教学大纲

《数控技术及应用》课程教学大纲

课程名称: 数控技术及应用

总 学 时:96            实践课时比例:50%

适用对象:  机电一体化专业

先修课程:机械制图、机械原理、机械设计基础、互换性与技术测量、工程材料与机械制造基础、液压传动、机械制造工艺学。

一、课程性质、目的和任务

本课程是机电一体化专业(专科段)的一门专业核心课程,采用理论、仿真和实训相结合的方式进行教学,使学生在掌握与数控加工相关的理论知识的基础上,同时能够具有一定的实际操作能力。

本课程的主要任务是:使学生具备现代数控技术人员所必须的数控加工工艺知识和数控编程理论知识,能够熟练编写零件加工程序、熟练操作数控机床并能够完成较复杂零件的调试与加工,提高学生的综合素质。使学生达到数控车工、数控铣工等工种中级以上职业资格水平并获得职业资格证书,确保学生在行业企业中可持续发展。

二、教学基本要求

1.了解数控机床的分类、组成以及工作原理;掌握数控加工的工艺特点,能读懂中等

复杂程度的零件图,并能根据零件图编制加工工艺文件;

2.能安装和调整常用刀具,并能根据数控机床特性、零件材料、加工精度、工作效率等选择刀具和刀具几何参数、切削参数、切削用量;

3.较熟练地掌握数控车床、铣床以及加工中心程序编制各种功能指令的使用方法,能够编写一般复杂程度零件的数控加工程序;

4.掌握数控车床、铣床以及加工中心的操作面板、装刀和对刀的方法以及刀具补偿和工件原点的设置方法;

5.具备采用计算机辅助编程的初步能力。

三、教学内容及要求

1.数控机床概述(2学时)

基本要求:了解数控技术和数控机床的基本概念、产生、发展及趋势,掌握数控机床的结构组成、工作原理、分类、加工特点及应用。

重点与难点:数控机床的分类、数控机床的主要组成部分和基本工作原理。

2. 数控编程基础(2学时)

基本要求:了解数控编程的内容、步骤和方法,掌握数控机床的各种坐标系的作用和确定方法,掌握数控加工程序的组成和格式,了解数控编程常用的功能指令。

重点与难点:数控机床的坐标系和运动方向、数控程序的结构和程序段格式。

3. 数控加工工艺(2学时)

基本要求:了解数控加工工艺的基本特点、主要内容以及数控加工工艺分析的一般步

骤和方法,掌握加工方法选择、加工方案拟定、工序划分、工步顺序安排、切削用量确定、走刀路线设计、工艺文件制定等基本工艺知识,了解数控加工刀具的性能要求和常用的材料、工件定位与夹紧的原则、夹具和装夹方法的选择。

重点与难点:数控加工工艺的主要内容和分析方法。

4. 数控车削外圆柱面、圆锥面加工工艺(2学时)

基本要求:了解外圆车刀的结构、特点、型号表示规则和选用方法,掌握数控车削外

圆柱面、圆锥面切削用量的选择原则和走刀路线设计,了解数控车削通用夹具和装夹方法的选择。

重点与难点: 数控车削外圆柱面、圆锥面切削用量的选择原则和走刀路线设计。

5.数控车削编程基础(2学时)

基本要求:掌握数控车床机床坐标系和工件坐标系的位置和建立方法,掌握数控车削

编程特点;掌握数控车削基本功能指令F、S、T的格式和使用方法,掌握常用的M指令(辅助功能指令)的格式和功能。

重点与难点:数控车床机床坐标系和工件坐标系的位置和建立方法,T、F、S、M功能

指令的格式、功能和使用方法。

6.数控车削外圆柱面、圆锥面编程(4学时)

基本要求:掌握快速定位指令G00、直线插补指令G01、内外径单一循环指令G90、端

面单一循环G94的格式和使用方法,掌握数控车削编程的一般格式,完成简单阶梯轴零件的编程。

重点与难点: G00、G01、G90指令的格式和使用方法,数控车削编程的一般格式。

7.数控车削外圆弧面及沟槽编程(8学时)

基本要求:掌握数控车削外圆弧面、沟槽走刀路线设计,掌握圆弧插补指令G02/G03、暂停指令G04的格式和使用方法,掌握内外径粗车复合循环指令G71、端面粗车复合循环指令G72、固定形状粗车复合循环指令G73、精车复合循环G70、外径切槽粗车复合循环指令G75、子程序指令M98、M99的格式和使用方法,进行外圆弧面、沟槽零件的程序编制。

