数控加工工艺设计与程序编制教学大纲.docx
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数控加工工艺设计与程序编制教学大纲.docx
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数控加工工艺设计与程序编制教学大纲
《数控加工工艺设计及程序编制》教学大纲
适用专业:
数控技术应用课程编码:
TC4
开设时间:
第7阶段课时数:
84
一、课程性质
本门课程是数控技术应用专业的专业领域课程,本课程为培养数控编程工艺员提供必备的理论知识和专业技能,要求学生熟练掌握编程指令的应用、数控仿真软件的操作,重点掌握中等复杂零件的数控编程与加工。
学生通过训练,能达到数控车工、数控铣工、加工中心操作员高级工数控手工编程的水平。
本门课程是以“做”为主体的课程,所有理论知识都在技能训练过程中让学生得以理解和掌握。
本课程以训练学生数控编程技能为目标,将数控加工工艺、手工编程、数控仿真软件应用的方法和规范等知识嵌入到各个零件的数控编程案例中进行分析讲解。
零件数控编程的技能训练分为5个环节:
(1)课堂操作示范。
将编程知识融入案例中进行讲解示范。
(2)课堂模仿操作。
模仿老师编程的方法,进行零件的数控编程和仿真,理论与实践相结合,“教、学、练”三者有机结合。
(3)课内实践。
根据课堂所学习的操作方法,选择一个零件,自己动手编程。
(4)课外拓展实践。
由教师设计一个比较复杂的装配件,要求学生综合运用前一阶段所学习的知识和所掌握的技能设计数控程序,只提供装配图和零件图,由学生自己选择编程方法进行数控加工工艺的设计和数控程序的编制。
(5)综合项目实训:
全面运用所学习的知识和所掌握的技能,按照数控编程工艺员的工作过程,设计一个机构中所有零件的数控工艺设计与数控加工程序编制。
二、课程培养目标
1.方法能力目标:
(1)培养学生学习能力。
(2)培训学生必要的政治素质。
(3)使学生具备一定的法律意识。
(4)培养学生必备的人文素养和健康的身心。
(5)培养学生良好的职业道德。
2.社会能力目标:
(1)培养学生的沟通能力及团队协作精神。
(2)培养学生分析问题、解决问题的能力。
(3)培养学生勇于创新、敬业乐业的工作作风。
(4)培养学生的质量意识、安全意识和环境保护意识。
(5)培养学生的交际和沟通能力。
(6)培养学生初步的管理能力和信息处理能力。
3.专业能力目标:
(1)从给定零件图及技术资料中提取数控加工所需的信息资料。
(2)设计数控工艺方案,编制工序卡,刀具卡等工艺文件。
(3)根据零件的形状、尺寸、走刀路线,能够计算数控加工所需的工艺数据和几何数据。
(4)根据数控车床、加工中心的性能、程序代码编写数控程序。
(5)通过数控模拟软件来检查和优化加工程序,并通过试加工试验数控程序。
(6)编制数控程序卡,并存档。
(7)区分工艺和程序对工件尺寸精度与表面质量的影响,探讨和反思任务进展情况。
(8)对数控加工的经济性和产品质量进行分析。
三、与前后课程的联系
1.与前续课程的联系
(1)《零件图与装配图的绘制》使学生具备了具备一定的识图、CAD画图的能力。
(2)《使用手动工具的零件加工》使学生具备了应用金属材料和机械零件的基本知识的能力。
(3)《使用普通机床的零件加工》使学生具备了普通车削、铣削、钻削、磨削等加工方法的能力。
(4)《机床维护与保养》使学生具备了数控机床的分类、工作原理、数控系统、典型结构的能力。
(5)《零件的工艺设计与实施》使学生具备了机械加工工艺规程的编制、数控加工刀具、数控加工质量分析、常用夹具的使用等的能力。
