资源简介

数控铣削（加工中心）技术训练理实一体课教案
项目一 数控铣床（加工中心）编程基础知识
任务 任务一 认识数控铣床（加工中心）
授课时间 年 月 日 授课班级
教学方法 讲授、讨论、提示启发、归纳总结法 授课时数 课时
教学用具 多媒体 教学资源 多媒体课件、教材
课前准备 1.实训设备、实习任务书、评分标准及多媒体课件的准备；2.学生工位分配。
教学目标 1. 了解数控加工技术的产生。 2. 掌握数控加工的基本概念。 3. 了解数控铣床（加工中心）的组成、分类及加工对象。 4. 了解数控机床的发展趋势。
教学重点 1.掌握数控加工的基本概念。 2.了解数控铣床（加工中心）的组成、分类及加工对象。
教学难点 数控铣床（加工中心）的组成。
教学过程 1.数控加工技术的产生。2.数控加工的基本概念。3.数控铣床（加工中心）的分类及加工对象。4.数控铣床（加工中心）的组成。5.数控机床的发展趋势。
实施环节 教学内容 导学方法
组织教学 1.检查学生出勤情况并做好记录。2.调整学生的注意力，为上课作准备。 互动交流
复习提问 说一说你了解的数控加工技术？ 提问导思
导入 数控铣床（加工中心）是机械加工中的一种重要加工方式，由于其加工精度较高，一般用于工件的精加工。要想熟练掌握数控铣床（加工中心）的操作，只有了解数控铣床（加工中心）的加工对象和编程基础知识，才能为后期学习程序编制打下良好的基础。 启发学习积极性
讲授新课 一、数控加工技术的产生数控加工技术是20世纪40年代后期，为适应加工外形复杂的机械零件而发展起来的一种自动化技术。1947年，美国帕森斯（Parsons)公司为了精确地制作直升机机翼、桨叶和飞机框架，提出了用数字信息来控制机床自动加工外形复杂零件的设想，他们利用电子计算机对机翼加工路径进行数据处理，并考虑到刀具直径对加工路径的影响，使得加工精度达到±0.0015英寸（0.0381mm),这在当时的水平来看是相当高的。1949年，美国空军为了能在短时间内制造出经常变更设计的火箭零件，与帕森斯公司和麻省理工学院（MIT)伺服机构研究所合作，于1952年研制成功世界上第一台数控T机床－三坐标立式铣床。二、数控加工的基本概念数字控制技术（Numerical Control Technology)，简称数控技术，是指用数字化信息实现加工自动化的控制技术。控制对象不仅可以是位移、角度和速度等机械量，也可以是温度、压力、流量、颜色等物理量，这些量的大小不仅是可以测量的，而且可以经 A/D 或 D/A 转换，用数字信号来表示。数控技术是近代发展起来的一种自动控制技术，是机械加工现代化的重要基础与关键技术。数控加工是指采用数字信息对零件加 工过程进行定义，并控制机床进行自动运行的一种自动化加工方法。计算机数控技术（Computer Numerical Control Technology），简称 CNC，是采用计算机实现数字程序控制的技术。现代数控系统通常是一台带有专用系统软件的微型计算机，主要由显示器、操作面板、控制器伺服、各种开关和传感器构成，如图1-1所示。图1-1 华中数控系统目前，国内数控系统有华中数控（HNC）、广州数控（GSK）、凯恩帝（KND） 和大连的大森数控（DASEN）等，国外数控系统有日本的发那科（FANUC）、德国的西门子（SIEMENS）、法国钮姆（NUM）和西班牙的凡 ·高（FAGOR）等，本教材主要介绍华中数控系统。三、数控铣床（加工中心）的分类及加工对象 数控铣床是在一般铣床的基础上发展起来的，两者的加工工艺基本相同，结构也有些相似，但数控铣床是靠程序控制的自动加工机床，所以其结构也与普通铣床有很大区别，如图 1-2 所示。 加工中心是从数控铣床发展而来的，与数控铣床的最大区别在于加工中心具有自动交换加工刀具的能力，通过在刀库上安装不同用途的刀具，可在一次装夹中通过自 动换刀装置改变主轴上的加工刀具，实现多种加工功能，如图 1-3 所示。 图1-2 数控铣床 图1-3 加工中心1.数控铣床（加工中心）的分类 数控铣床（加工中心）一般按主轴轴线与工作台面的关系可以分为，立式数控铣床（加工中心）和卧式数控铣床（加工中心）两种。（1）立式数控铣床（加工中心） 主轴的轴线垂直于工作台面称为立式数控铣床（加工中心），如图1-4所示。这种数控铣床占数控铣床的大多数，其结构简单，工件安装方便，加工时便于观察。 （2）卧式数控铣床（加工中心） 主轴的轴线平行于工作台面称为卧式数控铣床（加工中心），如图1-5 所示。为了扩大卧式加工中心的加工范围，通常采用增加数控转台或万能数控转台的方式来实现 四轴或五轴联动加工。这样既可以加工工件侧面的连续回转轮廓，又可以实现在一次装夹中通过转台改变零件的加工位置也就是通常所说的工位，进行多个位置或工作面的加工。 图1-4 立式加工中心 图1-5 卧式加工中心2.数控铣床（加工中心）的加工对象 （1）数控铣床的加工对象 数控铣床的最大特点是高柔性，即灵活、通用、万能，可以加工不同形状的工件。在数控铣床上能完成钻孔、镗孔、铰孔、铣平面、铣斜面、铣槽、铣曲面（凸轮）、攻螺纹等加工。在一般情况下，可以一次装夹就完成所需要的加工工序。常见数控铣床 加工对象包括机械零件、模具、电极等，如图1-6 所示。 （2）加工中心的加工对象 加工中心与数控铣床的最大区别在于加工中心具有自动交换加工刀具的能力，通过在刀库上安装不同用途的刀具，可在一次装夹中通过自动换刀装置改变主轴上的加工刀具，实现多种加工功能。因此加工中心适宜于加工复杂、工序多、精度要求高、需用多种类型刀具加工的工件，如图1-7 所示。 (a) 凸轮 (b) 风扇模具图1-6 数控铣床的加工对象 (a) 摩托车发动机箱体 (b) 汽车轮毂图1-7 加工中心加工对象四、数控铣床（加工中心）的组成 数控机床一般由输入输出设备、CNC 装置（或称 CNC 单元）、伺服单元、驱动装置（或称执行机构）、可编程控制器 PLC 及电气控制装置、辅助装置、机床本体及测量装置组成，如图 1-8 所示。其中除机床本体之外的部分统称为计算机数控（CNC）系统。 图1-8 数控机床的组成框图1. 机床本体机床本体是数控机床的主体，是用于完成各种切削加工的机械部分。2.CNC装置CNC装置是CNC系统的核心，主要包括微处理器 CPU 、存储器、局部总线、外围逻辑电路以及与 CNC 系统的其他组成部分联系的接口等。3.输入/输出设备数控程序一般被保存在某种控制介质上，采用通信方式（RS232）进行程序的输入 / 输出。4.伺服单元伺服单元是 CNC 和机床本体的联系环节，它把来自 CNC 装置的微弱指令信号放大成控制驱动装置的大功率信号。5.驱动装置伺服及驱动装置是数控机床的重要组成部分，它是数控系统和受控设备的联系环节。6.可编程控制器可编程控制器（Programmable Controller， PC）是一种以工业处理器为基础的通用型控制装置， 由于最初研制这种装置的目的， 是为了解决生产设备的逻辑及开关控制，故把它称为可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller，PLC）。 当 PLC 用于控 制机床顺序动作时，也可称之为编程机床控制器（Programmable Machine Controller，PMC）。7.测量装置测量装置也称反馈元件，通常安装在机床的工作台或丝杠上，相当于普通机床的刻度盘和人的眼睛，它把机床工作台的实际位移转变成电信号反馈给 CNC 装置，供 CNC 装置与指令值比较产生误差信号，以控制机床向消除该误差的方向移动。8.辅助装置辅助装置的作用是配合机床完成对零件的辅助加工。它通常也是一个完整的机器装置，如切削液或油液处理系统中的冷却过滤装置，油液分离装置，润滑装置及辅助主机实现传动和控制的气、液动装置等。五、数控机床的发展趋势数控技术的应用使传统制造业发生了质的变化。尤其是近年来，微电子技术和计算机技术的发展给 NC 技术带来了新的活力，使数控机床及数控系统朝着高速度化、高精度化、智能化、小型化、网络化和开放式几个方面发展。 用多媒体展示数控加工技术的产生过程讲解数控加工的基本概念用多媒体展示数控铣床的分类，并加以讲解。用多媒体展示图1-4、图1-5并加以讲解。结合多媒体讲解数控铣床（加工中心）的加工对象将图1-8用多媒体展示，并作详细讲解各组成部分原理。结合多媒体讲解数控机床的发展趋势
课堂小结 1.数控加工技术的产生。2.数控加工的基本概念。3.数控铣床（加工中心）的分类及加工对象。4.数控铣床（加工中心）的组成。5.数控机床的发展趋势。
课后作业
教学后记

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