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1、数控加工技术教案理 论 课 教 案（首 页）（编号：JL/JW(ZY)0801）教师：朱承科授课班级：14-38课程数控加工技术基础授课时间2013.3.18审批签字内容名称学习领域 2 数控机床编程与操作基础1.认识数控机床讲授课 次1授课方法教具、挂图PPT 课件教学目的1.了解数控机床的产生与发展2.掌握数控机床的基本组成、分类3.了解数控机床加工的特点、应用及操作规程重点和难点重点：数控机床的基本组成分类难点：开环、闭环和半闭环控制系统的分析比较。解 决方 法结合 PPT 讲解复习提问无课 外作 业课后测试题课后体会1/63数控加工技术教案教学过程教 学 内 容时间2/63数控加工技术
2、教案课题引入（3 分钟）新课讲授（82 分钟）1、常用的机械加工设备有哪些？2、它们有什么样的加工特点？第一节相关基础知准备一、数控机床的产生与发展1 1数控机床的产生数控机床的产生 1952 年，美国帕森斯公司和麻省理工学院研制成功了世界上第一台数控机床。半个世纪以来，数控技术得到了迅猛的发展，加工精度和生产效率不断提高。数控机床的发展至今已经历了两个阶段和六代。1952 年的第一代电子管数控机床 1959 年的第二代晶体管数控机床 1965 年的第三代集成电路数控机床 1970 年的第四代小型计算机数控机床 1974 年的第五代微型计算机数控系统 1990 年的第六代基于 PC 的数控机床
3、。2数控机床的发展趋势（1）高速度高精度化。分辨率可达 0.01 微米，进给速度可达 400-800mm/min（2）多功能化、智能化、小型化（3）高可靠性（4）网络化二、数控机床的概念及组成1数控机床的基本概念（1）数控（Numerical Control，简称 NC）是采用数字化信息对机床的运动及其加工过程进行控制的方法。（2）数控机床（Numerically Controlled Machine tool）是指装备了计算机数控系统的机床，简称CNC 机床。2数控机床的组成计算机数控机床由输入输出装置、计算机数控装置、伺服系统和机床本体等部分组成，其组成框图如图1.1 所示，数控机床的组成
4、各组成部分的功能：1输入输出装置提供程序编制、输入、修改、显示、存储、打印的硬件操作平台。3/63数控加工技术教案主要设备有：显示器、键盘、数据通讯口等。2数控装置是用带有存储器的专用计算机来实现部分或全部自控功能的装置，数控装置是数控机床的核心。其作用类似于计算机机的主机，见图所示。数控装置的作用主要功能如下：多坐标控制（多轴联动）插补功能（如直线、圆弧和其它曲线插补）程序输入、编辑和修改功能（人机对话、手动数据输入、上位机通信输入）故障自诊断功能补偿功能：（包括刀具半径补偿、刀具长度补偿、传动间隙补偿螺距误差补偿等）信息转换功能多种加工方式选择功能（包括实现多种加工方式循环、重复加工、凹凸
5、模加工和镜像加工等）辅助功能（M 功能）：即用来规定主轴的起停和转向，冷却液的接通和断开，刀具的更换等显示功能：即使用 CRT 或液晶屏显示程序、参数、各种补偿量、坐标位置、故障源以及图形等。通信和联网功能。3伺服系统伺服系统是接受数控装置指令、驱动机床执行机构运动的驱动部件。要求能快速响应准确响应指令。包括伺服控制电路、功率放大电路和伺服电机等。常见的伺服电机有：步进电机、电液马达、直流伺服电机和交流伺服电机等。4测量反馈装置由测量部件和响应的测量电路组成。用以实时各执行部件的速度和位置，反馈到数控装置中形成闭环控制。若系统无测量反馈装置则为开环系统。常用的测量部件有脉冲编码器、旋转变压器、
6、感应同步器、光栅和磁尺等。5机床的机械部件除了主运动系统以及辅助部分（如液压、气动、冷却和润滑部分）以外，尚有一些特殊部件，如储备刀具的刀库、自动换刀装置(ATC)和自动托盘交4/63数控加工技术教案换装置等。三、数控机床的分类1按工艺用途分类数控车床、数控铣床，加工中心等2按机床运动的控制轨迹分类（1）点位控制数控机床（2）直线控制数控机床（3）轮廓控制数控机床3按伺服控制的方式分类（1）开环控制系统（2）半闭环控制系统（3）闭环控制系统4.按数控系统的功能水平分（1）经济型数控机床（2）中档数控机床（3）高档数控机床四、数控机床的特点及应用范围（观看视频）1.特点（1）对零件的适应性强（2
7、）加工精度高，质量稳定（3）生产率高（4）改善劳动条件（5）有利于生产管理现代化2.应用范围（1）多品种、单件小批量生产的零件或新产品试制中的零件；（2）几何形状复杂的零件；（3）精度及表面粗糙度要求高的零件；（4）加工过程中需要进行多工序加工的零件；（5）价格昂贵，不允许报废的零件。五、操作规程（略）1.数控机床的产生与发展2.数控机床的组成及各部分的功用3.数控机床的分类4.数控机床的特点及应用课堂小结（5 分钟）5/63数控加工技术教案理 论 课 教 案（首 页）（编号：JL/JW(ZY)0801）教师：朱承科授课班级：14-38课程数控加工技术基础授课时间2013.审批签字内容名称2.
