加工中心实习教学方案

一、教学目标

加工中心实训是机电类专业的主要实训课程。通过学习本课程使学生获得对数控加工的感性认识，了解数控加工特点。基本掌握数控机床的操作技能、典型零件的加工工艺及手工编程的方法等使学生更加适应现代社会的发展。

（一）知识掌握点

1. 熟悉加工中心结构及各部分功能。

2. 熟悉数控机床操作面板。

3．掌握零件工艺分析、手工编程等方法及各种加工参数。

4．了解CAD/CAM技术概况

（二）能力训练点

1．掌握数控机床的加工工艺分析、手工编程的方法。

2．掌握刀具长度、直径的测量和输入。

3．掌握工件、刀具的装夹。

4．掌握工作坐标系的设定。

（三）素质培养点

1．培养学生职业道德。

2．培养学生的创新精神。

二、大纲重点、学习难点及化解办法

（一）大纲重点

1．掌握加工中心的工作原理和有关组成部分的作用。

2．掌握零件数控程序的编制方法。

3．了解加工中心加工工艺及机床操作要领。

（二）大纲难点

1．  数控程序编制中常用指令的使用及区别。 

2. 半径补偿和长度补偿的测量和输入。

（三）难点化解方法

1．通过具体程序分析各种指令的差别。

2． 通过观看教师示范并结合学生自身实践掌握刀具半径补偿和长度补偿的测量及使用方法。

三、教学计划

［教学计划设计说明］

本教学计划依据教学大纲要求，遵循理论联系实际的原则，本着够用能用的教学目标循序渐进的安排教学内容，说明如下：

１．通过入门讲解，使学生对加工中心有一个感性认识。

２．在讲解加工程序编制时依据图纸进行编程，具有很强的针对性。

３．教师的示范操作给了学生规范化的操作概念，通过示范讲解还解决了学生一些理论上疑惑。

４．学生通过亲自操作机床，真正掌握加工中心的操作技能。

５．为了扩展学生视野，增强学生的学习兴趣，教师给学生讲解了如何使用ＣＡＤ／ＣＡＭ技术进行加工。

总之，本计划安排得当，既符合教学大纲要求，又符合我校教学实际。

四、物质准备

1． 设备： XH774 立式加工中心、空压机、电子对刀仪、电子找正器等

2． 工具：刀具、卡尺、螺旋测微器、高度尺、毛刷、铜锤、棉纱等

3． 材料：铝、45#钢等

4． 教具：计算机

五、教学过程

单元 1 数控技术的基本知识

［讲解］

加工中心是一种一次装夹可自动完成镗、铣、钻、铰等工序加工的数控设备。是制造技术与计算机、自动控制、传感器等学科完美结合的一种现代加工设备。  

1、 用途：

可加工中小批量的复杂零件，适用于在复杂型腔腔和特殊表面的加工

2、 机床的特点：

   （1）高速定位。尤其是直线伺服电机的采用，使加工中心的定位精度达到微米级。

   （2）自动换刀。直流电机经蜗轮副使刀库自动回转，机械手取刀、装刀机构均由液压系统驱动。自动换刀机构结构简单，换刀可靠。由于它安装在立柱上，故不能影响主轴箱移动精度。

   （3）CAD/CAM软件。机床采用CAD/CAM软件辅助人工进行设计和加工，提高了效率和产品精度

3、 加工中心程序格式

我们以日本 FANUC Oi-MA 系统为例介绍 ISO 国际代码。

  所谓程序格式，就是指程序段书写的规则，它包括程序名、程序段号等，每个程序都由以下几部分组成：

O####程序名以 O 开头，####代表程序号，通常为四位数，范围为 0000 ～ 9999 。

N##程序顺序号以 N 开头，##代表顺序号

G    准备功能

X,Z  绝对坐标运动指令

U,W  相对坐标运动指令

S    主轴功能，指定主轴转速

T    刀具功能，指定刀具

M    辅助功能，指定机床辅助性动作，例如换刀，工作液的开关等。

F    进给速度

单元 2 数控程序的编制

［导入］手工数控编程好坏关键在于对数控指令掌握的熟练程度，因此，本节我们着重讲解编程指令。

［学法提示］注意各指令在用法上的差别。

［讲解］教师在讲解程序时要重点讲解刀具长度补偿指令G43、G40、G49，刀具半径补偿指令G40 ， G41 ， G42 和固定循环指令的使用方法，通过对程序分析帮助学生掌握编程的基本方法和技巧。

