数控机床基础知识教案
数控机床操作与维护技术授课教案
一、教案基本信息数控机床操作与维护技术授课教案课时安排：5课时（每课时45分钟）教学目标：1. 了解数控机床的基本概念、分类和特点。
2. 掌握数控机床的操作步骤和注意事项。
3. 学习数控机床的维护保养知识。
教学内容：1. 数控机床的基本概念、分类和特点。
2. 数控机床的操作步骤和注意事项。
3. 数控机床的维护保养知识。
教学方法：1. 讲授法：讲解数控机床的基本概念、分类、特点、操作步骤和注意事项。
2. 演示法：展示数控机床的操作过程和维护保养方法。
3. 实践法：让学生亲自动手操作数控机床，进行实际操作练习。
二、教学过程第一课时：数控机床的基本概念、分类和特点1. 导入新课：介绍数控机床的定义和作用。
2. 讲解数控机床的分类和特点。
3. 课堂互动：学生提问，教师解答。
第二课时：数控机床的操作步骤和注意事项1. 讲解数控机床的操作步骤。
2. 讲解数控机床操作的注意事项。
3. 课堂互动：学生提问，教师解答。
第三课时：数控机床的维护保养知识1. 讲解数控机床的日常维护保养内容。
2. 讲解数控机床的故障排除方法。
3. 课堂互动：学生提问，教师解答。
第四课时：数控机床实际操作练习1. 学生分组，进行数控机床实际操作练习。
2. 教师巡回指导，纠正操作错误。
3. 课堂互动：学生提问，教师解答。
第五课时：课程总结与考试1. 复习本节课的重点内容。
2. 学生进行课程考试，检验学习效果。
3. 总结本节课的学习情况，布置课后作业。
三、教学评价1. 课后作业：检查学生对数控机床操作和维护保养知识的掌握情况。
2. 课程考试：评估学生对数控机床操作和维护保养知识的掌握程度。
3. 课堂互动：观察学生在课堂上的参与程度和提问情况，了解学生的学习兴趣和需求。
四、教学资源1. 教材：数控机床操作与维护技术。
2. 数控机床：用于实际操作练习。
3. 投影仪：用于展示操作过程和维护保养方法。
五、教学进度安排第一课时：数控机床的基本概念、分类和特点第二课时：数控机床的操作步骤和注意事项第三课时：数控机床的维护保养知识第四课时：数控机床实际操作练习第五课时：课程总结与考试六、教学过程（续）第五课时：课程总结与考试1. 复习本节课的重点内容。
数控加工基础第五版教案第二章数控机床编程基础
教学内容教学方法件，并将程序单的信息输入数控系统的整个过程。
1．手工编程
手工编程是指编程的各阶段均由人工完成。
手工编程的意义。
2．自动编程
自动编程是利用计算机专用软件来编制数控加工程序。
按计算机专用软件的不同，自动编程可分为数控语言自动编程、图形交互自动编程和语音提示自动编程等。
目前应用较广泛的是图形交互自动编程，常用的软件有UG、Pro/E、Cimatron、Mastercam、CAXA等。
三、数控编程的步骤
1．分析零件图样
首先应准确地识读零件图样表述的各种信息，主要包括零件的材料、形状、尺寸、精度、批量、毛坯形状和热处理要求等。
2．确定工艺过程
在分析图样的基础上，进行工艺分析，选定机床、刀具和夹具，确定零件加工的工艺路线、工步顺序以及重点讲解手工编程的意义
教师可简要介绍几种常用的自动编程软件，或通过课件演示自动编程软件的应用过程，激发学生的学习兴趣。
教师手工绘制或通过PPT展示数控编程的步骤，让学生了解数控编程的步骤。
然后再逐一讲解每个步骤的具体内容。
教师讲授分析零件图样的意义和具体内容工艺过程包含：工艺分析，选定机床、刀具和夹具，确定工艺路线、。
项目1 认识数控机床(电子教案)
学习情境一认识数控机床一、情境描述（一）数控车床的产生、发展和未来趋势如何？1）数控技术发展的原因客观：计算机、电子技术发展主观：战争需要2）数控机床的出现和发展史：第一阶段：（1952年～1970年）硬线数控阶段第一代：1952年,美国麻省理工学院研制，电子管控制的第一台三坐标联动的铣床；第二代：1959年,出现了晶体管控制的“加工中心”；第三代：1965年,出现了小规模集成电路.使数控系统的可靠性得到了进一步的提高；以上三代数控系统都是采用专用控制硬件逻辑数控系统,称为普通数控系统,即NC系统.。
