《数控机床应用与操作》课程标准.docx

数控机床应用与操作课程标准一、课程性质与任务数控机床应用与操作是三年制高等职业机械设计与制造专业的一门专业核心课程，主要学习数控机床基本原理及其构成、典型数控系统及其数控机床的操作。本课程的主要任务是培养学生掌握数控车床、数控铳床与加工中心、五轴数控机床的基本操作，能读懂数控加工工艺文件和程序，并按照工艺文件适当选择、安装刀具并准确完成对刀操作、会对各刀具适当调整切削速度与进给速度（或进给量），能完成零件的加工，会选择合适的量检具进行零件的检验，并能正确判断其是否合格；在粗加工后正确调整刀具补偿值以保证零件的尺寸精度，会常见的机床报警的处理等，能对数控机床进行常规保养，排除常见故障的能力。培养学生养成良好的数控加工职业规范，成为操作准确、阅读工艺文件及数控加工程序能力强、职业素质高、符合企业数控加工岗位需求的高等技术应用型专门人才。二、课程教学目标本课程的主要教学目标是使学生掌握数控车床、数控铳与加工中心操作、五轴数控机床的基本操作技能，并根据数控加工工艺文件和数控加工程序，正确选择刀具，在数控车削、数控铳削的各个加工阶段选用合适的量检具进行测量，完成合格零件的加工。1 .知识目标（1）了解数控车床、数控铳床与加工中心、五轴数控机床的分类、组成、工作原理及特点等基础知识，明确适合数控加工的对象及不适合数控铳削加工的对象、安全操作规程与日常维护及保养知识；（2）掌握数数控车床、数控铳床与加工中心、五轴数控机床的面板功能，包括各功能键的作用、开机与关机操作步骤、手动回原点操作方法，掌握数控铳床（加工中心）的机床坐标系设定的原则与确定方法及各坐标轴的名称与正方向；（3）掌握各种车刀、铳刀的种类、用途与刀具材料及性能，懂得数控铳削用量的选择方法和计算方法，并借助轴工艺手册，刀具手册，判断数控加工工艺规程中各刀具的切削用量是否合理，以确保数控加工能安全进行。工艺参数的确定；（4）掌握数控加工程序的格式、MDl键盘输入与编辑的操作方法；掌握数控程序中各类功能字的含义，能看懂数控程序;（5）掌握机床坐标系、工件坐标系、参考点与对刀的基本知识，懂得试切对刀法、利用常见对刀工具（如刚性靠棒、塞尺、寻边器、量块或Z轴设定器等）的对刀方法的操作步骤与对刀正确性的MDI验证方法；（6）掌握具有内孔、内螺纹、内径槽、外径槽和端面槽等特征的零件轴套类零件和具有曲面、斜面、倒角、孔系等特征的零件的数控铳削加工工艺性分析、加工方法的选择、工艺方案确定、数控工艺文件编制、程序编写与校验、对刀与零件试切、加工等相关知识，逐步系统掌握数控程序编制的步骤和工作内容；（7）掌握铳削方式的选择方法和平面的各种铳削路径，掌握子程序的结构及调用方法，懂得平面的铳削程序的编制过程与方法；（8）掌握刀尖半径补偿（数控车削）和刀具半径补偿指令与长度补偿指令（数控铳削）及其使用注意事项，懂得数控铳削时在刀具偏置状态下，圆弧插补进给速率调整的概念，掌握圆弧插补进给速率调整的计算公式；（9）掌握铳削长度补偿指令的格式及其使用注意事项，并掌握多刀对刀操作方法，懂得换刀点概念及其确定方法、刀具的磨损含义与使用方法；（10）掌握数控车床、加工中心和五轴数控机床的换刀指令、数控铳削程序中刀具指令的含义，并掌握将数控铳床加工程序转化为加工中心程序的方法；（三）掌握孔的加工方法与工艺方案的选择方法、FANUC数控系统的孔加工固定循环指令格式、常见定尺寸刀具种类及用途、标准麻花钻的钻尖高度的计算公式、孔加工Z向编程尺寸的确定方法；（12）懂得铳孔与镶孔的区别，掌握铳孔的走刀路线、局部坐标系概念、坐标系（可编程的）偏移指令G52,了解利用夹具上的固定点对刀方法，并懂得铳孔与铳削螺纹的区别；（13）了解螺纹的铳削加工与螺纹镣削加工的区别、螺纹铳刀的种类，