［提问］请同学们思考一下，如果我们不采用刀具半径补偿指令又如何编写加工程序，大家可以根据提供的图纸，试着编写。

［提问目的］通过这一过程使学生明白刀具半径补偿在数控编程中的重要性以及如何使用半径补偿进行编程，

［操作示范］利用仪器测量刀具长度补偿，以利于学生理解。

［板书］Ｇ９０绝对编程指令

Ｇ９１相对编程指令

Ｇ４３＼Ｇ４４刀具长度补偿指令．．．．．．．．

Ｇ４１＼Ｇ４２刀具半径补偿指令．．．．．．．．．

．．．．．．．．．．．

［小结］通过程序讲解、提问及示范，使学生熟悉了各种编程指令，为进一步学习编程和操作奠定了坚实的基础。

图一

单元 3加工中心的操作

[导入]加工中心操作技术要求较高，因此在操作时一定要小心谨慎。

[学法提示]在教师示范中，要求学生一定要集中精力，仔细观察，尤其是在做刀具补偿时。

[操作示范] 教师按照功能类别依次操作各种按钮、指示灯及操作部件。

[板书]

1、CYCLE START  程序执行启动按钮（带灯）

自动操作方式时，选择所要执行的程序，按下此按钮自动操作开始，执行自动操作执行期间，按钮内指示灯点亮。

   2、FEED HOLD 进给保持按钮（带灯）
      自动执行程序期间，按下此按钮，机床运动轴即减速停止。

   3、MODE SELECT 方式选择开关，选择机床的工作方式

1）EDIT：编辑方式

2）AUTO：自动方式

3）MDI：手动数据输入方式

4）JOG：点动进给方式

5）HANDLE：手摇脉冲发生器进给方式

6）RAPID：手动快速进给方式

7）ZRN：手动返回机床参考零点方式

 4、FEEDRATE OVERRIDE  进给速率修调开关

以给定的F指令进给时，可在0~150%的范围内修改进给速率。JOG方式时，亦可用其改变JOG速率。

   5、BDT程序段跳频频步功能按钮（带灯）

自动操作时此按钮接通，程序中有“\”的程序段将不执行。

   6、SBK单程序段执行按钮（带灯）

自动操作执行程序时，每按一下CYCLE START按钮，只执行一个程序段。

   7、DRN空运行功能按钮（带灯）

自动或MDI方式时，此按钮接通，机床按空运行方式执行程序。

   8、Z AXIS LOCK Z轴锁定功能按钮（带灯）

自动执行程序时此按钮接通，可禁止Z轴方向的移动。

   9、MLK 机床锁定按钮（带灯）

自动，MDI或JOG操作时，此按钮接通，即禁止所有轴向运动已（进给的轴将减速停止）但位置显示仍将更新M，S，T功能不受影响。

   10、OPS程序段选择停功能按钮（带灯）

此按钮接通，所执行的程序在遇有M01指令处，自动停止执行。

11、E-STOP 急停按钮

机床操作过程中，出现紧急情况时按下此按钮伺服进给及主轴运动立即停止，CNC进入急停状态。       

12、MACHINE RESET 机床复位按钮

机床通电后，释放急停按钮，如机床正常运行的条件均以具备，按下按钮，强电复位并接通伺服。

13、PROGRAM PROTECT 程序保护开关（带锁）

此开关处于“0”的位置可保护内存程序及参数不被修改，需要执行存入或修改操作时，此开关应置于“1”。

14、TOOL UNCLAMP  刀具松放按钮

手动工作方式下，按此按钮可卸下装于主轴的刀柄。

15、WORK LAMP  工作灯开关

16、RPM OVERRIDE 主轴转速修调开关

可在50-120%的范围内修调以S指令给定的主轴转速。

17、CW  主轴手动正转按钮（带灯）

18、STOP主轴手动停止按钮（带灯）

机床处于手动工作方式，并已有S指令输入的条件下，可使用以上3只按钮，主轴进行启，停操作。

