数控铣项目一导学案.docx
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数控铣项目一导学案.docx
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数控铣项目一导学案
教师姓名
授课形式
讲授
授课时数
2+5
授课日期
年月日
授课班级
授课项目及
任务名称
项目一数控铣床和加工中心的基本知识
和基本操作
任务一认识数控铣床与加工中心机床
教学目标
知识目标
1.了解数控机床的有关基本知识。
2.掌握数控铣床和加工中心的基本概念及其应用。
技能目标
1.能区分普通机床、数控铣床和加工中心机床。
2.能认识和区分数控铣床和加工中心机床的各组成部分及功用。
教学重点
1.数控铣床和加工中心的基本概念及其应用。
2.数控铣床和加工中心机床的各组成部分及功用。
教学难点
1.数控铣床和加工中心的基本概念及其应用。
2.数控铣床和加工中心机床的各组成部分及功用。
教学方法
教学手段
借助于多媒体课件,讲授数控铣床和加工中心机床的基本概念及其应用、各组成部分及功用。
通过近距离观察数控铣床和加工中心,让学生进一步掌握数控铣床和加工中心机床的基本概念及其应用、各组成部分及功用。
学时安排
1.数控铣床的基本概念及其应用、各组成部分及功用约45分钟;
2.加工中心的基本概念及其应用、各组成部分及功用约45分钟;
4.数控车床参观实习5小时。
教学条件
多媒体课件、数控铣床、加工中心。
课外作业
查阅、收集数控铣床资料
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
通过观察数控铣床和加工中心图片和录像,引入新课。
知识链接
一、认识数控机床
数控机床是安装了数控系统或者说是采用了数控技术的机床。
数控技术是利用数字化信息对机械运动及加工过程进行控制的一种方法。
通常将数控技术简称为数控(NumbericalControl,简称NC)。
现代数控技术都是采用计算机进行控制,因此,现代数控技术又称之为计算机数控技术。
简称为CNC(ComputerNumbericalControl)。
二、数控铣床的基本概念
1.数控铣床概述
数控机床按照其用途可以分为数控车床、数控铣床、数控磨床、数控镗床、数控电火化机床、数控线切割机床等不同类型。
常见的结构形式有立式、卧式、龙门式三种。
2.数控铣床的组成
数控铣床一般由数控系统、主传动系统、进给伺服系统、冷却润滑系统等几大部分组成:
主轴箱包括主轴箱体和主轴传动系统,用于装夹刀具并带动刀具旋转,主轴转速范围和输出扭矩对加工有直接的影响。
进给伺服系统由进给电机和进给执行机构组成,按照程序设定的进给速度实现刀具和工件之间的相对运动,包括直线进给运动和旋转运动。
控制系统数控铣床运动控制的中心,执行数控加工程序控制机床进行加工。
辅助装置如液压、气动、润滑、冷却系统和排屑、防护等装置。
机床基础件通常是指底座、立柱、横梁等,它是整个机床的基础和框架。
3.数控铣床的加工范围
第一类:
可以完成各种平面轮廓、斜面轮廓、曲面轮廓的铣削加工。
第二类:
可以进行钻孔、扩孔、锪孔、铰孔、攻丝、镗孔加工。
三、数控加工中心的基本概念
1.加工中心的基本概念
加工中心(MachiningCenter,简称MC)是指带有刀库和自动换刀装置的数控机床。
数控车床上安装的回转刀架不属于加工中心概念中所指的刀库和自动换刀装置。
一般而言,加工中心多具有两种以上机床的复合加工能力,加工中心分为镗铣加工中心和车铣复合加工中心机床。
镗铣加工中心机床是指在数控铣床基础上配上刀库和自动换刀装置的机床。
车铣复合加工中心机床是在车床的转盘式刀架上安装有动力铣削装置,可以在不改变装夹的情况下,直接在车削工件上实现铣削加工。
该种机床是一种集成了车、铣、钻、镗、攻丝等功能于一体的高柔性机床,适用加工范围很宽。
2.数控加工中心的组成
通常由以下几部分组成:
主轴、刀库、操作面板、工作台、床身、电气柜和冷却系统。
与数控铣床的最大区别是有刀库和自动换刀装置。
3.加工中心的加工对象
加工中心最适合加工工序复杂,需要使用多把刀具才能完成的工件。
这类工件的形状特征是既有平面又有多种光孔、螺纹孔。
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.简要阐述数控技术和数控机床的概念。
2.常见数控机床的分类有哪些?