2.与后继课程的关系
为学生后续课程《复杂工件的数控编程》、《使用数控机床的零件加工》打下数控编程的基础,为学生进行中、高级工考证作准备。
四、教学内容与学时分配
根据职业岗位对知识、技能、素质的要求,将本课程的教学内容分解为9个学习单元。
表1课程结构与学时分配表
编号
学习单元名称
主要教学内容
学习目标
学时
备注
P4-0
绪论
K4-1:
数控机床的概念、组成、分类、加工的特点及应用。
K4-2:
数控机床坐标系的确定。
K4-3:
数控编程的种类及步骤。
K4-4:
常用编程指令。
K4-5:
数控加工程序的结构。
K4-6:
课程学习内容及学习方法。
O4-1:
熟悉数控机床的组成及分类
O4-2:
掌握数控机床坐标系的确定和数控加工程序的结构。
4
P4-1
定位销轴的数控加工工艺设计与程序编制
K4-1:
数控加工工艺设计的方法
K4-2:
外圆车刀、切槽切断刀的选用
K4-3:
车圆柱面、阶台、锥面、切槽、切断的走刀路线设计
K4-4:
数控车编程指令(T指令、G50、G96、G97、G98、G99、G00、G01、G90、G94指令)
K4-5:
数控车仿真软件的操作
O4-1:
具备编制车削圆柱面、阶台面、锥面、沟槽数控加工程序的能力
12
P4-2
螺纹球形轴的数控加工工艺设计与程序编制
K4-1:
螺纹车刀的选用
K4-2:
车螺纹切削用量的选择
K4-3:
车圆弧面的走刀路线设计
K4-4:
车螺纹的走刀路线设计及各主要尺寸的计算
K4-5:
数控车编程指令(G02、G03、G40、G41、G42、G04、G32、G92、G76)
O4-1:
具备编制车削圆弧面、螺纹数控加工程序的能力
12
P4-3
定位套的数控加工工艺设计与程序编制
K4-1:
内孔车刀的选用
K4-2:
车内表面的走刀路线设计
K4-3:
数控车编程指令(G71、G72、G73、G70、M98、M99)
O4-1:
具备编制车削内、外圆弧面、沟槽、螺纹数控加工程序的能力
12
P4-4
椭圆手柄的数控加工工艺设计与程序编制
K4-1:
车非圆曲线的走刀路线设计
K4-2:
用户宏程序基础
K4-3:
用户宏程序功能A
K4-4:
用户宏程序功能B
O4-1:
具备使用宏程序编制含有公式曲线的零件的数控车削程序的能力
8
P4-5
U型槽的数控加工工艺设计与程序编制
K4-1:
槽、键槽的加工方法
K4-2:
键槽铣刀
K4-3:
数控铣F、S、T指令
K4-4:
数控铣常用编程指令(G92、G90、G91、G43、G44、G49、G00、G01、G02、G03、G54~G59指令)
K4-5:
数控铣仿真软件的操作
O4-1:
具备编制铣削槽、键槽数控加工程序的能力
12
P4-6
凸模板的数控加工工艺设计与程序编制
K4-1:
平面铣削方法及面铣刀
K4-2:
内外轮廓的铣削方法
K4-3:
立铣刀
K4-4:
铣削用量
K4-5:
数控铣编程指令(子程序、G40~G42)
O4-1:
具备编制平面轮廓及较复杂型腔铣削数控加工程序的能力
8
P4-7
调整板的数控加工工艺设计与程序编制
K4-1:
孔的加工方法
K4-2:
加工孔走刀路线设计
K4-3:
固定循环指令(G73~G89、G98、G99)
O4-1:
具备编制孔铣削数控加工程序的能力
8
P4-8
基座的数控加工工艺设计与程序编制
K4-1:
曲面的铣削方法
K4-2:
曲面加工时铣刀的选择
K4-3:
数控铣宏程序
O4-1:
具备使用宏程序编制简单曲面铣削数控加工程序的能力
8
合计
84
五、教材的选用
1.教材选取的原则
尽量选用理论实践一体化教材;涉及的概念讲解要深入浅出,并配有大量实例,以使学生更容易理解和掌握。
