《數控車實訓》教案

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數控車實訓教案 授課班級 授課日期 指導教師 石銀法 課程名稱 數控車床實訓 課題號 1 實訓課題 機床日常維護及安全生產教育 課時 實訓準備 華中數控HNC—21T車床及附件 實訓目標 知識目標 ⑴掌握數控車床安全技術操作規(guī)程，做到安全文明生產實習； ⑵掌握數控車床的維護保養(yǎng)知識，做到正確使用數控車床。 能力目標 ⑴培養(yǎng)學生熟練應用知識的能力 ⑵通過任務驅動，培養(yǎng)學生分析問題和解決問題的綜合能力 ⑶培養(yǎng)學生的團隊合作精神和交流合作能力 情感目標 培養(yǎng)學生善于觀察，勤于動腦、長于動手的良好學習習慣。使能夠理論聯(lián)系實際，培養(yǎng)學生的動手能力和學習興趣，從而進一步提高就業(yè)競爭能力。 實訓難點與重點及處理方法 重點：安全生產規(guī)范動作及規(guī)程 處理方法：詳細講解，嚴格強調 難點：嚴格按正確的操作規(guī)程進行實習生產，養(yǎng)成習慣 處理方法：在實習過程中嚴格要求并隨時提醒 安全注意 事項 ①嚴格遵守實訓中心的各項規(guī)定。 ②嚴格遵守各項安全規(guī)定，以免發(fā)生人身或機床事故。 ③嚴格按照數控車床的操作規(guī)程進行操作。 ④要時刻保持精神集中，明確操作的目的，做到細心、準確地操作機床。 ⑤對操作有疑問時要先向指導老師請教后方可進行操作。 檢測手段 實訓過程 教學活動 教師活動 學生活動 時間分配 導入 新授： 活動探究 難點突破 重點練習 重點突破 實訓總結 復習：1、數控機床的組成 2、機床本體的組成 導入：加工前應注意的問題 教師出示設定任務 根據指定任務進行操作練習 展開練習 分組討論 教師出示進一步練習任務 強調本次課程重點、難點 提問　 解釋說明 演示 巡回指導 引導、提示 講解 巡回指導 講述、總結 思考、回答 上機練習 觀察、思考 圍繞任務展開練習 觀察、發(fā)現 加深練習 尋找方法 圍繞任務展開練習 加深練習 聽講 思考、記憶 教學過程 教 學 內 容 備 注 組織教學 宣布課堂紀律、點名； 檢查學生的課前準備。 復習導入 復習：⑴ 數控車床的組成 學生回答 ⑵ 數控車床機械部分的組成 學生回答 通過學生的回答情況，做簡要的評講，并提出新問題：在機床實際加工前應注意什么問題？（導入新課） 新授課程 基本知識講解 活動探究 任務：機床的日常維護及安全生產教育 一、機床運轉前的準備工作 （一） 準備工作 ⑴ 確保潤滑部位（床頭箱、導軌及絲杠等）都已加油。 ⑵ 查所有操縱手柄，并處于中間（空檔）位置。 ⑶ 用手撥動主軸核實主軸處于空檔位置。 ⑷ 檢查傳動V型皮帶是否有適當的張緊力。 ⑸ 上列項目檢查完畢后，輸入指令使主電機正轉，轉動主軸箱前軸3～5分鐘以濺起油潤滑床頭箱，在這段時間里主軸不應轉動。 ⑹ 撥動齒輪并作正反轉來檢查每檔轉速，注意主電機轉動時不要撥動齒輪，撥動齒輪前應停轉主電機。機床的每檔速度應平穩(wěn)。 ⑺ 在手動狀態(tài)下檢查進給運動（X軸，Z軸）是否平穩(wěn)，檢查限位保護是否可靠。 ⑻ 根據情況，可編一個試運行程序（含主運動、進給運動），讓機床在無負荷狀態(tài)下運行一段時間。 編寫一個程序，讓車床運轉，在無負荷運行，檢查機床的運行情況。（教師演示） （二）、潤滑和冷卻 機床運動的時時刻刻所有的部位都應潤滑，以保證機床良好的保養(yǎng)和長期的使用壽命。 ⒈ 床頭箱潤滑 床頭箱依靠齒輪和傳動軸使油飛濺起來潤滑，油通過回油系統(tǒng)在箱內流動。要更換床頭箱的潤滑油可卸下位于床頭箱下部的放油塞。 ⒉ 導軌及絲杠潤滑 大小絲杠的潤滑為油脂潤滑。利用手動油泵可同時潤滑床身導軌和橫向滑板，每天操作機床前應將手動油泵按動數次。機床工作過程可根據情況用手動油泵打油潤滑，還應經常檢查油泵油箱的油量。 ⒊ 其它部位的潤滑 立式四工位刀架和尾架上有注油孔，要定時加油。大、小絲杠的推力軸承和步進電機減速箱以及滑移門等的滾動軸承均采用脂潤滑。在檢修機床時可根據情況更換或補充潤滑脂。 機床使用的潤滑油、潤滑脂必須是清潔的。 教學過程 教 學 內 容 備 注 難點突破 ⒋ 冷卻系統(tǒng) 機床冷卻系統(tǒng)由冷卻泵和噴水軟管組成。冷卻泵裝在水箱里。機床尾部床腳即為水箱。噴水軟管可任意轉動，使冷卻效果最佳。冷卻液經泵抽起后通過噴水軟管噴向切削點，然后經過承屑盤中的過濾網流回水箱。 （三）、主軸轉速的調整 機床的動力從主電機皮帶輪通過V型皮帶傳到床頭箱的中間軸，轉速的改變是通過中間軸和主軸之間安裝的一系列精密磨削的齒輪來達到。要改變主軸速度，只需要變換床頭箱上的兩個手柄，把其中之一從中間位置撥到床頭箱速H銘牌所指示的所需速度位置即可。主電機為雙電機，其高低由數控系統(tǒng)指令控制，主軸的正反轉也由數控系統(tǒng)指令控制。 （四）、機床防護 本機床防護采用半封閉式防護結構，前面為滑移門，可在機床全長上自由移動，既可有效地防止切屑和冷卻液的飛濺，也便于變換主軸轉速和上下工件。