《数控加工基础（第五版）》 教案 第一章 数控机床基础知识.docx

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1、学科数控加工基础课题IT数控机床概述课次1授课时间年月日（星期）授课时数2教具数控机床、课件、视频授课班级教学目标1 .掌握数控技术、数控机床的概念2 .掌握数控机床的组成及各部分的作用3 .掌握数控机床的工作过程4 .了解数控机床的特点审批教学重点1 .数控技术基本概念。2 .数控机床的组成及各部分的作用。3 .数控机床的工作过程。4 .数控机床的特点.教学难点I.数控机床的组成。2.数控机床的工作过程。教学后记教学内容教学方法【组织教学】点名，杳看学生出勤J情1.检查学生出勤情况。况，并强谢安全注意事2.强调学习过程中应注意安全事项。【新课导入】阅读教材图1-1所示零件，引导学生分析零件的

2、形项状、特点，回答问题：1 .能否应用普通车床和铳床加工该类零件？2 .加工这类零件的难点在哪里？3 .有更先进的设备加工这类零件吗？由上述问题，引入新课。【现场参观】问题启发法安排学生参观数控车间或观看数控加工视频录像，参观教学法，参观数控通过参观回答下列问题：实训车间或播放数控1.数控车床与普通车床在结构上有何不同？实训车间简介视频，让2.数控铳床与普通铳床在结构上有何不同？学生初步了解数控机3.数控机床是如何工作的？床,并通过问题，让学通过问题,引导学生认真观察数控机床的结构和数控机床的工作过程。【讲授新课】Ii简要介绍数控机床的产生历史与发展情况，让学生生明确观察的要点r解数控机床发展

3、历程，激发学生的学习兴趣“一、数控技术的基本概念（点）1.数字控制讲授法教学内容教学方法是一种借助数字、字符或其他符号对某一工作过程讲授法,详细讲授数控（如加工、测量、装配等）进行可编程控制的自动化方技术的基本概念，强调法.数控是一种用数字化2.数控技术信号进行控制的自动是指用数字量和字符发出指令并实现自动控制的控制技术技术。3.数控系统是指采用数字控制技术的控制系统。补充：数控系统的两个发展阶段和六代的历程。六代是指电子管、晶体管、集成电路、小里计郛机、补充数控系统发展的微处理湍和基F工控PC机的通用CTNC系统.其中前三代为第一阶段称作硬件联接数控，简称NC系统，后三代为第二阶段称作计算机

4、软件数控,也称CNC系统。两个阶段和六代历程4.计算机数控系统是指以计算机为核心的数控系统。5.数控机床（较难理解）播放数控机床加工视是按加工要求预先编制的程序，由控制系统发出数筑，讲解数控机床的概字信息指令对工件进行加工的机床。念二、数控机床的组成（重点、难点）板书数控机床的组成框图：根据学生参观的内容，教册采用启发式教学，I冷.介*HJ-_TII讲解数控机床的组成1.控制介质是指将零件加工信息传送到数控装置中的程序我及各部分的作用问题启发：加工程序是教学内容教学方法体。常用的有闪存卡、移动硬盘、U盘。随着数控技术的发展，也可通过通信将计算机中的程序传送到数控装理.2 .数控装置组成：输入装

5、困（如键盘）、控制运算器和输出装a（如显示涔）等构成。作用：接收控制介质中的数字化信息或输入装置输入的数字化信息，经过控制软件或逻辑电路进行编译、运免和逻辑处理后，输出各种信号和指令，控制机床的移动部件，使其进行规定、有序的运动。数控机床功能的强弱是由数控装置的功能确定的.3 .伺服系统组成：驱动装置和执行部件（如伺服电动机）。分类：进给伺服系统和主轴伺服系统。作用：把来自CNC的指令信号转换为机床移动部件的运动，使工作台（或滑板）精确定位或按规定的轨迹做严格的相对运动，最后加工出符合图样要求的零件。数控机床的精度和速度是由伺服系统控制的。4 .测员反馈装置作用：通过测量元件符机床移动的实际位