2.推荐教材
《数控加工工艺设计及程序编制》周虹主编人民邮电出版社,2009
六、考核方式与标准
考核方式与标准见表2~表3
表2考核方式与标准
项目编号
考核点
建议考核方式
评价标准
成绩比例(%)
优
良
及格
P4-1
1.定位销轴的数控加工工艺设计与程序编制
现场考核
定位销轴的数控加工工艺设计与程序编制完全合理
定位销轴的数控加工工艺设计与程序编制合理
定位销轴的数控加工工艺设计与程序编制基本合理
20
2.项目公共考核点
过程考查(口试+自评+小组互评)
见表3项目公共考核点评价标准
P4-2
1.螺纹球形轴的数控加工工艺设计与程序编制
现场考核
螺纹球形轴的数控加工工艺设计与程序编制完全合理
螺纹球形轴的数控加工工艺设计与程序编制合理
螺纹球形轴的数控加工工艺设计与程序编制基本合理
12
2.项目公共考核点
过程考查(口试+自评+小组互评)
见表3项目公共考核点评价标准
P4-3
1.定位套的数控加工工艺设计与程序编制
现场考核
定位套的数控加工工艺设计与程序编制完全合理
定位套的数控加工工艺设计与程序编制合理
定位套的数控加工工艺设计与程序编制基本合理
10
2.项目公共考核点
过程考查(口试+自评+小组互评)
见表3项目公共考核点评价标准
P4-4
1.椭圆手柄的数控加工工艺设计与程序编制
现场考核
椭圆手柄的数控加工工艺设计与程序编制完全合理
椭圆手柄的数控加工工艺设计与程序编制合理
椭圆手柄的数控加工工艺设计与程序编制基本合理
8
2.项目公共考核点
过程考查(口试+自评+小组互评)
见表3项目公共考核点评价标准
P4-5
1.U型槽的数控加工工艺设计与程序编制
现场考核
U型槽的数控加工工艺设计与程序编制完全合理
U型槽的数控加工工艺设计与程序编制合理
U型槽的数控加工工艺设计与程序编制基本合理
16
2.项目公共考核点
过程考查(口试+自评+小组互评)
见表3项目公共考核点评价标准
P4-6
1.凸模板的数控加工工艺设计与程序编制
现场考核
凸模板的数控加工工艺设计与程序编制完全合理
凸模板的数控加工工艺设计与程序编制合理
凸模板的数控加工工艺设计与程序编制基本合理
16
2.项目公共考核点
过程考查(口试+自评+小组互评)
见表3项目公共考核点评价标准
P4-7
1.调整板的数控加工工艺设计与程序编制
现场考核
调整板的数控加工工艺设计与程序编制完全合理
调整板的数控加工工艺设计与程序编制合理
调整板的数控加工工艺设计与程序编制基本合理
10
2.项目公共考核点
过程考查(口试+自评+小组互评)
见表3项目公共考核点评价标准
P4-8
1.基座的数控加工工艺设计与程序编制
现场考核
基座的数控加工工艺设计与程序编制完全合理
基座的数控加工工艺设计与程序编制合理
基座的数控加工工艺设计与程序编制基本合理
8
2.项目公共考核点
过程考查(口试+自评+小组互评)
见表3项目公共考核点评价标准
2.项目公共考核点
过程考查(口试+自评+小组互评)
见表3项目公共考核点评价标准
合计
100
表3项目公共考核点评价标准
模块公共考核点
评价标准
优
良
及格
纪律
迟到次数不超过1次,不旷课。
迟到次数不超过2次,不旷课。
迟到次数不超过3次,不旷课。
过程操作
操作过程完全正确
操作过程规范
操作过程基本规范
写作能力
写作能力强,文档规范完整
写作能力较强,文档规范完整
具备一定的写作能力,文档基本规范完整
项目计划及实施能力
能完成所有项目。
能完成85%的项目。
能完成70%的项目。
团队协作精神
能够与团队成员合作,合理沟通,接受任务,协作他人完成工作任务
能参与分组作业并服从团队分工。
能服从团队分工。
策略和组织能力