8、数控机床坐标系的建立及数学处理讲授课 次2授课方法教具、挂图PPT 课件教学目的1.了解数控机床坐标系的规定2.掌握数控车床的类型、结构及特点3.了解数控编程中的数学处理重点和难点重点：数控机床坐标系难点：参考点的理解解 决方 法举例讲解复习提问 1.数控机床的组成、特点及应用范围课 外作 业课本 P58-60课后体会6/63数控加工技术教案教学过程教 学 内 容时间7/63数控加工技术教案课题引入（4 分钟）新课讲授（80 分钟）1数控机床的组成有哪些?2.简述数控机床的分类、特点和应用2.数控机床坐标系的建立及数学处理一、数控机床的坐标系（一）坐标系的规定1标准坐标系数控机床上的坐标系是采
9、用右手直角笛卡尔坐标系。图 2-5 右手定则2.刀具相对工件运动的原则3.运动方向的规定刀具远离工件的方向为正方向。（二）数控机床的坐标轴确定机床坐标系的坐标轴顺序为：ZXY Z 轴：Z 坐标轴与传递切削力的主轴方向一致；以增大工件和刀具之间距离的方向为运动的正方向对于车床、磨床等主轴带动工件旋转；Z 轴平行与主轴。如果机床没有主轴（如牛头刨床），Z 轴垂直于工件装卡面。钻镗加工中，钻入和镗入工件的方向为 Z 坐标的负方向，而退出为正方向。X 轴：X 坐标轴一般是水平的，平行于工件的装卡面。这是在刀具或工件定位平面内运动的主要坐标。对于工件旋转的机床（如车床、磨床等），X 坐标的方向是在工件的
10、径向上，且平行于横滑座。刀具离开工件旋转中心的方向为X 轴正方向。a、如 Z 轴是垂直的，当从刀具主轴向立柱看时，X 的正方向指向右。b、如 Z 轴（主轴）水平，当从主轴向工件方向看时，X 的正方向指向右方。Y 轴：Y 坐标轴垂直于 X、Z 坐标轴。Y 运动的正方向根据 X 和 Z 坐标的正方向，按照右手直角笛卡儿坐标系来判断。图 2-6 典型机床的坐标系8/63数控加工技术教案旋转坐标系：A、B 和 C 相应地表示其轴线平行于 X、Y 和 Z 坐标的旋转运动。A、B 和 C 的正方向，相应地表示在X、Y 和 Z 坐标正方向上按照右旋螺纹前进的方向。附加坐标：如果在 X、Y、Z 主要坐标以外，
11、还有平行于它们的坐标，可分别指定为 U、V、W。如还有第三组运动，则分别指定为 P、Q 和R。举例说明：卧式加工中心、卧铣、后置刀架车床等。对于工件运动时的坐标轴方向对于工件运动而不是刀具运动的机床，必须将前述为刀具运动所作的规定，作相反的安排。用带“”的字母，如X，表示工件相对于刀具正向运动指令。而不带“”的字母，如X，则表示刀具相对于工件的正向运动指令。二者表示的运动方向正好相反。对于编程人员、工艺人员只考虑不带“”的运动方向。主轴旋转运动的方向主轴的顺时针旋转运动方向（正转），是按照右旋螺纹旋入工件的方向。二、机床坐标系与工件坐标系1.机床坐标系机床坐标系是机床上固有坐标系，往往采用那些
12、能够作为基准的点、线、面来作为机床的换刀点、坐标轴的轴心线和坐标平面。图 2-7 所示为数控车床坐标系。图 2-7 典型车床坐标系机械原点-机床上设定的一个特定位置，又称机床零位。机械原点的定位精度很高，是机床调试和加工时十分重要的基准点。机床上各种坐标系的建立都是以机械原点为参考点而确定的。图中O是机械原点。机床每次开机、断电、故障、图形模拟后，甚至必要时当进行坐标设定及对刀前都要对机床进行一次手动回零操作。所谓回零操作就是使运动部件回到机床的机械原点。2.工件坐标系（编程坐标系）工件坐标系在编程时使用，由编程人员在工件上建立的工件坐标系。工件原点：零件在设计中有设计基准。在加工过程中有工艺
13、基准，同时要尽量将工艺基准与设计基准统一，该基准点通常称为工件原点。3.机床坐标系与工件坐标系的关系工件坐标系与机床坐标系的坐标轴平行。可通过机床坐标系偏置得到。4.刀位点和换刀点9/63数控加工技术教案三、数控编程中的数学处理1.数值换算2.基点与节点3.基点坐标值的计算四、数控车床的结构、分类1.结构数控车床的整体结构组成基本与普通车床相同，但多了数控柜、操作面板和显示器等。（图片展示）2.分类（1）按数控系统的功能分经济型数控车床、全功能型数控车床、车削中心、FMC 车床（2）按主轴的配置形式分（图片展示）卧式、立式数控车床（3）按刀架情况分（图片展示）前置刀架和后置刀架数控车床课堂小结
