数控加工技术教案

数控加工技术教案一、课程概述1.课程名称：数控加工技术2.课程性质：专业核心课程3.授课对象：机械制造及其自动化等相关专业学生4.课程目标使学生掌握数控加工的基本理论和基础知识。培养学生数控编程与操作的能力，能熟练运用数控设备进行零件加工。提升学生解决实际问题的能力，培养学生的创新意识和职业素养。

二、教学内容与学时安排1.数控加工技术基础（6学时）数控加工的基本概念、特点及应用范围。数控系统的组成与工作原理。数控机床的分类、结构及性能指标。2.数控编程基础（10学时）数控编程的基本概念、编程步骤与方法。数控编程语言（如G代码、M代码）的介绍与应用。零件图的分析与工艺处理。3.手工编程实例（12学时）简单平面零件的手工编程与加工。复杂平面零件的手工编程与加工。轴类零件的手工编程与加工。4.自动编程软件应用（8学时）常用自动编程软件（如Mastercam、UG等）的介绍。自动编程软件的基本操作与应用。利用自动编程软件进行零件编程与模拟加工。5.数控车床编程与操作（12学时）数控车床的编程基础与编程指令。数控车床的操作面板与操作方法。数控车床的对刀方法与加工工艺。数控车床典型零件的加工实训。6.数控铣床编程与操作（12学时）数控铣床的编程基础与编程指令。数控铣床的操作面板与操作方法。数控铣床的对刀方法与加工工艺。数控铣床典型零件的加工实训。7.加工中心编程与操作（12学时）加工中心的编程基础与编程指令。加工中心的操作面板与操作方法。加工中心的刀具管理与换刀操作。加工中心典型零件的加工实训。8.数控加工综合实训（10学时）综合零件的工艺分析与编程。利用数控设备进行综合零件的加工。加工质量的检测与控制。

三、教学方法与手段1.教学方法讲授法：讲解数控加工的基本理论和知识。演示法：通过实际操作演示数控编程与加工过程。项目教学法：以实际零件加工项目为载体，培养学生的综合能力。小组合作学习法：组织学生进行小组讨论和合作，共同完成项目任务。2.教学手段多媒体教学：利用图片、动画、视频等多媒体资源，丰富教学内容，提高教学效果。虚拟仿真教学：利用数控加工虚拟仿真软件，让学生进行虚拟编程与加工练习，熟悉加工过程。现场教学：组织学生到数控加工实训基地进行现场教学，让学生直观地了解数控设备的操作与加工过程。

四、教学评价1.评价方式过程性评价：包括课堂表现、作业完成情况、项目参与度等，占总成绩的40%。终结性评价：通过期末考试进行，占总成绩的60%。2.评价指标知识掌握程度：考查学生对数控加工技术基础知识、编程指令等的掌握情况。编程与操作能力：评价学生的数控编程能力和设备操作熟练程度。问题解决能力：观察学生在项目实施过程中解决实际问题的能力。职业素养：考核学生的团队合作精神、责任心、安全意识等职业素养。

五、教学内容详细设计

数控加工技术基础（6学时）1.教学目标了解数控加工的基本概念、特点及应用范围。熟悉数控系统的组成与工作原理。掌握数控机床的分类、结构及性能指标。2.教学重难点重点：数控加工的基本概念、数控系统的组成。难点：数控系统的工作原理。3.教学方法：讲授法、演示法4.教学过程导入（1学时）通过播放一段数控加工的视频，展示数控加工的高效、精确等特点，引出本节课的主题数控加工技术。知识讲解（4学时）数控加工的基本概念：介绍数控加工是利用数字化信息对机械运动及加工过程进行控制的一种方法，讲解数控加工与传统加工的区别。数控加工的特点：如加工精度高、生产效率高、适应性强等，结合实例进行说明。数控加工的应用范围：列举在航空航天、汽车制造、机械加工等领域的应用。数控系统的组成：讲解数控系统由数控装置、可编程控制器、伺服驱动装置、检测反馈装置等部分组成，并介绍各部分的功能。数控系统的工作原理：以方框图的形式详细讲解数控系统如何接收输入信息、进行数据处理、发出控制指令，控制机床各坐标轴的运动。数控机床的分类：按工艺用途分类，介绍金属切削类数控机床（如数控车床、数控铣床、加工中心等）、金属成型类数控机床、特种加工类数控机床等；按运动方式分类，介绍点位控制数控机床、直线控制数控机床、轮廓控制数控机床等。数控机床的结构：以数控车床为例，讲解其床身、主轴箱、刀架、进给系统、数控装置等主要部件的结构与作用。数控机床的性能指标：如主轴转速、进给速度、定位精度、重复定位精度等，说明这些指标对加工质量和效率的影响。课堂小结（1学时）总结本节课所学的主要内容，包括数控加工的基本概念、数控系统的组成与工作原理、数控机床的分类、结构及性能指标。强调重点知识，解答学生的疑问。

