数控技术学习领域课程标准

1、黑龙江工商职业技术学院数控技术课程标准一、学习领域定位数控技术是机械制造及自动化专业针对于数控加工岗位能力进行培养的一门核心课程。本课程构建于数控编程与操作、数控机床、数控原理等课程的基础上，主要培养学生操作数控机床、编写零件加工程序、日常维护数控机床等专业能力，同时注重培养学生的社会能力和方法能力。二、学习目标（一）专业能力1能够熟练掌握数控机床的工作原理。2能够根据零件熟练地选择数控刀具和数控机床。3能够熟练操作常见的数控机床。4能够设计机械零件加工过程。5能够编写典型零件的加工程序。6能够对数控机床进行日常的维护和保养。7能够用资料说明、核查、评价自身的工作成果。（二）社会能力1具有爱国

2、主义、集体主义社会主义思想。2具有良好的思想政治素质、行为规范和职业道德。3具有良好的心理素质和身体素质。4具有创业精神和不断开拓创新的意识。5具有较强的语言组织能力和书面表达能力。6具有良好的社会适应能力，能够与人和睦相处。（三）方法能力1.具有制定工作计划的能力；2.具有查找数控加工相关资料获取信息的能力；3.具有不断获取新的知识与技能的能力；4.具有科学的思维方法能力；5.具有正确的处理问题的能力。三、学习情境设计1、学习情境设计思想学习情境的选择应突出专业岗位的职业特点，即所选情境尽量覆盖工作中可能会遇到的问题；所讲授的项目应通过循序渐进的方式，从工作中可能遇到的问题由浅到深，即学员在

3、学习完情境一后，能够积极地学习情境二；情境的选取应具有一定的趣味性或容易引起学生的注意，尽量采用现场案例和实际项目进行结合的方式。2、学习情境课时分配情境序号情境名称课时总学时数控车削加工情境1数控车床的操作基础4学时140学时情境2直线型外圆轴类零件的数控加工8学时情境3圆弧型外圆轴类零件的数控加工8学时情境4带螺纹型外圆轴类零件的数控加工8学时情境5复杂外形外圆轴类零件的数控加工20学时情境6带孔的轴类零件的数控加工8学时情境7盘套类零件的数控加工8学时情境8数控车床的结构与工作原理16学时数控铣削加工情境9数控铣床和加工中心的操作基础4学时情境10普通矩形类零件的铣削加工8学时情境11平

4、面凸轮类零件的铣削加工8学时情境12箱体类件（外带孔系的箱体类件型面为主的）12学时箱体类件（内型面为主的）14学时情境13复杂型面类零件的数控加工8学时情境14数控铣床和加工中心的结构与工作原理18学时3、学习情境描述：学习情境名称1. 数控车床的操作基础课时数4学时学习目标1.掌握数控加工的基础知识2.掌握数控车床基本知识3.牢记数控车床的安全操作规程4.能够在数控车床上熟练安装工件5.能够在数控车床上熟练安装刀具6. 能够按照操作规程启动及停止机床7. 正确使用操作面板上的各种功能键8. 能够通过操作面板手动输入加工程序及有关参数9. 能够通过计算机输入加工程序10. 能够进行程序的编辑

5、、修改11.熟练掌握对刀方法学习内容1.数控机床的产生与数控技术的发展2.数控车床工作原理及外观组成3.介绍数控车床上常见零件的装夹方式4.介绍数控车床上常用刀具的安装方法5.介绍数控车床常用的对刀方法教学方法和建议教学做一体化教学，注意基础知识的掌握与训练。教学条件要求数控车床实训室授课，需要相关设备一台学生已有基础机械制图，金工实习、机械加工教师所需执教能力要求双师型教师学习情境名称2. 直线型外圆轴类零件的数控加工课时数8学时学习目标1. 能够设定工件坐标系2. 能够对阶梯轴的加工选择合适的刀具3. 能够对阶梯轴的加工选择合适的切削用量4.能够对阶梯轴的加工进行工艺分析5. 能够使用基本

6、移动指令编制阶梯轴的加工程序6. 能够使用单一循环指令编制阶梯轴的加工程序7.能够进行加工程序试切削并做出正确判断8. 能完成单件数控加工学习内容学习内容学习内容学习内容学习内容学习内容数控编程指令（G01、G00、M02、M03、M04、M05、M06）1、准备功能指令（1）G00为快速定位指令，刀具以点位控制方式从刀具所在位置以各轴设定的最高允许速度移动到指定位置，属于模态指令。程序段格式为：G00XYZ，X Y Z为目标点坐标。指令F对G00程序段无效 （2）G01指令即直线插补指令，按程序段中规定的进给速度F，由某坐标点移动到另一坐标点，插补加工出任意斜率的直线。机床在执行G01指令时

