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1、数控车实训教案 2 作者：日期：3 数控车实训教案 授课班级 授课日期 指导教师 石银法 课程名称 数控车床实训 课题号 1 实训课题 机床日常维护及安全生产教育 课时 实训准备 华中数控 HNC 21T 车床及附件 实训目标 知识目标 掌握数控车床安全技术操作规程，做到安全文明生产实习；掌握数控车床的维护保养知识，做到正确使用数控车床。能力目标 培养学生熟练应用知识的能力 通过任务驱动，培养学生分析问题和解决问题的综合能力 培养学生的团队合作精神和交流合作能力 情感目标 培养学生善于观察，勤于动脑、长于动手的良好学习习惯。使能够理论联系实际，培养学生的动手能力和学习兴趣，从而进一步提高就业竞
2、争能力。实训难点与重点及处理方法 重点：安全生产规范动作及规程 处理方法：详细讲解，严格强调 难点：严格按正确的操作规程进行实习生产，养成习惯 处理方法：在实习过程中严格要求并随时提醒 安全注意 事项 严格遵守实训中心的各项规定。严格遵守各项安全规定，以免发生人身或机床事故。严格按照数控车床的操作规程进行操作。要时刻保持精神集中，明确操作的目的，做到细心、准确地操作机床。对操作有疑问时要先向指导老师请教后方可进行操作。检测手段 实训过程 教学活动 教师活动 学生活动 时间分配 导入 新授：活动探究 难点突破 重点练习 重点突破 复习：1、数控机床的组成 2、机床本体的组成 导入：加工前应注意的
3、问题 教师出示设定任务 根据指定任务进行操作练习 展开练习 分组讨论 教师出示进一步练习任务 提问 解释说明 演示 巡回指导 引导、提示 讲解 巡回指导 思考、回答 上机练习 观察、思考 围绕任务展开练习 观察、发现 加深练习 寻找方法 围绕任务展开练习 4 教学过程 教 学 内 容 备 注 组织教学 宣布课堂纪律、点名；检查学生的课前准备。复习导入 复习：数控车床的组成 学生回答 数控车床机械部分的组成 学生回答 通过学生的回答情况，做简要的评讲，并提出新问题：在机床实际加工前应注意什么问题？（导入新课）新授课程 基 本 知 识讲解 活动探究 任务：机床的日常维护及安全生产教育 一、机床运转
4、前的准备工作（一）准备工作 确保润滑部位（床头箱、导轨及丝杠等）都已加油。查所有操纵手柄，并处于中间（空档）位置。用手拨动主轴核实主轴处于空档位置。检查传动 V 型皮带是否有适当的张紧力。上列项目检查完毕后，输入指令使主电机正转，转动主轴箱前轴 35 分钟以溅起油润滑床头箱，在这段时间里主轴不应转动。拨动齿轮并作正反转来检查每档转速，注意主电机转动时不要拨动齿轮，拨动齿轮前应停转主电机。机床的每档速度应平稳。在手动状态下检查进给运动（X 轴，Z 轴）是否平稳，检查限位保护是否可靠。根据情况，可编一个试运行程序（含主运动、进给运动），让机床在无负荷状态下运行一段时间。编写一个程序，让车床运转，在
5、无负荷运行，检查机床的运行情况。（教师演示）（二）、润滑和冷却 机床运动的时时刻刻所有的部位都应润滑，以保证机床良好的保养和长期的使用寿命。床头箱润滑 床头箱依靠齿轮和传动轴使油飞溅起来润滑，油通过回油系统在箱内流动。要更换床头箱的润滑油可卸下位于床头箱下部的放油塞。导轨及丝杠润滑 大小丝杠的润滑为油脂润滑。利用手动油泵可同时润滑床身导轨和横向滑板，每天操作机床前应将手动油泵按动数次。机床工作过程可根据情况用手动油泵打油润滑，还应经常检查油泵油箱的油量。实训总结 强调本次课程重点、难点 讲述、总结 加深练习 听讲 思考、记忆 5 其它部位的润滑 立式四工位刀架和尾架上有注油孔，要定时加油。大、
6、小丝杠的推力轴承和步进电机减速箱以及滑移门等的滚动轴承均采用脂润滑。在检修机床时可根据情况更换或补充润滑脂。机床使用的润滑油、润滑脂必须是清洁的。教学过程 教 学 内 容 备 注 6 难点突破 冷却系统 机床冷却系统由冷却泵和喷水软管组成。冷却泵装在水箱里。机床尾部床脚即为水箱。喷水软管可任意转动，使冷却效果最佳。冷却液经泵抽起后通过喷水软管喷向切削点，然后经过承屑盘中的过滤网流回水箱。（三）、主轴转速的调整 机床的动力从主电机皮带轮通过 V 型皮带传到床头箱的中间轴，转速的改变是通过中间轴和主轴之间安装的一系列精密磨削的齿轮来达到。要改变主轴速度，只需要变换床头箱上的两个手柄，把其中之一从中