14、（3 分钟）课后作业1.数控机床坐标系2.机床坐标系与工件坐标系3.数控车床的类型、结构及特点4.相关数值计算（3 分钟）课本 P58-60 测试题10/63数控加工技术教案理 论 课 教 案（首 页）（编号：JL/JW(ZY)0801）教师：朱承科授课班级：14-38课程数控加工技术基础授课时间2013.3.审批签字内容名称数控机床的编程规则讲授课 次3授课方法教具、挂图PPT 课件教学目的1.了解数控编程的步骤和方法2.掌握编程规则和程序的格式3.掌握常用编程指令的功能重点和难点重点：1.程序格式 2.常用指令的功能及应用难点：指令的应用解 决方 法举例讲解复习提问数控机床坐标系课 外作
15、业课本 P58-60 测试题课后体会11/63数控加工技术教案教学过程教 学 内 容时间12/63数控加工技术教案课题引入1.2 个坐标系，4 个“点”（4 分钟）2.数控机床的工作原理3.数控机床的编程规则一、数控编程的步骤和方法新课讲授（83 分钟）数控编程：从分析零件图纸开始到获得正确的数控加工程序载体为止的全过程。（一）数控编程的步骤1.分析零件图工件的材料、形状、尺寸、精度及毛坯的形状2.确定加工工艺分析零件图，决定加工方案，确定加工顺序，设计夹具，选择刀具，确定走刀路线，切削用量等工艺参数。3.数学处理建立工件坐标系，确定加工路线，计算出各几何元素的起点、终点、圆心坐标值。（复杂零
16、件或不规则零件坐标点不好找，可以借助CAD 画图求出）4.编写程序根据所使用的数控系统指定的代码及格式编写程序。5.程序输入以前用穿孔带作为介质，通过纸带阅读机送入数控系统。现在可以直接用键盘输入，或在计算机中编好后通过相应的软件及接口传入程序。6.程序校验与首件试切程序必须经过检查校验试切后才可使用。可以通过空运行程序检查轨迹是否正确，还可以用图形模拟功能。首件试切时，一般单段运行，监视加工状况，随时调整参数，出现问题，立刻停车。（二）编程方法1.手工编程由人工完成零件图纸分析、工艺处理、数值计算、编写程序清单，直到程序输入、校验，称为“手工编程”。此种方法适用于点位或几何形状不太复杂的零件
17、。2.自动编程所谓“自动编程”，就是使用计算机或编程机，完成零件编程的过程，使用规定的语言手工编写一个描述零件加工要求的程序，输入计算机中，计算机自动进行计算并生成程序。PowerMill、Mastercam、CAXA 等可先画出零件的三维实体图，设置好加工参数、路径，可以自动生成加工程序。此方法适用于复杂曲面的零件或几何元素不复杂，但程序量很大的零件。二、数控机床的编程规则1.绝对值编程和增量值编程。13/63数控加工技术教案2.直径编程和半径编程。3.小数点编程。三、程序格式一个完整的零件加工程序，由程序号、程序内容和程序结束三部分组成。一个程序段，序号、若干代码字和结束符号组成；每个代码
18、字，由字母和数字组成。例：（程序段）N0010 G00 X10 Z10 M3 S650；程序段结束符辅助功能代码坐标值准备功能代码程序段号O2001（程序名，一个完整程序存放在内存中的首地址表识符。西门子用“%”，FANUC用“O”）N0010M03 S650主轴正转，转速650N0015 G00 X100 Y80；快速定位A点N0020Z-33.00；刀具下降33mm，距工件2mmN0030G01 Z-26.00 F100；直线插补，刀具向下工进26mm穿透工件N0040G00 Z26.00；快速返回N0050X50.00Y30.00；快速定位到B点N0060G01 Z-17.00；刀具向下
19、工进17mm，进入到工件内15mmN0070G04 F2；暂停2秒N0080G00 Z50.00；刀具快速上移50mmN0090X-150.00Y-110.00；返回起始点N0100M30；程序结束四、常用编程代码1.辅助功能字辅助功能也叫 M 功能或 M 代码。它是控制机床或系统的开关功能的一种命令。如开、停冷却泵；主轴正、反转；程序结束等。(1)M00-程序停止。程序中执行该指令后，停止自动运转，即主轴停转、切削液关闭、进给停止，处于程序停止状态，把全部信息保存起来。以便进行手动换刀、手动变速等手动操作。要继续执行加工程序时，按动控制面板上的起动按钮才能再次自动运转。(2)M01-计划停止
