数控编程与操作课程整体设计

1、数控机床编程与操作课程整体教学设计（20152016学年第1学期）课程名称： 数控机床编程与操作 所属系部： 机电工程系 制定人： 王淑英 合作人： 史建民（企业） 制定时间： 2015年3月13日 秦皇岛职业技术学院课程整体教学设计一、课程基本信息课程名称：数控机床编程与操作课程代码：略学分：2.5学时：72授课时间：第3学期授课对象：数控技术专业大二学生课程类型：数控技术专业的专业核心课先修课程: 机械零件测绘与CAD绘图、零件毛坯选用与热处理、零件手工制作与普通机床加工、普车实训、钳工实训后续课程: 机械零件工艺编制与工装设计、CAM专项实训、复杂零件的自动编程与多轴加工二、课程目标设计

2、总体目标：本课程主要为培养普通/高级数控机床操作工、编程工艺员服务。 通过本课程的学习，使学生掌握FANUC数控系统的编程基础，制订中等难度工件的数控加工工艺并能独立编制数控加工程序，熟练掌握数控机床的规范操作。同时，通过工作任务的完成，培养学生良好的职业素养。能力目标： 1.能够合理选择切削参数、刀具 、夹具和量具； 2.能够读懂 FANUC数控系统加工程序； 3.能够规范、安全操作数车、数铣、普通加工心加工常规零件； 4.能够正确进行数控机床的日常维护和保养，填写相关记录； 5.能够编制常规零件的数控加工工艺文件； 6.能够编制FANUC系统数车、数铣、普通加工心程序并加工。 知识目标：

3、1.了解普通数控机床结构、应用范围和控制方式； 2.了解数控编程的基本思路； 3.熟悉数控机床日常维护与保养知识； 4.熟悉企业6S管理相关知识； 5.熟悉手工编程的一般步骤和加工程序的结构； 6.熟悉数控加工切削参数、刀具、量具、工装选用原则与方法； 7.掌握轴、套、板块类零件数控加工工艺特点； 8.掌握国际G代码，fanuc数控系统常用编程指令的含义及应用； 9.掌握中等复杂程度轴、套、板块类零件的数控编程方法与技巧； 10.掌握fanuc系统普通数控车床、铣床（加工中心）的基本操作方法。素质目标： 1.具备科学、严谨的工作态度； 能够按照技术要求分析工艺条件，编写细节繁琐的工艺文件，规范

4、操作，不投机取巧。 2.养成遵章守纪的工作习惯； 能够自觉按照车间6S管理要求和相关制度做好每件工作。 3.培养诚信、正直、公平宽容的优良品格； 能够正视本人与他人的成绩，对加工中出现废品不隐瞒、不搪塞，实事求是；评判其其他同学成果时不因关系远近而有所偏袒；合作时能够宽容待人。 4.培养吃苦耐劳的敬业精神 能够保质保量准时完成过程繁重的加工任。 5.培养安全、质量、成本、环保意识； 设计加工方案时能够在保证质量的前提下，对方案的成本、环保和安全进行考评，优化方案 6.培养学习创新沟通能力； 能够查阅相关标准、规范、手册、图册等技术资料。能够利用多种媒体资料归纳总结已有知识，学习新知识，发现问题

5、并提出解决方法。能够清楚表达观点，能够与持不同意见者良好沟通。三、课程内容设计：序号模块（或子模块）名称学时1数控车削编程与加工362数控铣削编程与加工36合 计72四、能力训练项目设计编号能力训练项目名称子项目编号、名称能力目标知识目标训练方式、手段及步骤可展示的结果1数控车削编程与操作11简单台阶轴零件的数控车削加工能输入、调用数控车削加工程序，合理选择切削参数和刀具，正确操作数控车床加工一般回转体零件的外轮廓面；能编写一般回转体外轮廓面的数车加工工艺；能运用FANUC系统直线、圆弧插补及简单循环指令等编写外圆柱面、锥面、圆弧面、直槽的数控车削程序；能运用FANUC系统螺纹加工指令编写外螺

6、纹面的数控车削程序；能运用FANUC系统复合循环指令编写回转体外轮廓数控车削程序；能够根据工序检测结果进行调整，控制误差。了解数控车床结构、应用范围；了解数控编程的基本思路；熟悉手工编程的一般步骤和加工程序的结构； 熟悉常用F、S、T、M指令的含义及应用； 掌握数控机床的坐标系统；掌握数控车床和数控系统的操作方法与规范；理解对刀原理，掌握对刀操作方法；掌握G94、G96、G94、G95、G21、G01、G02、G03、G04、G32、G82 G71、G72等指令的含义与应用理解并掌握误差调整的原理及方法。1.虚拟加工在虚拟数控机床进行数控机床、数控系统及对刀操作训练；填写刀具表及工序卡。在虚拟

