给速度的功能称为进给功能。教学教学程序程序教学内容教学内容教学方教学方法法例如:刀具直径为例如:刀具直径为 100100 毫米,毫米,切削速度用切削速度用 8080 米米/分加工时,分加工时,根据根据主轴转速主轴转速 N=1000V/N=1000V/D D 的关系,的关系,主轴转速约为主轴转速约为 250RPM250RPM,指令为:,指令为:S250S250把有关主轴转速的指令称为把有关主轴转速的指令称为主轴功能。主轴功能。此外,此外,当选择了恒线速度控制当选择了恒线速度控制功能时,功能时,指定切削速度指定切
21、削速度 V V(米(米/分)分),即使在工件直径不断变化的锥面即使在工件直径不断变化的锥面切削中,切削中,使主轴速度不断改变,使主轴速度不断改变,从从而保持切削速度不变。而保持切削速度不变。2-1-132-1-13 各种加工时选用的刀具各种加工时选用的刀具刀具功能刀具功能加工时需要选择粗加工,加工时需要选择粗加工,半精半精加工,加工,精加工,精加工,切螺纹,切螺纹,切沟槽等切沟槽等各种刀具。各种刀具。各种刀具都带刀号,各种刀具都带刀号,当当程序中指定这个刀具号时,程序中指定这个刀具号时,就自动就自动选择对应的刀具。选择对应的刀具。例如某粗车用刀具号为例如某粗车用刀具号为0101号,要在刀库号,
22、要在刀库 0101 号的位置上选择号的位置上选择刀刀 具具,此此 时时 指指 令令 为为:T0101T0101;教后教后记记月月日日课课2-22-2 控制轴控制轴题题2-3 G2-3 G 功能功能授课授课日期日期教学教学目标目标教学教学重点重点课课型型授课授课新新授授2 2(总(总时数时数第第)1 1、了解本系统控制轴数和设定单位了解本系统控制轴数和设定单位2 2、初步了解本系统初步了解本系统 G G 功能指令功能指令3 3、控制轴数控制轴数设定单位设定单位G G 功能指令功能指令教学教学控制轴数控制轴数难点难点设定单位设定单位2-22-2 控制轴控制轴2-32-3 G G功能功能(表表板书板
23、书格)格)设计设计2-2-12-2-1 控制轴数控制轴数2-2-22-2-2 设定单位设定单位教学教学程序程序教教学学内内容容教学方教学方法法课前复习课前复习新课讲授新课讲授2-22-2 控制轴控制轴2-2-12-2-1 控制轴数控制轴数控制轴数控制轴数2 2 轴(轴(X X,Z Z)同同时时控控制制 2 2 轴(轴(X X,Z Z)轴数轴数2-2-22-2-2 设定单位设定单位输入输入/最小设定最小设定最小移动最小移动输出制输出制单位单位单位单位X X:0.0010.001 毫毫 X X:0.00050.0005米(直径)米(直径)毫米毫米公制输公制输Z Z:0.0010.001 毫毫 Z
24、Z:0.0010.001入公制入公制米米毫米毫米输出输出X X:0.0010.001 毫毫 X X:0.0010.001米(半径)米(半径)毫米毫米Z Z:0.0010.001 毫毫 Z Z:0.0010.001米米毫米毫米半径指定时,半径指定时,选择参数为选择参数为X X 轴半径编程。轴半径编程。教学教学程序程序教学内容教学内容教学方教学方法法种类种类意义意义一一 次次 性性 只只在在被被指指令令的的程程代码代码序段有效序段有效模态模态 G G 在同组其它在同组其它 G G 代代代码代码码码指指令令前前一一直直有有效效(例)(例)G01G01 和和 G02G02 是同组的是同组的模态模态 G
25、 G 代码代码G01 X_G01 X_Z_Z_;G01G01有效有效G00G00 Z_Z_;G00G00有效有效G G 代码表代码表G G 代代组组功能功能码码别别G00G00定位定位(快速移动)(快速移动)*G01*G01直线插补(切削直线插补(切削G02G02进给)进给)G03G030101圆圆 弧弧 插插 补补 CWCW(顺时针)(顺时针)圆弧插补圆弧插补 CCWCCW(逆时针)(逆时针)教后教后记记月月日日2-32-3 G G 功能功能2-3-12-3-1 快速快速课课定位(定位(G00G00)题题授课授课日期日期2-3-22-3-2直直 线线插补(插补(G01G01)授课授课4 4(
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