6、置.、速度参数检测出来，转换成电信号，并反馈到CNC装置中，使CNC能随时判断机床的实际位置、速度是否与指令一致，并发出相应指令，纠正所产生的误差。安装部位：工作台或丝杠上。通过什么装置输入到数控装置呢？问题启发：数控机床的加工动作是由数控机床的哪个部分控制的？详细讲解数控装置的作用，让学生明确数控装置的核心地位。相当于人的大脑。问题启发：数控机床的加工动作是由数控机床的哪个部分完成的？让学生明确伺服系统是数控系统的执行机构，它相当于人的四肢。详细讲解测量反饿装置的作用。让学生明确它相当人的眼暗，问题启发：数控机床的教学内容教学方法5.机床主体机械部件有哪些？包括床身、主轴、进给机构等机械部件

7、，还有冷却、润滑、换刀、夹紧等辅助装置，绘制出数控机床加工三、数控机床的工作过程（点、难点）零件的一般过程图，帮引导学生识读教材图17,总结数控机床的工作过助学生理解数控机床程：工件图样一制定工艺一编写程序一数控装置一伺服的工作过程系统和辅助装置有序的动作与操作一刀具与工件的相对运动一工件。教师根据学生参观（或四、数控机床的特点观看）感受及平时所见1.加工零件适应性强，灵活性好所闻，对比普通机床讲2.加工精度而，产品质量稳定解数控机床的特点，并3.综合功能强，生产效率而作提炼概括4 .自动化程度高，减轻工人劳动强度5 .生产成本降低，经济效益好6 .数字化生产，管理水平提高【学习评价】教肺提出

8、问题,让学生1.什么是数控机床？回答，检查学生学习情2.数控机床主要由哪几部分组成？况3 .数控装置有何作用？4 .简述数控机床的加工过程，5 .与普通机床相比，数控机床仃何特点？【知识总结与提升】根据学生学习情况，教根据学生学习情况，教师再对本次课的教学内容进师再对本次课的教学行归纳总结，并强调重点与难点。内容进行归纳总结，并教学内容教学方法1 .数控技术的基本概念。（重点）2 .数控机床的组成（控制介质、数控装置、伺服系统、机床主体、检测反馈装置）及各部分的作用。（重点，难点）3 .数控机床的加工过程。（重点，难点4 .数控机床的特点（适应性强、加工精度高、生产效率高、劳动强度低、经济效益

9、好、管理水平高）。5 .数控机床有一般机床所不具备的许多优点，应用他围正在不断扩大，但它并不能完全代替普通机床，也还不能以最经济的方式解决机械加工中所有问题。【课后作业】1.名词解拜（1）数控答：数字控制（Numerica1.Contro1.）简称数控（NC）,是一种借助数字、字符或其他符号对某一工作过程（如加工、测员、装配等）进行可编程控制的自动化方法。（2）数控技术答：数控技术（NUmCriCa1.COnIro1.TeChno1.ogy）是指用数字量和字符发出指令并实现自动控制的技术，它已经成为制造业实现自动化、柔性化、集成化生产的基础技术。（3）数控系统答：数控系统（Numcrica1.

10、Contro1.System）是指采用数字控制技术的控制系统。强调筑点与难点。布置课后作业，讲解作业要求教学内容教学方法（4）数控机床答：数控机床（NumericaHy-ConugHcdMachineToo1.s）是按加工要求预先编制的程序，由控制系统发出数字信息指令对工件进行加工的机床。2.数控机床一般由哪几部分组成?各部分具有何作用？答：数控机床一般由控制介质、数控装置、伺服系统、测量反馈装置和机床本体组成，（1）控制介质是指将零件加工信息传送到数控装置中的程序载体。（2）数控装置接收控制介质中的数学化信息或输入装置输入的数字化信息，经过控制软件或逻辑电路进行编译、运算和逻辑处理后，输出各

