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《数控机床实训》教学文本

机械设计与制造专业

《数控机床实训》

教学文本

黄河水利职业技术学院

二〇〇八年十月

目录

1实训标准2

1.1实训定位2

1.2工作任务和实训目标2

1.3教学组织3

1.4教学内容与能力要求4

1.5教学方法与手段7

1.6考核与评价7

1.7说明与建议10

2实训总设计12

3实训项目设计13

4.实训项目的描述13

5.实训项目中的实训任务设计19

6.实训任务设计卡20

7实训指南37

7.1信息37

7.2实训定位37

7.3实训任务和实训目标37

7.4教学组织37

7.5学习参考资料38

7.6实训指南40

8学生实训任务书46

附录：

50

1实训标准

1.1实训定位

本课程是高职高专机制类专业学生在学习完《数控编程及数控机床操作》后的一门重点专业课程，具有很强的实践性。

通过学习让学生具有熟练操作数控加工设备的技能；具有编制数控加工工艺及程序的技能；具有计算机应用和熟练应用CAD/CAM软件的能力；具有借助词典阅读设备说明书的能力。

1.2工作任务和实训目标

1.2.1工作任务及职业能力

表1-1工作任务与职业能力分析表

典型工作任务

实训领域

职业能力

1.数控加工工艺准备；

2.数控车削加工生产准备；

3.零件数控车削加工；

4.精度检验及误差分析；

5.数控车床的保养；

数控车床操作

1.熟悉数控车床的结构和工作原理；

2.能熟练制订数控加工工艺；

3.能将工件正确定位与夹紧；

4.能正确做刀具准备；

5.能熟练使用数控车床完成零件的加工；

6.能熟练进行精度检验及误差分析。

1.数控加工工艺准备；

2.数控铣削加工生产准备；

3.零件数控铣削加工；

4.精度检验及误差分析；

5.加工中心的保养；

加工中心操作

1.熟悉加工中心的结构和工作原理；

2.能熟练制订数控加工工艺；

3.能将工件正确定位与夹紧；

4.能正确做刀具准备；

5.能熟练使用数控车床完成零件的加工；

6.能熟练进行精度检验及误差分析。

1.电加工工艺准备；

2.电加工生产准备；

3.零件的电加工；

4.精度检验及误差分析；

5.电加工机床的保养；

线切割机床

操作

1.熟悉电加工机床的结构和工作原理；

2.能熟练进行电加工机床的程序编制；

3.能熟练进行电加工机床的操作；

4.能熟练进行精度检验及误差分析。

1.2.2实训目标

根据《数控机床实训》课程所面对的工作任务和职业能力要求，本实训的教学目标为：

1.知识目标

①掌握数控加工工艺；

②掌握数控车床常用编程指令；

③掌握加工中心常用编程指令；

④掌握数控电加工机床常用编程指令及工艺方法；

⑤掌握一般难度零件的加工工艺及编程方法。

2.技能目标

①能手动操作数控机床进行对刀、加工；

②能使用数控机床、电加工机床进行一般难度零件加工；

③能进行数控机床日常维护和常见故障的处理；

④能利用CAD/CAM软件编程加工。

3.态度目标

①具有安全、文明生产的精神；

②具有团队精神；

③具有良好的职业道德；

1.3教学组织

根据加工典型零件所需知识，及实际操作过程，从易到难，通过案例教学方式组织学生学习。

采用实训现场教学方式，做到教、学、做相结合。

具体的教学组织如下表：

表1-2教学组织表

序号

实训项目名称

实训内容

课时分配（天）

1

数控车床的操作与典型零件加工

任务1、数控车床的结构与工作原理