第四代：1967年以计算机作为控制单元的数控制系统.FMS(Flexible Manufacturing System) ,柔性制造系统。
第二阶段：计算机数控阶段（1970年～今）第五代：1970年,美国英特尔开发使用了微处理器.CNC。
3）未来趋势（二）数控、数控技术和数控机床数控：数控是数字控制( Numerical control )的简称,是近代发展起来的，用数字化信息进行控制的自动控制技术.其含义使用以数值和符号构成的数字信息自动控制机床的运转.数控技术：用数字控制技术来控制机床按预先制定的程序来动作。
数控机床：数字控制机床（Numerical Control Machine Tools），也称NC机床.利用数控技术，准确的按照事先安排好的工艺流程实现加工动作的金属切削机床。
（三）数控机床的加工特点（四）国内外数控机床和加工的现状与差别留给学生写论文二、数控车床观摩（车间）数控车床，计算机数字控制的车床1、数控车的结构特点2、数控车的组成（车床组成视频）数控机床的基本组成及工作原理3、数控车床的分类(1)按车床主轴位置分类1)立式数控车床2)卧式数控车床(2)按刀架数量分类1)单刀架数控车床2)双刀架数控车床(3)按功能分类1）经济型数控车床2）普通数控车床3）车削加工中心(4)按系统控制原理分类（1）开环系统（2）闭环系统：半闭环系统和全闭环系统4、数控车的加工范围（零件车削模拟视频、车床概述视频、车床加工实例视频）5、数控车的优点和特点（1）优点：1）适应能力强2）加工精度高3）工序集中，周期短4）能完成复杂型面加工5）技术含量高，有利于现代化管理（2）加工特点：1）超精零件2）形状复杂零件3）普通机床不能加工的零件4）一次装夹，多工序加工5）同时加工两个或两个以上的零件6）同时加工多工序的不同零件7）自动化程度高三、数控车床的操作（一）安全生产数控车的开机与关机：开机：机床开----系统开----急停开关机：急停关----系统关----机床关1. 机床加工前注意事项（1）机床通电后，检查各开关、按钮和键是否正常、灵活，机床有无异常现象。
数控机床 教案
项目任务：1. 数控机床的产生与发展。
2. 数控机床加工的典型案例及应用范围。
3. 数控机床常的构成与特点。
4. 数控机床的分类。
5. 与数控机床加工性能相关的精度指标和运动性能指标6. 数控机床的发展趋势。
7. 与数控机床应用相关的知识拓展。
第一单元：模块一数控机床的产生与发展模块二数控机床的应用模块三数控机床的构成与特点模块四数控机床的分类学习目标：1.了解数控机床产生的背景。
2.掌握数控机床发展历程的两个阶段，第一代至第六代数控系统的特征。
3. 熟知数控机床加工的典型案例。
4.了解数控机床的应用范围。
5.掌握数控机床主要由人机交互装置、数控装置、伺服系统和机床本体四部分组成。
6. 掌握控控机床作为一种高自动化、高柔性、高精度、高效率的机械加工设备所具备的特点。
7. 掌握按加工工艺方法可以数控机床分为五大类。
8. 熟知金属切削类和特种加工类数控机床的常见机型。
9. 掌握切削类典型的数控机床布局及应用。
10.了解3D打印技术与传统切削加工方式的区别及应用实例。
11.按运动方式、按伺服驱动的控制方式对数控机床进行分类。
教学重点：1. 数控机床的应用范围及特点。
2. 组成数控机床主要的四个部分。
3. 数控机床按加工工艺方法分为五大类。
4. 切削类典型的数控机床布局及应用。
教学难点：1. 数控机床按加工工艺方法分为五大类。
2. 切削类典型的数控机床布局及应用。
辅助教学：1. 多媒体课件2. 微课单元学时：2学时教学过程：模块一 数控机床的产生与发展一、数控机床的产生数控机床是指采用了数控技术进行控制的机床，现代数控系统是通过计算机进行控制的，因此，将数控机床又称为 CNC 机床。