19、COOL ON 冷却泵启动按钮（带灯）

20、COOL OFF 冷却泵停止按钮（带灯）

不论处于何种工作方式都可控制冷泵的启停。

21、MAGAZINE CW  刀库正转按钮（带灯）

22、MAGAZINE CCW 刀库反转按钮（带灯）

手动方式下，以上按钮每按一下可使刀库转过一个刀位。

23、AXIS SELECT 手动进给轴选择开关

24、HANDLE MULTIPLIER 手轮进给倍率开关

用于选择手轮进给的每格位置当量。

25、JOG+ 点动正向按钮

26、JOG- 点动负向按钮

点动方式下，以上两只按钮与轴选择开关配合可点动移动各轴，ZRN方式下，JOG+。

［小结］通过我的操作及讲解，同学们熟悉了机床操作面板和刀具补偿值的测量，下去同学们仔细回顾一下我示范的内容。

单元 4 学生编程与加工

[导入]上节我们讲了很多，很多同学说总是在听老师讲解和示范什么时候我们能亲自操作啊，这节我们将有机会亲自来操作机床。

［学生操作］在教师的指导下，学生独立操作机床。

［注意事项］操作中有几点要求：

1、 没有得到教师同意，不允许私自操作机床

2、 操作时特别注意安全。这里的安全不仅指学生人身安全还指机床的安全，也就是说在操作过程中既不能到伤害自己也不能损坏机床。

［讲评］考评的内容包括纪律情况、技术熟练程度、实训报告成绩、出勤情况和工作态度等，讲评的目的是对与学生在训练过程中所表现的态度、技术熟练程度和对训练内容的掌握程度等做出合理的评价。

单元 5 CAD/CAM技术应用

[导入]随着生产技术的发展和人们对产品品质的要求也越来越高，越来越的产品在追求性能的同时也在追求产品的外观和附加功能，对此普通的手工编程已难以适应发展要求，而CAD/CAM技术就能够很好的解决这一问题。

[讲解]CAD/CAM技术是数控技术发展到一定阶段的必然产物，它解决了在过去看来难以实现的一些问题，是计算机技术，传感器，自动控制技术等技术与机械制造技术的完美结合，对于复杂零件我们首先建立模型，然后通过刀具选择、轨迹生成、仿真加工、后置处理、程序生成、程序传输、实体加工等过程，最终得到我们需要的产品 。如今CAD/CAM技术已越来越受到企业的重视，广泛应用于机械、航天、汽车、船舶等领域。因此，作为一名工科学生我们必须掌握这项技术。

重点讲解以下几点：

1、 结合实例介绍Pro/Engineer、MasterCAM8.0等CAD/CAM软件。

2、 程序传输。

3、 CAD/CAM加工过程。

[小结]拓宽学生视野和知识面，增强学生对现代制造技术的兴趣，为就业和从事先关工作创造条件。

六、总结、拓展（根据具体情况进行）

七、板书设计（略）

 

第二篇：加工中心实习方案

数控加工实习教案（A）

适用专业：

一、目的与要求

1）了解什么叫数控技术？

2）数控技术的发展过程及在生产中的应用；

3）数控机床的组成、工作原理、分类及特点；

4）了解数控机床编程初步知识；

5）了解数控加工程序的编制方法及简单编程指令；

6）能完成数控车床模拟加工，在老师的指导下初步操作数控机床加工零件。

二、教学设备

多媒体教学设备、CNC6132数控车床。

三、时间及进行方式

实习时间：0.5天（4学时）。

进行方式：理论教学、数控车床模拟加工、实际加工演示。

四、教学内容、方法及步骤

单元1、理论授课（多媒体教室，时间1.5学时）

? 什么叫数控技术？

? 数控技术的发展过程

? 数控机床的组成及工作原理

? 数控机床的特点及分类

? 数控加工编程基础知识

? 数控车床编程实例

? 安全操作规程

单元2：教师示范讲解（CNC6132数控车床现场讲解，时间0.5学时)