掌握螺纹铳削加工的走刀路线、普通螺纹铳削编程前的尺寸确定方法和计算公式；（14）掌握坐标系旋转指令、缩放（镜向）功能指令及其使用方法、型腔的铳削方法、槽的铳削路径确定方法、试切程序段的编写；（15）（拓展内容）掌握宏程序概念与调用指令、变量的类型与功能、变量表示与引用、宏程序的算术和逻辑运算指令、用户宏程序的控制指令、数学模型的建立等；（16）（拓展内容）了解翻转加工的概念，掌握锥形铳刀的种类与有效切削直径计算方法（公式）；（17）掌握借助CAD软件确定铳削加工时去除余料的走刀路线及查询基点与节点坐标的方法。（18）精度检验与分析D掌握常用量具的使用方法；2）掌握零件精度检验及测量方法；3）懂得加工误差产生的来源及为减少加工误差可采取的措施，了解立铳刀、可转位铳刀及钻孔的常见问题及对策。（19）熟悉数控铳削系统中常见的故障以及故障的排除方法。2.能力目标（1）能区分数控车床、数控铳床与加工中心、五轴数控机床。判别适合数控车削或数控铳削加工的对象及不适合数控加工的对象，会安全操作以上数控机床，能进行机床日常维护及保养；（2）会数控机床的面板操作，能正确完成开机与关机操作步骤、手动回原点操作，能说出数控机床的机床坐标系设定的原则，并会确定机床坐标系各坐标轴的名称与正方向,并能准确操控数控机床；（3）能区分各类数控车刀、铳刀与刀具材料，并能合理选择铳刀的种类，会选择并计算数控铳削用量，能判断工艺文件中的切削用量是否适当；（4）会数控铳削程序的MDl键盘输入与编辑的操作；能对各类数控机床所用G代码按照三种不同的分类方法进行分类；（5）会数控机床的试切对刀法，并能利用各种对刀工件（如刚性靠棒、塞尺、寻边器、量块或Z轴设定器等）完成对刀操作，并会对刀正确性的MDl验证操作。（6）能对具有内孔、内螺纹、内径槽、外径槽和端面槽等特征的零件轴套类零件和具有曲面、斜面、倒角、孔系等特征的零件的数控加工工艺性分析、选择适当加工方法、确定工艺方案、编制数控工艺文件、编写与校验数控铳削程序、对刀并试切零件，并能控制加工质量；（7）能区分顺铳与逆铳的铳削方式，会选择适当的平面铳削路径，能使用子程序进行编程，能阅读并独立编写平面的铳削程序；（8）会使用刀尖半径补偿（车削）和刀具半径补偿指令和长度补偿指令（铳削）完成平面轮廓的铳削编程，能利用公式完成在刀具偏置状态下的圆弧插补进给速率调整的计算（尤其是对于内凹轮廓）；（9）会多刀对刀操作方法，数控铳削中主刀法对刀操作，会使用刀具的磨损控制加工尺寸精度；（10）能利用加工中心换刀指令将数控铳床加工程序转化为加工中心程序；（II）会选择孔的加工方法、确定孔的工艺方案，能选用适当的固定循环指令完成孔的编程，会计算标准麻花钻的钻尖高度、能确定孔加工Z向编程尺寸；（12）能确定车削的走刀路线；（13）能确定铳孔的走刀路线、会正确使用坐标系偏移指令G52进行编程；（14）能确定螺纹铳削加工的走刀路线、会确定普通螺纹铳削前的编程尺寸。（15）会使用坐标系旋转指令、缩放（镜向）功能指令，会编写试切程序段；（16）会建立数学模型，能编写用户宏程序，并会调用。（17）会翻转加工，会计算锥形铳刀有效切削直径；（18）能使用CAD软件确定铳削加工时去除余料的走刀路线，并会查询基点与节点坐标，快速完成程序编制；（19）工件的精度检验与分析能够使用常用量具进行零件的精度检验，并能通过分析，采取适当的措施减少加工误差，能对立铳刀、可转位铳刀及钻孔的常见问题采取适当的对策；（20）能排除数控系统中常见的故障。3 .