20、。该指令与 M00 相似。但必须预先把面板上的“选择停止开关”旋转到计划停止处，M01 指令才能被执行。该指令主要用于加工过程中需要停机检查、测量零件或手工换刀和交接班等。(3)M02-程序结束。表示程序全部结束，停止自动运转，主轴进给及切削液供给全部停下，使数控装置和机床复位。(4)M03、M04、M05-主轴旋转方向。分别命令主轴正转（顺）、反转（逆）、和停止转动。(5)M07、M08、M09-冷却液的启动与停止。(6)M30-程序结束，并返回开始状态。14/63数控加工技术教案思考：M00、M01、M02、M30 的区别。2.F（进给功能），S（主轴速度功能），T（刀具功能）（1）进给功
21、能 F表示进给速度，单位是 mm/min。当进给速度与主轴转速有关时（如车削螺纹），单位为 mm/r。进给速度在加工过程中的表示方法随数控装置的不同而不同。通常跟两位数字F表示，其数值有的代表具体进给数值，有的代表某种进给速度的编码号。（2）主轴速度功能 S主要表示主轴转速或速度。单位分别为 r/min 或 m/min。主轴功能是用字母 S 后跟两位或四位数字组成，其后面的数字有时表示具体转数，有时表示某种转数的代码。主轴的实际转数常用机床操作面板上的主轴速度倍率开关调整。倍率开关通常设有50、60、70、80、90、100、110、120、200等档位，编程时总是假定倍率开关指在100的位置
22、。（3）刀具功能 T刀具功能，也称 T 功能，是用来表示选择刀具或刀补号的。一般具有自动换刀的数控机床上才有此功能。刀具功能用字母 T 及后面的两位或四位数字表示。T0101：前 01 表示选择第 1 号刀，后 01 表示 01 刀补。1.数控编程的步骤和方法2.数控编程规则课堂小结3.程序格式（3 分钟）4.常用 M、F、S、T 指令代码的功能及应用课本 P58-60 测试题课后作业（3 分钟）15/63数控加工技术教案理 论 课 教 案（首 页）（编号：JL/JW(ZY)0801）教师：朱承科授课班级：14-39课程数控加工技术基础授课时间2013.3.审批签字内容名称课题一 FANUC
23、系统数控车床的编程与操作1.车削外圆和端面程序讲授课 次4授课方法教具、挂图PPT 课件教学目的1.掌握 G01 指令及其应用2.掌握常用 M、F、S、T、G 代码在编程中的应用重点和难点重点：硬质合金的牌号和应用难点：硬质合金的应用解 决方 法举例讲解复习提问常用 M、F、S、T、G00 代码的功能课 外作 业自测题课后体会16/63数控加工技术教案教学过程教 学 内 容时间17/63数控加工技术教案课题引入（5 分钟）新课讲授复习提问：1.M00-M09，M30 的含义 2.F、S、T 代码的含义 3G00 代码的格式及功能第一节相关基础知准备（G 代码）一、直线插补指令G01格式：G01
24、 X（U）_Z（W）_F_（73 分钟）功能：使刀具以 F 给定速度沿当前点按直线运动到X Z终点坐标。说明：（1）X、Z 为目标点的绝对或增量坐标，U、W 为目标点的绝对或增量坐标；（2）F 为沿插补方向的进给速度。二、应用举例（PPT 展示）（1）车端面O O0001 N10 M03 S400 N20 T0101 N30 G00 X52 Z0 N40 G01 X0 Z0 F50 N50 G00 X100 Z150 N60 M05 N70 M30（2）车外圆O O0002 N10 M03 S400 N20 T0101 N30 G00 X48 Z2 N40 G01 X48 Z-25 F50 N
25、50 G01 X52 N60 G00 X100 Z150 N70 M05 N80 M30三、编程练习编写下图车端面和外圆程序课堂小结（2 分钟）常用 M、F、S、T、G 代码在车端面和外圆程序中的应用（10 分钟）自测题课后作业18/63数控加工技术教案理 论 课 教 案（首 页）（编号：JL/JW(ZY)0801）教师：朱承科授课班级：14-39课程数控加工技术基础授课时间2013.3.13审批签字内容名称课题一 数控车削加工圆柱表面和端面2.工件加工方案的实施讲授课 次5授课方法教具、挂图PPT 课件教学目的1.了解数控车削加工工艺过程2.了解车削过程中工件的装夹重点和难点重点：数控车削工