数控机床的产生，是机械制造业发展的必然，世界上第一台数控机床是为了满足航空工业制造复杂工件的需要而产生的。
1952年第一台由专用电子计算机控制的三坐标立式数控铣床研制成功，于1955年进入实用阶段，这标志着制造业和控制领域一个崭新时代的到来。
《数控机床》教案—数控机床概述
一、教学目标1. 知识与技能：（1）使学生了解数控机床的定义、分类、特点和应用范围；（2）使学生掌握数控机床的基本组成和工作原理；（3）培养学生对数控机床的认知能力和实际操作能力。
2. 过程与方法：（1）通过讲解、演示和实例分析，使学生了解数控机床的基本概念；（2）通过实验和操作，使学生掌握数控机床的基本操作方法。
3. 情感态度与价值观：（1）培养学生对数控技术的兴趣和好奇心；（2）使学生认识到数控机床在现代制造业中的重要地位和作用。
二、教学内容1. 数控机床的定义和发展历程2. 数控机床的分类和特点3. 数控机床的应用范围4. 数控机床的基本组成5. 数控机床的工作原理三、教学重点与难点1. 教学重点：（1）数控机床的定义、分类、特点和应用范围；（2）数控机床的基本组成和工作原理。
2. 教学难点：（1）数控机床的基本组成和工作原理；（2）数控机床的操作方法。
四、教学方法与手段1. 教学方法：（1）讲解法：讲解数控机床的基本概念、组成和原理；（2）演示法：演示数控机床的操作过程；（3）实验法：让学生亲自动手操作数控机床；（4）案例分析法：分析数控机床在实际生产中的应用案例。
2. 教学手段：（1）多媒体课件：展示数控机床的图片、动画和视频；（2）数控机床模型：直观展示数控机床的结构；（3）实验设备：让学生亲身体验数控机床的操作。
五、教学过程1. 导入新课：（1）引导学生思考：什么是数控机床？它有什么特点？（2）讲解数控机床的定义和发展历程。
2. 讲解数控机床的分类和特点：（1）讲解数控机床的分类；（2）分析数控机床的特点。
3. 讲解数控机床的应用范围：（1）列举数控机床在各个领域的应用案例；（2）使学生了解数控机床在现代制造业中的重要地位。
4. 讲解数控机床的基本组成：（1）讲解数控机床的硬件组成；（2）讲解数控机床的软件组成。
5. 讲解数控机床的工作原理：（1）讲解数控机床的加工原理；（2）讲解数控机床的操作系统。
《数控车教案》
《数控车教案》一、教学目标：1. 知识与技能：（1）掌握数控车床的基本结构与工作原理；（2）了解数控车床的编程方法及操作步骤；（3）学会使用数控车床进行简单零件的加工。
2. 过程与方法：（1）通过实物观察、讲解等方式，使学生了解数控车床的组成与功能；（2）通过上机操作，培养学生熟练操作数控车床的能力；（3）通过案例分析，使学生掌握数控车床编程的方法。
3. 情感态度与价值观：（1）培养学生对数控技术感兴趣，认识到其在现代制造业中的重要性；（2）培养学生遵守生产纪律，注重安全意识；（3）培养学生团队协作精神，提高沟通与协调能力。
二、教学内容：1. 数控车床的基本结构与工作原理（1）数控车床的组成部分；（2）数控车床的工作原理及操作步骤。
2. 数控车床的编程方法（1）数控车床编程的基本概念；（2）数控车床编程的指令系统；（3）数控车床编程的注意事项。
三、教学方法：1. 讲授法：讲解数控车床的基本结构、工作原理及编程方法；2. 演示法：展示数控车床实物，让学生了解其组成与功能；3. 实践法：安排上机操作，让学生动手操作数控车床；4. 案例分析法：分析实际加工案例，使学生掌握数控车床编程的方法。
四、教学准备：1. 教室环境：多媒体教学设备；2. 教学工具：数控车床模型、实物图片、编程软件；3. 上机设备：数控车床、计算机。
五、教学过程：1. 导入新课：通过展示数控车床实物图片，引导学生了解数控车床的组成与功能；2. 讲解数控车床的基本结构与工作原理，让学生掌握其工作原理及操作步骤；3. 讲解数控车床编程的方法，使学生了解编程的基本概念、指令系统及注意事项；4. 安排上机操作，让学生动手操作数控车床，巩固所学知识；5. 分析实际加工案例，使学生掌握数控车床编程的方法；6. 总结本节课所学内容，布置课后作业。