能主动组织和策划项目的计划、项目实施和团队分工
参与项目计划和团队分工
参与项目工作
集体意识、社会责任心
有很强的集体意识和社会责任心
具备社会责任心和集体意识
有集体意识
分析问题、解决问题
能对问题提出自己的见解和解决方案。
能对相关问题提出解决方案。
能对问题和现象提出解决问题的思路。
学习能力
能主动查阅相关参考书和手册,并与同学或老师讨论。
能查阅相关参考书和手册
能根据要求查阅教学中提供相关参考书。
表达能力及展示能力
能够使用计算机制订工作计划、制作PPT并准确表达自己的思想
能通过PPT表达自己的思想
能表达自己思想
经济成本控制
能够结合当前的资源,作出优化设计或选择
在项目方案中考虑成本因素
具有成本意识
环境保护
设计方案,能够达到环保要求
在相应项目方案中考虑到环保问题
具有环保意识
九、学习单元设计
P4-1学习单元设计
P4-1定位销轴的数控加工工艺设计与程序编制学时:
12
学习目标
定位销轴的数控加工工艺设计与程序编制,使学生具备编制车削圆柱面、阶台面、锥面数控加工程序的能力
学习任务
通过设计数控工艺方案,编制刀具卡、数控程序卡(控制系统FANUC0i)等数控加工技术文件,然后仿真加工,优化走刀路线和程序,具备对圆柱面、圆锥面、阶台面、端面进行数控车削程序的编制的能力。
步骤
工作过程
教学内容
教学方法建议
学时
1
资讯
沟通与零件工艺性分析
分析零件的材料及加工性
分析零件的结构特点
分析零件的加工要求及工艺性
进行数据处理
讲授法
1
2
决策
计划
制定数控工艺方案
分析零件的工艺特点
工序合理划分
精车圆柱面、阶台、锥面的走刀路线设计
外圆车刀的选用(材料和性能)
切削用量的选择
夹具的选用
检测计划
成本效益分析
讲授法
小组讨论法
提问引导法
多媒体教学法
1
3
实施
编制数控技术文档
T指令、G50、G96、G97、G98、G99、G00、G01
程序卡、刀具卡
讲授法
案例教学法
练习法
3
4
检查与评估
试加工与优化
数控仿真软件的界面认识
仿真软件模拟装夹、刀具准备、输入加工代码、加工参数设置
模拟数控系统面板的操作
模拟机床面板操作
实施仿真加工进行程序检查和优化
四步教学法
练习法
3
5
学生课内实践
教师给出阶梯轴
数控加工工艺设计与程序编制
独立工作
4
P4-2学习单元设计
P4-2螺纹球形轴的数控加工工艺设计与程序编制学时:
12
学习目标
通过螺纹球形轴的数控加工工艺设计与程序编制,使其具备编制车削圆弧面、沟槽、螺纹数控加工程序的能力
学习任务
根据给定的轴类零件图(含圆弧面、沟槽、螺纹),首先设计数控工艺方案,编制刀具卡、数控程序卡(控制系统FANUC0i)等数控加工技术文件,然后仿真加工,优化走刀路线和程序,并存档
步骤
工作过程
教学内容
教学方法建议
学时
1
资讯
沟通与零件工艺性分析
分析零件的材料及加工性
分析零件的结构特点
分析零件的加工要求及工艺性
进行数据处理
讲授法
1
2
决策
计划
制定数控工艺方案
分析零件的工艺特点
工序合理划分
车圆弧面、沟槽、螺纹的走刀路线设计
螺纹刀、切槽刀、外圆刀的选用
切削用量的选择
夹具的选用
检测计划
成本效益分析
讲授法
小组讨论法
提问引导法
多媒体教学法
2
3
实施
编制数控技术文档
直线与圆弧、圆弧与圆弧交点的计算方法
圆弧插补G02、G03
刀具半径补偿(G40~G42)
暂停指令(G04)、车螺纹(G32)、螺纹切削单一循环G92、车螺纹复合循环G76
SINUMERIK802S系统的圆弧插补及刀具半径补偿指令、暂停指令、车螺纹指令
程序卡、刀具卡
讲授法
案例教学法
练习法
4
4
检查与评估
试加工与优化