26、艺过程难点：加工程序解 决方 法举例讲解复习提问无课 外作 业见教案课后体会19/63数控加工技术教案教学过程教 学 内 容时间20/63数控加工技术教案课题引入（3 分钟）新课讲授（78 分钟）数控机床加工工件时是按事先编号的程序自动加工的，在加工过程中不需要人的参与，程序的正确与否至关重要，那么在编写加工程序时要做哪些工作，这是我们此节课要学习的内容。第二节加工方案的实施一、数控车削加工工艺过程的拟定 1.车削加工方案的确定 IT7-IT9，Ra 为 0.8-3.2，粗车-半精车-精车 IT5-IT7，Ra 为 0.2-0.63，粗车-半精车-精车-细车高于 IT5，Ra5 的孔L:D5-
27、20 可用深孔麻花钻加工，L:D20 用深孔钻加工深孔加工特点：细长孔偏斜，排屑、冷却、润滑难、刚性差一、枪钻 1.枪钻的结构由钻头、钻杆和钻柄组成。切削刃一侧是折线，钻头是高速钢或硬质合金制作，钻杆是无缝钢管制作。2.枪钻的几何角度外刃主偏角 50-65，余偏角 25-30，后角 8-15外刃主偏角 67-72，余偏角 20-25，后角 10-20 3.枪钻的应用 IT10-IT8，Ra0.2-0.8，3-20 的小直径深孔加工二、错齿内排屑深孔钻 1.组成：由钻头、钻杆和钻柄组成 2.结构特点：硬质合金刀片错开分布在钻体同圆周上，有3 个导向条，钻体外镶焊 4 块导向条，刀齿错开排列，钻杆
28、为圆形。3.排屑和冷却：高压切削液从钻杆与孔壁的间隙进入切削区，起冷却和润滑作用，同时把切屑排出。4应用加工直径为 18-185，孔深比在 106 内，IT9-IT7，Ra0,0eR 0,0eR 01.螺旋升角对后角的影响第二节螺纹车刀一、高速钢螺纹车刀45/63数控加工技术教案二、硬质合金螺纹车刀三、三角形内螺纹车刀见课本图 7-7、7-8四、矩形螺纹车刀见课本图 7-9主切削刃宽度b=0.5P+(0.02-0.04)mm，刀头长度L=0.5P+（2-4）五、梯形螺纹车刀46/63数控加工技术教案课堂小结 1.螺纹的结构和分类（2 分钟）2.螺纹升角对车刀前后角的影响3.螺纹车刀的种类和角度
29、47/63数控加工技术教案理 论 课 教 案（首 页）（编号：JL/JW(ZY)0801）教师：朱承科授课班级：14-39课程数控加工技术基础授课时间11.22审批签字内容名称第三节 丝锥第四节 板牙和螺纹梳刀第五节 螺纹铣刀讲授课 次14授课方法教具、挂图PPT教学目的1.了解丝锥的组成、结构和用途2.了解板牙和螺纹梳刀的用途3.了解螺纹铣刀的种类和用途重点和难点重点：几种螺纹刀具的用途难点：无解 决方 法讲解复习提问螺纹的加工方法课 外作 业无课后体会教学过程教 学 内 容时间48/63数控加工技术教案课题引入（5 分钟）新课讲授（73分钟）1.提问：大家见过或实习过的螺纹加工方法有哪些？
30、2.螺纹刀具的种类第三节丝锥一、丝锥的结构1.组成由工作部分和柄部组成2.结构切削部分、校准部分、柄部方尾、锥心、容屑槽一、丝锥分类 1.手用丝锥2.机用丝锥3.螺母丝锥第四节板牙和螺纹梳刀一、板牙 1.用途加工尺寸不大的外螺纹 2.板牙的结构板牙相当于一个具有很高硬度的螺母，螺孔周围制有几个排屑 孔，一般在螺孔的两端磨有切削锥。板牙按外形和用途分为圆板牙、方板牙、六角板牙和管形板牙（见图板牙的类型）。其中以圆板牙应用最广，规格范围为 M 0.25M68 毫米。当加工出的螺纹中径超出公差时，可将板牙上的调节槽切开，以便调节螺纹的中径。板牙可装在板牙扳手中用手工加工螺纹，也可装在板牙架中在机床上
31、使用。板牙加工出的螺纹精度较低，但由于结构简单、使用方便，在单件、小批生产和修配中板牙仍得到广泛应用。二、螺纹梳刀49/63数控加工技术教案螺纹梳刀是螺纹机床上常用的刀具，其制造精度较高（一般情况下，螺纹梳刀的螺纹齿由螺纹磨床磨出），普遍用的是4 个一套。在汽车制造等机械行业中应用较多，消耗量也较大。螺纹梳刀实质上是多齿的螺纹车刀，它既有切削部分又有校准部分，所以螺纹梳刀要比用螺纹车刀加工出的螺纹质量好。即使操作者技术水平不高，机床精度较差，也能容易加工出较满意的螺纹。当螺纹导程是 1mm 左右时，一次走刀便能成型，刀刃的磨损也很均匀。这样做，既能快速加工出较高质量的螺纹，又能充分利用报废的螺
32、纹梳刀，同时操作者也不必要求具有较高的技术水平或等级，实属一举多得。利用本螺纹刀具，既能保证加工零件的螺纹质量，又能节约成本，是螺纹加工的好帮手。螺纹铣削的优点第五节 螺纹铣刀1、加工精度、加工效率大大提高；2、不受螺纹结构（外螺纹/内螺纹）和旋向（左旋/右旋）的限制；3、螺纹铣刀的耐用度是普通丝锥的十多倍甚至数十倍；4、在数控铣削螺纹过程中，对螺纹直径尺寸的调整极为方便；5、能高精度地加工深螺纹，大螺纹，大螺距螺纹；6、同一螺距的螺纹铣刀可加工不同直径的螺纹一、盘形螺纹铣刀主要用来铣削较大螺距的丝杆和蜗杆50/63数控加工技术教案课堂小结（2 分钟）二、梳形螺纹铣刀特点：刀齿受力均匀，精度较