素质目标（培养）（1）培养学生独立思考能力和表达能力：养成独立思考的习惯，能对所学内容进行较为全面的比较、概括和阐述，并能用书面和口头形式，有条理地表达较复杂事物；（2）培养学生具有社会责任感和敢于克服困难、持续追求完美的专业精神，树立良好的职业道德观念，负责任地开展工作，具有吃苦耐劳的劳动观念和精益求精的敬业精神；（3）培养学生继续学习的能力，掌握必备的科学知识和劳动技能，同时具备高效的学习方法，在以后的工作生活中能不断的提升自己，充实自己；（4）培养学生平等友善、谦虚谨慎、善于交流、勇于创新的品质，能够和他人融洽相处，充分发挥学生团队协作的能力；（5）培养学生借助网络（各种网络课程、专业群组）学习新知识、杜绝网络游戏的能力和习惯。三、参考学时72学时。四、课程学分4 .5学分。五、课程内容和要求序号教学项目（任务）教学内容与教学要求教学活动设计建议参考课时1数控机床概述课程内容：1.数控机床分类及功能特点；2.数控机床工作原理及组成教学要求：1 .能说出数控机床应用的先进控制技术、数控机床的类型及其性能特点，能说出各种数控机床适合的加工对象；能根据零件的加工要求选择合适的数控机床；2 .了解数控机床的组成，理解其工作原理，能说出典型数控装置的构成；能识别出一台数控机床的主要部件。教学载体：1 .数控机床装调仿真软件；2 .数控机床；3 .电脑。教学活动：1 .通过动画、图片等认识各种数控机床，了解每种机床的性能特点、加工对象；2 .通过动画演示了解数控机床的结构组成、工作原理；3 .针对1台实际的数控机床，识别出数控装置各部分的名称。22数控机床维护与保养课程内容：1 .数控机床的维护与保养规划的制订；2 .数控机床的安全操作；3 .数控装置与伺服单元电池的更换；4 .主轴定向调整；5 .参考点的建立；6 .软限位的调整；7 .数据备份与恢复教学要求：教学载体：1 .数控机床装调仿真软件；2 .数控铳床；3 .电池、CF卡、读卡器、适配器等；4 .电脑。教学活动：1.认识数控机床；141 .掌握数控机床维护保养基础知识，会制订数控机床维护保养规划，能按规划做好数控机床的维护保养工作；2 .熟悉数控机床安全操作要求，掌握数控机床开关机操作步骤；掌握机床急停按钮的作用及用法，能按操作规程正确操作数控机床；3 .了解数控装置电池、伺服单元电池的规格，熟悉相关报警信息。掌握数控装置电池、伺服单元电池的更换方法；4 .了解主轴定向的概念、作用及相关参数，掌握主轴定向调整的方法；5 .了解数控机床参考点的种类及特点，掌握数控机床参考点的建立方法；6 .掌握数控机床限位保护的配置与工作原理，掌握软限位的调整设置方法及软、硬限位典型报警解除方法；7 .了解数控机床数据备份和恢复的应用场景，掌握BOOT目录和正常画面下备份与恢复数控系统数据的方法。2 .认识数控机床面板的功能；3 .讨论制订数控机床的维护与保养规划；4 .数控装置与伺服单元电池的更换操作练习；5 .对加工中心进行主轴定向调整；6 .对丢失绝对位置信息的机床进行建立参考点操作；7 .调整机床的软限位位置；8 .对数控系统进行数据备份与恢复操作。3数控车床的操作与应用课程内容：1 .数控车床的分类、组成、工作原理及特点等；2 .数控车床的面板功能与机床坐标系；3 .掌握车刀种类、用途与刀具材料及性能、数控铳削用量的选择方法与计算方法；4 .数控车床程序编辑。5、数控车床基本操作6、典型零件的加工与质量保证教学载体：.1.数控加工仿真软件；2 .数控车床；3 .数控工艺装备（刀具、夹具、量具、卸刀座等）4.任务书（含图样）及毛坯。5.电脑教学活动：1.认识数控车床；教学要求：1 .了解数控车床的分类、组成、工作原理及特点；2 .掌握各功能键的作用、开机与关机操作步骤、手动回原点操作方法，掌握数控车床的机床坐标系设定的原则、确定的方法，懂得各坐标轴的名称与正方向，并能准确操控数控机床；3 .掌握车刀种类、用途与刀具材料及性能、数控铳削用量的选择方法与计算方法；4 .