六、教学评价：1. 平时成绩：考察学生在课堂上的参与程度、提问回答等情况，占总评的30%；2. 上机操作：评价学生在数控车床操作过程中的技能掌握程度，占总评的30%；3. 课后作业：评价学生对课堂所学知识的巩固情况，占总评的20%；4. 期末考试：考察学生对数控车床基本原理、编程方法等知识的掌握，占总评的20%。
“数控加工基础”教案讲义
2.2预置工件坐标系
指令：工件坐标系选择G54～G59
说明：
1、G54～G59是系统预置的六个坐标系，
G 54
G
5
5
格式
G 56
G
5
7
G 58
G 59
可根据需要选用。
2、G54～G59建立的工件坐标原点是相对 于机床原点而言的，在程序运行前已设定 好，在程序运行中是无法重置的。
暂停指令（G04）
暂停指令G04
➢格式：G04 X _ X后接带小数点的数，单位s(秒）
或 G04 P _ P后接整数， 单位ms(毫秒）
说明：
（1） G04在前一程序段的速度降到零之后才开始暂 停动作。
（2）在执行含G04指令的程序段时，先执行暂停功能。
（3）G04为非模态指令
（4）G04可使刀具作短暂停留，以获得圆整而光滑的 表面。该指令除用于切槽、钻镗孔外，还可用于拐角 轨迹控制。
2、无论是直径编程还是半径编程，圆弧插补时R、 I和K的值均以半径值计量 .
3.1常用G功能指令列表
代码 组
意义
代码 组
*G00
快速点定位 *G40
G01
直线插补
G41 07
意义 刀补取消 左刀补
代码 G73 G76
组
意义
车闭环复合循环 00
车螺纹复合循环
G02 01
顺圆插补
G42
右刀补
G80
车外圆固定循环
O0001
程 G92 X70.0 Z150.0 ;
序 头
S630 M03 ;
G90 G00 X20.0 Z88.0 M08;
G01 Z78.0 F100 ;
数控车教案下
数控车教案下一、教学目标：1. 了解数控车床的基本结构和工作原理。
2. 掌握数控车床的操作方法和编程技巧。
3. 能够独立完成简单的数控车削加工任务。
二、教学内容：1. 数控车床的基本结构：床身、主轴、进给系统、刀架等。
2. 数控车床的工作原理：数控系统、伺服系统、程序控制系统等。
3. 数控车床的操作方法：开机、关机、选择工件坐标系、设置刀具补偿等。
4. 数控车床的编程技巧：G代码、M代码、T代码、刀具半径补偿等。
5. 简单数控车削加工实例：轴类零件、螺纹零件、螺母零件等。
三、教学方法：1. 理论教学：讲解数控车床的基本结构、工作原理、操作方法和编程技巧。
2. 实践教学：操作数控车床进行简单加工实例，让学生亲身体验数控车削加工过程。
3. 案例教学：分析实际加工案例，让学生学会运用数控车床解决实际问题。
四、教学环境：1. 教室：配备投影仪、计算机、黑板等教学设施。
2. 数控车床实验室：配备多台数控车床和相应的辅助设备。
五、教学评估：1. 平时成绩：考察学生的出勤、课堂表现、作业完成情况等。
2. 实践操作考核：学生在数控车床上进行加工操作，评估其操作熟练程度和加工质量。
3. 期末考试：考察学生对数控车床基本知识、操作方法和编程技巧的掌握程度。
教学计划：第一周：数控车床的基本结构和工作原理第二周：数控车床的操作方法第三周：数控车床的编程技巧第四周：简单数控车削加工实例第五周：综合训练六、教学内容：1. 复杂零件的数控车削加工：曲轴、凸轮、螺纹等。
2. 数控车床的刀具选择与补偿：刀具类型、刀具补偿设置等。
3. 数控车床的加工工艺：切削参数、走刀路线、切削液的使用等。
4. 数控车床的故障排除：常见故障现象、故障原因及解决方法。
5. 数控车床的安全操作规程：操作注意事项、紧急停机方法等。
七、教学方法：1. 理论教学：讲解复杂零件的数控车削加工、刀具选择与补偿、加工工艺等。