重点与难点:固定循环指令的编程格式和方法。

8. 数控车削螺纹编程(4学时)

基本要求:了解与螺纹相关的基础知识、车削螺纹的切削方式和方法,掌握螺纹车削

走刀路线的设计、相关数值的计算以及切削用量的选择方法,掌握螺纹车削指令G32、G92、G76的格式和使用方法。

重点与难点:螺纹车削指令G32、G92、G76的格式和使用方法。

9. 数控车削内孔编程(2学时)

基本要求:了解数控车削内孔的类型、可转位内孔车刀的选择和安装方法,掌握内孔

车削走刀路线的设计方法和切削用量的选择,掌握G02、G03、G90、G92、G71、G73、G70、G76等指令用于内轮廓切削的格式和使用方法。   

重点与难点:各指令用于内轮廓切削的格式和使用方法。

10. 数控车削非圆曲线编程(2学时)

基本要求:了解用户宏程序的概念、特点及应用,了解变量的分类以及各种变量的功

能,掌握变量的表示、引用和运算方法,掌握转移、循环等控制指令的格式和使用方法,掌握椭圆、双曲线、抛物线等曲线的宏程序编制方法。

重点与难点:宏程序中变量的使用、赋值、运算和转移。

11. 数控车削典型回转体零件编程(4学时)

基本要求:了解刀具补偿功能的相关知识,掌握在数控车削加工中进行刀具半径补偿

的意义和方法,掌握刀具半径补偿指令G41、G42、G40的格式和使用方法,归纳数控车削加工的工艺分析方法、数控加工程序编制方法、格式和技巧,完成典型回转体零件的数控车削编程。

重点与难点:刀尖圆弧半径补偿的作用和指令的使用方法,数控车削典型回转体零件

编程。

12. 数控铣削槽形零件编程(4学时)

基本要求:了解铣槽常用刀具和铣削切削用量的选择方法,掌握数控铣削基本编程指

令G90、G91、G92、G54~G59、G17、G18、G19、G00、G01、G02、G03、G43、G44、G49的编程格式和使用方法,掌握数控铣削槽型零件编程的一般格式,完成槽型零件的铣削加工。

重点与难点:数控铣削基本编程指令的格式和使用方法,槽型铣削编程的一般格式。

13. 数控铣削平面凸轮廓零件编程(2学时)

基本要求:了解平面铣削常用刀具,掌握铣削方式(顺铣和逆铣)和进给路线的选择

方法,掌握数控铣削刀具半径补偿指令G41、G42、G40的功能、格式和使用方法,掌握轮廓铣削编程的一般格式,完成凸轮廓零件的铣削加工。

重点与难点:顺铣和逆铣方式的选择,刀具半径补偿指令G41、G42、G40在轮廓铣削

中的应用。

14. 数控铣削型腔零件编程(2学时)

基本要求:了解型腔铣削常用刀具,掌握下刀方式和进给路线的选择方法,掌握数控

铣削子程序指令M98、M99的功能、格式和使用方法,掌握子程序编写的一般格式,完成型腔零件的铣削加工。

重点与难点:刀具半径补偿指令G41、G42、G40在型腔铣削中的应用,子程序指令M98、

M99的功能、格式和使用方法。

15. 数控铣削孔系零件编程(2学时)

基本要求:了解孔加工的常用方法、孔加工切削用量和加工余量的选择、孔加工走刀

路线的设计。掌握孔加工固定循环指令的动作、常用循环指令G73~G89的格式、使用方法和应用场合,掌握孔加工程序编写的一般格式。

重点与难点:孔加工常用固定循环指令G73~G89的格式、使用方法和应用场合。

16. 数控铣削综合零件编程(4学时)

基本要求:归纳数控铣削加工的工艺分析方法、常用铣削编程指令的格式和使用方法、

各种轮廓的数控加工程序编制方法、格式和技巧,完成综合零件的数控铣削编程。

重点与难点:数控铣削综合零件编程。

四、实践环节

1. 数控车床面板和数控仿真软件的认识及基本操作(8学时)

基本要求:了解仿真软件的功能和作用,熟悉软件的操作界面;熟悉FANUC数控系统

和广州数控系统操作面板上各功能键的作用;熟悉数控车床的开机、关机、返参考点、主轴启停、手动进给、手轮进给、急停、超程解除等基本操作。

重点与难点:数控车床仿真软件及实际机床的基本操作。

2. 数控车床对刀操作及程序的输入和运行(8学时)