1

任务2、零件的工艺性分析

1

任务3、装刀与对刀

1

任务4、数控车床典型零件的加工

16

任务5、零件加工质量的检查和评价

1

2

加工中心的操作与典型零件加工

任务1、加工中心的结构与工作原理

1

任务2、零件的工艺性分析

1

任务3、装刀与对刀

0.5

任务4、加工中心典型零件的加工

7

任务5、零件加工质量的检查和评价

0.5

3

线切割机床的操作与典型零件加工

任务1、线切割机床的结构与工作原理

0.5

任务2、零件的工艺性分析

0.5

任务3、线切割电加工参数的填写与钼丝的安装

0.5

任务4、线切割机床典型零件的加工

3

任务5、零件加工质量的检查和评价

0.5

1.4教学内容与能力要求

对每个实训项目制订其学习目标、教学实施方案、所需设备对象与使用工具、教学重点、考核与评价标准等内容，采用资讯、决策、计划、实施、检查、评价六步教学法进行课程教学。

各实训项目的描述如下：

表1-3项目教学内容与要求表1

实训项目1：

数控车床的操作与典型零件加工

学时：

20天

实训目标

根据给定的零件图样，进行零件加工工艺分析、确定加工方法、制定加工计划，刀具准备与安装，编写加工程序并输入程序，对刀，试运行、优化程序，从简单到复杂零件的加工。

学生能力要求：

1.机械制图的识图能力；

2.数控加工刀具、工艺的知识；

3.普通车床的操作技能；

4.数控车床编程的知识。

教师能力要求：

1.熟悉轴类零件的数控工艺；

2.熟悉数控车床程序的编制；

3.熟悉轴类零件的机床夹具；

4.熟悉数控车床的操作。

教学实施：

六步法

对象：

数控车床，刀具、夹具等工艺装备，工艺文件，加工程序，仿真软件。

工具：

零件图样、数控车床、刀具、夹具等工艺装备；编制加工工艺的规范、图表、手册；编写工艺文件的标准、刀具选用的图表、手册、通用夹具选用说明书、专用夹具使用说明书、机床编程手册、机床操作手册；仿真软件、通用计算机、课件、黑板、多媒体等。

实训场所：

数控实训中心

实训重点：

装刀、对刀的技能技巧；实际加工时零件精度的控制。

考核与评价：

成果评定：

根据成果的技术标准要求评定成绩，占比60%；

学生自评：

学生对项目实施过程进行自评，给出相应的分值，占比15％；

教师评价：

根据对学生的考勤、学习态度、协作精神、敬业勤业和职业道德等给分值；

根据任务进行过程中的各个环节及结果给出一个分值（见评分标准）；

综合以上评价，占比25%。

表1-4项目教学内容与要求表2

实训项目2：

加工中心的操作与典型零件加工

学时：

10天

实训目标

根据给定的零件图样，进行零件加工工艺分析、确定加工方法、制定加工计划，刀具准备与安装，编写加工程序并输入程序，对刀，试运行、优化程序，从简单到复杂零件的加工。

学生能力要求：

1.机械制图的识图能力；

2.数控加工刀具、工艺的知识；

3.普通铣床的操作技能；

4.数控加工中心编程的知识。

教师能力要求：

1.熟悉平面轮廓类、曲面类和孔系类零件的数控工艺；

2.熟悉数控加工中心程序的编制；

3.熟悉加工中心的机床夹具；

4.熟悉数控加工中心的操作。

教学实施：

六步法

对象：

数控加工中心，刀具、夹具等工艺装备，工艺文件，加工程序，仿真软件。

工具：

零件图样、加工中心、刀具、夹具等工艺装备；编制加工工艺的规范、图表、手册；编写工艺文件的标准、刀具选用的图表、手册、通用夹具选用说明书、专用夹具使用说明书、机床编程手册、机床操作手册；仿真软件、通用计算机、课件、黑板、多媒体等。

