數控編程與操作課程整體設計

1、數控機床編程與操作課程整體教學設計（20152016學年第1學期）課程名稱： 數控機床編程與操作 所屬系部： 機電工程系 制定人： 王淑英 合作人： 史建民（企業(yè)） 制定時間： 2015年3月13日 秦皇島職業(yè)技術學院課程整體教學設計一、課程基本信息課程名稱：數控機床編程與操作課程代碼：略學分：2.5學時：72授課時間：第3學期授課對象：數控技術專業(yè)大二學生課程類型：數控技術專業(yè)的專業(yè)核心課先修課程: 機械零件測繪與CAD繪圖、零件毛坯選用與熱處理、零件手工制作與普通機床加工、普車實訓、鉗工實訓后續(xù)課程: 機械零件工藝編制與工裝設計、CAM專項實訓、復雜零件的自動編程與多軸加工二、課程目標設計

2、總體目標：本課程主要為培養(yǎng)普通/高級數控機床操作工、編程工藝員服務。 通過本課程的學習，使學生掌握FANUC數控系統(tǒng)的編程基礎，制訂中等難度工件的數控加工工藝并能獨立編制數控加工程序，熟練掌握數控機床的規(guī)范操作。同時，通過工作任務的完成，培養(yǎng)學生良好的職業(yè)素養(yǎng)。能力目標： 1.能夠合理選擇切削參數、刀具 、夾具和量具； 2.能夠讀懂 FANUC數控系統(tǒng)加工程序； 3.能夠規(guī)范、安全操作數車、數銑、普通加工心加工常規(guī)零件； 4.能夠正確進行數控機床的日常維護和保養(yǎng)，填寫相關記錄； 5.能夠編制常規(guī)零件的數控加工工藝文件； 6.能夠編制FANUC系統(tǒng)數車、數銑、普通加工心程序并加工。 知識目標：

3、1.了解普通數控機床結構、應用范圍和控制方式； 2.了解數控編程的基本思路； 3.熟悉數控機床日常維護與保養(yǎng)知識； 4.熟悉企業(yè)6S管理相關知識； 5.熟悉手工編程的一般步驟和加工程序的結構； 6.熟悉數控加工切削參數、刀具、量具、工裝選用原則與方法； 7.掌握軸、套、板塊類零件數控加工工藝特點； 8.掌握國際G代碼，fanuc數控系統(tǒng)常用編程指令的含義及應用； 9.掌握中等復雜程度軸、套、板塊類零件的數控編程方法與技巧； 10.掌握fanuc系統(tǒng)普通數控車床、銑床（加工中心）的基本操作方法。素質目標： 1.具備科學、嚴謹的工作態(tài)度； 能夠按照技術要求分析工藝條件，編寫細節(jié)繁瑣的工藝文件，規(guī)范

4、操作，不投機取巧。 2.養(yǎng)成遵章守紀的工作習慣； 能夠自覺按照車間6S管理要求和相關制度做好每件工作。 3.培養(yǎng)誠信、正直、公平寬容的優(yōu)良品格； 能夠正視本人與他人的成績，對加工中出現(xiàn)廢品不隱瞞、不搪塞，實事求是；評判其其他同學成果時不因關系遠近而有所偏袒；合作時能夠寬容待人。 4.培養(yǎng)吃苦耐勞的敬業(yè)精神 能夠保質保量準時完成過程繁重的加工任。 5.培養(yǎng)安全、質量、成本、環(huán)保意識； 設計加工方案時能夠在保證質量的前提下，對方案的成本、環(huán)保和安全進行考評，優(yōu)化方案 6.培養(yǎng)學習創(chuàng)新溝通能力； 能夠查閱相關標準、規(guī)范、手冊、圖冊等技術資料。能夠利用多種媒體資料歸納總結已有知識，學習新知識，發(fā)現(xiàn)問題