7、，在该程序段中必须具有或在该程序段前已经有F指令，如无F指令则认为进给速度为零。G01和F均为模态代码。程序段格式为：G01 X Y Z F XYZ为目标点坐标。 2、辅助功能指令（1）M00程序停止指令 M00指令实际上是一个暂停指令。功能是执行此指令后，机床停止一切操作。按下控制面板上的启动指令后，机床重新启动，继续执行后面的程序。 （2）M01计划停止指令 M01指令的功能与M00相似，不同的是，M01只有在预先按下控制面板上“选择停止开关”按钮的情况下，程序才会停止。（3）M02程序结束指令 M02指令的功能是程序全部结束。此时主轴停转、切削液关闭，数控装置和机床复位。该指令写在程序的

8、最后一段。（4）M03、M04、M05主轴正转、反转、停止指令 M03表示主轴正转，M04表示主轴反转。所谓主轴正转，是从主轴向Z轴正向看，主轴顺时针转动；反之，则为反转。M05表示主轴停止转动。（5）M06自动换刀指令 M06为手动或自动换刀指令。当执行M06指令时，进给停止，但主轴、切削液不停。（6）M07、M08、M09冷却液开关指令 M07表示2号冷却液或雾状冷却液开。M08表示1号冷却液或液状冷却液开。M09表示关闭冷却液开关。 （7）M30程序结束指令 M30指令与M02指令的功能基本相同，不同的是，M30能自动返回程序起始位置，为加工下一个工件作好准备。3、刀具功能指令刀具功能用

9、地址符T加4位数字表示，前两位是刀具号，后两位是刀补号。如果后两位数为00，则表示刀具补偿取消4、进给功能指令也称F功能，表示进给速度，属于模态代码。在G01、G02、G03和循环指令程序段中，必须要有F指令，或者在这些程序段之前已经写入了F指令。进给功能用地址符F和其后1至5位数字表示，通常（F×××）表示。单位一般为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。 数控刀具选择车刀的种类和用途   良好的刀具材料能有效、迅速的完成切削工作，并保持良好的刀具寿命。一般常用车刀材质有下列几种：1 高碳钢：高碳钢

10、车刀是由含碳量0.8%1.5%之间的一种碳钢，经过淬火硬化后使用，因切削中的摩擦四很容易回火软化，被高速钢等其它刀具所取代。一般仅适合于软金属材料之切削，常用者有SK1，SK2SK7等。2 高速钢：高速钢为一种钢基合金俗名白车刀，含碳量0.70.85%之碳钢中加入W、Cr、V及Co等合金元素而成。例如18-4-4高速钢材料中含有18%钨、4%铬以及4%钒的高速钢。高速钢车刀切削中产生的摩擦热可高达至6000C，适合转速1000rpm以下及螺纹之车削，一般常用高速钢车刀如SKH2、SKH4A、SKH5、SKH6、SKH9等。3 非铸铁合金刀具：此为钴、铬及钨的合金，因切削加工很难，以铸造成形制造

11、，故又叫超硬铸合金，最具代表者为stellite，其刀具韧性及耐磨性极佳，在8200C温度下其硬度仍不受影响，抗热程度远超出高速钢，适合高速及较深之切削工作。4 烧结碳化刀具：碳化刀具为粉未冶金的产品，碳化钨刀具主要成分为50%90%钨，并加入钛、钼、钽等以钴粉作为结合剂，再经加热烧结完成。碳化刀具的硬度较任何其它材料均高，有最硬高碳钢的三倍，适用于切削较硬金属或石材，因其材质脆硬，故只能制成片状，再焊于较具韧性之刀柄上，如此刀刃钝化或崩裂时，可以更换另一刀口或换新刀片，这种够车刀称为舍弃式车刀。碳化刀具依国际标准(ISO其切削性质的不同，分成P、M、K三类，并分别以蓝、黄、红三种颜色来标识：