在推動滑移門的過程中，門未停止，手就不應放開。絕對禁止猛推滑移門。機床后面為擋屑板。擋屑板下為排屑口，既防切屑也方便排屑。 床頭箱端面護板可防切屑側面飛濺。大絲杠護板有效地防止各種雜物損傷絲牙。 根據學生分組情況，讓同學們依次操作機床，及時發(fā)現問題，及時解決，未操作的同學注意觀察。 （五）、日常維護保養(yǎng) ⑴ 每班工作后應擦凈車床導軌面（包括中滑板和小滑板），要求無油污、無鐵屑，并澆油潤滑，使車床外表清潔和場地整齊。 ⑵ 要求車床三個導軌面及轉動部位清潔、潤滑，油眼暢通，油標油窗清晰，清洗護床油毛氈，并保持車床外表清潔和場地整齊等. ⑶ 車床的潤滑都采用30號機油。主軸箱和溜板箱內的潤滑油一般三個月更換一次，換油時應在箱體內用煤油洗清后再加油。 （六）、安全操作規(guī)程 ⑴ 實習時，要穿好工作服、袖套、防護眼鏡，女同學應戴工作帽。頭發(fā)和辮子應塞入工作帽內。加工時，注意頭與工件不能靠得太近。 ⑵ 數控系統(tǒng)的編程、操作和維修人員必須經過專門的技術培訓，熟悉所用數控車床的使用環(huán)境、條件和工作參數等，嚴格按機床和系統(tǒng)和使用說明書要求正確、合理地操作機床。 ⑶ 數控車床的使用環(huán)境要避免光的直接照射和其它熱輻射，避免太潮濕或粉塵過多的場所，特別要避免有腐蝕氣體的場所。 ⑷ 為避免電源不穩(wěn)定給電子元件造成損壞，數控車床應采取專線供電或增設穩(wěn)壓裝置。 7’ 10’ 20’ 教學過程 教 學 內 容 備 注 活動探究 ⑸ 數控車床的開機、關機順序，一定要按照機床說明書的規(guī)定操作。主軸起動開始切削之前一定要關好防護罩門，程序正常運行中嚴禁開啟防護罩門。 ⑹ 在每次電源接通后，必須先完成各軸的返回參考點操作，然后再進入其他運行方式，以確保各軸坐標的正確性。 ⑺ 機床在正常運行時不允許打開電氣柜的門。 ⑻ 加工程序必須經過嚴格檢驗方可進行操作運行。 ⑼ 手動對刀時，應注意選擇合適的進給速度；手動換刀時，刀架距工件要有足夠的轉位距離不至于發(fā)生碰撞。 ⑽ 加工過程中，如出現異常危急情況，可按下“急?！卑粹o，以確保人身和設備的安全。 ⑾ 機床發(fā)生事故，操作者要注意保留現場，并向維修人員如實說明事故發(fā)生前后的情況，以利于分析問題，查找事故原因。 ⑿ 數控機床的使用一定要有專人負責，嚴禁其他人員隨意動用數控設備。 ⒀ 要認真填寫數控機床的工作日志，做好交接工作，消除事故隱患。 ⒁ 不得隨意更改數控系統(tǒng)內部制造廠設定的參數，并及時做好備份。 ⒂ 要經常潤滑導軌、防止導軌生銹。使用冷卻液時，要在車床導軌上涂上潤滑油，冷卻泵中的冷卻液應定期調換。 ⒃ 使用帶有手動機械變速的數控車床，車床在需要變速時，必須在停車狀態(tài)下進行。 ⒄ 注意保護床身及導軌面，不允許在卡盤及床身上敲擊或校直工件。床身上不準放置工具或工件，裝卸較重工件，應用木板保護床面。 ⒅ 愛護工、夾、量具。工作時，工、夾、量具及工件，應盡可能靠近和集中在操作者周圍。 ⒆ 車刀磨損后，要及時刃磨，用磨鈍的車刀繼續(xù)切削會增加車床負荷，甚至損壞機床。 ⒇ 下班前，應清掃車床上及車床周圍的切屑，并做好車床的清潔保 養(yǎng)工作；應將大拖板退至床尾一端，并關閉電源。 展示相關因違反操作規(guī)程出現的大量的嚴重的事故的圖片，讓事實說話，讓同學們牢記安全生產的重要性。 7’ 10’ 20’ 教學過程 教 學 內 容 備 注 實習總結 一、課題小結 1、課題測試； 2、重申安全文明實習的重要性； 3、指出實習操作中的的普遍問題及解決措施。 二、布置作業(yè) 1、數控機床運行前的準備工作有那些？ 2、簡述安全操作規(guī)程的主要內容 三、清理現場 1、整理實習工具、材料和清掃設備； 2、實習場地衛(wèi)生清理。 課后分析 實習指導教師課時授課教案 授課班級 授課日期 指導教師 課程名稱 數控車床實訓 課題號 2 實訓課題 數控系統(tǒng)操作面板及機床面板操作實訓 課時 實訓準備 華中數控HNC—21T機床及附件 實訓目標 知識目標 ⑴ 熟悉華中世紀星數控系統(tǒng)操作面板上各功能鍵的作用； ⑵ 熟悉華中世紀星數控系統(tǒng)各主功能菜單的作用及選擇。 ⑷ 熟悉“手動”主菜單的操作界面； ⑸ 熟練掌握面板上手動操作鍵的使用； ⑹ 熟練掌握用手動操作加工簡單零件。 能力目標 ⑴培養(yǎng)學生熟練應用知識的能力 ⑵通過任務驅動，培養(yǎng)學生分析問題和解決問題的綜合能力 ⑶培養(yǎng)學生的團隊合作精神和交流合作能力 情感目標 使能夠理論聯(lián)系實際，培養(yǎng)學生的動手和學習興趣，從而進一步提高就業(yè)競爭能力。 實訓難點與重點及處理方法 重點：熟悉操作面板上各功能鍵的作用，能用手動操作熟練加工工件 處理方法：熟悉數控系統(tǒng)面板的操作后，多練習。 難點：形成技能 處理方法 ：多練習。 安全注意 事項 ①嚴格遵守各項安全規(guī)定，以免發(fā)生人身或機床事故。 ②嚴格按照數控車床的操作規(guī)程進行操作。 ③要時刻保持精神集中，明確操作的目的，做到細心、準確地操作機床。 ④對操作有疑問時要先向指導老師請教后方可進行操作。 檢測手段 實訓過程 教學活動 教師活動 學生活動 時間分配 復習導入 新授 活動探究 難點突破 概念學習 重點練習 重點突破 拓展訓練 總結 復習：1、實體工具欄的使用 2、創(chuàng)建長方體 導入：如何在已建實體模型面上創(chuàng)建圖形 教師出示設定任務 根據指定任務進行操作練習 為何所畫圖形不在所需模型面上？ 明確UCS的XY平面是工作平面 用戶坐標系的概念 靈活定位UCS 確定當前工作面 分組討論 定位UCS的七種方法 教師出示進一步練習任務 強調本次課程重點、難點 提問　 展示圖片 解釋說明 巡回指導 引導、提示 講解 巡回指導 匯總、補充 展示圖片 講述、總結 思考、回答 上機練習 觀察、思考 圍繞任務展開練習 觀察、發(fā)現 聽講 展開練習 尋找方法 練習、討論 加深練習 思考、記憶 教學過程 教 學 內 容 備 注 組織教學 宣布課堂紀律、點名； 檢查學生的課前準備。 7’ 復習導入 新授課程 基本知識 講解 復習：簡要回顧上一課題的主要內容，然后提問： (1) 車床運行前的準備工作有那些？ (2) 安全操作規(guī)程的主要內容？ 導入：如何正確的操作數控車床呢？ 任務：如何機床操作 一、開機、關機、急停 (一)、開機 (1) 檢查機床狀態(tài)是否正常； (2) 檢查電源電壓是否符合要求，接線是否正確； (3) 按下“急?！卑粹o； (4) 機床上電； (5) 數控上電； (6) 檢查風扇電機運轉是否正常； (7) 檢查面板上的指示燈是否正常； 接通數控裝置電源后，HNC-21T 自動運行系統(tǒng)軟件。此時液晶顯示器顯示如圖2-1 所示系統(tǒng)上電屏幕（軟件操作界面），工作方式為“急?！?。 (二)、復位 系統(tǒng)上電進入軟件操作界面時，系統(tǒng)的工作方式為“急?！?，為控制系統(tǒng)運行，需左旋并拔起操作臺右上角的“急?！卑粹o使系統(tǒng)復位，并接通伺服電源。系統(tǒng)默認進入“回參考點”方式，軟件操作界面的工作方式變?yōu)椤盎亓恪薄? (三)、返回機床參考點 控制機床運動的前提是建立機床坐標系，為此，系統(tǒng)接通電源、復位后首先應進行機床各軸回參考點操作。方法如下： (1) 如果系統(tǒng)顯示的當前工作方式不是回零方式，按一下控制面板上面的“回零”按鍵，確保系統(tǒng)處于“回零”方式； (2) 根據X軸機床參數 “回參考點方向”，按一下“+X”（“回參考點方向”為“+ ”）或“-X”（“回參考點方向”為“-”）按鍵， X軸回到參考點后，“+X” 或“-X”按鍵內的指示燈亮； (3) 用同樣的方法使用 “+Z” 或“-Z”按鍵，使Z軸回參考點。所有軸回參考點后即建立了機床坐標系。 機床坐標系與參考點 注意： (1) 在每次電源接通后，必須先完成各軸的返回參考點操作，然后再進入其他運行方式，以確保各軸坐標的正確性； (2) 同時按下X Z 軸向選擇按鍵，可使X 、Z 軸同時返回參考點； 教學過程 教 學 內 容 備 注 活動探究 (3) 在回參考點前，應確?；亓爿S位于參考點的 “回參考點方向”相反側（如X 軸的回參考點方向為負則回參考點前應保證X 軸當前位置在參考點的正向側），否則應手動移動該軸直到滿足此條件； (4) 在回參考點過程中，若出現超程，請按住控制面板上的“超程解除”按鍵，向相反方向手動移動該軸使其退出超程狀態(tài)。 分作操練，回參考點功能。對操作中出現的問題及時講解和更正 (四)、急停 機床運行過程中，在危險或緊急情況下，按下“急?！卑粹o，CNC 即進入急停狀態(tài)，伺服進給及主軸運轉立即停止工作（控制柜內的進給驅動電源被切斷）；松開“急?！卑粹o左旋此按鈕（右旋此按鈕，自動跳起），CNC 進入復位狀態(tài)。 解除緊急停止前，先確認故障原因是否排除，且緊急停止解除后應重新執(zhí)行回參考點操作，以確保坐標位置的正確性。 注意： 在上電和關機之前應按下“急停”按鈕以減少設備電沖擊。 (五)、超程解除 在伺服軸行程的兩端各有一個極限開關，作用是防止伺服機構碰撞而損壞。每當伺服機構碰到行程極限開關時，就會出現超程。當某軸出現超程（“超程解除”按鍵內指示燈亮）時，系統(tǒng)視其狀況為緊急停止，要退出超程狀態(tài)時，必須： (1) 松開“急?！卑粹o，置工作方式為“手動”或“增量”方式； (2) 一直按壓著“超程解除”按鍵（控制器會暫時忽略超程的緊急情況）； (3) 在手動(增量)方式下，使該軸向相反方向退出超程狀態(tài)； (4) 松開“超程解除”按鍵。 若顯示屏上運行狀態(tài)欄“運行正?！比〈恕俺鲥e”，表示恢復正常，可以繼續(xù)操作。 注意：在操作機床退出超程狀態(tài)時請務必注意移動方向及移動速率，以免發(fā)生撞機。 (六)、關機 (1) 按下控制面板上的“急?！卑粹o，斷開伺服電源； (2) 斷開數控電源； (3) 斷開機床電源。 10’ 3’ 教學過程 教 學 內 容 備 注 二、操作面板各功能鍵的作用 華中世紀星HNC-21T數控系統(tǒng)操作面板如圖2-1所示。 圖2-1 華中世紀星HNC-21T數控系統(tǒng)操作面板 （一）、顯示器 操作臺的左上部為7.7 寸彩色液晶顯示器（分辨率為640480 )，用于漢字菜單、系統(tǒng)狀態(tài)、故障報警的顯示和加工軌跡的圖形仿真。 （二）、NC 鍵盤 NC 鍵盤包括精簡型MDI 鍵盤和F1～F10 十個功能鍵。 標準化的字母數字式MDI 鍵盤介于顯示器和“急停”按鈕之間，其中的大部分鍵具有上檔鍵功能，當“Upper ”鍵有效時（指示燈亮），輸入的是上檔鍵。 NC 鍵盤用于零件程序的編制、參數輸入、MDI 及系統(tǒng)管理操作等。F1～F10 十個功能鍵位于顯示器的正下方。 （三）、機床控制面板MCP 標準機床控制面板的大部分按鍵（除急停按鈕外）位于操作臺的下部。 “急停”按鈕位于操作臺的右上角。 機床控制面板用于直接控制機床的動作或加工過程。 （四）、軟件操作界面 HNC-21T 的軟件操作界面如圖2-2 所示。其界面由如下幾個部分組成 10’ 3’ 教學過程 教 學 內 容 備 注 圖2-2 HNC-21T 的軟件操作界面 1、圖形顯示窗口 可以根據需要，用功能鍵F9 設置窗口的顯示內容。 2、菜單命令條 通過菜單命令條中的功能鍵F1～F10 來完成系統(tǒng)功能的操作。 3、運行程序索引 自動加工中的程序名和當前程序段行號。 4、選定坐標系下的坐標值 ?? 坐標系可在機床坐標系/工件坐標系/相對坐標系之間切換； ?? 顯示值可在指令位置/實際位置/剩余進給/跟蹤誤差/負載電流/補償值之間切換（負載電流只對11 型伺服有效）。 5、工件坐標零點 工件坐標系零點在機床坐標系下的坐標。 6、倍率修調 ?? 主軸修調當前主軸修調倍率。 ?? 進給修調當前進給修調倍率。 ?? 快速修調當前快進修調倍率。 7、輔助機能 自動加工中的M、 S、 T 代碼。 8、當前加工程序行 當前正在或將要加工的程序段。 9、當前加工方式、系統(tǒng)運行狀態(tài)及當前時間。 ?? 工作方式：系統(tǒng)工作方式根據機床控制面板上相應按鍵的狀態(tài)可在自動運行、單段運行、手動運行、增量運行、回零、急停、復位等之間切換； ?? 運行狀態(tài)：系統(tǒng)工作狀態(tài)在“運行正?！焙汀俺鲥e”間切換； ?? 系統(tǒng)時鐘：當前系統(tǒng)時間。 10’ 3’ 教學過程 教 學 內 容 備 注 圖2-3 菜單層次 圖2-4 HNC-21T 的功能菜單結構 （五）軟件菜單功能 操作界面中最重要的一塊是菜單命令條。系統(tǒng)功能的操作主要通過菜單命令條中的功能鍵F1～F10 來完成。由于每個功能包括不同的操作，菜單采用層次結構，即在主菜單下選擇一個菜單項后，數控裝置會顯示該功能下的子菜單，用戶可根據該子菜單的內容選擇所需的操作，如圖2-3 所示。 當要返回主菜單時，按子菜單下的F10 鍵即可。 注意：本說明書約定用F1→F4 格式表示在主菜單下按F1 ，然后在子菜單下按F4鍵。HNC-21T 的菜單結構如圖圖2-4 所示。 三、面板手動操作鍵的使用 在主功能菜單中選擇5，即可進入“手動”操作主菜單，如圖3-1所示。若配上手輪也可操作手輪。 機床手動操作主要由手持單元和機床控制面板共同完成，機床控制面板如圖2-1 所示。 10’ 3’ 教學過程 教 學 內 容 備 注 圖2-5 機床控制面板 （一）、坐標軸移動 手動移動機床坐標軸的操作由手持單元和機床控制面板上的方式選擇、軸手動、增量倍率、進給修調、快速修調等按鍵共同完成。 1、點動進給 按一下“手動”按鍵（指示燈亮），系統(tǒng)處于點動運行方式，可點動移動機床坐標軸(下面以點動移動X 軸為例說明)： (1) 按壓“+X” 或“-X”按鍵（指示燈亮），X軸將產生正向或負向 連續(xù)移動； (2) 松開“+X”或“-X”按鍵（指示燈滅），X軸即減速停止。 用同樣的操作方法使用“+Z”、“-Z”按鍵可使Z 軸產生正向或負向連續(xù)移動。 在手動運行方式下，同時按壓X、Z方向的軸手動按鍵，能同時手動控制X、Z坐標軸連續(xù)移動。 2、手動快速移動 在手動進給時，若同時按壓“快進”按鍵，則產生相應軸的正向或負向快速運動。 3、手動進給速度選擇 在手動進給時，系統(tǒng)參數“最高快移速度”的三分之一，再乘上進給修調選擇的進給倍率，就是進給速率。 而系統(tǒng)參數“最高快移速度”乘以快速修調選擇的快移倍率，就是手動快速移動的速率。 按壓進給修調或快速修調右側的“100%”按鍵（指示燈亮），進給或快速修調倍率被置為“100%”。按一下“+”按鍵，修調倍率遞增2%，按一下“-”按鍵，修調倍率遞減2%。 