实施仿真加工进行程序检查和优化
四步教学法
练习法
1
5
学生课内实践
教师给出图纸
学生进行数控加工工艺设计与程序编制
独立工作
4
P4-3学习单元设计
P4-3定位套的数控加工工艺设计与程序编制学时:
12
学习目标
通过定位套的数控加工工艺设计与程序编制,使其具备编制车削内、外圆弧面、沟槽、螺纹数控加工程序的能力
学习任务
根据给定的套类零件图(含圆弧面、沟槽、螺纹),首先设计数控工艺方案,编制刀具卡、数控程序卡(控制系统FANUC0i)等数控加工技术文件,然后仿真加工,优化走刀路线和程序,并存档
步骤
工作过程
教学内容
教学方法建议
学时
1
资讯
沟通与零件工艺性分析
分析零件的材料及加工性
分析零件的结构特点
分析零件的加工要求及工艺性
进行数据处理
讲授法
1
2
决策
计划
制定数控工艺方案
分析零件的工艺特点
工序合理划分
内圆柱、圆锥、沟槽的走刀路线设计
内螺纹刀、内切槽刀、镗刀的选用(材料和性能)
切削用量的选择
夹具的选用
检测计划
成本效益分析
讲授法
小组讨论法
提问引导法
多媒体教学法
2
3
实施
编制数控技术文档
内径、外径车削循环指令G90
端面车削循环指令G94
粗车循环指令G71~G73
精车循环G70
程序卡、刀具卡
讲授法
案例教学法
练习法
4
4
检查与评估
试加工与优化
实施仿真加工进行程序检查和优化
四步教学法
练习法
2
5
学生课内实践
教师给出图纸(形状较复杂的套类零件),学生进行数控加工工艺设计与程序编制
独立工作
3
P4-4学习单元设计
P4-4椭圆手柄的数控加工工艺设计与程序编制学时:
8
学习目标
通过椭圆手柄的数控加工工艺设计与程序编制,使其具备使用宏程序编制数控车削程序的能力
学习任务
根据给定的轴类零件图(含圆弧面),首先设计数控工艺方案,编制刀具卡、数控程序卡(控制系统FANUC0i)等数控加工技术文件,然后仿真加工,优化走刀路线和程序,并存档
步骤
工作过程
教学内容
教学方法建议
学时
1
资讯
沟通与零件工艺性分析
分析零件的材料及加工性
分析零件的结构特点
分析零件的加工要求及工艺性
进行数据处理
讲授法
0.5
2
决策
计划
制定数控工艺方案
分析零件的工艺特点
工序合理划分
车椭圆弧面的走刀路线设计
车刀的选用
切削用量的选择
夹具的选用
检测计划
成本效益分析
讲授法
小组讨论法
提问引导法
多媒体教学法
0.5
3
实施
编制数控技术文档
用户宏程序基础
用户宏程序功能A
用户宏程序功能B
讲授法
案例教学法
练习法
4
4
检查与评估
试加工与优化
实施仿真加工进行程序检查和优化
练习法
1
5
学生课内实践
教师给出图纸(含椭圆弧面或抛物线等二次曲线的形状较复杂的轴或套类零件),学生进行数控加工工艺设计与程序编制
独立工作
2
P4-5学习单元设计
P4-5U型槽的数控加工工艺设计与程序编制学时:
12
学习目标
通过U型槽的数控加工工艺设计与程序编制,使其具备编制平面、沟槽铣削数控加工程序的能力
学习任务
根据给定的零件图(含平面、直槽、圆弧槽),首先设计数控工艺方案,编制刀具卡、数控程序卡(控制系统FANUC0i)等数控加工技术文件,然后仿真加工,优化走刀路线和程序,并存档
步骤
工作过程
教学内容
教学方法建议
学时
1
资讯
沟通与零件工艺性分析
分析零件的材料及加工性
分析零件的结构特点
分析零件的加工要求及工艺性
进行数据处理
讲授法
1
2
决策
计划
制定数控工艺方案
分析零件的工艺特点
工序合理划分
铣削平面、直槽、圆弧槽的走刀路线设计
铣刀的选用(材料和性能)切削用量的选择
夹具的选用
检测计划
成本效益分析
讲授法
小组讨论法
提问引导法