12、P类适于切削钢材，有P01、P10、P20、P30、P40、P50六类，P01为高速精车刀，号码小，耐磨性较高，P50为低速粗车刀，号码大，韧性高，刀柄涂蓝色以识别之。K类适于切削石材、铸铁等脆硬材料，有K01、K10、K20、K30、K40五类，K01为高速精车刀，K40为低速粗车刀，此类刀柄涂以红色以识别。M类介于P类与M类之间，适于切削韧性较大的材料如不?袗?等，此类刀柄涂以黄色来识别之。5 陶瓷车刀：陶瓷车刀是由氧化铝粉未，添加少量元素，再经由高温烧结而成，其硬度、抗热性、切削速度比碳化钨高，但是因为质脆，故不适用于非连续或重车削，只适合高速精削。6 钻石(金刚石刀具作高级表面加工时，

13、可使用圆形或表面有刃缘的工业用钻石来进行光制。可得到更为光滑的表面，主要用来做铜合金或轻合金的精密车削，在车削时必须使用高速度，最低需在60100m/min，通常在200300m/min。7 氮化硼刀具立方氮化硼(CBN是近年来推广的材料，硬度与耐磨性仅次于钻石，此刀具适用于加工坚硬、耐磨的铁族合金和镍基合金、钴基合金刀具角度：车刀属于单锋刀具，因车削工作物形状不同而有很多型式，但它各部位的名称及作用却是相同的。一支良好的车刀必须具有刚性良好的刀柄及锋利的刀锋两大部份。车刀的刀刃角度，直接影响车削效果，不同的车刀材质及工件材料、刀刃的角度亦不相同。车床用车刀具有四个重要角度，即前间隙角、边间隙

14、角、后斜角及边斜角。1 前间隙角自刀鼻往下向刀内倾斜的角度为前间隙角，因有前间隙角，工作面和刀尖下形成一空间，使切削作用集中于刀鼻。若此角度太小，刀具将在表面上摩擦，而产生粗糙面，角度太大，刀具容易发生震颤，使刀鼻碎裂无法光制。装上具有倾斜中刀把的车刀磨前间隙角时，需考虑刀把倾斜角度。高速钢车刀此角度约810度之间，碳化物车刀则在68度之间。2 边间隙角刀侧面自切削边向刀内倾斜的角度为边间隙角。边间隙角使工作物面和刀侧面形成一空间使切削作用集中于切削边提高切削效率。高速钢车刀此角度约1012度之间。3 后斜角从刀顶面自刀鼻向刀柄倾斜的角度为后斜角。此角度主要是在引导排屑及减少排屑阻力。切削一般

15、金属，高速钢车刀一般为816度，而碳化物车刀为负倾角或零度。4 边斜角从刀顶面自切削边向另一边倾斜，此倾斜面和水平面所成角度为边斜角。此角度是使切屑脱离工作物的角度，使排屑容易并获得有效之车削。切削一般金属，高速钢车刀此角度大约为1014度，而碳化物车刀可为正倾角也可为负倾角。5 刀端角刀刃前端与刀柄垂直之角度。此角度的作用为保持刀刃前端与工件有一间隙避免刀刃与工件磨擦或擦伤已加工之表面。6 切边角刀刃前端与刀柄垂直之角度，其作用为改变切层的厚度。同时切边角亦可改变车刀受力方向，减少进刀阻力，增加刀具寿命，因此一般粗车时，宜采用切边角较大之车刀，以减少进刀阻力，增加切削速度。7 刀鼻半径刀刃最

16、高点之刀口圆弧半径。刀鼻半径大强度大，用于大的切削深度，但容易产生高频振动。数控加工工艺1、对零件图样的工艺分析仔细阅读图样，明确加工内容； 详细了解零件图样所标注的几何尺寸、尺寸精度、形位公差、表面粗糙度等技术要求；了解零件的材料、毛坯类型、生产批量等等，这些都是合理安排数控车削加工工艺中各基本参数的主要依据；分析工件图样上尺寸标注方法是否适应数控加工的特点；分析工件图样上几何元素的给定条件是否充分，要保证编程时的数值计算能顺利进行。2、工序的划分普通零件按工序集中的原则划分工序；薄壁类零件按粗、精加工分序原则划分工序。3、加工顺序的确定先粗加工后精加工；由近及远；内外表面加工交叉进行；最后