数控编程基础（10学时）1.教学目标掌握数控编程的基本概念、编程步骤与方法。熟悉数控编程语言（如G代码、M代码）的含义与应用。能够进行零件图的分析与工艺处理。2.教学重难点重点：数控编程的基本步骤、G代码和M代码的应用。难点：零件图的工艺处理。3.教学方法：讲授法、演示法、案例分析法4.教学过程导入（1学时）通过展示一个简单的数控加工零件图，引出数控编程的概念，说明数控编程的重要性。知识讲解（6学时）数控编程的基本概念：介绍数控编程是将零件的工艺过程、工艺参数、刀具的运动轨迹等信息，用数控系统能识别的语言编写成加工程序的过程。数控编程的步骤：讲解分析零件图样、确定加工工艺过程、数值计算、编写加工程序、程序校验与首件试切等步骤。数控编程语言：详细介绍G代码（准备功能代码）和M代码（辅助功能代码），如G00（快速定位）、G01（直线插补）、G02/G03（圆弧插补）、M03（主轴正转）、M05（主轴停止）等代码的含义、格式及应用场合。编程坐标系：讲解机床坐标系、工件坐标系的定义及建立方法，以及两者之间的关系。案例分析（3学时）选取一个简单的平面零件案例，按照数控编程的步骤进行详细分析。分析零件图样，确定加工工艺，包括加工工序、刀具选择、切削用量等。进行数值计算，计算各点的坐标值。编写加工程序，应用所学的G代码和M代码进行编程。讲解程序校验的方法，如利用数控仿真软件进行模拟加工，检查程序的正确性。课堂小结（1学时）总结本节课所学的数控编程基础内容，强调编程步骤和G代码、M代码的重要性。对案例分析进行回顾，强化学生对编程过程的理解。

手工编程实例（12学时）1.教学目标能够熟练运用数控编程知识进行简单平面零件、复杂平面零件及轴类零件的手工编程。掌握不同类型零件的加工工艺和编程技巧。2.教学重难点重点：各类零件的编程思路和编程方法。难点：复杂平面零件和轴类零件的编程。3.教学方法：讲授法、项目教学法4.教学过程简单平面零件手工编程（4学时）布置任务：给出一个简单的平面矩形零件图，要求学生进行手工编程。教师引导：讲解编程思路，如确定加工起点、终点，选择合适的刀具和切削用量，应用G00、G01等代码编写程序。学生编程：学生独立完成编程任务，教师巡视指导，及时纠正学生的错误。程序讲解：选取部分学生的程序进行讲解，分析其优点和不足，总结编程要点。复杂平面零件手工编程（4学时）布置任务：给出一个具有圆弧、斜线等复杂轮廓的平面零件图。工艺分析：引导学生分析零件的工艺特点，确定加工顺序、刀具路径等。编程指导：针对复杂轮廓，讲解如何运用G02/G03等代码进行圆弧插补编程，以及如何处理特殊点的坐标计算。学生编程实践：学生进行编程，教师加强个别指导，帮助学生解决编程过程中遇到的问题。程序展示与评价：选取优秀程序进行展示，组织学生进行评价，教师进行总结点评。轴类零件手工编程（4学时）布置任务：给出一个轴类零件图，包括外圆、台阶、倒角等特征。工艺规划：分析轴类零件的加工工艺，确定车削工序、刀具选择、切削用量等。编程要点讲解：讲解轴类零件编程中如何运用G代码控制刀具的轴向和径向运动，以及如何进行螺纹加工编程。学生编程与加工模拟：学生编写轴类零件的加工程序，并利用数控仿真软件进行加工模拟，检查程序的正确性。总结归纳：总结轴类零件手工编程的方法和技巧，强调编程中的注意事项。

