《数控车实训》教案.docx

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《数控车实训》教案

数控车实训教案

授课班级

授课日期

指导教师

石银法

课程名称

数控车床实训

课题号

1

实训课题

机床日常维护及安全生产教育

课时

实训准备

华中数控HNC—21T车床及附件

实训目标

知识目标

⑴掌握数控车床安全技术操作规程，做到安全文明生产实习；

⑵掌握数控车床的维护保养知识，做到正确使用数控车床。

能力目标

⑴培养学生熟练应用知识的能力

⑵通过任务驱动，培养学生分析问题和解决问题的综合能力

⑶培养学生的团队合作精神和交流合作能力

情感目标

培养学生善于观察，勤于动脑、长于动手的良好学习习惯。

使能够理论联系实际，培养学生的动手能力和学习兴趣，从而进一步提高就业竞争能力。

实训难点与重点及处理方法

重点：

安全生产规范动作及规程

处理方法：

详细讲解，严格强调

难点：

严格按正确的操作规程进行实习生产，养成习惯

处理方法：

在实习过程中严格要求并随时提醒

安全注意

事项

①严格遵守实训中心的各项规定。

②严格遵守各项安全规定，以免发生人身或机床事故。

③严格按照数控车床的操作规程进行操作。

④要时刻保持精神集中，明确操作的目的，做到细心、准确地操作机床。

⑤对操作有疑问时要先向指导老师请教后方可进行操作。

检测手段

实训过程

教学活动

教师活动

学生活动

时间分配

导入

新授：

活动探究

难点突破

重点练习

重点突破

实训总结

复习：

1、数控机床的组成

2、机床本体的组成

导入：

加工前应注意的问题

教师出示设定任务

根据指定任务进行操作练习

展开练习

分组讨论

教师出示进一步练习任务

强调本次课程重点、难点

提问　

解释说明

演示

巡回指导

引导、提示

讲解

巡回指导

讲述、总结

思考、回答

上机练习

观察、思考

围绕任务展开练习

观察、发现

加深练习

寻找方法

围绕任务展开练习

加深练习

听讲

思考、记忆

教学过程

教学内容

备注

组织教学

宣布课堂纪律、点名；

检查学生的课前准备。

复习导入

复习：

⑴数控车床的组成学生回答

⑵数控车床机械部分的组成学生回答

通过学生的回答情况，做简要的评讲，并提出新问题：

在机床实际加工前应注意什么问题？

（导入新课）

新授课程

基本知识讲解

活动探究

任务：

机床的日常维护及安全生产教育

一、机床运转前的准备工作

（一）准备工作

⑴确保润滑部位（床头箱、导轨及丝杠等）都已加油。

⑵查所有操纵手柄，并处于中间（空档）位置。

⑶用手拨动主轴核实主轴处于空档位置。

⑷检查传动V型皮带是否有适当的张紧力。

⑸上列项目检查完毕后，输入指令使主电机正转，转动主轴箱前轴3～5分钟以溅起油润滑床头箱，在这段时间里主轴不应转动。

⑹拨动齿轮并作正反转来检查每档转速，注意主电机转动时不要拨动齿轮，拨动齿轮前应停转主电机。

机床的每档速度应平稳。

⑺在手动状态下检查进给运动（X轴，Z轴）是否平稳，检查限位保护是否可靠。

⑻根据情况，可编一个试运行程序（含主运动、进给运动），让机床在无负荷状态下运行一段时间。

编写一个程序，让车床运转，在无负荷运行，检查机床的运行情况。

（教师演示）

（二）、润滑和冷却

机床运动的时时刻刻所有的部位都应润滑，以保证机床良好的保养和长期的使用寿命。

⒈床头箱润滑

床头箱依靠齿轮和传动轴使油飞溅起来润滑，油通过回油系统在箱内流动。

要更换床头箱的润滑油可卸下位于床头箱下部的放油塞。

⒉导轨及丝杠润滑

大小丝杠的润滑为油脂润滑。

利用手动油泵可同时润滑床身导轨和横向滑板，每天操作机床前应将手动油泵按动数次。

机床工作过程可根据情况用手动油泵打油润滑，还应经常检查油泵油箱的油量。

⒊其它部位的润滑

立式四工位刀架和尾架上有注油孔，要定时加油。

大、小丝杠的推力轴承和步进电机减速箱以及滑移门等的滚动轴承均采用脂润滑。

在检修机床时可根据情况更换或补充润滑脂。