17、加工槽、螺纹等表面。4、进给路线的确定最短的空行程路线；最短的切削进给路线；零件轮廓的精加工进给应连续进行；切削螺纹的引入与超越；切槽之后的退刀路线要合理。零件的基本检验方法1、 内、外径检验（1） 能够使用游标卡尺测量工件内、外径（2） 能够使用内径百（千）分表测量工件内径（3） 能够使用外径千分尺测量工件外径2、长度检验（1）能够使用游标卡尺测量工件的长度（2）能够使用外径千分尺测量工件的长度3、深（高）度检验能够使用游标卡尺或深（高）度尺测量深（高）度4、角度检验能够使用角度尺检验工件角度5、机内检测能够利用机床的位置显示功能自检工件的有关尺寸6、精度检验及分析（1）能够根据测量结果分析

18、产生加工误差的主要原因并提出改进措施（2）能够通过修正刀具补偿值和修正程序来减少加工误差（3）能够根据零件情况制作简单实用的检具或测具教学方法和建议教学做一体化教学，注意基础知识的掌握与训练。教学条件要求数控编程仿真实训室数控仿真软件一套（49个点）相应台数的计算机学生已有基础机械制图，金工实习、机械加工教师所需执教能力要求双师型教师学习情境名称3. 圆弧型外圆轴类零件的数控加工课时数8学时学习目标1. 能够设定工件坐标系2. 能够对带圆弧的阶梯轴的加工选择合适的刀具3. 能够对带圆弧的阶梯轴的加工选择合适的切削用量4.能够对带圆弧的阶梯轴的加工进行工艺分析5. 能够使用基本移动指令编制带圆弧

19、的阶梯轴的加工程序6. 能够使用单一循环指令编制带圆弧的阶梯轴的加工程序7.会采用至少两种方法对圆弧进行粗加工（切圆法、切锥法）8.能够进行加工程序试切削并做出正确判断9. 能完成单件数控加工学习内容1. G02、G03圆弧插补指令 格式： G02 X.（U）. Z(W. R. ( I. K. F.G03 X（U）. Z.(W. R. ( I. K. F.(1 G02、G03时，刀具相对工件以F指令的进给速度，从当前点向终点进行插补加工；G02为顺时针方向圆弧插补；G03为逆时针方向圆弧插补。(2 圆弧半径编程时，当加工圆弧段所对的圆心角为 0180°时，R取正值，当圆心角为180&

20、#176;360°时，R取负值。同一程序段中I、K、R同时指令时，R优先，I、K无效(3 X、Z同时省略时，表示起终点重合；若用I、K指令圆心，相当于指令了360°的弧；若用R编程时，则表示指令为0°的弧。G02 (G03 I. ; 整圆 G02 (G03 R. ; 不动(4 无论用绝对还是用相对编程方式，I、K都为圆心相对于圆弧起点的坐标增量，为零时可省略。(也有的机床厂家指令I、K为起点相对于圆心的坐标增量。2.圆弧的粗加工方法：（1）切锥法（2）切圆法教学方法和建议教学做一体化教学，注意基础知识的掌握与训练。教学条件要求数控编程仿真实训室数控仿真软件一套（4

21、9个点）相应台数的计算机学生已有基础机械制图，金工实习、机械加工教师所需执教能力要求双师型教师学习情境名称4. 螺纹轴类零件的数控加工课时数8学时学习目标1. 能够对带螺纹的轴类零件的加工选择合适的刀具2. 能够对带螺纹的轴类零件的加工选择合适的切削用量3.能够对带螺纹的轴类零件的加工进行工艺分析4. 能够使用螺纹加工G32指令编制螺纹的加工程序5. 能够使用单一循环G82指令编制螺纹的加工程序6.会采用至少两种方法对圆弧进行粗加工（切圆法、切锥法）7.能够进行加工程序试切削并做出正确判断8. 能完成单件数控加工9.掌握螺纹车刀的对刀方法学习内容1 基本螺纹车削指令G32格式：G32 X.(u

22、. Z.(w. F.对于圆柱螺纹，格式为: G32 Z. F.对于端面螺纹，格式为: G32 X. F.说明：(1 F为螺纹的螺距 (即导程，单位形式：mm / r(转。(2 螺纹切削应注意在两端设置足够的升速进刀段1和降速退刀段2，以剔除两端因变速而出现的非标准螺距的螺纹段。同理，在螺纹切削过程中，进给速度修调功能和进给暂停功能无效；若此时按进给暂停键，刀具将在螺纹段加工完后才停止运动。 （3） 有的机床具有主轴恒线速控制(G96和恒转速控制(G97的指令功能。那么，对于端面螺纹和锥面螺纹的加工来说，若恒线速控制有效，则主轴转速将是变化的，这样加工出的螺纹螺距也将是变化的。所以，在螺纹加工过