7、间位置拨到床头箱速 H 铭牌所指示的所需速度位置即可。主电机为双电机，其高低由数控系统指令控制，主轴的正反转也由数控系统指令控制。（四）、机床防护 本机床防护采用半封闭式防护结构，前面为滑移门，可在机床全长上自由移动，既可有效地防止切屑和冷却液的飞溅，也便于变换主轴转速和上下工件。在推动滑移门的过程中，门未停止，手就不应放开。绝对禁止猛推滑移门。机床后面为挡屑板。挡屑板下为排屑口，既防切屑也方便排屑。床头箱端面护板可防切屑侧面飞溅。大丝杠护板有效地防止各种杂物损伤丝牙。根据学生分组情况，让同学们依次操作机床，及时发现问题，及时解决，未操作的同学注意观察。（五）、日常维护保养 每班工作后应擦净车
8、床导轨面（包括中滑板和小滑板），要求无油污、无铁屑，并浇油润滑，使车床外表清洁和场地整齐。要求车床三个导轨面及转动部位清洁、润滑，油眼畅通，油标油窗清晰，清洗护床油毛毡，并保持车床外表清洁和场地整齐等.车床的润滑都采用 30 号机油。主轴箱和溜板箱内的润滑油一般三个月更换一次，换油时应在箱体内用煤油洗清后再加油。（六）、安全操作规程 实习时，要穿好工作服、袖套、防护眼镜，女同学应戴工作帽。头发和辫子应塞入工作帽内。加工时，注意头与工件不能靠得太近。数控系统的编程、操作和维修人员必须经过专门的技术培训，熟悉所用数控车床的使用环境、条件和工作参数等，严格按机床和系统和使用说明书要求正确、合理地操作
9、机床。数控车床的使用环境要避免光的直接照射和其它热辐射，避免太潮湿或粉尘过多的场所，特别要避免有腐蚀气体的场所。为避免电源不稳定给电子元件造成损坏，数控车床应采取专线供电或增设稳压装置。7 10 20 7 教学过程 教 学 内 容 备 注 活动探究 数控车床的开机、关机顺序，一定要按照机床说明书的规定操作。主轴起动开始切削之前一定要关好防护罩门，程序正常运行中严禁开启防护罩门。在每次电源接通后，必须先完成各轴的返回参考点操作，然后再进入其他运行方式，以确保各轴坐标的正确性。机床在正常运行时不允许打开电气柜的门。加工程序必须经过严格检验方可进行操作运行。手动对刀时，应注意选择合适的进给速度；手动
10、换刀时，刀架距工件要有足够的转位距离不至于发生碰撞。加工过程中，如出现异常危急情况，可按下“急停”按钮，以确保人身和设备的安全。机床发生事故，操作者要注意保留现场，并向维修人员如实说明事故发生前后的情况，以利于分析问题，查找事故原因。数控机床的使用一定要有专人负责，严禁其他人员随意动用数控设备。要认真填写数控机床的工作日志，做好交接工作，消除事故隐患。不得随意更改数控系统内部制造厂设定的参数，并及时做好备份。要经常润滑导轨、防止导轨生锈。使用冷却液时，要在车床导轨上涂上润滑油，冷却泵中的冷却液应定期调换。使用带有手动机械变速的数控车床，车床在需要变速时，必须在停车状态下进行。注意保护床身及导轨
11、面，不允许在卡盘及床身上敲击或校直工件。床身上不准放置工具或工件，装卸较重工件，应用木板保护床面。爱护工、夹、量具。工作时，工、夹、量具及工件，应尽可能靠近和集中在操作者周围。车刀磨损后，要及时刃磨，用磨钝的车刀继续切削会增加车床负荷，甚至损坏机床。下班前，应清扫车床上及车床周围的切屑，并做好车床的清洁保 养工作；应将大拖板退至床尾一端，并关闭电源。展示相关因违反操作规程出现的大量的严重的事故的图片，让事实说话，让同学们牢记安全生产的重要性。7 10 20 8 教学过程 教 学 内 容 备 注 实习总结 一、课题小结 1、课题测试；2、重申安全文明实习的重要性；3、指出实习操作中的的普遍问题及
12、解决措施。二、布置作业 1、数控机床运行前的准备工作有那些？2、简述安全操作规程的主要内容 三、清理现场 1、整理实习工具、材料和清扫设备；2、实习场地卫生清理。9 课后分析 实习指导教师课时授课教案 授课班级 授课日期 指导教师 课程名称 数控车床实训 课题号 2 实训课题 数控系统操作面板及机床面板操作实训 课时 实训准备 华中数控 HNC 21T 机床及附件 实训目标 知识目标 熟悉华中世纪星数控系统操作面板上各功能键的作用；熟悉华中世纪星数控系统各主功能菜单的作用及选择。熟悉“手动”主菜单的操作界面；熟练掌握面板上手动操作键的使用；熟练掌握用手动操作加工简单零件。能力目标 培养学生熟练