11、种信号和指令.控制机床的移动部件，使其进行规定、有序的运动.（3）伺服系统的作用是把来自CNC的指令信号转换为机床移动部件的运动.使工作台（或滑板）精确定位或按规定的轨迹做严格的相对运动，最后加工出符合图样要求的零件。（4）测量反馈装置的作用是通过测量元件将机床移动的实际位置、速度参数检测出来，转换成电信号，并反馈到CNC装置中,使CNe能随时判断机床的实际位置、速度是否与指令一致，并发出相应指令,纠正所产生的误差。（5机床本体构成机床的主体，主要承担承我和教学内容教学方法支承等作用。3,简述数控机床的工作过程。答：数控机床加工零件时，根据零件图样要求及加工工艺，将所用刀具、刀具运动轨迹与速度

12、、主轴转速与旋转方向、冷却等辅助操作以及相互间的先后顺序，以规定的数控代码形苴编制成程序，并将其输入数控袋置，在数拄装置内部控制软件的支持卜.，经过处理、计鸵后,向机床伺服系统及辅助装置发出指令,骈动机床各运动部件及辅助装置进行有序的动作与操作，实现“具与工件的相对运动，加工出所要求的零件，如图1-7所示为数控车床的工作过程。4.与普通机床相比，数控机床有何特点？答：与普通机床相比，数控机床具有以下特点：（1）加工零件适应性强，灵活性好。（2）加工精度高，产品质量稳定。综合功能强，生产率高。（4）自动化程度海，减轻工人劳动强度。（5）生产成本降低，经济效益好。（6）数字化生产，管理水平提高。【

13、补充资料】1.数控机床产生的背景防着科学技术的不断进步和社会生产的不断发展，人们对机械产品的质量和生产效率提出了越来越高的要求,而机械加工过程的自动化是实现上述要求的有效补充资料教学内容教学方法途径。从工业化革命以来，人们实现机械加工自动化的主要手段有：自动机床、组合机床、专用自动生产线等.这些设备的使用大大提r了机械加工自动化的程度，提高了劳动生产效率,促进了制造业的发展。但它也存在固有的缺点，如初始投资大、准备周期长、柔性差等.因此，上述方法仅适用于批量较大的零件生产。然而,方面,随着市场竞争的日趋激烈，产品更新换代周期缩短，小批量产品的生产所占的比武越来越大，占总加工量的80%以上，在航

14、空、航天、重型机床以及国防工业部门尤为突出因此，迫切需要一种精度高、柔性好的加工设备来满足上述需求，这是机床数控技术产生和发展的内在动力。另方面，电子技术和计算机技术的飞速发展则为数控机床的发展提供J坚实的技术基础。数控技术正是在这种背景卜.诞生和发展起来的，它极其有效地满足了上述要求，为小批量、精密更杂的零件生产提供了自动化加工手段。2.数控装置发展的6个阶段1948年，美国帕森斯公司接受美国空军委托.研制直升机螺旋桨叶片轮廓检验用样板的加工设备。由于样板形状更杂多样，精度要求高，一般加工设备难以适应，于是提出采用数字脉冲控制机床的设想.1949年，该公司与美国麻省理工学院(MIT)开始共同研尢，并于1952年试制成功第台三坐标数控铳床。教学内容教学方法从1952年第一台数控机床问世后，数控装置已先后经历了两个阶段和六代的发展，其六代是指电子管、晶体管、集成电路、小型计算机、微处理器和基于工控PC机的机用CNC系统。其中前三代为第阶段，称作硬件连接数控，简称NC系统：后三代为第二阶段，称作计算机软件数控，也称CNC系统。第代：1952年试制成功三坐标数控铳床，其数控装置采用电子管元件。第二代：1959年，数控装置采用了晶体管元件和印制电路板,出现带自动换刀装置的加工中心（MC,MachiningCcn1.cr）v第三代：1965年出现了第三代的集成电路