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数控加工基础 教案 学校： 科目： 姓名：数控加工基础教案 章节标题§1-1 数控机床概述授课日期3月4日3月7日授课班级15级就业班教学目的掌握数控与数控机床的概念掌握数控机床的组成了解数控机床的工作过程了解数控机床的特点重点难点重点： 数控机床的概念、组成、工作原理及特点。难点： 数控机床的组成与工作过程。授课方法讲授、举例、提问、引导、演示教具多媒体教学内容第一章 数控机床基础知识新课引入：同学们，大家好，本学期我们学习的是数控加工基础。观察课本上的零件，结构上有什么特点？能用什么加工手段加工出来？想提高加工效率应该用什么机器加工？新课讲授：§1-1数控机床概述一、数控与数控机床的概念产生1946年诞生了世界上第一台电子计算机，1948年，美国帕森斯公司提出应用计算机控制机床加工的设想，并与麻省理工学院合作进行研制工作。1952年试制成功第一台三坐标立式数控铣床。1958年我国开始研制数控机床。一、数控与数控机床的概念1）数控即数字控制（NC）用数字化信号对机床的运动及其加工过程进行控制的一种控制方法。2）数控机床：是用数字化信号对机床的运动及其加工过程进行控制的机床，或者说是装备了数控系统的机床。3）现代数控系统：利用计算机控制加工功能，实现数字控制，并通过接口与外围设备连接，这种系统称为计算机数控系统（CNC）。4）数控加工：在数控机床上进行零件加工的一种工艺方法。他用数字信息控制零件和刀具位移来进行机械加工。二、数控机床的组成机床本体数控装置控制介质伺服系统检测装置图1-1 数控机床组成示意图1、控制介质：将零件加工信息传送到数控装置中去的程序载体。闪存卡、移动硬盘、U盘2、数控装置：一台带有专门系统软件的专用计算机。数控装置输入装置：键盘控制运算器输出装置：显示器进给伺服系统主轴伺服系统伺服系统3、伺服系统：数控机床的执行机构，由驱动和执行两大部分组成。4、测量反馈装置：安装在数控机床的工作台或丝杠上 。指令纠正误差 电信号实际位置速度参数测量元件转换反馈 CNC装置5、机床主体CNC装置三、数控机床的工作原理四、数控机床的特点 1适应性强 2加工精度高 3生产效率高 4自动化程度高，劳动强度低五、 练习及作业（练习册） 作业：P1第一题 练习：P13页 数控加工基础教案 章节标题§1-2 数控机床分类及常见数控机床简介授课日期3月11日授课班级15级就业班教学目的了解数控机床的分类方式。掌握点位、直线、轮廓数控机床的特点及区别。掌握开环、闭环、半闭环数控机床的特点及区别。熟悉常见数控机床的用途重点难点掌握点位、直线、轮廓数控机床的特点及区别。掌握开环、闭环、半闭环数控机床的特点及区别。授课方法讲授、提问、引导、演示教具多媒体教学内容第一章 数控机床基础知识新课引入：学习数控机床就应掌握分类，知道各类机床的用途，从而深入学习数控设备。新课讲授：§1-2 数控机床分类及常见数控机床简介一、数控机床分类1、按加工路线分类（1）点位控制数控机床 只控制从一点到另一点位置的精确定位，不控制移动轨迹。这种机床：只要求获得精确的孔系坐标的定位精度，而不管从一个孔到另一个孔是按什么轨迹运动的，在坐标运动过程中不切削。适用于： 平面内孔系加工。如：数控钻床、冲床、数控坐标镗床等。（2）直线控制数控机床也称为点位直线控制，从一个位置到另一位置且控制工作台进给速度，沿平行坐标轴方向进行直线切削。这种机床控制工作台或刀具以要求的进给速度沿着平行与坐标轴的方向进行直线移动和切削加工的机床。 要求：不仅要求CNC机床具有准确的定位功能，而且还要控制位移的速度。（3）轮廓控制数控机床 对两个或两个以上坐标轴同时进行控制控制：起点终点 加工过程中每一点速度方向位移量。这种机床同时控制2个或2个以上坐标进行联动的机床。要求加工中每时每刻都对各坐标轴的位移和速度进行严格的不间断的控制。2、按控制方式分类（1）开环控制 没有位置检测反馈装置，CNC装置发出指令信号，流程是单向的。