实训场所：

数控实训中心

实训重点：

装刀、对刀的技能技巧；实际加工时零件精度的控制。

考核与评价：

成果评定：

根据成果的技术标准要求评定成绩，占比60%；

学生自评：

学生对项目实施过程进行自评，给出相应的分值，占比15％；

教师评价：

根据对学生的考勤、学习态度、协作精神、敬业勤业和职业道德等给分值；

根据任务进行过程中的各个环节及结果给出一个分值（见评分标准）；

综合以上评价，占比25%。

表1-5项目教学内容与要求表3

实训项目3：

线切割机床的操作与典型零件加工

学时：

5天

实训目标：

根据给定的零件图样，进行零件加工工艺要求分析，确定加工方法、制定加工计划；计算零件轮廓数据和刀具中心运行轨迹数据；编写加工程序；制作控制介质，输入程序信息；程序检验、优化程序；典型零件的加工。

学生能力要求：

1.线切割机床的基本工作原理；

2.线切割机床加工工艺的知识；

3.公差配合与测量技术知识。

教师能力要求：

1.熟悉零件的结构数控工艺；

2.熟悉数控线切割机床程序的编制；

3.熟悉数控线切割机床零件的机床夹具；

4.熟悉数控线切割机床的操作。

教学实施：

六步法

对象：

线切割机床、刀具、夹具等工艺装备，工艺文件，加工程序，仿真软件。

工具：

零件图样、线切割机床、刀具、夹具等工艺装备；编制加工工艺的规范、图表、手册；编写工艺文件的标准、刀具选用的图表、手册、通用夹具选用说明书、专用夹具使用说明书、机床编程手册、机床操作手册；通用计算机、课件、黑板、多媒体等。

实训场所：

模具实训中心。

实训重点：

掌握零件的结构特点，加工工艺的特点，加工路线；电参数的正确编制，钼丝的安装。

考核与评价：

成果评定：

根据成果的技术标准要求评定成绩，占比60%；

学生自评：

学生对项目实施过程进行自评，给出相应的分值，占比15％；

教师评价：

根据对学生的考勤、学习态度、协作精神、敬业勤业和职业道德等给分值；

根据任务进行过程中的各个环节及结果给出一个分值（见评分标准）；

综合以上评价，占比25%。

1.5教学方法与手段

表1-9实训项目教学方法表

实训项目名称

教学方法

教学手段

数控车床的操作与典型零件加工

六步法、头脑风暴法

多媒体教学、教师演示、软件仿真、学生实际操作

加工中心的操作与典型零件加工

六步法、头脑风暴法

多媒体教学、教师演示、软件仿真、学生实际操作

线切割机床的操作与典型零件加工

六步法、头脑风暴法

多媒体教学、教师演示、软件仿真、学生实际操作

1.6考核与评价

考核是指实训环节教学质量的考核，主要从学生的知识、能力和态度三个方面进行。

考核方法是团队整体考核，加个人成绩考核。

在教学组织上采用学生分组，轮流当组长，教师组织各组组长进行团队的考核，教师指导组长进行组内学生考核的方式。

通过考核使学生意识到自己的成绩是和团队的成绩密切相关，从而增强学生的团队意识与团队精神，通过轮流当组长的角色体验，提高学生的组织、管理和与人沟通的能力。

个人考核成绩计算公式如下。

学生最终个人成绩=学生个人成绩×团队成绩%

评价是对整个人才培养方案设计、实施过程、实施结果的评价，是对人才培养质量的全面评价，目的在于找出人才培养过程中存在的问题与不足，研究问题存在的根本原因，提出解决问题的办法和措施，进一步修订和完善人才培养方案的各个环节，形成新一轮的人才培养方案。

在考核过程中，要求学生首先领取《数控机床实训零件图》、《数控机床实训工作任务书》等学习材料。

然后让学生知道实训的定位以及与其它学习领域的关系，具体工作任务是什么，实训完成以后能够达到什么样的目标，分成多少个实训项目，按照什么样的流程来实训，如何分组，如何考核等。