5、并提出解決方法。能夠清楚表達觀點，能夠與持不同意見者良好溝通。三、課程內容設計：序號模塊（或子模塊）名稱學時1數控車削編程與加工362數控銑削編程與加工36合 計72四、能力訓練項目設計編號能力訓練項目名稱子項目編號、名稱能力目標知識目標訓練方式、手段及步驟可展示的結果1數控車削編程與操作11簡單臺階軸零件的數控車削加工能輸入、調用數控車削加工程序，合理選擇切削參數和刀具，正確操作數控車床加工一般回轉體零件的外輪廓面；能編寫一般回轉體外輪廓面的數車加工工藝；能運用FANUC系統(tǒng)直線、圓弧插補及簡單循環(huán)指令等編寫外圓柱面、錐面、圓弧面、直槽的數控車削程序；能運用FANUC系統(tǒng)螺紋加工指令編寫外螺

6、紋面的數控車削程序；能運用FANUC系統(tǒng)復合循環(huán)指令編寫回轉體外輪廓數控車削程序；能夠根據工序檢測結果進行調整，控制誤差。了解數控車床結構、應用范圍；了解數控編程的基本思路；熟悉手工編程的一般步驟和加工程序的結構； 熟悉常用F、S、T、M指令的含義及應用； 掌握數控機床的坐標系統(tǒng)；掌握數控車床和數控系統(tǒng)的操作方法與規(guī)范；理解對刀原理，掌握對刀操作方法；掌握G94、G96、G94、G95、G21、G01、G02、G03、G04、G32、G82 G71、G72等指令的含義與應用理解并掌握誤差調整的原理及方法。1.虛擬加工在虛擬數控機床進行數控機床、數控系統(tǒng)及對刀操作訓練；填寫刀具表及工序卡。在虛擬

7、數控機床編制車削程序并虛擬加工；通過虛擬加工檢查程序的正確性；對程序進行完善與優(yōu)化，完成芯軸最終加工程序。2.實際加工在數控車床進行數控機床、數控系統(tǒng)及對刀操作；根據刀具表及工序卡領用并安裝刀具和坯料，領用量具，設置刀補；輸入芯軸加工程序；調用程序進行車削加工，工序間檢查，調速刀補參數，控制誤差；根據圖紙，檢查。刀具表工序卡加工程序虛擬數控車床加工的芯軸零件；實際數控車削的芯軸零件12帶錐面零件的數控車削加工能編寫一般回轉體內輪廓面的數車加工工藝；能運用FANUC系統(tǒng)直線、圓弧插補指令編寫內圓柱面、錐面、圓弧面的數控車削程序；能運用FANUC系統(tǒng)螺紋加工指令編寫內螺紋面的數控車削程序。掌握內輪

8、廓數控車削用刀具和切削參數的選擇原則；掌握利用G01、G02、G03、G04、G32、G82指令，編寫內輪廓、內螺紋數控車削程序的方法1.虛擬加工填寫刀具表及工序卡。根據螺母圖紙，在虛擬數控機床編制車削程序并虛擬加工；通過虛擬加工檢查程序的正確性；對程序進行完善與優(yōu)化，完成螺母最終加工程序。2.實際加工在數控車床輸入螺母加工程序；根據刀具表及工序卡領用并安裝刀具和坯料，領用量具，設置刀補；調用程序進行車削加工；根據圖紙，檢查螺母是否合格。虛擬數控機床加工的螺母零件；實際數控車削的螺母零件13球體零件的數控車削加工能運用FANUC系統(tǒng)復合循環(huán)指令G71編寫復雜內孔的粗、精加工程序，并在數控車床上

9、加工；能綜合進行、內外圓數控車削。掌握利用G71、G72指令編寫回轉體內輪廓數控車削程序的方法掌握內外圓車削的工藝方法。1.虛擬加工填寫刀具表及工序卡。根據曲柄套圖紙，在虛擬數控機床編制車削程序并虛擬加工；通過虛擬加工檢查程序的正確性；對程序進行完善與優(yōu)化，完成曲柄套最終加工程序。2.實際加工在數控車床輸入曲柄套加工程序；根據刀具表及工序卡領用并安裝刀具和坯料，領用量具，設置刀補；調用程序進行車削加工；根據圖紙，檢查曲柄是否合格。虛擬數控機床加工的曲柄套零件；實際數控車削的螺母零件2數控銑削編程與操作2-1槽的數控銑削加工能輸入、調用數控銑削加工程序，合理選擇切削參數和刀具，正確操作數控銑床進