自动编程软件应用（8学时）1.教学目标了解常用自动编程软件的功能和特点。掌握自动编程软件的基本操作，能够利用软件进行零件的三维建模、工艺规划和数控编程。2.教学重难点重点：自动编程软件的基本操作和编程流程。难点：零件的三维建模和工艺参数的合理设置。3.教学方法：讲授法、演示法、实践操作法4.教学过程软件介绍（2学时）介绍常用的自动编程软件，如Mastercam、UG等。讲解各软件的功能特点、适用范围，通过对比分析，让学生了解不同软件的优势。Mastercam软件基础操作（3学时）软件安装与界面介绍：指导学生安装Mastercam软件，熟悉软件的操作界面。二维绘图：讲解二维图形的绘制方法，如直线、圆弧、圆等基本图形的绘制，以及图形的编辑和修改。三维建模：介绍三维实体建模的方法，如拉伸、旋转、扫描等操作，让学生建立简单的三维模型。Mastercam软件编程应用（3学时）工艺规划：引导学生对三维模型进行工艺分析，确定加工工艺，如加工方法、刀具选择、切削参数等。数控编程：讲解利用Mastercam软件进行数控编程的步骤，包括创建刀具路径、设置加工参数、生成加工程序等。程序验证与仿真：利用软件的仿真功能对生成的加工程序进行验证和模拟加工，检查程序的正确性和加工效果。UG软件简单应用（选学，2学时）UG软件界面与基本操作：介绍UG软件的操作界面，讲解基本的操作命令，如视图操作、对象选择等。简单零件的建模与编程：指导学生利用UG软件进行简单零件的三维建模，并进行数控编程，与Mastercam软件的编程方法进行对比。

数控车床编程与操作（12学时）1.教学目标掌握数控车床的编程基础与编程指令。熟悉数控车床的操作面板与操作方法。能够进行数控车床的对刀操作和典型零件的加工。2.教学重难点重点：数控车床的编程指令应用和对刀方法。难点：复杂零件的编程与加工。3.教学方法：讲授法、演示法、实践操作法4.教学过程数控车床编程基础（4学时）复习数控编程的基本概念和方法。讲解数控车床的编程特点，如绝对编程与增量编程、直径编程与半径编程等。介绍数控车床常用的编程指令，如G71（外圆粗车循环）、G70（精车循环）、G90（外圆切削循环）、G92（螺纹切削循环）等指令的格式、含义及应用。数控车床操作面板介绍（2学时）带领学生到数控车床实训场地，介绍数控车床的操作面板。讲解操作面板上各按钮、旋钮的功能，如电源开关、模式选择、坐标轴控制、程序编辑等按钮的使用方法。数控车床操作方法（3学时）开机与回零操作：演示数控车床的开机步骤和回零操作，使机床回到初始位置。手动操作：讲解手动控制各坐标轴运动的方法，以及手动换刀、手动输入数据等操作。程序输入与编辑：指导学生将编写好的程序输入到数控车床的数控系统中，并进行程序的编辑和修改。数控车床对刀操作（2学时）讲解对刀的重要性和对刀原理。演示数控车床常用的对刀方法，如试切对刀、对刀仪对刀等。学生进行对刀操作练习，教师巡视指导，确保学生掌握对刀技巧。数控车床典型零件加工实训（3学时）布置实训任务：给出一个数控车床典型零件，如轴类零件或盘类零件。学生编程与加工：学生根据零件图编写加工程序，进行对刀操作后，利用数控车床进行零件加工。加工质量控制：教师强调加工过程中的质量控制要点，如尺寸精度控制、表面粗糙度控制等，引导学生观察加工零件的质量，及时调整加工参数。总结评价：对学生的加工零件进行检查和评价，总结加工过程中存在的问题，提出改进建议。

数控铣床编程与操作（12学时）1.教学目标掌握数控铣床的编程基础与编程指令。熟悉数控铣床的操作面板与操作方法。能够进行数控铣床的对刀操作和典型零件的加工。2.教学重难点重点：数控铣床的编程指令应用和对刀方法。难点：复杂曲面零件的编程与加工。3.教学方法：讲授法、演示法、实践操作法4.教学过程数控铣床编程基础（4学时）复习数控编程知识。讲解数控铣床的编程特点，如平面选择、刀具半径补偿等