精度主要取决于电机。执行机构：功率步进电动机特点：结构简单，工作稳定可靠，调试维修方便，价格低廉。（2）闭环控制 CNC装置中插补器发出的位置指令信号与工作台上检测到的实际位置反馈信号进行比较，由其差值不断控制运动，进行误差修补，直到差值为零时听停止。特点：机床移动部件上直接安装直线位移监测装置，将测量数据反馈到数控装置中，用比较值对机床进行控制。（3）半闭环控制 伺服电动机的轴或机床传动丝杠装有角度监测装置，通过检测丝杠转角间接检测移动部件实际位移，反馈到数控装置。这种机床的检测元件装在电机轴或丝杠轴的端部，此系统内不包括机械传动环节，稳定性好，反馈的只是进给传动系统的部分误差，由于采用高分辨率的反馈检测元件，以及传动部分有补偿，所以精度高。3、按加工方式分类（1）金属切削类数控机床（2）金属成型类数控机床（3）数控特种加工机床（4）其他类型的数控机床二、常见数控机床简介1、数控车床X轴、Z轴2、数控铣床X轴、Y轴、Z轴 立、卧仿形式铣3、加工中心具有刀库的数控铣4、数控磨床用于加工高硬度、高精度表面、平面磨、内圆磨、轮廓磨5、数控钻床具备钻孔、攻螺纹等功能6、数控电火花成型机床不同极性电极放于绝缘液体中，放电腐蚀7、数控线切割机床电极丝、加工液（去离子水）六、 作业及练习（练习册） 作业：P4第一题 练习：P45页数控加工基础教案 章节标题§1-3 数控机床坐标系授课日期3月14日18日授课班级15级就业班教学目的理解数控机床坐标系确定原则。掌握数控机床各坐标轴的确定方法。理解工件坐标系的概念及用途。掌握数控机床上有关点的定义。重点难点数控机床坐标系确定原则。数控机床上有关点的定义。授课方法讲授、提问、引导教具多媒体教学内容第一章 数控机床基础知识新课引入：为了便于描述数控机床的运动，数控研究人员引入了数学中的坐标系，用数控机床坐标系来描述机床的运动。新课讲授：§1-3 数控机床坐标系一、 坐标系确定原则1、 刀具相对于静止工件而运动的原则 根据零件图样，确定零件的加工原则。2、 标准坐标（机床坐标）系的规定 右手笛卡儿直角坐标系 右手大拇指、食指和中指， 互为90°3、 运动方向的规定 对于各坐标轴的运动方向，均将增大刀具与工件距离的方向确定为各坐标轴的正方向。二、 坐标轴的确定1、 Z坐标轴 1）与主轴轴线平行的标准坐标轴 2）正方向：增加刀具和工件之间距离的方向2、X坐标轴 1）平行于工件装夹面 2）正方向：刀具离开回转中心的方向3、Y坐标轴 在确定了X和Z坐标轴后，可根据X和Z坐标轴的正方向，按照右手笛卡儿坐标系来确定Y坐标轴及其正方向。三、工件坐标系 为了使编程人员能够直接根据图样进行编程，通常在工件上选择确定一个与机床坐标系有一定关系的坐标系，这个坐标系即称为工件坐标系或编程坐标系。 四、数控机床上的有关点有关点：机床原点、机床参考点、工件原点、刀具相关点1、 机床原点 也称机床零点，即机床坐标系的原点，是指在机床上设置的一个固定点，是数控机床进行加工运动的基准参考点。 数控车床的机床原点一般设在卡盘端面与主轴中心线的交点处。 数控铣床的原点一般设在X、Y、Z坐标的正方向极限位置上。2、机床参考点：用于对机床运动进行检测和控制的固定位置点。3、 工件原点：选择工件原点时，最好把工件原点放在零件图样上的尺寸能够方便地转换成坐标值的地方。4、 刀具相关点1）刀位点 2）对刀点 3）换刀点五、作业和练习（练习册） 作业：P6一题，P7三题 练习：P7二题，P8P10四、五、六题六、 本章总结 本章共三节内容，第一节主要是数控与数控机床的概述，目的是使学生初步认识数控机床，激发学生的学习兴趣，本节课我通过视频播放和课件演示同步教学，加上学生有一个月的数控实训经验，学生学习起来很容易，接受的比较好。第二节主要是一些数控机床的分类，稍显枯燥，不过通过播放相关机床的操作视频，学生有了初步的了解。第三节是坐标系的确定，这一节知识点较难，较多，所以分了三课时进行讲解和练习，化繁为简，讲练结合，为后续学习奠定了很好地基础。