7、数控机床编制车削程序并虚拟加工；通过虚拟加工检查程序的正确性；对程序进行完善与优化，完成芯轴最终加工程序。2.实际加工在数控车床进行数控机床、数控系统及对刀操作；根据刀具表及工序卡领用并安装刀具和坯料，领用量具，设置刀补；输入芯轴加工程序；调用程序进行车削加工，工序间检查，调速刀补参数，控制误差；根据图纸，检查。刀具表工序卡加工程序虚拟数控车床加工的芯轴零件；实际数控车削的芯轴零件12带锥面零件的数控车削加工能编写一般回转体内轮廓面的数车加工工艺；能运用FANUC系统直线、圆弧插补指令编写内圆柱面、锥面、圆弧面的数控车削程序；能运用FANUC系统螺纹加工指令编写内螺纹面的数控车削程序。掌握内轮

8、廓数控车削用刀具和切削参数的选择原则；掌握利用G01、G02、G03、G04、G32、G82指令，编写内轮廓、内螺纹数控车削程序的方法1.虚拟加工填写刀具表及工序卡。根据螺母图纸，在虚拟数控机床编制车削程序并虚拟加工；通过虚拟加工检查程序的正确性；对程序进行完善与优化，完成螺母最终加工程序。2.实际加工在数控车床输入螺母加工程序；根据刀具表及工序卡领用并安装刀具和坯料，领用量具，设置刀补；调用程序进行车削加工；根据图纸，检查螺母是否合格。虚拟数控机床加工的螺母零件；实际数控车削的螺母零件13球体零件的数控车削加工能运用FANUC系统复合循环指令G71编写复杂内孔的粗、精加工程序，并在数控车床上

9、加工；能综合进行、内外圆数控车削。掌握利用G71、G72指令编写回转体内轮廓数控车削程序的方法掌握内外圆车削的工艺方法。1.虚拟加工填写刀具表及工序卡。根据曲柄套图纸，在虚拟数控机床编制车削程序并虚拟加工；通过虚拟加工检查程序的正确性；对程序进行完善与优化，完成曲柄套最终加工程序。2.实际加工在数控车床输入曲柄套加工程序；根据刀具表及工序卡领用并安装刀具和坯料，领用量具，设置刀补；调用程序进行车削加工；根据图纸，检查曲柄是否合格。虚拟数控机床加工的曲柄套零件；实际数控车削的螺母零件2数控铣削编程与操作2-1槽的数控铣削加工能输入、调用数控铣削加工程序，合理选择切削参数和刀具，正确操作数控铣床进

10、行简单轮廓件的加工；能编写平面及一般轮廓件的数铣加工工艺；能运用FANUC系统G17、G18、G19、G01、G02、G03、G04等基本指令编写平面及一般轮廓件的数控铣削程序。认识三坐标轴、三坐标平面，了解参数设置了解数铣和加工中心用刀具的特点和类别；了解数控铣削加工工艺基础； 理解G功能M功能F、S、T功能；掌握平面及一般轮廓件的数铣加工工艺编制和程序编写方法；掌握VMC-1000L立式加工中心的操作方法和规范；理解对刀的原理，掌握数控铣床对刀方法；掌握G17、G18、G19、G02、G03、G04等基本指令的含义与应用。1.虚拟加工在虚拟数控铣床进行数控铣床、数控系统及对刀操作训练；填写

11、刀具表及工序卡。在虚拟数控铣床编制程序并虚拟加工；检查程序的正确性；对程序进行完善与优化。2.实际加工在VMC-1000立式加工中心进行及对刀操作；输入/导入加工程序；根据刀具表及工序卡领用并安装刀具和坯料；领用量具，设置刀补；调用程序进行铣削加工；终检。2-2 孔系的数控铣削加工能编写孔系及复杂内外轮廓数控铣销工艺；能合理选用孔加工刀具、切削参数、切削液；能使用长度补偿及孔加工固定循环指令编写孔系零件（钻孔、扩孔、镗孔、攻丝等）加工程序能编写较为复杂的内、外轮廓类工件的铣削加工程序能独立装夹刀具，对刀，调试运行程序加工外轮廓类零件熟悉孔系及内外轮廓加工用刀具及切削参数选择原则；掌握刀具半径补

12、偿、刀具长度补偿的参数输入方法；掌握各类孔加工固定循环指令的含义及运用1.虚拟加工填写刀具表及工序卡；在虚拟数控铣床编制程序并虚拟加工；检查程序的正确性；对程序进行完善与优化。2.实际加工在VMC-1000L输入/导入加工程序；根据刀具表及工序卡领用并安装刀具和坯料；领用量具，设置刀补；调用程序进行铣削加工；（未完成部分可在第二课堂进行）终检。2-3 内外轮廓的数控铣削加工能编写型腔类零件控铣削工艺；能合理选用加工型腔用刀具、切削参数和切削液；能运用坐标变换指令编写孔系及内外轮轮廓数铣加工程序；能运用子程序、螺旋下刀指令编写型腔数铣加工程序；独立装夹刀具，对刀，调试运行程序，对零件进行综合加工