4、增量進給 當手持單元的坐標軸選擇波段開關置于“Off”檔時，按一下控制面板上的“增量”按鍵（指示燈亮），系統(tǒng)處于增量進給方式，可增量移動機床坐標軸(下面以增量進給X 軸為例說明)： (1) 按一下“+X”或“-X”按鍵（指示燈亮），X軸將向正向或負向移動一個增量值； (2) 再按一下“+X”或“-X”按鍵，X軸將向正向或負向繼續(xù)移動一個增量值。 10’ 3’ 教學過程 教 學 內 容 備 注 用同樣的操作方法，使用“+Z”、 “-Z”按鍵可使Z 軸向正向或負向：移動一個增量值。 同時按一下X、Z方向的軸手動按鍵，能同時增量進給X、Z坐標軸。 5、增量值選擇 增量進給的增量值由機床控制面板的“1” 、“10” 、“100” 、“1000”四個增量倍率按鍵控制。增量倍率按鍵和增量值的對應關系如下表所示： 注意：這幾個按鍵互鎖，即按一下其中一個（指示燈亮），其余幾個會失效（指示燈滅）。 （二）、主軸控制 主軸手動控制由機床控制面板上的主軸手動控制按鍵完成。 1、主軸正轉 在手動方式下，按一下“主軸正轉”按鍵（指示燈亮），主電機以機床參數設定的轉速正轉，直到按壓“主軸停止”或“主軸反轉”按鍵。 2、主軸反轉 在手動方式下，按一下“主軸反轉”按鍵（指示燈亮），主電機以機床參數設定的轉速反轉，直到按壓“主軸停止”或“主軸主轉”按鍵。 3、主軸停止 在手動方式下，按一下“主軸停止”按鍵（指示燈亮），主電機停止運轉。 注意： “主軸正轉”、“主軸反轉”、“主軸停止”這幾個按鍵互鎖，即按一下其中一個（指示燈亮）,其余兩個會失效(指示燈滅)。 4、主軸點動 在手動方式下，可用“主軸正點動”、“主軸負點動”按鍵，點動轉動主軸： (1) 按壓“主軸正點動”或“主軸負點動”按鍵（指示燈亮），主軸將產生正向或負向連續(xù)轉動； (2) 松開“主軸正點動”或“主軸負點動”按鍵（指示燈滅），主軸即減速停止。 5、主軸速度修調 主軸正轉及反轉的速度可通過主軸修調調節(jié)： 按壓主軸修調右側的“100%”按鍵（指示燈亮），主軸修調倍率被置為100%，按一下“+”按鍵主軸修調倍率遞增2%，按一下“-”按鍵主軸修調倍率遞減2%。 10’ 3’ 教學過程 教 學 內 容 備 注 活動探究 難點突破 （三）、機床鎖住 機床鎖住禁止機床所有運動。 在手動運行方式下，按一下“機床鎖住”按鍵（指示燈亮）,此時再進行手動操作，顯示屏上的坐標軸位置信息變化，但不輸出伺服軸的移動指令，所以機床停止不動。 注意： “機床鎖住”按鍵只在手動運行方式下有效，在自動方式下無效。 （四）、其他手動操作 1、刀位轉換 在手動方式下，按一下“手動選刀”按鍵，系統(tǒng)會預先計數轉塔刀架將轉動一個刀位，依次類推，按幾次“手動選刀”按鍵，系統(tǒng)就預先計數轉塔刀架將轉動幾個刀位，接著按一下“刀位轉換”按鍵，轉塔刀架才真正轉動至指定的刀位。此為“預選刀”功能，可避免因換刀不當導致的撞刀。 操作示例如下：當前刀位為1號刀，要轉換至4號刀，可連續(xù)按“手動選刀”鍵3此，然后按“刀位轉換”鍵，4號刀就會轉至正確的位置。 2、冷卻啟動與停止 在手動方式下，按一下“冷卻開?！卑存I，冷卻液開（默認值為冷卻液關），再按一下又為冷卻液關，如此循環(huán)。 3、卡盤松緊 在手動方式下，按一下“卡盤松緊”按鍵，松開工件（默認值為夾緊），可以進行更換工件操作，再按一下又為夾緊工件，可以進行加工工件操作，如此循環(huán)。 通過講解，讓同學們進行以下實訓內容 ⑴ 練習開機和關機； ⑵ 練習操作面板上各功能鍵的使用； ⑶ 練習各主功能菜單的選擇。 容易產生的問題和注意事項 ⑴ 電源接通前，要檢查車床的防護門電箱門等是否關閉，檢查主軸箱上油標的液面位置，檢查切削液的液面是否高于水泵吸入口。 ⑵ 電源接通后，要檢查電箱門軸流風機工作是否正常，急停按鈕是否跳起，車床照明燈亮不亮。 ⑶ 將刀架退至車床X、Z軸導軌右端時，先將中拖板退出，再退大拖板。若中拖板未退出，就退大拖板，刀架電機會撞到尾座，刀架電機容易被撞壞。 ⑷ 開、關機之間必須間隔15秒以上。 ⑸ 使用進給速度修調等旋鈕開關時，用力不要過大，否則旋鈕 10’ 3’ 教學過程 教 學 內 容 備 注 重點突破 活動探究 開關容易損壞。 ⑹ 在操作演示后，讓學生逐個輪換練習一次，然后再分散練習。 實訓練習 1.講解與演示 ①由指導教師講解機床的結構功能及坐標系統(tǒng)。 ②由指導教師演示開機、關機及控制面板上各鍵的功能和作用。 ③由指導教師演示移動方式的所有功能項目。 ④由指導教師演示數控車床加工過程與加工步驟。 2.學生在操作機床前要熟記的內容 ①熟悉數控車床安全操作規(guī)程，本次實訓的目的和要求。 ②熟悉機床面板各鍵和按紐的功能及用途。 3.機床的基本操作 (注意：以下操作要在沒有夾裝工件和刀具的情況下進行) ①開機。 ②回參考點操作。 ③刀架轉位的操作。 ④急停操作。 ⑤超程解除操作。 ⑥手動和單步操作練習。 在手動模式下練習的內容：在不同的快速移動倍率下刀架的移動；在不同的移動倍率下刀架的移動。 在單步移動模式練習的內容：在設置不同移動量下刀架的移動。 