3.简要说明数控机床的各部分组成及其功能。
4.简要阐述数控铣床的加工范围。
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
项目一数控铣床和加工中心的基本知识
和基本操作
任务二数控铣床和加工中心的基本操作
教学目标
知识目标
1.熟悉机床操作面板各按键和旋钮的功用和使用方法
2.掌握数控铣床和加工中心正确的开、关机方法。
3.掌握数控铣床和加工中心各坐标轴回原点的操作方法。
技能目标
1.掌握数控铣床和加工中心的进给操作方法。
2.能正确选择坐标方向和正确选择运动速度。
教学重点
1.FANUC0i系统机床操作面板上各功能按钮的含义与应用。
2.数控铣床的基本操作。
教学难点
1.FANUC0i系统机床操作面板上各功能按钮的含义与应用。
2.数控铣床的基本操作。
教学方法
教学手段
先借助于多媒体课件或仿真加工软件,讲授FANUC0i数控铣床操作面板上各功能按钮的含义与应用、数控铣床的基本操作,让同学对数控铣床的基本操作有个初步认识。
教师再示范讲解数控铣床的基本操作,让同学进一步掌握数控铣床的基本操作。
最后,让同学上机操作练习,达到熟练操作数控铣床。
学时安排
1.FANUC0i数控铣床操作面板上各功能按钮的含义与应用约45分钟;
2.数控铣床的基本操作约45分钟;
3.仿真练习5小时,上机实训5小时。
教学条件
多媒体课件、数控仿真加工软件、数控铣床。
课外作业
查阅、收集数控铣床基本操作资料。
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
FANUC0i系统机床操作面板
机床操作面板如图所示,主要用于控制机床运行状态,由模式选择按钮、运行控制开关等多个部分组成。
一、机床工作方式开关键
二、机床主轴手动控制开关
三、程序运行控制开关
四、手动移动机床各轴按钮
五、增量进给倍率选择按钮
六、进给率(F)调节旋钮
七、主轴转速倍率调节旋钮
八、程序编辑锁定开关
九、紧急停止旋钮
任务实施
一、操作内容
1.数控铣床(加工中心)的开、关机操作
2.手动、手摇方式控制数控铣床(加工中心)各轴的进给运动控制
3.主轴的起、停转控制
二、具体操作步骤
1.数控铣床和加工中心的开关机操作
开机步骤
手动回原点
关机步骤
2.手动方式控制数控铣床(加工中心)各轴的进给运动控制
手动方式快速进给运动控制
手动方式切削进给运动控制
手摇脉冲操作
3.主轴的起、停转控制
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铣床的基本操作。
学习评价
检查同学完成学后测评试题情况,计入平时成绩。
课后作业
1.机床的工作方式有哪些?
2.简单介绍数控铣床操作面板界面的组成。
3.什么情况下应进行回参考点操作?
4.简述数控铣床的基本操作步骤。
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
项目一数控铣床和加工中心的基本知识
和基本操作
任务三认识数控铣床和加工中心坐标系
教学目标
知识目标
1.掌握数控铣床和加工中心坐标系的有关基本知识。
2.了解寻边器、Z向设定器的工作原理。
技能目标
1.掌握寻边器、Z向设定器的使用方法。
2.掌握对刀操作方法。
教学重点
1.数控铣床坐标系。
2.数控铣床的对刀。
教学难点
1.数控铣床坐标系。
2.数控铣床的对刀。
教学方法
教学手段
先借助于多媒体课件或仿真加工软件,讲授数控铣床坐标系、数控铣床对刀的基本操作。
教师再示范讲解数控铣床对刀的基本操作,让同学进一步掌握数控铣床对刀的基本操作。
并进行实际操作练习,熟练掌握对刀方法。
学时安排
1.数控铣床坐标系约45分钟;
2.数控铣床的对刀约45分钟;
3.仿真练习5小时,上机实训5小时。
教学条件
多媒体课件、数控仿真加工软件、数控铣床。
课外作业
查阅、收集数控铣床对刀资料。
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、数控铣床坐标系
标准:
右手直角笛卡儿坐标系(如图所示)
基本坐标轴:
X、Y、Z直线轴,A、B、C旋转轴
1.数控机床坐标轴的确定
(1)首先确定Z轴:
与机床主轴中心线相平行的轴为Z轴,刀具离开工件的方向为Z轴正方向。
立式数铣Z轴竖直,卧式数铣Z轴水平。
(2)其次确定X轴:
在水平、左右方向。