13、。掌握G68、G69旋转指令，G15、G16极坐标，G52局部坐标系设定指令的含义与应用掌握孔加工固定循环、坐标变换指令的综合应用的方法；掌握调用子程序、螺旋下刀指令的含义与应用1.虚拟加工填写刀具表及工序卡；在虚拟数控铣床编制程序并虚拟加工；检查程序的正确性；对程序进行完善与优化。2.实际加工在VMC-1000L输入/导入加工程序；根据刀具表及工序卡领用并安装刀具和坯料；领用量具，设置刀补；调用程序进行铣削加工；（未完成部分可在第二课堂进行）终检。五、第一节课梗概（数控加工实训车间进行）1. 基本情况介绍（1） 师生自我介绍; （2） 按学生人数分组，每组3-5人，要求小组内部角色轮流；（3

14、） 安排机位，说明上机纪律；（4） 展示零件实物，让同学们了解本门课程要完成的任务，明确能力目标、知识目标和素质目标；（5） 展示2-3种复杂零件（如水涡沦机叶片，汽车发动机等）的数控加工视频，使同学们了解数控加工的重要性和先进性；（6） 进行零件的数控车削、铣削仿真加工演示，以及实际加工视频，丰富感性认识，激发同学们的学习兴趣；（7） 说明本门课程的学习与训练方式和要求，考核方式、内容及计分方法；（8） 告知采用的教材、参考资料、网上资源；2. 进入教学主题（1） 简单台阶轴加工工艺解读（2） 简单台阶轴粗车-准备1）数控车床上进行，“教、学、做”一体化介绍数控车床结构、应用范围和控制方式；

15、讲解数控机床的坐标系统，学生对照模拟数控车床认识；讲解F、S、T及常用M指令（主轴正反转、程序结束等）的含义及应用； 讲解并演示数控车床和数控系统的基本操作方法与规范，学生在模拟数控车床练习；老师讲解对刀原理，演示对刀操作方法，学生在模拟数控车床练习；讲解车间6S及实操要求及安全事项。2）实际操作学生按组在数控车床进行启动、回零、对刀、关机等基本操作；老师演示、巡视、指导；学生独立完成回零、对刀等基本操作，组长记录。（4） 总结本次课主要任务是了解数控车床及其应用，掌握数控车床启闭、回零、对刀等基本操作，熟悉车间管理要求，为后面的学习打好基础。（5） 布置作业编写简单台阶轴粗车工序卡；调查实习

16、车间数控车床的种类、系统、规格、厂家及使用情况。六、考核方案1.平时考核（10%）：出勤率、课堂纪律、工作态度、作业等；2.过程考核（50%）：工序卡（10%）、刀具卡（5%）、数控程序（10%）、加工结果（20%）、6S标准执行情况（5%）；3.期末考核（30%）：独立编程与相关知识的测试考核。4.第二课堂考核（10%）七、教学材料1. 教材：数控编程与操作自编教材 2.参考资料：BEIJING-FANUC Oi Mate-TB 操作说明书（数控车床）FANUC Oi Mate-MC操作说明书（加工中心）SINUMERIK 802D 操作编程（数控铣床）数控机床加工工艺 机械工业出版社数控技

17、术实践机械工业出版社TK40A数控车床（华中世纪星数控系统）编程说明八、常用术语中英文对照1)计算机数值控制 (Computerized Numerical Control, CNC)2)轴(Axis)3)机床坐标系( Machine Coordinate Systern )4)机床坐标原点( Machine Coordinate Origin )5)工件坐标系( Workpiece Coordinate System )6)工件坐标原点( Wrok-piexe Coordinate Origin)7)机床零点( Machine zero )8)参考位置( Reference Position

18、 )9)绝对尺寸(Absolute Dimension)/绝对坐标值(Absolute Coordinates)10)增量尺寸( Incremental Dimension ) /增量坐标值(Incremental Coordinates)11)最小输人增量(Least Input Increment)12)命令增量(Least command Increment)13)插补(InterPolation)14)直线插补(Llne Interpolation)15)圆弧插补(Circula : Interpolation)16)顺时针圆弧(Clockwise Arc)17)逆时针圆弧(Count

19、erclockwise Arc)18)手工零件编程(Manual Part Prograrnmiog)19)计算机零件编程(Cornputer Part prograrnrnlng)20)绝对编程(Absolute Prograrnming)21)增量编程(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)指令码(Instruction Code) /机器码(Machine Code)27)程序号(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)程序结束(End of Program)34)数据结束(End of Data)35)程序暂停(Progrom Stop)36)准备功能(Preparatory Functton)37)辅助功能(MiscellaneouS Function)38)刀具功能(Tool Funetion)39)进给功能(Feed Function)40)主轴速度功能(Spindle Speed Function)41)进给保持(Feed Hold)42)刀具轨迹(Tool Path)43)零点偏置(Zero Offset)