掌握数控车削程序的格式、MDI键盘输入与编辑的操作方法；5 .掌握数控车床的基本操作相关知识与技能；6、能够根据典型零件的工艺要求完成零件的加工、测量，掌握质量控制要点。2 .认识数控车床面板的功能；3 .数控车床手动切削；4 .数控车床的MDl操作（含数控车床程序的输入与编辑）；5、结合数控铳床、加工中心与工艺装备实物进行数控加工工艺系统的认知，同时通过教师在课堂上的课件演示与仿真加工软件操作演示或网络教学视频演示，在机床上进行典型零件的加工，加深对相关理论知识点和操作技能点的学习和练习。4数控铳床/加工中心的操作与应用课程内容：1 .数控铳床与加工中心的分类、组成、工作原理及特点等；2 .数控铳床与加工中心的面板功能与机床坐标系；3 .掌握铳刀种类、用途与刀具材料及性能、数控铳削用量的选择方法与计算方法；4 .数控铳床程序编辑。5、数控铳床基本操作6、典型零件的加工与质量保证教学要求：1.了解数控铳床与加工中心的分类、组教学载体：1 .数控加工仿真软件；2 .数控铳床、加工中心；3 .数控工艺装备（刀具、夹具、量具、卸刀座等）4.任务书（含图样）及毛坯。5.电脑教学活动：1.认识数控铳床和加工中心；2.认识数控铳床面板的功能；8成、工作原理及特点；2.掌握各功能键的作用、开机与关机操作步骤、手动回原点操作方法，掌握数控铳床（加工中心）的机床坐标系设定的原则、确定的方法，懂得各坐标轴的名称与正方向，并能准确操控数控机床；3.掌握铳刀种类、用途与刀具材料及性能、数控铳削用量的选择方法与计算方法；4 .掌握数控铳削程序的格式、MDI键盘输入与编辑的操作方法；5 .掌握数控铳床的基本操作相关知识与技能；6、能够根据典型零件的工艺要求完成零件的加工、测量，掌握质量控制要点。3 .数控铳床手动切削；4 .数控铳床的MDI操作（含数控铳床程序的输入与编辑）；结合数控铳床、加工中心与工艺装备实物进行数控加工工艺系统的认知，同时通过教师在课堂上的课件演示与仿真加工软件操作演示或网络教学视频演示，加深对相关理论知识点和操作技能点的学习。五轴机床的应用与操作课程内容：1 .多轴加工中心的分类及特点等；2 .五轴加工中心的面板功能；3 .五轴加工中心的坐标系；4 .五轴加工中心的操作（开关机、基本操作、刀具表、刀位表、程序管理、装卸刀具以及对刀）；5 .五轴加工应用案例。教学要求：1.了解多轴加工中心的分类及特点；6 .掌握面板各功能键的作用；7 .懂得五轴加工中心各坐标轴的名称与正方向，并能准确操控数控机床；8 .熟练掌握五轴加工中心的操作、（开关机、基本操作、刀具表、刀位表、程序教学载体：1 .数控加工多轴仿真软件；2 .数控五轴机床；3 .数控工艺装备（刀具、夹具、量具、卸刀座等）4.任务书（含图样）及毛坯。5 .电脑教学活动：1 .认识五轴机床的机构；2 .认识数控五轴机床面板的功能；3 .数控五轴机床的手动管理、装卸刀具以及对刀的方法）。5.掌握典型五轴零件软件编程的方法。操作；4 .典型零件的五轴编程与仿真操作；5 .五轴机床典型零件的加工合计72注：本表中各项目（任务）的知识点与技能点，可由教师根据教学载体在不同项目（任务）中适当重修组合后实施教学，但应保证教学内容的完整性。六、教学建议1.教学方法（1）建议将来自企业真实的产品转化为教学项目，由简单到复杂优化设计教学内容，学生以小组为单位，按照图纸分析、加工工艺安排、程序编制、零件加工、精度检验的整个流程，在实践教学环节，各小组成员轮流扮演程序员、工艺员、操作员、检测员等角色，以学生为主体，引导学生逐项完成学习任务。（2）在实训练习的学习中，通过项目式教学过程、以小组的形式，让学生按照“资讯一一决策一一计划一一实施一一检查一一评估”工作步骤，完成每个项目（任务）的全过程，来达到职业能力和组织、交流、合作能力训练的目的。