多媒体教学法
1
3
实施
编制数控技术文档
数控铣床或加工中心坐标系及编程坐标系
数控加工程序的结构
换刀指令、G92、G90、G91、G43、G44、G49、G00、G01指令
程序卡、刀具卡
讲授法
案例教学法
练习法
3
4
检查与评估
试加工与优化
宇航(FANUC)数控铣仿真软件的工作窗口
宇航(FANUC)数控铣仿真软件的基本操作
四步教学法
练习法
3
5
学生课内实践
教师给出图纸(形状包括平面、直槽、圆弧槽)
学生进行数控加工工艺设计与程序编制
独立工作
4
P4-6学习单元设计
P4-6凸模板的数控加工工艺设计与程序编制学时:
8
学习目标
通过凸模板的数控加工工艺设计与程序编制,使其具备编制内外轮廓面铣削数控加工程序的能力
学习任务
根据给定的零件图(含内外轮廓面),首先设计数控工艺方案,编制刀具卡、数控程序卡(控制系统FANUC0i)等数控加工技术文件,然后仿真加工,优化走刀路线和程序,并存档
步骤
工作过程
教学内容
教学方法建议
学时
1
资讯
沟通与零件工艺性分析
分析零件的材料及加工性
分析零件的结构特点
分析零件的加工要求及工艺性
进行数据处理
讲授法
0.5
2
决策
计划
制定数控工艺方案
分析零件的工艺特点
工序合理划分
铣削内、外轮廓面的走刀路线设计
铣刀的选用
切削用量的选择
夹具的选用
检测计划
成本效益分析
讲授法
小组讨论法
提问引导法
多媒体教学法
0.5
3
实施
编制数控技术文档
刀具半径补偿(G40~G42)、子程序M98、M99
程序卡、刀具卡
讲授法
案例教学法
练习法
4
4
检查与评估
试加工与优化
实施仿真加工进行程序检查和优化
练习法
0.5
5
学生课内实践
教师给出图纸(形状包括内外轮廓面)
学生进行数控加工工艺设计与程序编制
独立工作
1.5
P4-7学习单元设计
P4-7调整板的数控加工工艺设计与程序编制学时:
8
学习目标
通过调整板的数控加工工艺设计与程序编制,使其具备编制孔铣削数控加工程序的能力
学习任务
根据给定的零件图(含孔系),首先设计数控工艺方案,编制刀具卡、数控程序卡(控制系统FANUC0i)等数控加工技术文件,然后仿真加工,优化走刀路线和程序,并存档
步骤
工作过程
教学内容
教学方法建议
学时
1
资讯
沟通与零件工艺性分析
分析零件的材料及加工性
分析零件的结构特点
分析零件的加工要求及工艺性
进行数据处理
讲授法
0.5
2
决策
计划
制定数控工艺方案
分析零件的工艺特点
工序合理划分
加工孔的走刀路线设计
加工孔刀具的选用
切削用量的选择
夹具的选用
检测计划
成本效益分析
讲授法
小组讨论法
提问引导法
多媒体教学法
1
3
实施
编制数控技术文档
固定循环指令中孔系加工指令的功能及应用,如G81、G80、G99、G98、G84等,
程序卡、刀具卡
讲授法
案例教学法
练习法
4
4
检查与评估
试加工与优化
实施仿真加工进行程序检查和优化
练习法
1
5
学生课内实践
教师给出图纸(形状较复杂的箱体类零件)
学生进行数控加工工艺设计与程序编制
独立工作
1.5
P4-8学习单元设计
P4-8基座的数控加工工艺设计与程序编制学时:
8
学习目标
通过基座的数控加工工艺设计与程序编制,使其具备使用宏程序编制铣削数控加工程序的能力
学习任务
根据给定的零件图(含曲面),首先设计数控工艺方案,编制刀具卡、数控程序卡(控制系统FANUC0i)等数控加工技术文件,然后仿真加工,优化走刀路线和程序,并存档
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- 关 键 词:
- 数控 加工 工艺 设计 程序 编制 教学大纲