立式(Z轴竖直):
由主轴向立柱看去,右方为X轴正方向。
卧式(Z轴水平):
由主轴向工件看去,右方为X轴正方向。
(3)最后确定Y轴:
根据右手直角笛卡儿坐标系
用大拇指表示X轴,食指表示Y轴,中指表示Z轴。
2.数控铣床坐标系的确定
(1)机床零点(机械原点、机床原点)M
机床零点(Machinezero)是机床坐标系(机床上固有的坐标系)的设计原点,它在机械硬件上的位置是由制造厂家确定的。
(2)机床参考点R
机床参考点(Referencepoint)是机床坐标系中一个固定不变的极限点,是数控系统识别位置测量系统的计算起点。
是确定机床零点的基准。
它一般设在各坐标轴的正向极限位置处。
二、数控铣床的对刀
1.工件坐标系W
工件坐标系的建立是以确定工件原点(Workzero)也称为程序原点、编程零点为标志完成的。
对称零件或以同心圆为主的零件,程序原点应选在对称中心线或圆心上。
Z轴的程序原点通常选在工件的上表面。
2.数控铣床对刀
就是在机床坐标系中确立工件坐标系具体位置的过程。
就是让数控系统知道工件原点在什么位置。
任务实施
一、操作内容
1.以工件两基准边的交点为工件坐标原点,采用偏心式确定工件X、Y两轴坐标偏置值。
2.分别以两基准边的交点和工件对称中心为工件坐标原点,采用光电式寻边器确定工件X、Y两轴坐标偏置值。
3.利用Z轴设定器确定Z轴坐标偏置值。
二、操作示意图
1-3.4采用对称中心对刀
1-3.5采用基准边对刀
三、具体操作步骤
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铣床的对刀操作。
学习评价
检查同学完成学后测评试题情况,计入平时成绩。
课后作业
1.数控机床启动后为什么要返回参考点?
2.确定机床坐标系的原则是什么?
试说明立式数控铣床的坐标系是如何定义的?
3.使用G54~G59指令建立工件坐标系的原理是什么?
教师姓名
授课形式
讲授
授课时数
6
授课日期
年月日
授课班级
授课项目及
任务名称
项目一数控铣床和加工中心的基本知识
和基本操作
任务四数控加工程序代码、格式
教学目标
知识目标
1.掌握数控铣床及加工中心编程的内容、方法。
2.掌握数控编程中程序的构成和常用程序段格式。
3.掌握常用程序指令代码格式及编程要点。
技能目标
灵活运用所学编程知识,熟练、正确编写精加工程序
教学重点
1.程序的结构与形式。
2.数控系统常用功能。
3.常用功能指令与有关规定。
4.插补功能。
教学难点
1.程序的结构与形式。
2.数控系统常用功能。
3.常用功能指令与有关规定。
4.插补功能。
教学方法
教学手段
先借助于多媒体课件,讲授数控加工程序的概念及其编制过程。
教师详细讲授数控铣床的程序的结构与形式、数控系统常用功能、常用功能指令与有关规定、插补功能。
最后,让同学识读数控铣床加工程序。
通过本任务,让同学学会识读数控铣床加工程序,初步具备编制简单程序的能力。
学时安排
1.程序的结构与形式约30分钟。
2.数控系统常用功能约30分钟。
3.常用功能指令与有关规定约30分钟。
4.插补功能约90分钟。
5.程序的编辑约90分钟。
教学条件
多媒体课件。
课外作业
独立完成学后测评
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、程序的结构与形式
1.程序的结构
一个完整的程序由程序号、程序内容和程序结束三部分组成。
(1)程序号一般采用英文字母O作为程序编号地址码。
(2)程序内容由许多程序段组成,每个程序段由一个或多个指令构成,它表示数控机床要完成的全部动作。
(3)程序结束编程中是以程序结束指令M02或M30来结束整个程序。
2.程序段的格式
一个程序段定义一个由数控装置装置执行的指令行。
N…G…X…F…M…T…S…
二、数控系统常用功能
数控系统常用功能有准备功能(G功能)、辅助功能(M功能)和其他功能(F、S、T功能等)三种,这些功能是编程的基础。
1.准备功能
准备功能又称G功能或G指令,G功能是使数控机床做好某种操作准备的指令,用地址码G和两位数字来表示,从G00到G99共100种。
2.辅助功能
辅助功能又称M功能或M指令,用地址码M和后面两位数字表示,从M00到M99共100种。
3.其他功能
(1)进给功能它由地址码F和后面的若干位数字构成。
数字的单位根据加工需要,分为每分钟进给和每转进给两种。