33、高二、高速铣削螺纹铣刀高速铣是车床高效切削螺纹的一种工艺装备,适用于大批量螺纹加工。使用时拆除车床上小刀架,将旋风铣头装于中滑板上,并将旋风头主轴的回转中心线调整到对工件中心线倾斜一个螺纹升角,随后将工件夹紧在车床卡盘上。切削过程为旋风铣头通过专用电机带动作高速旋转,转速一般为 10001800r/min,形成主切削运动,工件装在卡盘上作缓慢旋转,转速一般为 560r/min,形成切削过程的圆周进给运动。与此同时,旋风铣头随同床鞍作轴向移动,使工件每转一周,旋风铣头切削前进一个导程主要用于较大螺距的螺杆、丝杆的粗加工或半精加工1.丝锥、板牙的结构和用途2.螺纹梳刀3.螺纹铣刀的种类、结构特点和
34、用途51/63数控加工技术教案理 论 课 教 案（首 页）（编号：JL/JW(ZY)0801）教师：朱承科授课班级：14-39课程数控加工技术基础授课时间11.23审批签字内容名称第八章 拉刀授课方法讲授课 次15教具、挂图PPT教学目的1.了解拉削的特点2.了解拉刀的组成、结构、种类及其主要参数重点和难点重点：拉削的特点拉刀的种类难点：拉刀结构解 决方 法讲解复习提问无课 外作 业无课后体会教学过程教 学 内 容时间52/63数控加工技术教案课题引入（5 分钟）新课讲授（82 分钟）第八章 拉刀在拉床上用拉刀加工工件内外表面的切削加工称为拉削。拉削能完成各种形状的内外表面。本章主要介绍拉刀的
35、种类、应用、组成和结构。一、拉削及其特点1.拉削和推削2.拉削的特点（1）生产率高（2）能获得高的加工精度及表面粗糙度（3）使用于加工各种类型通孔（4）不能加工台阶孔二、拉刀的组成1 前柄部夹持拉刀传递动力的部分；2 颈部连接部分、拉刀材料、尺寸规格等标记处3 过渡锥起对准中心用；4 前导部起引导作用，防止拉刀歪斜，并可检查预防孔径的大小；5 切削部起切削作用、包括粗切齿、半精加工齿和精精加工齿；6 校准部起校准和修光作用；7 支托部支撑拉刀，防止拉刀弯曲变形。三、拉刀的结构及其主要参数 1.切削部（1）齿升量：相邻两个刀齿高差。粗切齿齿升量 0.03-0.06mm，精切齿齿升量 0.01-0
36、.03mm。（2）齿数粗切齿齿数 Z1=A-（AI+ATL）/2af+lA总余量，AI过渡齿切削余量，ATL精切齿切削余量af齿升量过渡齿齿数 Z2=Z1-（3-5）精切齿齿数 Z3=3-7（3）齿距 P粗切齿 P粗=（1.25-1.5）l精切齿 P精=（0.6-0.8）P粗（4）容屑槽容屑槽形式：直线齿背、曲线齿背、加长齿背（5）分屑槽作用：减小切屑宽度种类：V 形、U 形、圆弧形（6）齿距（7）前角 5-20（8）后角 1-3 2.校准部分起校准和修光作用，无分屑槽和齿升量53/63数控加工技术教案课堂小结（3 分钟）四、拉刀的种类1.按用途分圆孔拉刀、花键拉刀、四方孔拉刀、键槽拉刀、平面
37、拉刀2.按结构形式分整体拉刀、焊接拉刀、焊接装配拉刀、镶齿拉刀3.几种典型拉刀结构介绍1.拉削的特点2.拉刀的组成、结构和主要参数3.拉刀的分类54/63数控加工技术教案理 论 课 教 案（首 页）（编号：JL/JW(ZY)0801）教师：朱承科授课班级：14-39课程数控加工技术基础授课时间11.27审批签字内容名称第九章 刀具的磨损与刃磨授课方法讲授课 次16教具、挂图PPT教学目的1.了解刀具磨损的过程和原因2.掌握刀具磨损形式3.掌握影响刀具寿命的因素重点和难点重点：刀具磨损形式刀具寿命难点：刀具磨损原因解 决方 法讲解复习提问无课 外作 业见教案后课后体会教学过程教 学 内 容时间5
38、5/63数控加工技术教案课题引入（3 分钟）新课讲授（77分钟）第九章 刀具的磨损与刃磨在切削过程中，刀具受到很大的切削力，承受切屑变形和摩擦，在很高的温度和挤压应力作用下极易磨损。一、刀具磨损过程1.初期磨损阶段磨损速率较大2.正常磨损阶段磨损速率较慢3.剧烈磨损阶段磨损速率很大二、刀具磨损原因1.机械作用磨损磨粒磨损又称机械擦伤磨损。工件或切屑上的硬质点（如工件材料中的金属碳化物、积屑瘤碎片及由刀具上摩擦下来的微粒等）在刀具表面上摩擦刻划，由于这种机械作用，逐渐擦掉刀具表面材料，造成磨粒磨损。磨粒磨损在各种切削速度下都存在。但在低速切削时，这是刀具磨损的主要原因。工件中的硬质点较多，工件材