机床使用的润滑油、润滑脂必须是清洁的。

教学过程

教学内容

备注

难点突破

⒋冷却系统

机床冷却系统由冷却泵和喷水软管组成。

冷却泵装在水箱里。

机床尾部床脚即为水箱。

喷水软管可任意转动，使冷却效果最佳。

冷却液经泵抽起后通过喷水软管喷向切削点，然后经过承屑盘中的过滤网流回水箱。

（三）、主轴转速的调整

机床的动力从主电机皮带轮通过V型皮带传到床头箱的中间轴，转速的改变是通过中间轴和主轴之间安装的一系列精密磨削的齿轮来达到。

要改变主轴速度，只需要变换床头箱上的两个手柄，把其中之一从中间位置拨到床头箱速H铭牌所指示的所需速度位置即可。

主电机为双电机，其高低由数控系统指令控制，主轴的正反转也由数控系统指令控制。

（四）、机床防护

本机床防护采用半封闭式防护结构，前面为滑移门，可在机床全长上自由移动，既可有效地防止切屑和冷却液的飞溅，也便于变换主轴转速和上下工件。

在推动滑移门的过程中，门未停止，手就不应放开。

绝对禁止猛推滑移门。

机床后面为挡屑板。

挡屑板下为排屑口，既防切屑也方便排屑。

床头箱端面护板可防切屑侧面飞溅。

大丝杠护板有效地防止各种杂物损伤丝牙。

根据学生分组情况，让同学们依次操作机床，及时发现问题，及时解决，未操作的同学注意观察。

（五）、日常维护保养

⑴每班工作后应擦净车床导轨面（包括中滑板和小滑板），要求无油污、无铁屑，并浇油润滑，使车床外表清洁和场地整齐。

⑵要求车床三个导轨面及转动部位清洁、润滑，油眼畅通，油标油窗清晰，清洗护床油毛毡，并保持车床外表清洁和场地整齐等.

⑶车床的润滑都采用30号机油。

主轴箱和溜板箱内的润滑油一般三个月更换一次，换油时应在箱体内用煤油洗清后再加油。

（六）、安全操作规程

⑴实习时，要穿好工作服、袖套、防护眼镜，女同学应戴工作帽。

头发和辫子应塞入工作帽内。

加工时，注意头与工件不能靠得太近。

⑵数控系统的编程、操作和维修人员必须经过专门的技术培训，熟悉所用数控车床的使用环境、条件和工作参数等，严格按机床和系统和使用说明书要求正确、合理地操作机床。

⑶数控车床的使用环境要避免光的直接照射和其它热辐射，避免太潮湿或粉尘过多的场所，特别要避免有腐蚀气体的场所。

⑷为避免电源不稳定给电子元件造成损坏，数控车床应采取专线供电或增设稳压装置。

7’

10’

20’

教学过程

教学内容

备注

活动探究

⑸数控车床的开机、关机顺序，一定要按照机床说明书的规定操作。

主轴起动开始切削之前一定要关好防护罩门，程序正常运行中严禁开启防护罩门。

⑹在每次电源接通后，必须先完成各轴的返回参考点操作，然后再进入其他运行方式，以确保各轴坐标的正确性。

⑺机床在正常运行时不允许打开电气柜的门。

⑻加工程序必须经过严格检验方可进行操作运行。

⑼手动对刀时，应注意选择合适的进给速度；手动换刀时，刀架距工件要有足够的转位距离不至于发生碰撞。

⑽加工过程中，如出现异常危急情况，可按下“急停”按钮，以确保人身和设备的安全。

⑾机床发生事故，操作者要注意保留现场，并向维修人员如实说明事故发生前后的情况，以利于分析问题，查找事故原因。

⑿数控机床的使用一定要有专人负责，严禁其他人员随意动用数控设备。

⒀要认真填写数控机床的工作日志，做好交接工作，消除事故隐患。

⒁不得随意更改数控系统内部制造厂设定的参数，并及时做好备份。

⒂要经常润滑导轨、防止导轨生锈。

使用冷却液时，要在车床导轨上涂上润滑油，冷却泵中的冷却液应定期调换。

⒃使用带有手动机械变速的数控车床，车床在需要变速时，必须在停车状态下进行。

⒄注意保护床身及导轨面，不允许在卡盘及床身上敲击或校直工件。

床身上不准放置工具或工件，装卸较重工件，应用木板保护床面。

⒅爱护工、夹、量具。

工作时，工、夹、量具及工件，应尽可能靠近和集中在操作者周围。

⒆车刀磨损后，要及时刃磨，用磨钝的车刀继续切削会增加车床负荷，甚至损坏机床。

⒇下班前，应清扫车床上及车床周围的切屑，并做好车床的清洁保

养工作；应将大拖板退至床尾一端，并关闭电源。

展示相关因违反操作规程出现的大量的严重的事故的图片，让事实说话，让同学们牢记安全生产的重要性。

7’

10’