13、应用知识的能力 通过任务驱动，培养学生分析问题和解决问题的综合能力 培养学生的团队合作精神和交流合作能力 情感目标 使能够理论联系实际，培养学生的动手和学习兴趣，从而进一步提高就业竞争能力。实训难点与重点及处理方法 重点：熟悉操作面板上各功能键的作用，能用手动操作熟练加工工件 处理方法：熟悉数控系统面板的操作后，多练习。难点：形成技能 处理方法：多练习。安全注意 事项 严格遵守各项安全规定，以免发生人身或机床事故。严格按照数控车床的操作规程进行操作。要时刻保持精神集中，明确操作的目的，做到细心、准确地操作机床。对操作有疑问时要先向指导老师请教后方可进行操作。10 教学过程 教 学 内 容 备
14、注 组织教学 宣布课堂纪律、点名；检查学生的课前准备。7 复习导入 新授课程 基本知识 讲解 复习：简要回顾上一课题的主要内容，然后提问：(1)车床运行前的准备工作有那些？(2)安全操作规程的主要内容？导入：如何正确的操作数控车床呢？任务：如何机床操作 一、开机、关机、急停 (一)、开机(1)检查机床状态是否正常；(2)检查电源电压是否符合要求，接线是否正确；(3)按下“急停”按钮；(4)机床上电；(5)数控上电；(6)检查风扇电机运转是否正常；(7)检查面板上的指示灯是否正常；接通数控装置电源后，HNC-21T 自动运行系统软件。此时液晶显示器显示如图 2-1 所示系统上电屏幕（软件操作界面
15、），工作方式为“急停”。(二)、复位 检测手段 实训过程 教学活动 教师活动 学生活动 时间分配 复习导入 新授 活动探究 难点突破 概念学习 重点练习 重点突破 拓展训练 总结 复习：1、实体工具栏的使用 2、创建长方体 导入：如何在已建实体模型面上创建图形 教师出示设定任务 根据指定任务进行操作练习 为何所画图形不在所需模型面上？明确 UCS 的 XY 平面是工作平面 用户坐标系的概念 灵活定位 UCS 确定当前工作面 分组讨论 定位 UCS 的七种方法 教师出示进一步练习任务 强调本次课程重点、难点 提问 展示图片 解释说明 巡回指导 引导、提示 讲解 巡回指导 汇总、补充 展示图片 讲
16、述、总结 思考、回答 上机练习 观察、思考 围绕任务展开练习 观察、发现 听讲 展开练习 寻找方法 练习、讨论 加深练习 思考、记忆 11 系统上电进入软件操作界面时，系统的工作方式为“急停”，为控制系统运行，需左旋并拔起操作台右上角的“急停”按钮使系统复位，并接通伺服电源。系统默认进入“回参考点”方式，软件操作界面的工作方式变为“回零”。(三)、返回机床参考点 控制机床运动的前提是建立机床坐标系，为此，系统接通电源、复位后首先应进行机床各轴回参考点操作。方法如下：(1)如果系统显示的当前工作方式不是回零方式，按一下控制面板上面的“回零”按键，确保系统处于“回零”方式；(2)根据 X轴机床参数
17、“回参考点方向”，按一下“+X”（“回参考点方向”为“+”）或“-X”（“回参考点方向”为“-”）按键，X 轴回到参考点后，“+X”或“-X”按键内的指示灯亮；(3)用同样的方法使用“+Z”或“-Z”按键，使 Z轴回参考点。所有轴回参考点后即建立了机床坐标系。机床坐标系与参考点 注意：(1)在每次电源接通后，必须先完成各轴的返回参考点操作，然后再进入其他运行方式，以确保各轴坐标的正确性；(2)同时按下 X Z 轴向选择按键，可使 X、Z 轴同时返回参考点；教学过程 教 学 内 容 备 注 12 活动探究 (3)在回参考点前，应确保回零轴位于参考点的“回参考点方向”相反侧（如 X 轴的回参考点方
18、向为负则回参考点前应保证 X 轴当前位置在参考点的正向侧），否则应手动移动该轴直到满足此条件；(4)在回参考点过程中，若出现超程，请按住控制面板上的“超程解除”按键，向相反方向手动移动该轴使其退出超程状态。分作操练，回参考点功能。对操作中出现的问题及时讲解和更正 (四)、急停 机床运行过程中，在危险或紧急情况下，按下“急停”按钮，CNC 即进入急停状态，伺服进给及主轴运转立即停止工作（控制柜内的进给驱动电源被切断）；松开“急停”按钮左旋此按钮（右旋此按钮，自动跳起），CNC 进入复位状态。解除紧急停止前，先确认故障原因是否排除，且紧急停止解除后应重新执行回参考点操作，以确保坐标位置的正确性。注
19、意：在上电和关机之前应按下“急停”按钮以减少设备电冲击。(五)、超程解除 在伺服轴行程的两端各有一个极限开关，作用是防止伺服机构碰撞而损坏。每当伺服机构碰到行程极限开关时，就会出现超程。当某轴出现超程（“超程解除”按键内指示灯亮）时，系统视其状况为紧急停止，要退出超程状态时，必须：(1)松开“急停”按钮，置工作方式为“手动”或“增量”方式；(2)一直按压着“超程解除”按键（控制器会暂时忽略超程的紧急情况）；(3)在手动(增量)方式下，使该轴向相反方向退出超程状态；(4)松开“超程解除”按键。若显示屏上运行状态栏“运行正常”取代了“出错”，表示恢复正常，可以继续操作。注意：在操作机床退出超程状态