用手動或單步移動方式練習：把刀架移動到絕對坐標顯示為X＝-11.0，Z＝-260.0處，通常先移動Z軸，再移動X軸。（注意要正確操作，否則會超程報警）；把刀架移到絕對坐標顯示為X＝17.5，Z＝-536.0處。 常把快速移動倍率調整為25%，進給倍率調整70%左右。 10’ 3’ 教學過程 教 學 內 容 備 注 拓展訓練 手動操作加工如圖所示工件 單向臺階軸 加工步驟： ⑴ 用三爪卡盤裝夾工件，并將工件伸出70mm左右，工件夾緊后隨手將卡盤扳手取下。 ⑵ 主軸調速手柄調到750轉/分，用主軸正轉開關啟動主軸正轉，用主軸停開關停止主軸旋轉，用主軸反轉開關啟動主軸反轉。 ⑶ 在數控系統(tǒng)操作面板上按 “手動”鍵，實現手動操作。 ⑷ 練習進給速度修調開關的使用，熟悉手動進給速度。 ⑸ 練習點動移動的操作和點動量的選擇；練習坐標值的清零。 ⑹ 完成單向臺階軸的加工，加工工藝與在普通車床上加工工藝一樣。 練習要求 ⑴ 由學生用手動操作獨立完成零件的加工。 ⑵ 按圖紙精度要求完成臺階軸的加工。 ⑶ 檢查質量合格后切下工件交件待檢。 容易產生的問題和注意事項 ⑴ 車削前應檢查工件裝夾是否牢靠，刀具是否裝夾緊固，卡盤扳手是否取下。 ⑵操作機床時，注意力要集中，以防拖板、刀架等碰撞。并將行程擋塊調在安全位置，當發(fā)生超程時，起到保護機床的作用。 ⑶點動操作時，在方向鍵上快速按一下后立即松開，如一直按住，則機床將連續(xù)運行直到手松開為止。 ⑷ 手動操作移動刀具時，應注意調節(jié)進給速度修調開關，選擇一個合適的快進速度。 ⑸車床未停穩(wěn)，不能使用量具測量工件。注意在換刀前必須將刀具退到換刀安全區(qū)域，否則執(zhí)行換刀時刀具會和工件發(fā)生碰撞 ⑹必須使用手動操作完成零件的加工，以提高手動操作熟練程度，形成技能。 10’ 3’ 教學過程 教 學 內 容 備 注 總結 一、課題小結 1、課題測試； 2、重申安全文明實習的重要性； 3、指出實習操作中的的普遍問題及解決措施。 二、布置作業(yè) 1.簡述數控車床的安全操作規(guī)程。 2.機床“回零”的主要作用是什么？ 3.停止機床主要有哪些方法？ 4.在手動方式或單步操作方式中，如果移動溜板超程，如何處理？ 5.機床的開啟、運行、關機有哪些注意事項？ 6.填寫實習工藝卡片 三、清理現場 1、整理實習工具、材料和清掃設備； 2、實習場地衛(wèi)生清理。 課后分析 實習指導教師課時授課教案 授課班級 授課日期 指導教師 課程名稱 數控車床實訓 課題號 3 實訓課題 識別各類車刀，安裝各類車刀、試切法建立工件坐標系 課時 實訓準備 1.設備：數控車床 2.工具及材料： ①工具副：裝拆刀具專用扳手、裝拆工件專用扳手、校表、墊片若干。（每組1套） ②量具：千分尺，游標卡尺，0～150鋼尺。（每組1套） ③刀具：90硬質合金外圓車刀。 ④材料：45#鋼，尺寸規(guī)格Ф35100。 實訓目標 知識目標 ⑴熟練進行工件的安裝 ⑵正確選擇刀具和安裝刀具 ⑶了解刀具補償的相關概念； ⑷熟悉“刀偏表”功能子菜單的操作界面和使用； ⑸熟悉“刀補表”菜單的操作界面和使用； ⑹熟練掌握對刀操作的方法和技巧。 能力目標 ⑴培養(yǎng)學生熟練應用知識的能力 ⑵通過任務驅動，培養(yǎng)學生分析問題和解決問題的綜合能力 ⑶培養(yǎng)學生的團隊合作精神和交流合作能力 情感目標 使能夠理論聯(lián)系實際，培養(yǎng)學生的動手和學習興趣，從而進一步提高就業(yè)競爭能力。 實訓難點與重點及處理方法 重點：熟練掌握對刀操作的方法和技巧 處理方法：講清楚刀具補償的相關基本概念 難點：熟練掌握對刀操作的方法和技巧 處理方法：多練習對刀操作 安全注意 事項 學生在裝工件及刀具時，決不允許其他同學按機床上的任一按鍵，以免發(fā)生安全事故。 檢測手段 千分尺，游標卡尺，0～150鋼尺 實訓過程 教學活動 教師活動 學生活動 時間分配 復習導入新授： 活動探究 難點突破 概念學習 重點練習 重點突破 拓展訓練 總結 教學過程 教 學 內 容 備 注 組織教學 宣布課堂紀律、點名； 檢查學生的課前準備。 7’ 3’ 15’ 15’ 復習導入 新授課程 難點突破 問題： ⑴數控車床加工工件時，機床是怎樣找到編程坐標系的？ ⑵復習手工編程時工件坐標系的設定方法 ⑶導入對刀的目的及意義 一、工件的裝夾 裝夾工件時，應使三爪卡盤夾緊工件并有一定的夾持長度，工件中心線與主軸中心線重合，如裝夾外圓已經精車的工件，必須在工件外圓上墊一層銅皮，以防損傷外圓表面。 二、刀具的裝夾 （1）、外圓車刀的裝夾 裝夾在刀架上的外圓車刀不宜伸出太長，否則刀桿的剛度降低，在切削時容易產生振動，直接影響加工工件的表面粗糙度，甚至有可能發(fā)生崩刃現象，車刀的伸出長度一般不超出刀桿厚度的2倍。車刀刀尖應與機床主軸中心線等高，如不等高，應用墊刀片墊高。墊刀片要平整，盡量減少墊刀片的片數，一般只用2～3片，以提高車刀的剛度。另外，車刀刀桿中心線應與機床主軸中心線垂直，車刀要用兩個刀架螺釘壓緊在刀架上，并逐個輪流擰緊。