1)每分钟进给G94,刀具进给量单位为mm/min。
2)每转进给G95,刀具进给量单位为mm/r。
(2)主轴功能用以控制主轴转速的功能(S功能),由地址码S和后面的一组数字构成,单位为r/min。
M03表示主轴正转;M04表示主轴反转;M05表示主轴停转。
注意:
当主轴正转时,必须先停车才能使主轴反转。
(3)刀具功能由地址码T和一组数字组成。
三、常用功能指令与有关规定
1.绝对坐标编程与增量(相对)坐标编程
(1)绝对坐标编程G90
(2)增量坐标编程G91
2.平面选择指令G17、G18、G19
G17—选择XY平面编程;
G18—选择XZ平面编程;
G19—选择YZ平面编程。
四、插补功能
1.快速定位G00
格式:
G00X__Y__Z__
2.直线插补指令G01
格式:
G01X__Y__Z__F__
3.圆弧插补指令G02/G03
格式:
G17G02(G03)G90(G91)X__Y__R__F__或G17G02(G03)G90(G91)X__Y__I__J__F__
G18G02(G03)G90(G91)X__Z__R__F__或G18G02(G03)G90(G91)X__Z__I__K__F__
G19G02(G03)G90(G91)Y__Z__R__F__或G19G02(G03)G90(G91)Y__Z__J__K__F__
任务实施
1.编程要求。
2.编写程序单。
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,让同学根据数控铣床指令表正确识读数控铣床加工程序,并学会编辑数控加工程序。
学习评价
检查同学识读与输入程序,及完成学后测评试题情况,一并计入平时成绩。
课后作业
1.简述数控系统常用功能。
2.简述M00和M01的区别。
3.简述M02和M03的区别和用法。
教师姓名
授课形式
讲授
授课时数
4+10
授课日期
年月日
授课班级
授课项目及
任务名称
项目一数控铣床和加工中心的基本知识
和基本操作
任务五程序的输入、编辑和校验
教学目标
知识目标
1.掌握数控系统操作面板上各按键的功用。
2.掌握程序输入、编辑和校验的方法和步骤。
技能目标
在数控铣或加工中心上输入、编辑和校验程序
教学重点
1.典型数控系统操作面板介绍。
2.程序的输入和编辑。
教学难点
1.程序的输入和编辑。
教学方法
教学手段
先借助于多媒体课件,讲授典型数控系统操作面板。
让同学识读数控铣床加工程序,并通过数控加工仿真软件练习加工程序的输入与编辑。
达到熟练操作的学生,在上机练习程序的输入与编辑。
通过本任务,让学生能够正确地输入与编辑数控车床加工程序。
学时安排
1.典型数控系统操作面板介绍约90分钟。
2.程序的输入和编辑约90分钟。
3.仿真练习5小时,上机实训5小时。
教学条件
多媒体课件、数控仿真加工软件、数控铣床。
课外作业
在系统中输入程序
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、典型数控系统操作面板介绍
FANUC0i数控系统操作面板由显示屏和MDI键盘两部分组成,其中显示屏用来显示有关坐标位置、程序、图形、参数、诊断、报警等信息,而MDI键盘包括字母键、数值键以及功能按键等,可以进行程序、参数、机床指令的输入及系统功能的选择。
二、程序的输入和编辑
1.程序的输入
2.程序的调用
3.程序内容的修改
4.程序的删除
(1)删除一个程序
(2)删除全部程序
(3)通过指定一个范围删除多个程序
5.程序的复制
(1)复制整个程序
(2)复制部分程序
任务实施
1.程序的输入与编辑。
2.程序的校验。
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,让学生熟练掌握数控加工程序的输入与编辑。
学习评价
检查学生输入程序,及完成学后测评试题情况,一并计入平时成绩。
课后作业
输入、编辑并校验任务拓展程序。
教师姓名
授课形式
讲授
授课时数
4+5
授课日期
年月日
授课班级
授课项目及
任务名称
项目一数控铣床和加工中心的基本知识
和基本操作
任务六工件装夹和加工中心工件定位基准的选择
教学目标
知识目标
1.掌握与机床夹具的有关基本概念。
2.建立和理解工件自由度的概念。
3.掌握六点定位原理。
4.掌握工件定位基准的选择原则。
技能目标
1.根据工件和机床T形槽正确选择合适尺寸的螺钉、压板以及虎钳。