20、时请务必注意移动方向及移动速率，以免发生撞机。(六)、关机(1)按下控制面板上的“急停”按钮，断开伺服电源；(2)断开数控电源；(3)断开机床电源。10 3 13 教学过程 教 学 内 容 备 注 二、操作面板各功能键的作用 华中世纪星 HNC-21T 数控系统操作面板如图 2-1所示。图 2-1 华中世纪星 HNC-21T 数控系统操作面板（一）、显示器 操作台的左上部为 7.7 寸彩色液晶显示器（分辨率为 640480)，用于汉字菜单、系统状态、故障报警的显示和加工轨迹的图形仿真。（二）、NC 键盘 NC 键盘包括精简型 MDI 键盘和 F1F10 十个功能键。标准化的字母数字式 MDI
21、键盘介于显示器和“急停”按钮之间，其中的大部分键具有上档键功能，当“Upper”键有效时（指示灯亮），输入的是上档键。NC 键盘用于零件程序的编制、参数输入、MDI 及系统管理操作等。F1F10 十个功能键位于显示器的正下方。（三）、机床控制面板 MCP 标准机床控制面板的大部分按键（除急停按钮外）位于操作台的下部。“急停”按钮位于操作台的右上角。机床控制面板用于直接控制机床的动作或加工过程。（四）、软件操作界面 HNC-21T 的软件操作界面如图 2-2 所示。其界面由如下几个部分组成 10 3 14 教学过程 教 学 内 容 备 注 15 图 2-2 HNC-21T 的软件操作界面 1、图
22、形显示窗口 可以根据需要，用功能键 F9 设置窗口的显示内容。2、菜单命令条 通过菜单命令条中的功能键 F1F10 来完成系统功能的操作。3、运行程序索引 自动加工中的程序名和当前程序段行号。4、选定坐标系下的坐标值 坐标系可在机床坐标系/工件坐标系/相对坐标系之间切换；显示值可在指令位置/实际位置/剩余进给/跟踪误差/负载电流/补偿值之间切换（负载电流只对 11 型伺服有效）。5、工件坐标零点 工件坐标系零点在机床坐标系下的坐标。6、倍率修调 主轴修调当前主轴修调倍率。进给修调当前进给修调倍率。快速修调当前快进修调倍率。7、辅助机能 自动加工中的 M、S、T 代码。8、当前加工程序行 当前正
23、在或将要加工的程序段。9、当前加工方式、系统运行状态及当前时间。工作方式：系统工作方式根据机床控制面板上相应按键的状态可在自动运行、单段运行、手动运行、增量运行、回零、急停、复位等之间切换；运行状态：系统工作状态在“运行正常”和“出错”间切换；系统时钟：当前系统时间。10 3 16 教学过程 教 学 内 容 备 注 图 2-3 菜单层次 图 2-4 HNC-21T 的功能菜单结构（五）软件菜单功能 操作界面中最重要的一块是菜单命令条。系统功能的操作主要通过菜单命令条中的功能键 F1F10 来完成。由于每个功能包括不同的操作，菜单采用层次结构，即在主菜单下选择一个菜单项后，数控装置会显示该功能下
24、的子菜单，用户可根据该子菜单的内容选择所需的操作，如图 2-3 所示。当要返回主菜单时，按子菜单下的 F10 键即可。注意：本说明书约定用 F1F4 格式表示在主菜单下按 F1，然后在子菜单下按 F4键。HNC-21T 的菜单结构如图图 2-4 所示。三、面板手动操作键的使用 在主功能菜单中选择 5，即可进入“手动”操作主菜单，如图 3-1所示。若配上手轮也可操作手轮。机床手动操作主要由手持单元和机床控制面板共同完成，机床控制面板如图 2-1 所示。10 3 17 教学过程 教 学 内 容 备 注 18 图 2-5 机床控制面板（一）、坐标轴移动 手动移动机床坐标轴的操作由手持单元和机床控制面
25、板上的方式选择、轴手动、增量倍率、进给修调、快速修调等按键共同完成。1、点动进给 按一下“手动”按键（指示灯亮），系统处于点动运行方式，可点动移动机床坐标轴(下面以点动移动 X 轴为例说明)：(1)按压“+X”或“-X”按键（指示灯亮），X 轴将产生正向或负向 连续移动；(2)松开“+X”或“-X”按键（指示灯灭），X 轴即减速停止。用同样的操作方法使用“+Z”、“-Z”按键可使 Z 轴产生正向或负向连续移动。在手动运行方式下，同时按压 X、Z 方向的轴手动按键，能同时手动控制 X、Z 坐标轴连续移动。2、手动快速移动 在手动进给时，若同时按压“快进”按键，则产生相应轴的正向或负向快速运动。3
