1、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
2、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
3、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
4、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
5、。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.
6、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
7、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
8、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
9、，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.
10、 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3.3.2 G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
11、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G54G59（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G00 PPT 、讲授法 15分钟3. 直线插补指令G01 PPT 、讲授法 15分钟4. 圆弧插补指令G02、G03 PPT 、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
12、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
13、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
14、的设定指令 1. 用G50设定工件坐标系2. 预置工件坐标系 G54G595.2.2 S、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G923. 车螺纹复合循环指令G765.2.5 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
15、环(2) 锥形切削循环G902. 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5.3.1 BEIJING-FA
16、NUCOiMate-TB系统数控车床介绍5.3.2 BEIJING-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
17、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OFFSET SETTING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5.4 CJK6130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
18、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？5 M00、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
19、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
20、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
21、钟1高速深孔加工循环指令G732反攻丝循环指令G743精镗循环G764钻孔循环G81、G82、G83第二十课时5攻丝循环G84 PPT 、讲授法 20分钟6反镗循环G877镗孔循环G88、G898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、G422.刀具长度补偿指令G43、G44、G494.2.6子程序编程M98 PPT 、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