（3）本课程的教学要不断探索并采用适合高职教育特点的教学方式。采取灵活的教学方法，采用展示、合作、讨论、评价等方式激发学生学习热情，还要因材施教，注意给学生更多的思维活动空间，发挥教与学两方面的积极性，提高教学质量和教学水平。在规定的学时内，保证该标准的贯彻实施。（4）教学过程中，要从高职教育的专业人才培养目标出发，把握好不同专业方向对数控铳削编程与操作的知识与技能的需求，即把握好“必需、够用为度”的原则。在教学过程中应重点突出，根据大纲要求，合理处理教材内容。（5）在整个教学过程中，学生成为主体，教师为引导和辅助，使学生脱离对教师的依赖，培养学生独立学习习惯，使学生走向工作岗位后，能更快地适应企业的需求。（6）在教学过程中，要应用多媒体、投影与数控加工仿真软件等教学设施和网络课程等教学资源（如：视频、动画、课件、自主学习任务单、在线自测试题及作业等）辅助教学，一方面帮助学生更快、更好地学习本课程的知识与技能，另一方面训练学生通过网络获取知识的能力。（7）教师应积极引导和训练学生优良的职业工作素养一一严谨、规范、敬业、高效。2.评价方法（1）注重评价的多元性，强化过程性评价。在注重掌握基本理论知识的同时，侧重学生多种能力的培养和学习过程中有效学习的引导，构建集知识、能力、过程评价为一体的立体考核法。（2）在考核方式上，注重形成性评价与总结性评价相结合，总结性评价可分为理论和实践两部分。理论主要考核学生对本课程内容的理解和运用能力；实践主要考核学生对本课程的基本概念和基本知识的运用和掌握程度。（3）成绩计算：由平时成绩和期末考核成绩两部分构成。总成绩二平时成绩X比例系数+期末考核X比例系数其中：I、平时成绩包括小组考核成绩、课堂参与成绩、网上学习成绩等。重点是小组考核，如课堂出勤、课堂参与度等都可纳入小组考核，促进小组间竞赛与互助学习，增强学生间的交流与团队合作。但小组考核不等于吃大锅饭，应当鼓励小组成员进行根据每个小组成员的团队贡献适当进行二次分配（可供分配的总分二小组得分×小组人数），强化业绩评价机制，增强课堂纪律约束与小组及学生个人自我控制，培育团队合作能力与集体主义观念和诚实守信、多劳多得的市场经济理念。期末考核（理论或/与实践）：可以采用笔试或数控仿真加工考试的考试形式；也可以采用由笔试与数控铳实训两项构成的方法。当然，条件允许时，可以借鉴国家职业资格考试的形式；还可采用答辩等更加灵活的考核形式以便更有针对性的考核某些学生（如相对后进的）。3 .教学条件（1）师资条件：从事本课程教学的专任教师，应具备以下相关知识、能力和资质：（1）具备高等学校教师资格；（2）具备机械制图与识图、能熟练使用二维CAD软件；（3）具备全面的的数控编程知识，能熟练、正确进行数控铳削手工编程；（4）能熟练使用数控加工仿真软件；（5）具备熟练的实践操作能力；（6）具备教学组织、管理及协调能力。从事本课程教学的兼职教师，应具备以下资质：（1）具备5年以上产品制造技术经验（讲课）；（2）具备3年以上实践操作经验（实践教学指导）。（2）硬件条件1）教室：多媒体+微机（1台/生）：满足信息化课堂教学的需要（数控仿真加工）。2）数控加工实训室：最少按JY/T0461-2014高等职业学校数控技术专业仪器设备装备规范中关于“数控加工实训车间”的“合格”数量进行配备。3）校企合作工厂：为学生参观、实习实训、就业提供有力保障。4 .教材编选（1）依据本课程标准的“（二）课程教学目标”，选择合适的教材；（2）若没有合适的已出版教材，建议由校内专任教师与校外专家合作、不同高职院校专任教师参与，编写任务驱动、理实一体的特色教材；（3）教材内容的更新：教师应当根据专业技术发展情况和发展趋势，适当编写课程讲义，作为教材的必要补充。适当时候正式出版。