26、、手动进给速度选择 在手动进给时，系统参数“最高快移速度”的三分之一，再乘上进给修调选择的进给倍率，就是进给速率。而系统参数“最高快移速度”乘以快速修调选择的快移倍率，就是手动快速移动的速率。按压进给修调或快速修调右侧的“100%”按键（指示灯亮），进给或快速修调倍率被置为“100%”。按一下“+”按键，修调倍率递增 2%，按一下“-”按键，修调倍率递减 2%。4、增量进给 当手持单元的坐标轴选择波段开关置于“Off”档时，按一下控制面板上的“增量”按键（指示灯亮），系统处于增量进给方式，可增量移动机床坐标轴(下面以增量进给 X 轴为例说明)：(1)按一下“+X”或“-X”按键（指示灯亮），X
27、 轴将向正向或负向移动一个增量值；(2)再按一下“+X”或“-X”按键，X 轴将向正向或负向继续移动一个增量值。10 3 19 教学过程 教 学 内 容 备 注 用同样的操作方法，使用“+Z”、“-Z”按键可使 Z 轴向正向或负向：移动一个增量值。同时按一下 X、Z 方向的轴手动按键，能同时增量进给 X、Z 坐标轴。5、增量值选择 增量进给的增量值由机床控制面板的“1”、“10”、“100”、“1000”四个增量倍率按键控制。增量倍率按键和增量值的对应关系如下表所示：注意：这几个按键互锁，即按一下其中一个（指示灯亮），其余几个会失效（指示灯灭）。（二）、主轴控制 主轴手动控制由机床控制面板上的
28、主轴手动控制按键完成。1、主轴正转 在手动方式下，按一下“主轴正转”按键（指示灯亮），主电机以机床参数设定的转速正转，直到按压“主轴停止”或“主轴反转”按键。2、主轴反转 在手动方式下，按一下“主轴反转”按键（指示灯亮），主电机以机床参数设定的转速反转，直到按压“主轴停止”或“主轴主转”按键。3、主轴停止 在手动方式下，按一下“主轴停止”按键（指示灯亮），主电机停止运转。注意：“主轴正转”、“主轴反转”、“主轴停止”这几个按键互锁，即按一下其中一个（指示灯亮）,其余两个会失效(指示灯灭)。4、主轴点动 在手动方式下，可用“主轴正点动”、“主轴负点动”按键，点动转动主轴：(1)按压“主轴正点动”
29、或“主轴负点动”按键（指示灯亮），主轴将产生正向或负向连续转动；(2)松开“主轴正点动”或“主轴负点动”按键（指示灯灭），主轴即减速停止。5、主轴速度修调 主轴正转及反转的速度可通过主轴修调调节：按压主轴修调右侧的“100%”按键（指示灯亮），主轴修调倍率被置为 100%，按一下“+”按键主轴修调倍率递增 2%，按一下“-”10 3 20 按键主轴修调倍率递减 2%。教学过程 教 学 内 容 备 注 21 活动探究 难点突破（三）、机床锁住 机床锁住禁止机床所有运动。在手动运行方式下，按一下“机床锁住”按键（指示灯亮）,此时再进行手动操作，显示屏上的坐标轴位置信息变化，但不输出伺服轴的移动指令
30、，所以机床停止不动。注意：“机床锁住”按键只在手动运行方式下有效，在自动方式下无效。（四）、其他手动操作 1、刀位转换 在手动方式下，按一下“手动选刀”按键，系统会预先计数转塔刀架将转动一个刀位，依次类推，按几次“手动选刀”按键，系统就预先计数转塔刀架将转动几个刀位，接着按一下“刀位转换”按键，转塔刀架才真正转动至指定的刀位。此为“预选刀”功能，可避免因换刀不当导致的撞刀。操作示例如下：当前刀位为 1 号刀，要转换至 4 号刀，可连续按“手动选刀”键 3 此，然后按“刀位转换”键，4 号刀就会转至正确的位置。2、冷却启动与停止 在手动方式下，按一下“冷却开停”按键，冷却液开（默认值为冷却液关）
31、，再按一下又为冷却液关，如此循环。3、卡盘松紧 在手动方式下，按一下“卡盘松紧”按键，松开工件（默认值为夹紧），可以进行更换工件操作，再按一下又为夹紧工件，可以进行加工工件操作，如此循环。通过讲解，让同学们进行以下实训内容 练习开机和关机；练习操作面板上各功能键的使用；练习各主功能菜单的选择。容易产生的问题和注意事项 电源接通前，要检查车床的防护门电箱门等是否关闭，检查主轴箱上油标的液面位置，检查切削液的液面是否高于水泵吸入口。电源接通后，要检查电箱门轴流风机工作是否正常，急停按钮是否跳起，车床照明灯亮不亮。将刀架退至车床 X、Z 轴导轨右端时，先将中拖板退出，再退大拖板。若中拖板未退出，就退