? 数控车床的的结构；

? 数控车床操作面板功能；

? 机床手动操作方法（机床拖板X、Z向快速移动，工进移动，主轴正、反转及变速，手动换刀等）；

? 数控加工程序的录入、编辑与修改；

? 机床模拟加工；

? 数控车床的对刀、刀偏设置方法，演示加工过程。

单元3：学生操作训练（时间2学时）

? 手动操作机床；

? 录入实例零件的加工程序；

? 模拟零件加工轨迹，验证程序的正确性；

? 在老师的指导下完成实际零件的加工。

单元4：总结、考评

数控车床单元实习报告。

数控加工实习教案（B）

适用专业：

一、目的与要求

1）了解什么叫数控技术？

2）数控技术的发展过程及在生产中的应用；

3）数控机床的组成、工作原理、分类及特点；

4）了解数控机床编程初步知识；

5）了解数控加工程序的编制方法及简单编程指令；

6）能在老师的指导下初步操作数控机床加工零件。

二、教学设备

多媒体教学设备、CNC6132数控车床。

三、时间及进行方式

实习时间：1天（8学时）。

进行方式：理论教学、数控车床模拟加工、实际加工。

四、教学内容、方法及步骤

单元1、理论授课（多媒体教室，时间1.5学时）

? 什么叫数控技术？

? 数控技术的发展过程

? 数控机床的组成及工作原理

? 数控机床的特点及分类

? 数控加工编程基础知识

? 数控车床编程实例

? 安全操作规程

单元2：教师示范讲解（CNC6132数控车床现场讲解，时间0.5学时)

? 数控车床的的结构；

? 数控车床操作面板功能；

? 机床手动操作方法（机床拖板X、Z向快速移动，工进移动，主轴正、反转及变速，手动换刀等）；

? 数控加工程序的录入、编辑与修改；

? 机床模拟加工；

? 数控车床的对刀、刀偏设置方法，演示加工过程。

单元3：学生操作训练（时间6学时）

? 手动操作机床；

? 录入实例零件的加工程序；

? 模拟零件加工轨迹，验证程序的正确性；

? 在老师的指导完成对刀及刀偏值设置，独立完成实例零件的加工。

单元4：总结、考评

数控车床单元实习报告，机床操作水平，零件质量。

数控加工实习教案（C）

适用专业：

一、目的与要求

1）了解什么叫数控技术？

2）数控技术的发展过程及在生产中的应用；

3）数控机床的组成、工作原理、分类及特点；

4）了解数控机床、数控铣床编程初步知识；

5）了解数控加工程序的编制方法及简单编程指令；

6）能独立编制简单零件的数控加工程序；（含圆柱面、圆锥面、圆弧面）

7）能在老师的指导下，独立操作数控机床加工简单零件。

8）了解数控铣床的工艺范围，编程方法及基本操作原理。

二、教学设备

多媒体教学设备、CNC6132数控车床、714立式数控铣床。。

三、时间及进行方式

实习时间：2天（16学时）。

第一阶段（1.5天，计12学时）：进行方式：理论教学、数控车床模拟加工、实际加工。数控加工程序编制，分组操作机床完成零件加工

第二阶段（0.5天，计4学时）：数控铣床编程与操作讲解及加工演示。

四、教学内容、方法及步骤

第一阶段内容：

单元1、理论授课（多媒体教室，时间1.5学时）

? 什么叫数控技术？

? 数控技术的发展过程

? 数控机床的组成及工作原理

? 数控机床的特点及分类

? 数控加工编程基础知识

? 数控车床编程实例

? 安全操作规程

单元2：教师示范讲解（CNC6132数控车床现场讲解，时间0.5学时)

? 数控车床的的结构；

? 数控车床操作面板功能；

? 机床手动操作方法（机床拖板X、Z向快速移动，工进移动，主轴正、反转及变速，手动换刀等）；

? 数控加工程序的录入、编辑与修改；

? 机床模拟加工；

? 数控车床的对刀、刀偏设置方法，演示加工过程。

单元3：学生操作训练

训练课题1：（6学时）

? 手动操作机床；

? 录入实例零件的加工程序；

? 模拟零件加工轨迹，验证程序的正确性；

? 在老师的指导下完成实际零件的加工。

训练课题2：（4学时）

数控编程练习；程序录入修改；模拟加工轨迹；实际加工零件。

第二阶段内容：

数控铣床编程与操作讲解及加工演示。

? 数控铣床加工概述

? 数控铣床的加工对象

? 数控铣床编程基础

? 编程及加工实例

? CAD/CAM技术应用实例

单元4：总结、考评

数控车床单元实习报告，程序编制水平及正确性，加工零件质量。