39、料硬度与刀具硬度比越高，磨粒磨损就越严重。2.热化学作用磨损（1）粘结磨损在切削温度稍高的情况下，工件或切屑表面与刀具表面之间发生粘结，刀具表面微粒被带走而造成的磨损。刀具材料与工件材料的化学亲和力愈大，粘结磨损愈严重。通常，硬质合金刀具在产生积屑瘤的切削速度范围内，最易产生这种磨损。（2）扩散磨损（3）氧化磨损或化学磨损（4）相变磨损三、刀具磨损形式 1.刀具的正常磨损（1）前刀面磨损。前面磨损的程度可用月牙洼的深度 KT 来衡量。（2）后刀面磨损（3）前、后刀面同时磨损一般在中等切削速度和中等切削厚度（0.1-0.5mm）切削塑性金属时，往往出现前、后面同时磨损。2.刀具的非正常磨损非正常
40、磨损又称破损，可能由于刀具的设计、制造及使用不当，也可能是由于刀具（尤其是一些脆性材料，如硬质合金、陶瓷等刀具），受切削力冲击产生疲劳破坏、振动、热效应等，以致在切削过程中切削刃或刀片发生脆性破损。这种破损也遵循一定的统计规律。本书重点介绍正常磨损。3.刀具磨钝标准刀具磨钝标准磨钝标准通常指刀具后面磨损带中间部位平均磨损量允许达到的最大值，以 VB 表示。制定磨钝标准需要考虑被加工对象的特点和加工条件的具体情况。它的作用就是告诉操作者，当车刀后刀面磨损至VB 时，就56/63数控加工技术教案课堂小结（2 分钟）课后作业（8 分钟）不要再继续使用，应及时磨刀或换刀。用磨钝标准这一标志来判断及时重
41、磨车刀，在实际中是很麻烦且很难做到的。为此，又制定了一种车刀重磨时刻的标志刀具寿命。四、刀具寿命1.概念从刀具刃磨后开始切削，一直到磨损量达到磨钝标准为止所用的切削时间2.影响刀具寿命的因素（1）切削用量对刀具寿命的影响切削用量中切削速度对刀具寿命影响最大，其次是进给量，最后是背吃刀量（2）刀具材料对刀具寿命的影响刀具高温硬度高，耐磨性好，刀具寿命长。合理选用刀具材料、用涂层刀具材料和新型刀具材料，是提高刀具寿命的有效途径。（3）刀具几何角度对刀具寿命的影响减小主偏角和前角有利于提高刀具寿命。五、刀具刃磨概述1.刀具刃磨的注意事项（略，实习时学过）2.刃磨时砂轮的选择粗磨：36、69砂轮，精磨
42、：80、120砂轮氧化铝砂轮：刃磨高速钢、碳素工具钢、合金工具钢碳化硅砂轮：刃磨硬质合金1.刀具磨损过程、磨损原因和磨损形式2.刀具寿命3.刀具刃磨时砂轮的选择一、名词解释1.刀具寿命2.刀具磨钝标准二、填空题1.刀具的磨损有正常磨损的非正常磨损两种。其中正常磨损有、和三种。2.刀具的磨损阶段可分为、和三个阶段。三、选择题1.切削用量对刀具寿命的影响，主要是通过切削温度的高低来影响的，所以影响刀具寿命最大的是（）其次是（）。A.背吃刀量 B.进给量 C.切削速度2.磨削硬质合金材料时，宜选用（）磨料的砂轮。A、棕刚玉 B、白刚玉 C、黑碳化硅 D、绿碳化硅3.一般在切削速度较高，切削厚度较大情
43、况下，加工塑性金属材料时，主要发生（）A.前刀面磨损 B.后刀面磨损 C.前后刀面同时磨损57/63数控加工技术教案理 论 课 教 案（首 页）（编号：JL/JW(ZY)0801）教师：朱承科授课班级：14-39课程数控加工技术基础授课时间11.29审批签字内容名称第九章 刀具的磨损与刃磨授课方法讲授课 次17教具、挂图PPT教学目的1.了解麻花钻的刃磨要求2.掌握 90外圆车刀的刃磨步骤重点和难点重点：90外圆车刀刃磨难点：无解 决方 法讲解复习提问无课 外作 业见教案后课后体会教学过程教 学 内 容时间58/63数控加工技术教案课题引入（3 分钟）新课讲授（82分钟）课堂小结（2 分钟）课
44、后作业（3 分钟）第九章 刀具的磨损与刃磨在切削过程中，刀具受到很大的切削力，承受切屑变形和摩擦，在很高的温度和挤压应力作用下极易磨损。磨损了的刀具要重磨后才能使用。一、90外圆车刀刃磨1.粗磨（1）磨主后刀面（2）磨副后刀面（3）磨前刀面（4）磨断屑槽2.精磨3.车刀的研磨二、麻花钻的刃磨 1.刃磨要求（1）夹角对称，刃长相等，横刃斜角 55。（2）右手握钻头前段，距钻尖 30mm 为支点左手握钻柄。（3）麻花钻中心要高于砂轮中心，主切削刃水平，麻花钻轴线2.操作3.修磨横刃4.检测三、其它刀具刃磨简介1.内孔车刀刃磨2.螺纹车刀刃磨3.梯形螺纹车刀刃磨 4.铰刀的刃磨5.拉刀的刃磨6.涡轮