32、大拖板，刀架电机会撞到尾座，刀架电机容易被撞坏。开、关机之间必须间隔 15 秒以上。使用进给速度修调等旋钮开关时，用力不要过大，否则旋钮 10 3 22 教学过程 教 学 内 容 备 注 重点突破 活动探究 开关容易损坏。在操作演示后，让学生逐个轮换练习一次，然后再分散练习。实训练习 1.讲解与演示 由指导教师讲解机床的结构功能及坐标系统。由指导教师演示开机、关机及控制面板上各键的功能和作用。由指导教师演示移动方式的所有功能项目。由指导教师演示数控车床加工过程与加工步骤。2.学生在操作机床前要熟记的内容 熟悉数控车床安全操作规程，本次实训的目的和要求。熟悉机床面板各键和按纽的功能及用途。3.机
33、床的基本操作(注意：以下操作要在没有夹装工件和刀具的情况下进行)开机。回参考点操作。刀架转位的操作。急停操作。超程解除操作。手动和单步操作练习。在手动模式下练习的内容：在不同的快速移动倍率下刀架的移动；在不同的移动倍率下刀架的移动。在单步移动模式练习的内容：在设置不同移动量下刀架的移动。用手动或单步移动方式练习：把刀架移动到绝对坐标显示为 X-11.0，Z-260.0 处，通常先移动 Z 轴，再移动 X轴。（注意要正确操作，否则会超程报警）；把刀架移到绝对坐标显示为 X17.5，Z-536.0 处。常把快速移动倍率调整为 25%，进给倍率调整 70%左右。10 3 23 教学过程 教 学 内
34、容 备 注 24 拓展训练 手动操作加工如图所示工件 单向台阶轴 加工步骤：用三爪卡盘装夹工件，并将工件伸出 70mm左右，工件夹紧后随手将卡盘扳手取下。主轴调速手柄调到 750 转/分，用主轴正转开关启动主轴正转，用主轴停开关停止主轴旋转，用主轴反转开关启动主轴反转。在数控系统操作面板上按“手动”键，实现手动操作。练习进给速度修调开关的使用，熟悉手动进给速度。练习点动移动的操作和点动量的选择；练习坐标值的清零。完成单向台阶轴的加工，加工工艺与在普通车床上加工工艺一样。练习要求 由学生用手动操作独立完成零件的加工。按图纸精度要求完成台阶轴的加工。检查质量合格后切下工件交件待检。容易产生的问题和
35、注意事项 车削前应检查工件装夹是否牢靠，刀具是否装夹紧固，卡盘扳手是否取下。操作机床时，注意力要集中，以防拖板、刀架等碰撞。并将行程挡块调在安全位置，当发生超程时，起到保护机床的作用。点动操作时，在方向键上快速按一下后立即松开，如一直按住，则机床将连续运行直到手松开为止。手动操作移动刀具时，应注意调节进给速度修调开关，选择一个合适的快进速度。车床未停稳，不能使用量具测量工件。注意在换刀前必须将刀具退到换刀安全区域，否则执行换刀时刀具会和工件发生碰撞 必须使用手动操作完成零件的加工，以提高手动操作熟练程 10 3 25 度，形成技能。教学过程 教 学 内 容 备 注 26 总结 一、课题小结 1
36、、课题测试；2、重申安全文明实习的重要性；3、指出实习操作中的的普遍问题及解决措施。二、布置作业 1.简述数控车床的安全操作规程。2.机床“回零”的主要作用是什么？3.停止机床主要有哪些方法？4.在手动方式或单步操作方式中，如果移动溜板超程，如何处理？5.机床的开启、运行、关机有哪些注意事项？6.填写实习工艺卡片 三、清理现场 1、整理实习工具、材料和清扫设备；2、实习场地卫生清理。课后分析 27 实习指导教师课时授课教案 授课班级 授课日期 指导教师 课程名称 数控车床实训 课题号 3 实训课题 识别各类车刀，安装各类车刀、试切法建立工件坐标系 课时 实训准备 1.设备：数控车床 2.工具及
37、材料：工具副：装拆刀具专用扳手、装拆工件专用扳手、校表、垫片若干。（每组 1 套）量具：千分尺，游标卡尺，0150 钢尺。（每组 1 套）刀具：90硬质合金外圆车刀。材料：45#钢，尺寸规格35100。实训目标 知识目标 熟练进行工件的安装 正确选择刀具和安装刀具 了解刀具补偿的相关概念；熟悉“刀偏表”功能子菜单的操作界面和使用；熟悉“刀补表”菜单的操作界面和使用；熟练掌握对刀操作的方法和技巧。能力目标 培养学生熟练应用知识的能力 通过任务驱动，培养学生分析问题和解决问题的综合能力 培养学生的团队合作精神和交流合作能力 情感目标 使能够理论联系实际，培养学生的动手和学习兴趣，从而进一步提高就业