10、行簡單輪廓件的加工；能編寫平面及一般輪廓件的數銑加工工藝；能運用FANUC系統(tǒng)G17、G18、G19、G01、G02、G03、G04等基本指令編寫平面及一般輪廓件的數控銑削程序。認識三坐標軸、三坐標平面，了解參數設置了解數銑和加工中心用刀具的特點和類別；了解數控銑削加工工藝基礎； 理解G功能M功能F、S、T功能；掌握平面及一般輪廓件的數銑加工工藝編制和程序編寫方法；掌握VMC-1000L立式加工中心的操作方法和規(guī)范；理解對刀的原理，掌握數控銑床對刀方法；掌握G17、G18、G19、G02、G03、G04等基本指令的含義與應用。1.虛擬加工在虛擬數控銑床進行數控銑床、數控系統(tǒng)及對刀操作訓練；填寫

11、刀具表及工序卡。在虛擬數控銑床編制程序并虛擬加工；檢查程序的正確性；對程序進行完善與優(yōu)化。2.實際加工在VMC-1000立式加工中心進行及對刀操作；輸入/導入加工程序；根據刀具表及工序卡領用并安裝刀具和坯料；領用量具，設置刀補；調用程序進行銑削加工；終檢。2-2 孔系的數控銑削加工能編寫孔系及復雜內外輪廓數控銑銷工藝；能合理選用孔加工刀具、切削參數、切削液；能使用長度補償及孔加工固定循環(huán)指令編寫孔系零件（鉆孔、擴孔、鏜孔、攻絲等）加工程序能編寫較為復雜的內、外輪廓類工件的銑削加工程序能獨立裝夾刀具，對刀，調試運行程序加工外輪廓類零件熟悉孔系及內外輪廓加工用刀具及切削參數選擇原則；掌握刀具半徑補

12、償、刀具長度補償的參數輸入方法；掌握各類孔加工固定循環(huán)指令的含義及運用1.虛擬加工填寫刀具表及工序卡；在虛擬數控銑床編制程序并虛擬加工；檢查程序的正確性；對程序進行完善與優(yōu)化。2.實際加工在VMC-1000L輸入/導入加工程序；根據刀具表及工序卡領用并安裝刀具和坯料；領用量具，設置刀補；調用程序進行銑削加工；（未完成部分可在第二課堂進行）終檢。2-3 內外輪廓的數控銑削加工能編寫型腔類零件控銑削工藝；能合理選用加工型腔用刀具、切削參數和切削液；能運用坐標變換指令編寫孔系及內外輪輪廓數銑加工程序；能運用子程序、螺旋下刀指令編寫型腔數銑加工程序；獨立裝夾刀具，對刀，調試運行程序，對零件進行綜合加工

13、。掌握G68、G69旋轉指令，G15、G16極坐標，G52局部坐標系設定指令的含義與應用掌握孔加工固定循環(huán)、坐標變換指令的綜合應用的方法；掌握調用子程序、螺旋下刀指令的含義與應用1.虛擬加工填寫刀具表及工序卡；在虛擬數控銑床編制程序并虛擬加工；檢查程序的正確性；對程序進行完善與優(yōu)化。2.實際加工在VMC-1000L輸入/導入加工程序；根據刀具表及工序卡領用并安裝刀具和坯料；領用量具，設置刀補；調用程序進行銑削加工；（未完成部分可在第二課堂進行）終檢。五、第一節(jié)課梗概（數控加工實訓車間進行）1. 基本情況介紹（1） 師生自我介紹; （2） 按學生人數分組，每組3-5人，要求小組內部角色輪流；（3

14、） 安排機位，說明上機紀律；（4） 展示零件實物，讓同學們了解本門課程要完成的任務，明確能力目標、知識目標和素質目標；（5） 展示2-3種復雜零件（如水渦淪機葉片，汽車發(fā)動機等）的數控加工視頻，使同學們了解數控加工的重要性和先進性；（6） 進行零件的數控車削、銑削仿真加工演示，以及實際加工視頻，豐富感性認識，激發(fā)同學們的學習興趣；（7） 說明本門課程的學習與訓練方式和要求，考核方式、內容及計分方法；（8） 告知采用的教材、參考資料、網上資源；2. 進入教學主題（1） 簡單臺階軸加工工藝解讀（2） 簡單臺階軸粗車-準備1）數控車床上進行，“教、學、做”一體化介紹數控車床結構、應用范圍和控制方式；