擰緊時應使用專用扳手，不允許再加套管，以免使螺釘受力過大而損傷。 （2）、紋車刀的裝夾 螺紋車刀裝夾的正確與否，對螺紋的精度將產生一定的影響。若裝刀有偏差，即使車刀的刀尖角刃磨得十分準確，加工后的螺紋牙形仍會產生誤差。因此要求裝刀時刀尖與機床主軸中心線等高，左右切削刃要對稱，為此要用對刀螺紋樣板進行對刀。 （3）、切斷刀的裝夾 切斷刀不宜伸出太長，裝刀時要裝正，以保證兩個副偏角對稱，否則將使一側副刃實際上沒有副偏角或者是負的副偏角，造成刀頭這一側受力較大而折斷。切斷刀的主切削刃必須與機床主軸中心線等高，以避免切不斷工件、切斷刀崩刃或折斷的情況出現。 （4）、鏜孔刀的裝夾 用車刀加工內孔通常稱為鏜孔，使用的車刀為鏜孔刀。在裝刀時，刀尖應與機床主軸中心線等高，刀桿基面必須與主軸中心線平行，刀頭可略向里偏斜一些，以免鏜到一定深度時，刀桿后半部與工件表面相碰，刀桿伸出在允許的情況下盡量短一些，但應保證刀桿的工作長度長于孔深度3～5mm。 活動探究 重點突破 拓展訓練 講授概念 活動探究 重點要求 實操實訓 學生逐個練習工件的安裝、刀具的安裝 三、對刀操作 刀具偏置補償可以使刀具快速移動，使刀具與工件的距離和上一把刀保持一致。尋找各刀需要長度補償的過程稱為對刀。 對刀方法主要有：一般對刀、機外對刀儀對刀、ATC對刀和自動對刀四種。經濟型數控車床都采用一般對刀。一般對刀是指在機床上作手動對刀。手動對刀是通過試切零件來對刀。手動對刀要較多地占用機床時間，此方法用在數控車床上較為落后。 下面，我們以華中世紀星HNC-21T數控系統(tǒng)為例講解對刀方法。 刀具偏置補償數據的設置有兩種方法：一種是手工填寫，另一種是采用試切法，由系統(tǒng)自動生成。 圖6-7 刀偏表編輯 (一)、試切法確定刀具偏置值 試切法指的是通過試切，由試切直徑和試切長度來計算刀具偏置值的方法。根據是否采用標準刀具它又可以分為絕對刀偏法和相對刀偏法。 ⒈絕對刀偏法 絕對刀偏法是指，每一把刀具獨立建立自己的補償偏置值，如圖7-7中該值將會反映到工件坐標系上(注絕對刀偏法時不存在標準刀具)。 絕對刀偏法對刀的具體步驟如下： (1) 用光標鍵↑、↓將藍色亮條移動到要設置刀具的行； (2) 用刀具試切工件的外徑，然后沿Z軸方向退刀（注意：在此過程中不要移動X軸）； (3) 測量試切后的工件外徑，將它手工填入圖4.2.2 中的“試切直徑”這一欄。這樣，X偏置就設置好了； (4) 用刀具試切工件的端面，然后沿X 軸方向退刀； (5) 計算試切工件端面到該刀具要建立的工件坐標系的零點位置的有向距離，將該值填入到圖4.1.2 中的“試切長度”這一欄。這樣這把刀的Z偏置就設置好了。 如果要設置其余的刀具，就重復以上步驟。 注意： (1) 對刀前，機床必須先回機械零點； (2) 試切工件端面到該刀具要建立的工件坐標系的零點位置的有向距離也就是試切工件端面在要建立的工件坐標系中的Z 軸坐標值； (3) 設置的工件坐標系X軸零點偏置=機床坐標系X坐標-試切直徑，因而試切工件外徑后，不得移動X軸； (4) 設置的工件坐標系Z軸零點偏置=機床坐標系Z坐標-試切長度，因而試切工件端面后，不得移動Z 軸。 ⒉ 相對刀偏法 相對刀偏法是指有標準刀具，而其余的每一把刀具的偏置是相對于標準刀具的偏置。該值將不會反映到工件坐標系上，此時只建立一個由標刀確定的工件坐標系。其具體操作步驟如下： (1) 先將標刀對刀。如果我們要選擇作為標刀的刀具已經是標刀，我們就要將光標鍵↑、↓移到標刀位置，按F5 鍵取消標刀，否則填入“試切直徑”和“試切長度”參數時，系統(tǒng)會出現如圖7-8所示提示： 圖6-8 相對刀偏法標刀對刀提示 (2) 按照絕對對刀法(共五個步驟)，對好要作為標刀的刀具偏置，建立該刀具所確定的工件坐標系； (3) 設置標刀；按光標鍵↑、↓移動藍色亮條到已對好刀的刀具位置，按F5 鍵設置該刀具為標刀，如圖7-9所示。 圖6-9 標刀選擇 (4)選擇要對刀的刀具，按光標鍵↑、↓移動藍色亮條到要對刀的刀具位置； (5)按照絕對對刀法(共五個步驟)，對好所選的刀具偏置。 如果要設置其余的刀具，就重復以上(4)、(5)步驟。這樣就對好所有的刀具偏置。 注意： 在填寫非標刀具的試切長度時，是指非標刀具試切工件端面在標刀已建立工件坐標系中的Z 軸坐標值。 (二)、直接填寫刀具偏置值 直接填寫刀具偏置值就是參照標準刀具來直接填寫刀具偏置值。其步驟如下： (1) 執(zhí)行相對刀偏中的步驟(1)、(2)、(3)填好標刀的偏置； (2) 系統(tǒng)在手搖工作方式下，用基準刀具對準工件的一基準點，如圖7-10的A 點； (3) 按F1“ X 軸置零”，則屏幕上顯示的X 軸坐標清零，按F2“Z 軸置零”則屏幕上顯示的Z 軸坐標清零，按F3“ XZ 置零”則屏幕上顯示的X Z 軸坐標清零； (4) 使刀具退刀： (5) 選擇要對刀的刀具，按光標鍵↑、↓移動藍色亮條到要對刀的刀具位置，手動換刀。同樣旋轉手搖脈沖發(fā)生器，使刀尖對基準點A 。這時屏幕上顯示的坐標值，就是該刀對基準刀的偏置值△X 、△Z； (6) 將△X 、△Z分別填入已選刀具的X 偏置和Z 偏置。 