《数控机床实训》设计了3个实训项目，这3个实训项目实际上是完成《数控机床实训》的3个完整工作过程。

按照六步法组织教学，分别在数控技术实训中心和模具实训中心完成实训项目的教学与考核。

①分组数控技术实训中心总共有10台数控车床和10台加工中心，模具实训中心共有8台线切割机床。

每个标准班分成8个小组，5人1组，采用抽签的方式确定每个小组的人员构成。

②分工在3个实训项目的实施过程中，分别由每位学生轮流担任小组长，使每个学生都有机会得到组织能力的训练。

其他工作任务同样进行轮流分工承担。

③填写工作任务书填写个人信息（班级、姓名、小组、分工），明确工作内容、工作目标、工作对象、工作方法、工作步骤、需要提交的成果、考核要点、考核方式及安全注意事项。

④实训项目的实施

实训项目1：

数控车床的操作与典型零件加工。

共20天，分成5个实训任务。

5个实训任务组成一个相对完整的工作过程。

由教师介绍数控车床的操作方法与规范、注意事项等基本知识，指导学生如何根据给定的机械零件图纸，进行零件加工工艺要求分析，确定加工方法、制定加工计划；制作控制介质，输入程序信息；装刀、对刀，程序检验、优化程序；模拟仿真、实际加工。

以小组为单位分组讨论并互相交流，学生各自写出典型产品的加工评价报告。

每个教师负责2个小组，在辅导过程中要注意记录学生的操作过程，及时提醒学生按规范操作，养成良好的工作习惯。

实训项目考核：

以小组为单位对小组及成员进行考核，采用成果展示、答辩的考核方式。

每个小组由组长负责成果的展示，教师及其它小组长负责对该小组进行考评，各小组长在教师的指导下对本组的成员进行考评，考核成绩计入实训项目评价表（见下表）。

表1-10《数控机床实训》实训项目评价表（实训项目1）

姓名

小组

班级

考核项目

考核内容及得分

合计

小组得分

知识30%

能力40%

态度30%

小组内个人得分

知识30%

能力40%

态度30%

实训项目总分

小组内个人得分×小组得分%

根据实训项目评价表，由教师按一定权重计算得出每个人知识、技能及态度成绩，并进一步按权重计算出实训项目成绩，实训项目考核成绩如下表所列。

表1-11《数控机床实训》考核表

姓名

班级

小组

实训项目名称

成绩

权重

小组得分

实训项目成绩

知识

0.3

技能

0.4

态度

0.3

实训项目2到实训项目3的考核均按以上方法进行。

本实训考核分为3部分，即知识、能力和态度的考核。

1.知识的考核

主要采用笔试形式，试卷考试时间为30分钟，每个情境学习完之后进行一次考核。

试卷见附件1。

2.能力的考核

采用过程考核与成果质量考核相结合的办法。

过程考核是各情境计划实施过程的正确性的考核（例如是否按照《操作流程》和《安全操作规程》操作、装刀的正确性、对刀的误差、误差的补偿方法等）；成果质量的考核是考核实施结果的质量和检查、评价阶段的质量（每个情境结束后每一个学生都应该有至少一个自己加工的工件。