基本要求:掌握数控车床工件坐标系的建立方法、掌握数控车削加工试切对刀的方法、了解刀具补偿的相关概念、熟悉刀具补偿功能菜单的操作界面和刀补的输入方法。掌握程序的各项相关操作,如调入程序、修改、删除程序等。

重点与难点:数控车床对刀操作。

3. 数控车削外圆柱面、圆锥面仿真加工(8学时)

基本要求:掌握仿真软件中对程序的各项操作,如调入程序、修改、删除程序等;熟

练使用G00、G01、G90、G94指令进行编程,并利用仿真软件验证编写的程序是否正确。

重点与难点:仿真软件对程序的基本操作以及G00、G01、G90、G94指令的使用方法。

4. 数控车削外圆弧面及沟槽仿真加工(8学时)

基本要求:熟练使用圆弧插补指令G02/G03、暂停指令G04、复合固定循环指令

G71/G72/G73/G75/G70、子程序指令M98/M99进行编程,并利用仿真软件验证编写的程序是否正确。

重点与难点:G02、G03、G71、G72、G73、G70、G75、M98、M99指令使用方法。

5. 数控车削螺纹仿真加工(8学时)

基本要求:熟练使用螺纹车削指令G32、G92、G76进行编程,并利用仿真软件验证编

写的程序是否正确。

重点与难点: G32、G92、G76指令使用方法。

6. 数控车削典型回转体零件仿真加工(8学时)

基本要求:合理安排数控加工工艺,综合利用所学数控车削编程指令编写复杂回转体

零件的加工程序,并利用仿真软件验证编写的程序是否正确。

重点与难点:综合掌握数控车削加工工艺的制定、程序的编写和仿真软件的使用。

五、主要授课方式

本课程采用理论讲授、仿真模拟和加工实训并行、并重的授课方式。其中,理论课采

用多媒体教学,充分发挥图片、视频的辅助作用,实现了课堂教学的多元化;仿真教学利用仿真软件,模拟实际的生产加工过程,强化理论知识,熟悉机床操作,提高实训效率,降低实训危险;实训教学中由指导教师示范操作,边讲边练,通过典型零件的加工,强化所学的理论知识,并针对学生在实训过程中出现的问题,教师面对面引导解决,增强了学生的自信心、解决问题的能力和成就感,激发了学生学习的积极性。

六、各教学环节学时分配

章节    

 教学环节

讲课

习题课

讨论课

实验

其他

合计

绪论

4

 

 

16

 

4

外圆柱面、圆锥面加工工艺设计与编程

8

2

 

8

 

22

外圆弧面及沟槽加工工艺设计与编程

6

2

 

8

 

16

螺纹加工工艺设计与编程

3

1

 

8

 

12

内孔零件加工工艺设计与编程

1

1

 

 

 

10

非圆曲线零件加工工艺设计与编程

1

1

 

 

 

2

典型回转体零件加工工艺设计与编程

2

2

 

8

 

12

槽形零件的加工工艺设计与编程

3

1

 

 

 

6

平面凸轮廓零件的加工工艺设计与编程

1

1

 

 

 

4

型腔类零件的加工工艺设计与编程

1

1

 

 

 

3

孔系零件的加工工艺设计与编程

1

1

 

 

 

3

数控铣削综合零件编程

2

2

 

 

 

6

合计

33

15

 

48

 

96

 

七、考核方式                                       

本门课程成绩采用百分制计分,闭卷笔试80%+平时成绩20%。平时成绩由出勤、作业、实训、仿真四个部分构成。

八、推荐教材和教学参考书

1. 推荐教材

[1]刘芬,孙芹. 数控机床编程与操作项目化教程.南京:南京大学出版社.2013.01

2. 参考书目

[1]杜国臣.数控机床编程(第2版).机械工业出版社.2010.01

[2]韩加好.数控编程与操作技术[M].北京:冶金工业出版社,2008.

[3]叶凯.数控编程与操作[M].北京:机械工业出版社,2009.

[4]沈建峰,金玉峰.数控编程200例[M].北京:中国电力出版社,2008.

[5]余英良.数控机床加工技术[M].北京:高等教育出版社,2007.

[6]霍苏萍,刘岩. 数控铣削加工工艺编程与操作[M].北京:人民邮电出版社,2009

九、说明

本课程主要讲授数控编程所需的基础知识。由于数控系统种类较多并且发展迅速,在

不同的教材之间各类数控系统规定指令含义可能有所差异,实际使用数控指令时应参见系统说明书。


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