15、講解數控機床的坐標系統(tǒng)，學生對照模擬數控車床認識；講解F、S、T及常用M指令（主軸正反轉、程序結束等）的含義及應用； 講解并演示數控車床和數控系統(tǒng)的基本操作方法與規(guī)范，學生在模擬數控車床練習；老師講解對刀原理，演示對刀操作方法，學生在模擬數控車床練習；講解車間6S及實操要求及安全事項。2）實際操作學生按組在數控車床進行啟動、回零、對刀、關機等基本操作；老師演示、巡視、指導；學生獨立完成回零、對刀等基本操作，組長記錄。（4） 總結本次課主要任務是了解數控車床及其應用，掌握數控車床啟閉、回零、對刀等基本操作，熟悉車間管理要求，為后面的學習打好基礎。（5） 布置作業(yè)編寫簡單臺階軸粗車工序卡；調查實習

16、車間數控車床的種類、系統(tǒng)、規(guī)格、廠家及使用情況。六、考核方案1.平時考核（10%）：出勤率、課堂紀律、工作態(tài)度、作業(yè)等；2.過程考核（50%）：工序卡（10%）、刀具卡（5%）、數控程序（10%）、加工結果（20%）、6S標準執(zhí)行情況（5%）；3.期末考核（30%）：獨立編程與相關知識的測試考核。4.第二課堂考核（10%）七、教學材料1. 教材：數控編程與操作自編教材 2.參考資料：BEIJING-FANUC Oi Mate-TB 操作說明書（數控車床）FANUC Oi Mate-MC操作說明書（加工中心）SINUMERIK 802D 操作編程（數控銑床）數控機床加工工藝 機械工業(yè)出版社數控技

17、術實踐機械工業(yè)出版社TK40A數控車床（華中世紀星數控系統(tǒng)）編程說明八、常用術語中英文對照1)計算機數值控制 (Computerized Numerical Control, CNC)2)軸(Axis)3)機床坐標系( Machine Coordinate Systern )4)機床坐標原點( Machine Coordinate Origin )5)工件坐標系( Workpiece Coordinate System )6)工件坐標原點( Wrok-piexe Coordinate Origin)7)機床零點( Machine zero )8)參考位置( Reference Position

18、 )9)絕對尺寸(Absolute Dimension)/絕對坐標值(Absolute Coordinates)10)增量尺寸( Incremental Dimension ) /增量坐標值(Incremental Coordinates)11)最小輸人增量(Least Input Increment)12)命令增量(Least command Increment)13)插補(InterPolation)14)直線插補(Llne Interpolation)15)圓弧插補(Circula : Interpolation)16)順時針圓弧(Clockwise Arc)17)逆時針圓弧(Count

19、erclockwise Arc)18)手工零件編程(Manual Part Prograrnmiog)19)計算機零件編程(Cornputer Part prograrnrnlng)20)絕對編程(Absolute Prograrnming)21)增量編程(Increment programming)22)宇符(Character)23)控制字符(Control Character)24)地址(Address)25)程序段格式(Block Format)26)指令碼(Instruction Code) /機器碼(Machine Code)27)程序號(Program Number)28)程序名

20、(Prograo Name)29)指令方式(Command Mode)30)程序段(Block)31)零件程序(P art Program)32)加工程序(Machine Program)33)程序結束(End of Program)34)數據結束(End of Data)35)程序暫停(Progrom Stop)36)準備功能(Preparatory Functton)37)輔助功能(MiscellaneouS Function)38)刀具功能(Tool Funetion)39)進給功能(Feed Function)40)主軸速度功能(Spindle Speed Function)41)進給保持(Feed Hold)42)刀具軌跡(Tool Path)43)零點偏置(Zero Offset)