2. 实践教学：操作数控车床进行复杂零件加工实例，让学生亲身体验数控车削加工过程。
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可编程控制器(PLC) 具有响应快，性能可靠，易于 使用，编程和修改程序，并可直接驱动机床电气等 特点而成为广泛应用的数控机床辅助控制装置。
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5．检测反馈装置
作用：检测数控机床各个坐标轴的实际位移量，经 反馈系统输入到机床的数控装置中。数控装置将反馈回 来的实际位移量与设定值进行比较，控制伺服机构按指 令设定值运动。
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2.数控装置 ——对数控机床进行指挥、控制
——数控机床的核心。它由输 入装置（如键盘）、控制运算 器和输出装置（如显示器）等 构成。 接受控制介质上的数字化信息， 经过控制软件或逻辑电路进行 编译、运算和逻辑处理后，输 出各种信号和指令，控制机床 的各个部分，进行规定的、有 序的运动。
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3.伺服机构 ——驱动机床执行机构实施运动
常用检测元件：直线光栅、光电编码器、圆光栅、 绝对编码尺等。
直线光栅
光电编码器
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6.机床本体
数控机床的主体，是用于完成各种切削加工的 机械部分
2
一、数控与数控机床的概念 1.数控的定义
数控： 数控又称为数字控制(Numerical Control) ,是 一种利用数字化信息发出指令并实现自动控制 的技术.
数控技术:（简称数控）——将通过计算机进行自 动控制的技术统称为数控技术。
3
2.数控加工的特点 （1）加工过程规范
零件的切削用量的确定及机床的辅助控制都在加工前预 先设计及优化处理，安排在规范的加工程序中并自动控 制完成，不会受到人工干预。
（2）工艺制定严密
加工工艺是否先进、合理关系到加工质量的忧虑，在编 制加工程序时必须认真分析加工过程的每一个细节，以免 出现事故。
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3.数控机床定义
数字控制机床：(Numerical Control Machine Tools)数控机床是 采用了数字控制技术的加工设备,它通过数字化信息对机床的 运动方向及加工过程进行控制,实现要求的机械动作,并自动完 成加工任务.它是一种典型的技术密集且自动化程度很高的机 电一体化产品. 简称数控机床。
伺服电动机 驱动装置 13
4．辅助控制装置
辅助控制装置——介于数控装置 和机床机械、液压部件之间的强电控 制装置。
作用：接受数控装置输出的主运 动变速、刀具选择和交换、辅助动作 等指令信息，经过必要的编译、逻辑 判断、功率放大后，直接驱动相应的 电气、液压和机械部件，以完成各种 规定的动作。
可编程控制器（PLC）
它把机械加工过程中的各种控制信息用代码化的数字表示， 通过信息载体输入数控装置。经运算处理由数控装置发出各种 控制信号，控制机床的动作，按图纸要求的形状和尺寸，自动 地将零件加工出来。数控机床较好地解决了复杂、精密、小批 量、多品种的零件加工问题，是一种柔性的、高效能的自动化 机床，代表了现代机床控制技术的发展方向，是一种典型的机 电一体化产品。
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数控机床的特点: 1.具有高柔性. 2.生产效率高,减少辅助时间和机动时间. 3.加工精度高,产品质量稳定. 4自动化程度高,劳动强度低. 5能加工形状复杂的零件.