38、竞争能力。实训难点与重点及处理方法 重点：熟练掌握对刀操作的方法和技巧 处理方法：讲清楚刀具补偿的相关基本概念 难点：熟练掌握对刀操作的方法和技巧 处理方法：多练习对刀操作 安全注意 事项 学生在装工件及刀具时，决不允许其他同学按机床上的任一按键，以免发生安全事故。检测手段 千分尺，游标卡尺，0150 钢尺 实训过程 教学活动 教师活动 学生活动 时间分配 复习导入新授：活动探究 难点突破 概念学习 重点练习 重点突破 拓展训练 总结 28 教学过程 教 学 内 容 备 注 组织教学 宣布课堂纪律、点名；检查学生的课前准备。7 3 15 15 复习导入 新授课程 难点突破 问题：数控车床加工工
39、件时，机床是怎样找到编程坐标系的？复习手工编程时工件坐标系的设定方法 导入对刀的目的及意义 一、工件的装夹 装夹工件时，应使三爪卡盘夹紧工件并有一定的夹持长度，工件中心线与主轴中心线重合，如装夹外圆已经精车的工件，必须在工件外圆上垫一层铜皮，以防损伤外圆表面。二、刀具的装夹（1）、外圆车刀的装夹 装夹在刀架上的外圆车刀不宜伸出太长，否则刀杆的刚度降低，在切削时容易产生振动，直接影响加工工件的表面粗糙度，甚至有可能发生崩刃现象，车刀的伸出长度一般不超出刀杆厚度的 2 倍。车刀刀尖应与机床主轴中心线等高，如不等高，应用垫刀片垫高。垫刀片要平整，尽量减少垫刀片的片数，一般只用 23 片，以提高车刀的
40、刚度。另外，车刀刀杆中心线应与机床主轴中心线垂直，车刀要用两个刀架螺钉压紧在刀架上，并逐个轮流拧紧。拧紧时应使用专用扳手，不允许再加套管，以免使螺钉受力过大而损伤。（2）、纹车刀的装夹 螺纹车刀装夹的正确与否，对螺纹的精度将产生一定的影响。若装刀有偏差，即使车刀的刀尖角刃磨得十分准确，加工后的螺纹牙形仍会产生误差。因此要求装刀时刀尖与机床主轴中心线等高，左右切削刃要对称，为此要用对刀螺纹样板进行对刀。（3）、切断刀的装夹 切断刀不宜伸出太长，装刀时要装正，以保证两个副偏角对称，否则将使一侧副刃实际上没有副偏角或者是负的副偏角，造成刀头这一侧受力较大而折断。切断刀的主切削刃必须与机床主轴中心线等
41、高，以避免切不断工件、切断刀崩刃或折断的情况出现。（4）、镗孔刀的装夹 用车刀加工内孔通常称为镗孔，使用的车刀为镗孔刀。在装刀时，刀尖应与机床主轴中心线等高，刀杆基面必须与主轴中心线平行，刀头可略向里偏斜一些，以免镗到一定深度时，刀杆后半部与工件表面相碰，刀杆伸出在允许的情况下尽量短一些，但应保证刀杆的工作长度长于孔深度 35mm。29 活动探究 重点突破 学生逐个练习工件的安装、刀具的安装 三、对刀操作 刀具偏置补偿可以使刀具快速移动，使刀具与工件的距离和上一把刀保持一致。寻找各刀需要长度补偿的过程称为对刀。对刀方法主要有：一般对刀、机外对刀仪对刀、ATC对刀和自动对刀四种。经济型数控车床都
42、采用一般对刀。一般对刀是指在机床上作手动对刀。手动对刀是通过试切零件来对刀。手动对刀要较多地占用机床时间，此方法用在数控车床上较为落后。下面，我们以华中世纪星 HNC-21T 数控系统为例讲解对刀方法。刀具偏置补偿数据的设置有两种方法：一种是手工填写，另一种是采用试切法，由系统自动生成。图6-7 刀偏表编辑(一)、试切法确定刀具偏置值 试切法指的是通过试切，由试切直径和试切长度来计算刀具偏置值的方法。根据是否采用标准刀具它又可以分为绝对刀偏法和相对刀偏法。绝对刀偏法 绝对刀偏法是指，每一把刀具独立建立自己的补偿偏置值，如图7-7中该值将会反映到工件坐标系上(注绝对刀偏法时不存在标准刀具)。绝对
43、刀偏法对刀的具体步骤如下：(1)用光标键、将蓝色亮条移动到要设置刀具的行；(2)用刀具试切工件的外径，然后沿Z轴方向退刀（注意：在此过程中不要移动X轴）；(3)测量试切后的工件外径，将它手工填入图4.2.2 中的“试切直径”这一栏。这样，X偏置就设置好了；(4)用刀具试切工件的端面，然后沿X 轴方向退刀；(5)计算试切工件端面到该刀具要建立的工件坐标系的零点位置的有向距离，将该值填入到图4.1.2 中的“试切长度”这一栏。这样这把 30 刀的Z偏置就设置好了。如果要设置其余的刀具，就重复以上步骤。注意：(1)对刀前，机床必须先回机械零点；(2)试切工件端面到该刀具要建立的工件坐标系的零点位置的
44、有向距离也就是试切工件端面在要建立的工件坐标系中的Z 轴坐标值；(3)设置的工件坐标系X轴零点偏置=机床坐标系X坐标-试切直径，因而试切工件外径后，不得移动X轴；(4)设置的工件坐标系Z轴零点偏置=机床坐标系Z坐标-试切长度，因而试切工件端面后，不得移动Z 轴。相对刀偏法 相对刀偏法是指有标准刀具，而其余的每一把刀具的偏置是相对于标准刀具的偏置。该值将不会反映到工件坐标系上，此时只建立一个由标刀确定的工件坐标系。其具体操作步骤如下：(1)先将标刀对刀。如果我们要选择作为标刀的刀具已经是标刀，我们就要将光标键、移到标刀位置，按F5 键取消标刀，否则填入“试切直径”和“试切长度”参数时，系统会出现