情境结束后把零件上交，根据零件的质量具体打分。

）。

3.态度的考核

主要从工作态度、团队协作、安全文明生产等方面进行考核以下十一个方面进行考核。

详细情况见表1-12。

表1-12态度考核表

项目

主要观测点

分值

自我评分20%

班组评分30%

教师评分50%

小计

工作态度

是否积极参与项目实施

5

对承担的工作是否认真负责

10

团队协作

是否服从安排

5

是否积极提出解决问题方案

10

工作能力

是否按规程要求工作

10

是否独立完成工作任务

10

是否在规定时间内完成

10

工作质量

阶段成果质量是否符合要求

20

安全文明生产

是否考虑安全和劳动保护措施

10

是否安全文明生产

5

是否遵守实训规定

5

⑤实训总考核成绩

综合实训项目1～3的考核成绩，按一定加权计算出该实训总的考核成绩，实训总考核结果如下表所列。

表1-12《数控机床实训》考核表

班级

姓名

小组

实训项目名称

实训项目成绩

实训项目成绩权重

实训总成绩

数控车床的操作与典型零件加工

0.4

加工中心的操作与典型零件加工

0.4

线切割机床的操作与典型零件加工

0.2

1.7说明与建议

1．本实训重点应当侧重于数控机床的操作。

2．本实训所加工零件可以参照后面的附件，可以根据实际情况选作或者补充。

3．本实训标准适用于高职高专机械设计与制造专业，其课时分配是建议性的，实训指导教师在执行时可根据实际情况进行适当调整。

2实训总设计

在生产一线，数控加工设备的操作是机械设计与制造专业的主要工作岗位之一，根据基于工作过程的课程开发思路，针对工作岗位对知识、能力、素质要求，选取数控车床的操作与典型零件加工、加工中心的操作与典型零件加工和线切割机床的操作与典型零件加工3个实训项目作为本实训的实训内容。

每个实训项目对应于不同数控机床加工相关典型零件的实训过程，每个实训项目由若干个工作任务组成。

所以，实训内容设计的核心任务是根据实训过程确定实训项目及其对应的工作任务。

实训总设计包括目标描述、实训内容、开设学期、基准学时、采用方法、学生需要能力、教师所需的专业理论技能等内容，如表2-1所示。

表2-1实训总体设计

实训名称

数控机床实训

开设学期

第四、五学期

基准学时

35天

目标描述：

1.学生能根据零件图进行数控加工工艺文件的设计；

2.学生能根据要加工的零件选择合适的机床夹具；

3.学生能基本掌握常用数控机床的结构与工作原理；

4.学生掌握数控机床的装刀、对刀、机床基本参数设置；

5.学生能熟练操作数控机床加工出合格的零件。

内容：

1.掌握数控加工的基本流程和步骤；

2.熟悉零件的毛坯形式和材料的选择；

3.掌握合理选择定位基准的原则；

4.掌握选择数控机床的原则和方法；

5.掌握数控系统（CNC）的基本概念；

6.熟悉数控机床的插补原理及基本算法；

7.了解数控机床夹具的组成、作用及其对零件加工的重要性；

8.掌握对工件定位的概念、原理、要求及对定位误差的分析和计算；

9.熟悉对工件夹紧的目的、要求和常用的夹紧机构；

10.初步掌握加工零件选择机床夹具的方法、要点和步骤；

11.掌握机械加工精度的概念以及加工精度与加工误差的关系；

12.熟悉提高和保证加工精度的途径、常用方法；

13.掌握加工误差的综合分析方法；

14.熟悉影响加工表面质量的因素及提高加工表面质量的措施；

15.掌握数控加工程序的优化、简化方法；

16.掌握数控机床的装刀、对刀、基本参数设置，并能熟练操作数控机床加工出合格的零件。

采用方法：

1.讲演法

2.讨论和练习

3.加工现场示范

4.案例分析法

媒体：

表格、插图；

录像、课件；

数控机床、实体教材；

生产车间

学生需要能力：

1.机械制图的识图能力；

2.机械加工工艺的知识；

3.公差配合与测量技术知识；

4.普通机械加工机床的相关知识。

5.中等复杂零件的程序编制能力；

教师所需的专业理论技能：

1.具有双师素质；

2.熟悉数控机床加工过程和加工工艺；

3.具有较强的数控加工实践经验；

3实训项目设计

选用数控车床的操作与典型零件加工、加工中心的操作与典型零件加工和线切割机床的操作与典型零件加工三大典型项目，按照基于工作过程的开发要求，将《数控机床实训》分为与工作过程相匹配的六个实训项目。

每个实训项目的名称与学时如表3-1所示。

表3-1《数控机床实训》的实训项目与学时分配

序号

实训项目

学时（天）

1

数控车床的操作与典型零件加工

20

2

加工中心的操作与典型零件加工

10

3

线切割机床的操作与典型零件加工

5

 合　　计

35

4.实训项目的描述

对每个实训项目应制定其实训目标、实训实施方案、所需设备对象与使用工具、教学重点、考核与评价标准等内容。

各实训项目的描述如表4所示：

表4-1实训项目的描述1

实训项目1：

数控车床的操作与典型零件加工

学时：

20天

实训目标

根据给定的零件图样，进行零件加工工艺分析、确定加工方法、制定加工计划，刀具准备与安装，编写加工程序并输入程序，对刀，试运行、优化程序，从简单零件到复杂零件的加工。