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二、数控机床的组成
控制介质
数控装置
伺服机构
辅助控制装置
检测装置
机床本体
外 观
图
8
数控机床组成示意图
9
1. 控制介质
将零件加工信息传送到数控装置去的程序载体， 常用的有磁盘、U盘等
磁盘
移动硬盘
U盘
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加工信息即数控程序，是数控机床自动加工零件的工作 指令。在对加工零件进行工艺分析的基础上，确定零件 坐标系在机床坐标系上的相对位置，即零件在机床上的 安装位置；刀具与零件相对运动的尺寸参数；零件加工 的工艺路线、切削加工的工艺参数以及辅助装置的动作 等。得到零件的所有运动、尺寸、工艺参数等加工信息 后，用由文字、数字和符号组成的标准数控代码，按规 定的方法和格式，编制零件加工的数控程序单。编制程 序的工作可由人工进行；对于形状复杂的零件，则要在 专用的编程机或通用计算机上进行自动编程（APT）， 或CAD/CAM设计。编好的数控程序，存放在便于输入 到数控装置的一种介质上，它可以是磁带和磁盘等，采 用哪一种存储载体，取决于数控装置的设计类型。
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数控机床的产生与发展: 数控机床诞生于美国.1952年,美国帕森斯公司与麻省理工
学院共同研制成功了世界上第一台数控机床,用来加工直升 机叶片轮廓检查用样板.半个世纪以来,数控技术得到了迅猛 的发展,其加工精度和加工效率不断提高.数控机床发展至今 已经历了两个阶段共六个时代.
1.硬件数控阶段:(NC)：搭成一台机床专用计算机作为数控 系统,这就是硬件连接数控,简称数控(NC).这个阶段一共经历了三代,即 第一代的电子管数控机床,第二代的晶体管数控机床,第三代的小规模集 成电路数控机床. 2.计算机数控阶段:(CNC)： 这个阶段也经历了三代:即第四代的小型计 算机数控机床,第五代的微型计算机数控机床以及第六代基于PC的数控 机床.前三代数控机床采用专用控制计算机的硬件数控装置,早已被淘汰; 后三代的数控机床,则以小型／微型计算机取代硬件控制计算机作为核 心部件，数控机床的许多控制功能由专用软件实现,其数控系统被称为 软件控制系统,又称CNC系统.
伺服机构——数控机床的执行机构，由驱动和执行两大部 分组成。它接受数控装置的指令信息，并按指令信息的要求 控制执行部件的进给速度、方向和位移。 脉冲当量——每一脉冲使机床移动部件产生的位移量。常 用的脉冲当量为0.001mm～0.01mm。
常用的位移执行机构有功率 步进电动机、直流伺服电动 机、交流伺服电动机。
第一章 数控机床基础知识
§1－1 数控与数控机床 §1－2 数控机床的分类和常见数控机床简介
§1－3 数控机第床的一加章工特数点 控机床基础知识
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1.1数控与数控机床
机床是人类社会生产力发展的重要标志，随着 科学技术的飞跃发展，各机械制造业迅速发展，零 件的形状越来越复杂，精度及批量生产要求越来越 高，数控机床及其应用技术应运而生并在生产实践 中显示了优越和强大的生命力。提供了一种自动化 加工手段。