45、如图7-8所示提示：图6-8 相对刀偏法标刀对刀提示(2)按照绝对对刀法(共五个步骤)，对好要作为标刀的刀具偏置，建立该刀具所确定的工件坐标系；(3)设置标刀；按光标键、移动蓝色亮条到已对好刀的刀具位置，按F5 键设置该刀具为标刀，如图7-9所示。31 图6-9 标刀选择(4)选择要对刀的刀具，按光标键、移动蓝色亮条到要对刀的刀具位置；(5)按照绝对对刀法(共五个步骤)，对好所选的刀具偏置。如果要设置其余的刀具，就重复以上(4)、(5)步骤。这样就对好所有的刀具偏置。注意：在填写非标刀具的试切长度时，是指非标刀具试切工件端面在标刀已建立工件坐标系中的Z 轴坐标值。(二)、直接填写刀具偏置值 直
46、接填写刀具偏置值就是参照标准刀具来直接填写刀具偏置值。其步骤如下：(1)执行相对刀偏中的步骤(1)、(2)、(3)填好标刀的偏置；(2)系统在手摇工作方式下，用基准刀具对准工件的一基准点，如图7-10的A 点；(3)按F1“X 轴置零”，则屏幕上显示的X 轴坐标清零，按F2“Z 轴置零”则屏幕上显示的Z 轴坐标清零，按F3“XZ 置零”则屏幕上显示的X Z 轴坐标清零；(4)使刀具退刀：(5)选择要对刀的刀具，按光标键、移动蓝色亮条到要对刀的刀具位置，手动换刀。同样旋转手摇脉冲发生器，使刀尖对基准点A。这时屏幕上显示的坐标值，就是该刀对基准刀的偏置值X、Z；(6)将X、Z分别填入已选刀具的X
47、偏置和Z 偏置。32 拓展训练 讲授概念 图6-10 测量刀偏数据(二)、刀补的校验 所有刀具对刀完成后，要进行刀补的校验。校验步骤如下：编写一个校验刀补的程序，在单段方式下执行该程序，建立起加工坐标系；对一号刀具进行试切和测量，看测量的试切直径与面板上的工件坐标系 X轴显示的坐标值是否一致（注意：测量退刀时只退 Z 轴，不能退 X轴）。一致，则说明一号刀具 X轴的刀补值准确；反之，则说明一号刀具 X轴的刀补值不准确；执行 G00 Z0，再执行 G01 X10 F80，看刀尖是否完全与已加工端面重合。重合，则说明一号刀具 Z 轴的刀补值准确；反之，则说明一号刀具 Z轴的刀补值不准确；对所有已完
48、成对刀的刀具依次重复、步骤，即完成刀补的校验。刀补值不正确，必须重新对刀。分组练习要求 1、每组指定一位同学负责；2、按规定的内容练习；3、没有上机床上操作的同学要求认真观察同组其他同学的操作；4、同组的同学在掌握操作要领后，互相记时以督促提高操作的熟练程度；一、刀具补偿的相关基本概念 刀具的补偿包括刀具的偏置和磨损补偿，刀尖半径补偿。刀具的偏置和磨损补偿，是由T 代码指定的功能，而不是由 G 代码规定的准备功能。刀具偏置补偿可以使刀具快速移动，使刀具与工件的距离和上一把刀保持一致。寻找各刀需要长度补偿的过程称为对刀。对刀方法主要有：一般对刀、机外对刀仪对刀、ATC对刀和自动对刀四种。经济型数
49、控车床都采用一般对刀。一般对刀是指在机床上作手动对刀。手动对刀是通过试切零件来对刀。手动对刀要较多地占用机床时间，此方法用在数控车床上较为落后。33 (一)、刀具偏置补偿和刀具磨损补偿 我们编程时，设定刀架上各刀在工作位时，其刀尖位置是一致的。但由于刀具的几何形状、及安装的不同，其刀尖位置是不一致的，其相对于工件原点的距离也是不同的。因此需要将各刀具的位置值进行比较或设定，称为刀具偏置补偿。刀具偏置补偿可使加工程序不随刀尖位置的不同而改变。刀具偏置补偿有两种形式：相对补偿 如图图7-1所示，在对刀时，确定一把刀为标准刀具，并以其刀尖位置A 为依据建立坐标系。这样，当其它各刀转到加工位置时，刀尖
50、位置B 相对标刀刀尖位置A 就会出现偏置，原来建立的坐标系就不再适用，因此应对非标刀具相对于标准刀具之间的偏置值x、z 进行补偿。使刀尖位置B移至位置A。本系统是通过控制机床拖板的移动实现补偿的。图6-1 刀具偏置的相对补偿形式 标刀偏置值为机床回到机床零点时，工件坐标系零点相对于工作位上标刀刀尖位置的有向距离。绝对补偿 即机床回到机床零点时，工件坐标系零点，相对于刀架工作位上各刀刀尖位置的有向距离。当执行刀偏补偿时，各刀以此值设定各自的加工坐标系。见图7-2。34 图6-2 刀具偏置的绝对补偿形式 刀具使用一段时间后磨损，也会使产品尺寸产生误差，因此需要对其进行补偿。该补偿与刀具偏置补偿存放