23、程中，就不应该使用恒线速控制功能。从粗加工到精加工，主轴转速必须保持一常数；否则，螺距将发生变化。(4 对锥螺纹的F指令值，当锥度角在45°以下时，螺距以Z轴方向的值指令；45°90°时，以X轴方向的值指令。(5 牙型较深，螺距较大时，可分数次进给，每次进给的背吃刀量用螺纹深度减去精加工背吃刀量所得之差按递减规律分配，常用螺纹切削的进给次数与背吃刀量见表.2 螺纹车削的简单固定循环G82格式：G82 X.(U. Z(W. I. F.刀具从循环起点开始，最后又回到循环起点。当用绝对编程方式时，X、Z后的值为螺纹段切削终点的绝对坐标值；当用增量编程方式时，X、Z后的值

24、为螺纹段切削终点相对于循环起点的坐标增量。但无论用何种编程方式，I后的值总为螺纹段切削起点(并非循环起点与螺纹段切削终点的半径差。当I值为零省略时，即为圆柱螺纹车削循环。 2、 车螺纹复合循环G76格式：G76 C(m R(r E(e A(a X(U Z(W I(i K(k U(d V(dmin Q(d F(f其中：m精整次数(取值0199;r螺纹Z向退尾长度(0099;e螺纹X向退尾长度(0099;a牙型角(取80°，60°，55°，30°，29°，0°通常为60°U、W绝对编程时为螺纹终点的坐标值；相对编程时，为螺纹终点

25、相对于循环起点A的有向距离；i锥螺纹的始点与终点的半径差;k螺纹牙型高度(半径值；d精加工余量；d第一次切削深度(半径值；f螺纹导程(螺距；dmin最小进给深度，当某相邻两次的切削深度差小于此值时，则以此值为准。 教学方法和建议教学做一体化教学，注意基础知识的掌握与训练。教学条件要求数控编程仿真实训室数控仿真软件一套（49个点）相应台数的计算机学生已有基础机械制图，金工实习、机械加工教师所需执教能力要求双师型教师学习情境名称5. 复杂外圆轴类零件的数控加工课时数20学时学习目标1. 能够对复杂外圆轴类零件的加工选择合适的刀具2. 能够对复杂外圆轴类零件的加工选择合适的切削用量（粗加工和精加工）

26、3.能够复杂外圆轴类零件的加工进行工艺分析4. 能够使用外圆粗切循环指令G71编制复杂外圆轴类零件的加工程序5. 能够使用轮廓粗切循环指令G73编制复杂外圆轴类零件的加工程序6.能够进行加工程序试切削并做出正确判断7. 能完成单件数控加工9.掌握多把车刀的对刀方法学习内容粗车复合循环程序1G71-外圆粗车复合循环 G71 U(d R(e P(ns Q(nf X(u Z(w F(f S(s T(t 其中:d切削深度(背吃刀量、每次切削量，半径值，无正负号，方向由矢量AA决定；e每次退刀量，半径值，无正负；ns精加工路线中第一个程序段(即图中AA段的顺序号；nf-精加工路线中最后一个程序段(即图中

27、BB段的顺序号；uX方向精加工余量，直径编程时为u，半径编程为u/2；wZ方向精加工余量F、S、T为粗切时的进给速度、主轴转速和刀补设定。此时，这些值将不再按精加工的设定。2G73环状粗车复合循环如图2-31所示，工件成品形状为A1B。该切削方式是每次粗切的轨迹形状都和成品形状类似，只是在位置上由外向内环状地向最终形状靠近。其程序格式为：G73 U(i W(k R(m P(ns Q(nf X(u Z(w F(f S(s T(t 其中：m为粗切的次数；(i、(k分别为起始时X轴和Z轴方向上的缓冲距离；(u、(w分别为X轴(直径值和Z轴方向上的精加工余量；ns和nf分别为按AA1B的走刀路线编写的精加工程序中的第一个程序行的顺序号N(ns和最后一个程序行的顺序号N(nf；F、S、T为粗切时的进给速度、主轴转速和刀补设定。此时，这些值将不再按精加工的设定。教学方法和建议教学做一体化教学，注意基础知识的掌握与训练。教学条件要求数控编程仿真实训室数控仿真软件一套（49个点）相应台数的计算机数控车工实训室数控车床学生已有基础机械制图，金工实习、机械