2.能在机床上正确安装虎钳等通用夹具。
3.按照加工要求正确装夹、找正工件。
教学重点
1.机床夹具的有关基本概念。
2.工件定位基本原理。
3.工件的夹紧。
4.机床夹具及应用。
5.工件定位基准选择。
教学难点
1.工件定位基本原理。
2.工件的夹紧。
3.工件定位基准选择。
教学方法
教学手段
先借助于多媒体课件,讲授数控铣床和加工中心常用夹具的种类、安装方法等基础知识,以及工件定位、夹紧的有关知识,初步掌握工件定位基准的选择原则并加以运用。
通过实际操作练习能够具备在机床上正确安装夹具和工件的能力,为工件的加工做好准备。
学时安排
1.机床夹具的有关基本概念和工件定位基本原理约90分钟。
2.工件的夹紧约30分钟。
3.机床夹具及应用约30分钟。
4.工件定位基准选择约30分钟。
5.上机实训5小时。
教学条件
多媒体课件、数控铣床。
课外作业
收集机床夹具相关知识。
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、机床夹具的有关基本概念
1.夹具2.机床夹具3.定位4.夹紧5.装夹
二、工件定位基本原理
1.工件在工位上的位置不确定度
沿空间坐标轴X、Y、Z三个方向的移动(
、
、
)和绕这三个坐标轴的转动(
、
、
)。
我们称其为工件的六个自由度。
2.六点定位原理
在工件的定位中,我们用由空间合理分布的最多六个定位点,来限制工件的最多六个空间位置自由度,这一原理称为工件的六点定位基本原理,简称六点定位原理。
3.工件定位中的几种情况
(1)完全定位
工件的六个自由度全部被限制的定位,称为完全定位。
(2)不完全定位
在满足工件加工要求的前提下,只限制工件部分自由度的定位方法,称为不完全定位。
也称部分定位。
(3)欠定位
根据工件的加工要求,应该限制的自由度没有被限制的定位,称为欠定位。
欠定位无法保证加工要求,所以,在加工定位时是不允许的。
(4)重复定位
夹具上的两个或两个以上的定位元件,重复限制工件的同一个或几个自由度的定位现象,称为重复定位,也称过定位。
三、工件的夹紧
夹紧的目的是保证工件定位后的正确位置不会因切削力、重力等外力作用而发生改变。
基本要求:
1.夹紧时应保持工件定位后所占据的正确位置。
2.夹紧力大小要合适。
3.尽可能采用标准化元件。
4.夹紧动作要迅速、可靠,且操作要方便、省力、安全。
四、机床夹具及应用
1.按照夹具使用的通用化程度分类
可以分为通用夹具、专用夹具、拼装夹具三大类。
(1)通用夹具
已经标准化的可以加工一定范围内不同工件的夹具,称为通用夹具。
(2)专用夹具
专为某一工件的某一道工序设计制造的夹具,称为专用夹具。
(3)拼装夹具
拼装夹具是由预先制造好的各类标准元件和组件拼装而成。
拼装夹具大致包括两种类型:
组合夹具和标准拼装夹具。
2.按照夹具应用的机床分类
可以分为车床夹具、铣床夹具、钻床夹具、镗床夹具、齿轮机床夹具、磨床夹具等。
3.按照夹具的夹紧动力源分类
可以分为手动夹具、气动夹具、液压夹具、气液增力夹具、电磁夹具和真空夹具等。
五、工件定位基准选择
从设计和工艺两个方面看基准,可把基准分为两大类,即设计基准和工艺基准。
1.设计基准
在零件图样上,用以确定其他点、线、面位置的点、线、面称为设计基准,是图纸上用以标注尺寸或确定表面相互位置的基准。
2.工艺基准
在零件加工工艺过程中,用以确定其他点、线、面位置的点、线、面称为工艺基准。
工艺基准主要包括定位基准、测量基准和装配基准。
3.定位基准的选择原则
任务实施
一、操作前准备
1.数控铣床、加工中心工作台形式
2.T形螺钉及各种压板
3.夹具、工件的安装图例
二、具体操作步骤
1.采用虎钳装夹
2.采用螺栓、压板装夹
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,让学生能够具备在机床上正确安装夹具和工件的能力。
学习评价
检查学生完成学后测评试题情况,计入平时成绩。
课后作业
1.简述夹具、机床夹具、定位、夹紧、装夹的概念。
2.什么叫基准?
基准是如何分类的?
3.什么叫六点定位原理?
4.简述机床夹具的分类?
5.工件的定位基准的选择原则是什么?
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
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