圖6-10 測量刀偏數據 (二)、刀補的校驗 所有刀具對刀完成后，要進行刀補的校驗。校驗步驟如下： ⑴ 編寫一個校驗刀補的程序，在單段方式下執(zhí)行該程序，建立起加工坐標系； ⑵ 對一號刀具進行試切和測量，看測量的試切直徑與面板上的工件坐標系X軸顯示的坐標值是否一致（注意：測量退刀時只退Z軸，不能退X軸）。一致，則說明一號刀具X軸的刀補值準確；反之，則說明一號刀具X軸的刀補值不準確； ⑶ 執(zhí)行G00 Z0，再執(zhí)行G01 X10 F80，看刀尖是否完全與已加工端面重合。重合，則說明一號刀具Z軸的刀補值準確；反之，則說明一號刀具Z軸的刀補值不準確； ⑷ 對所有已完成對刀的刀具依次重復⑴、⑵、⑶步驟，即完成刀補的校驗。 刀補值不正確，必須重新對刀。 分組練習要求 1、每組指定一位同學負責； 2、按規(guī)定的內容練習； 3、沒有上機床上操作的同學要求認真觀察同組其他同學的操作； 4、同組的同學在掌握操作要領后，互相記時以督促提高操作的熟練程度； 一、刀具補償的相關基本概念 刀具的補償包括刀具的偏置和磨損補償，刀尖半徑補償。刀具的偏置和磨損補償，是由T 代碼指定的功能，而不是由 G 代碼規(guī)定的準備功能。 刀具偏置補償可以使刀具快速移動，使刀具與工件的距離和上一把刀保持一致。尋找各刀需要長度補償的過程稱為對刀。 對刀方法主要有：一般對刀、機外對刀儀對刀、ATC對刀和自動對刀四種。經濟型數控車床都采用一般對刀。一般對刀是指在機床上作手動對刀。手動對刀是通過試切零件來對刀。手動對刀要較多地占用機床時間，此方法用在數控車床上較為落后。 (一)、刀具偏置補償和刀具磨損補償 我們編程時，設定刀架上各刀在工作位時，其刀尖位置是一致的。但由于刀具的幾何形狀、及安裝的不同，其刀尖位置是不一致的，其相對于工件原點的距離也是不同的。因此需要將各刀具的位置值進行比較或設定，稱為刀具偏置補償。刀具偏置補償可使加工程序不隨刀尖位置的不同而改變。刀具偏置補償有兩種形式： ⒈ 相對補償 如圖圖7-1所示，在對刀時，確定一把刀為標準刀具，并以其刀尖位置A 為依據建立坐標系。這樣，當其它各刀轉到加工位置時，刀尖位置B 相對標刀刀尖位置A 就會出現偏置，原來建立的坐標系就不再適用，因此應對非標刀具相對于標準刀具之間的偏置值△x、△z 進行補償。使刀尖位置B移至位置A。本系統(tǒng)是通過控制機床拖板的移動實現補償的。 圖6-1 刀具偏置的相對補償形式 標刀偏置值為機床回到機床零點時，工件坐標系零點相對于工作位上標刀刀尖位置的有向距離。 ⒉ 絕對補償 即機床回到機床零點時，工件坐標系零點，相對于刀架工作位上各刀刀尖位置的有向距離。當執(zhí)行刀偏補償時，各刀以此值設定各自的加工坐標系。見圖7-2。 圖6-2 刀具偏置的絕對補償形式 刀具使用一段時間后磨損，也會使產品尺寸產生誤差，因此需要對其進行補償。該補償與刀具偏置補償存放在同一個寄存器的地址號中。各刀的磨損補償只對該刀有效（包括標刀）。 刀具的補償功能由T 代碼指定，其后的4 位數字分別表示選擇的刀具號和刀具偏置補償號。T 代碼的說明如下： TXX + XX 刀具號 刀具補償號 刀具補償號是刀具偏置補償寄存器的地址號，該寄存器存放刀具的X 軸和Z 軸偏置補償值、刀具的X 軸和Z 軸磨損補償值。 T 加補償號表示開始補償功能。補償號為00 表示補償量為0，即取消補償功能。 系統(tǒng)對刀具的補償或取消都是通過拖板的移動來實現的。 補償號可以和刀具號相同，也可以不同，即一把刀具可以對應多個補償號（值）。 如圖7-3所示，如果刀具軌跡相對編程軌跡具有X、Z 方向上補償值(由X，Z 方向上的補償分量構成的矢量稱為補償矢量)，那么程序段中的終點位置加或減去由T 代碼指定的補償量(補償矢量)即為刀具軌跡段終點位置。 圖6-3 經偏置磨損補償后的刀具軌跡 例21 如圖7-4，先建立刀具偏置磨損補償，后取消刀具偏置磨損補償。 圖6-4 刀具偏置磨損補償編程 (二)、 刀尖圓弧半徑補償G40，G41，G42 說明： 數控程序一般是針對刀具上的某一點即刀位點，按工件輪廓尺寸編制的。車刀的刀位點一般為理想狀態(tài)下的假想刀尖A 點或刀尖圓弧圓心O 點。但實際加工中的車刀，由于工藝或其他要求，刀尖往往不是一理想點，而是一段圓弧。當切削加工時刀具切削點在刀尖圓弧上變動；造成實際切削點與刀位點之間的位置有偏差，故造成過切或少切。這種由于刀尖不是一理想點而是一段圓弧，造成的加工誤差，可用刀尖園弧半徑補償功能來消除。 刀尖園弧半徑補償是通過G41、G42、G40 代碼及T 代碼指定的刀尖園弧半徑補償號，加入或取消半徑補償。 G40：取消刀尖半徑補償； G41：左刀補(在刀具前進方向左側補償)，如圖7-5； G42：右刀補(在刀具前進方向右側補償)，如圖7-5； X, Z：G00/G01 的參數，即建立刀補或取消刀補的終點； 注意：G40、G41、G42 都是模態(tài)代碼，可相互注銷。 圖6-5 左刀補和右刀補 注意： (1) G41/G42 不帶參數，其補償號(