45、飞到7.齿轮滚刀的刃磨8.插齿刀的刃磨9.成形车刀的刃磨10.铣刀的刃磨11.镗刀的刃磨1.车刀的刃磨步骤2.麻花钻的刃磨要求和刃磨方法3.其它刀具刃磨简介简答题1.麻花钻的刃磨要求有哪些？2.简述刃磨 90外圆车刀的步骤。59/63数控加工技术教案理 论 课 教 案（首 页）（编号：JL/JW(ZY)0801）教师：朱承科授课班级：14-39课程数控加工技术基础授课时间11.30审批签字内容名称第十章 数控机床刀具授课方法讲授课 次18教具、挂图PPT1.了解数控机床刀具的种类及特点教学目的2.了解数控刀具及其选用3.了解可转位刀片及其代码重点和难点重点：数控机床刀具的种类及特点难点：无解
46、决方 法讲解复习提问无课 外作 业无课后体会教学过程教 学 内 容时间60/63数控加工技术教案课题引入（5 分钟）新课讲授（83分钟）第十章数控机床刀具1.数控机床的发展史2.数控机床的加工特点一、数控刀具及其选用数控刀具及其选用包括两部分：1数控机床刀具的种类及特点2数控机床刀具的选择（一）数控机床刀具的种类及特点一)数控机床的刀具系统数控机床绝大部分都必须采用数控刀具，随着数控机床结构、功能的发展，现在数控机床的刀具已不是普通机床所采用的“一机一刀”的模式，而是多种不同类型的刀具同时在数控机床的刀盘上轮换使用，达到自动换刀的目的。1.刀柄刀柄是加工必备的辅具，它能够准确的安装各种刀具或刀
47、片，还应满足定位准确和便于安装。加工中心一般采用 7：24 圆锥刀柄，这类刀柄不能自锁，换刀比较方便，其锥柄部分和机械抓拿部分均有相应的国际和国家标准。数控车床刀具种类较多，以外圆刀具为例一般采用 25mm 或 20mm 见方刀柄，这类刀柄安装方便，定心精度较高。2.工具系统。由于数控设备的多样性，使其配套的刀具和装夹工具种类也很多，并且要求刀具更换迅速。因此，把通用性较强的刀具和配套的装夹工具系列化、标准化，就成为通常所说的工具系统。（1）.整体式结构它的特点是将锥柄和连杆连成一体，不同品种和规格的工作部分都必须带有与机床相连的柄部。优点：结构简单、使用方便、可靠、更换迅速。缺点：锥柄的种类
48、和数量较多。（2）.模块式结构模块式结构把工具的柄部和工作部分分开，制成系统化的主柄模块、中间模块和工作模块。这样一来就方便了制造、使用和保管，减少了工具的规格、品种和数量的储备。国内的 TMG 工具系统就属于这一类。二）数控机床刀具的特点为了能够实现数控机床上刀具高效、多能、快换和经济的目的，数控机床所用的刀具主要具备下列特点：（1）刀片和刀具几何参数和切削参数的规范化、典型化。（2）刀片或刀具材料及切削参数与被加工工件的材料之间匹配的选用原则。（3）刀片或刀具的耐用度及经济寿命指标的合理性。（4）刀片及刀柄的定位基准优化。（5）刀片及刀柄对机床主轴的相对位置的要求高。61/63数控加工技术
49、教案（6）对刀柄的强度、刚性及耐磨性的要求高。（7）对刀柄或工具系统的装机重量限制的要求。（8）刀片及刀柄的转位及拆装的重复精度的要求。（9）刀片及刀柄切入的位置和方向有要求。（10）刀片及刀柄高度的通用化、规格化、系列化。（11）数控工具系统自动换刀系统的优化。三)刀具材料材料上分为：高速钢刀具、硬质合金刀具、陶瓷刀具、立方氮化硼刀具、聚晶金刚石刀具。目前用得最普遍的是硬质合金刀具和高速钢刀具。高速钢刀具历史悠久，随着材料科学的开发，高速钢刀具的材料热处理技术的进步以及金切工艺的更新，使得高速钢刀具的红硬性、耐磨性和表层性质量都得到了很大的提高和改善。高速钢仍然是数控机床应用刀具的选择对象之
50、一。继高速钢之后，随着机床刚性、主轴转速及切削力的提高，相继开发出了硬质合金。陶瓷是含有金属氧化物或氮化物的无机非金属材料。陶瓷刀具强度高、均一性好，配合功率更高、刚性更好的高速机床，其应用已经得到了重大进展。立方氮化硼刀具材料是1957 年由美国通用电气公司首先合成的。我国于 1967 年首次合成，1973 年研制出第一代立方氮化硼刀片。立方氮化硼结晶结构与金刚石相似，还具有仅次于金刚石的显微硬度，有极好的耐磨性，极高的热稳定性和优良的化学稳定性。它的耐磨性和硬度在各个方向都是均匀的。聚晶金刚石的硬度、耐磨性在各个方面都是均匀的，它与天然金刚石相比，在断续切削时不易崩刃或碎裂，刀刃上不易形成