学生知识要求：

1.机械制图的识图能力；

2.数控加工刀具、工艺的知识；

3.普通车床的操作技能；

4.数控车床编程的知识

教师能力要求：

1.熟悉轴类零件的数控工艺；

2.熟悉数控车床程序的编制；

3.熟悉轴类零件的机床夹具；

4.熟悉数控车床的操作。

实训实施：

实训

过程

实训任务

教学组织

学时（天）

资讯

分析零件信息、加工要求，理解加工技术要求；数控程序的输入方法及机床参数的基本设置，数控车床的工作原理；刀具的安装方法和要求，对刀的要求和方法，操作机床的方法和安全操作规程。

教师介绍项目任务，教师协调下的学生自愿分组，明确分工；提出资讯建议，提供获取资讯的方法与途径信息；重视操作机床的方法和安全操作规程。

1

决策

根据零件图纸、选择毛坯、机床、加工刀具、量具、辅具等的选用。

通过教师提供的信息，自己独立设计工作计划及成果评价，并向教师进行展示，师生共同做出开展工作的决定。

（讨论区）

1

计划

确定配合零件的装夹方法，确定加工阶段、加工方法、工艺装备，制定工艺流程工序内容和各工步加工参数。

与教师讨论加工方案，确定实施计划。

听取学生借助于资料、材料和信息自己做的工作计划，审定实施计划，关注计划中的预期成果及未来的自查项目，拟定出检查、评价工作成果的标准要求。

（讨论区）

1

实施

加工工艺规程编制，数控加工程序的编制、仿真、检验与优化，填写工艺文件，制定工作计划。

加工准备，开机前检查，设备润滑和冷却液使用，工具，夹具、量具使用与维护。

机床的操作步骤、日常维护，加工过程的监控。

安全操作与劳动保护知识，文明生产和环境保护知识。

按照计划，学生可独立开展工作，教师关注数控加工程序和工艺规程编制中的基本知识，关注机床、工具等的使用能力，关注各项标准的使用，控制工作进度，发现严重错误时，提供必要的指导。

对学生进行相关职业素质方面教育，如质量意识、安全意识等教育。

学生填写记录表（实训区、讨论区）

16

检查

零件的测量：

尺寸精度的检验。

零件的质量分析：

零件超差原因及预防措施。

对所加工的零件根据拟定的评价标准进行检查与规范验收，检查是否符合要求地完成了工作任务。

学生应进行自查互查。

（实训区）

0.5

评价

1.零件的加工质量；2.成本核算；3.计划制定情况；4.安全文明生产；5.团队协作情况；完成个人任务报告，撰写小组自评报告

（1）由教师参与，评价学生的工作情况，给出建议。

并进行技术系统与生产过程优化。

（2）对学生出勤、学习态度、职业道德、团队合作、敬业勤业进行评价。

（实训区、讨论区）

0.5

对象：

机床设备、刀具、夹具等工艺装备、工艺文件、加工程序、仿真软件。

工具：

零件图样、机床设备、刀具、夹具等工艺装备；编制加工工艺的规范、图表、手册；编写工艺文件的标准、刀具选用的图表、手册、通用夹具选用说明书、专用夹具使用说明书、机床编程手册、机床操作手册；仿真软件、通用计算机、课件、黑板、多媒体等。

实训场所：

数控实训中心

实训重点：

装刀、对刀的技能技巧；实际加工时零件精度的控制。

考核与评价：

成果评定：

根据成果的技术标准要求评定成绩，占比60%；

学生自评：

学生对项目实施过程进行自评，给出相应的分值，占比15％；

教师评价：

根据对学生的考勤、学习态度、协作精神、敬业勤业和职业道德等给分值；

根据任务进行