20’

教学过程

教学内容

备注

实习总结

一、课题小结

1、课题测试；

2、重申安全文明实习的重要性；

3、指出实习操作中的的普遍问题及解决措施。

二、布置作业

1、数控机床运行前的准备工作有那些？

2、简述安全操作规程的主要内容

三、清理现场

1、整理实习工具、材料和清扫设备；

2、实习场地卫生清理。

课后分析

实习指导教师课时授课教案

授课班级

授课日期

指导教师

课程名称

数控车床实训

课题号

2

实训课题

数控系统操作面板及机床面板操作实训

课时

实训准备

华中数控HNC—21T机床及附件

实训目标

知识目标

⑴熟悉华中世纪星数控系统操作面板上各功能键的作用；

⑵熟悉华中世纪星数控系统各主功能菜单的作用及选择。

⑷熟悉“手动”主菜单的操作界面；

⑸熟练掌握面板上手动操作键的使用；

⑹熟练掌握用手动操作加工简单零件。

能力目标

⑴培养学生熟练应用知识的能力

⑵通过任务驱动，培养学生分析问题和解决问题的综合能力

⑶培养学生的团队合作精神和交流合作能力

情感目标

使能够理论联系实际，培养学生的动手和学习兴趣，从而进一步提高就业竞争能力。

实训难点与重点及处理方法

重点：

熟悉操作面板上各功能键的作用，能用手动操作熟练加工工件

处理方法：

熟悉数控系统面板的操作后，多练习。

难点：

形成技能

处理方法：

多练习。

安全注意

事项

①严格遵守各项安全规定，以免发生人身或机床事故。

②严格按照数控车床的操作规程进行操作。

③要时刻保持精神集中，明确操作的目的，做到细心、准确地操作机床。

④对操作有疑问时要先向指导老师请教后方可进行操作。

检测手段

实训过程

教学活动

教师活动

学生活动

时间分配

复习导入

新授

活动探究

难点突破

概念学习

重点练习

重点突破

拓展训练

总结

复习：

1、实体工具栏的使用

2、创建长方体

导入：

如何在已建实体模型面上创建图形

教师出示设定任务

根据指定任务进行操作练习

为何所画图形不在所需模型面上？

明确UCS的XY平面是工作平面

用户坐标系的概念

灵活定位UCS

确定当前工作面

分组讨论

定位UCS的七种方法

教师出示进一步练习任务

强调本次课程重点、难点

提问　

展示图片

解释说明

巡回指导

引导、提示

讲解

巡回指导

汇总、补充

展示图片

讲述、总结

思考、回答

上机练习

观察、思考

围绕任务展开练习

观察、发现

听讲

展开练习

寻找方法

练习、讨论

加深练习

思考、记忆

教学过程

教学内容

备注

组织教学

宣布课堂纪律、点名；

检查学生的课前准备。

7’

复习导入

新授课程

基本知识

讲解

复习：

简要回顾上一课题的主要内容，然后提问：

（1）车床运行前的准备工作有那些？

（2）安全操作规程的主要内容？

导入：

如何正确的操作数控车床呢？

任务：

如何机床操作

一、开机、关机、急停

（一）、开机

（1）检查机床状态是否正常；

（2）检查电源电压是否符合要求，接线是否正确；

（3）按下“急停”按钮；

（4）机床上电；

（5）数控上电；

（6）检查风扇电机运转是否正常；

（7）检查面板上的指示灯是否正常；

接通数控装置电源后，HNC-21T自动运行系统软件。

此时液晶显示器显示如图2-1所示系统上电屏幕（软件操作界面），工作方式为“急停”。

（二）、复位

系统上电进入软件操作界面时，系统的工作方式为“急停”，为控制系统运行，需左旋并拔起操作台右上角的“急停”按钮使系统复位，并接通伺服电源。

系统默认进入“回参考点”方式，软件操作界面的工作方式变为“回零”。

（三）、返回机床参考点

控制机床运动的前提是建立机床坐标系，为此，系统接通电源、复位后首先应进行机床各轴回参考点操作。

方法如下：

（1）如果系统显示的当前工作方式不是回零方式，按一下控制面板上面的“回零”按键，确保系统处于“回零”方式；

（2）根据X轴机床参数“回参考点方向”，按一下“+X”（“回参考点方向”为“+”）或“-X”（“回参考点方向”为“-”）按键，X轴回到参考点后，“+X”或“-X”按键内的指示灯亮；

（3）用同样的方法使用“+Z”或“-Z”按键，使Z轴回参考点。

所有轴回参考点后即建立了机床坐标系。

机床坐标系与参考点

注意：

（1）在每次电源接通后，必须先完成各轴的返回参考点操作，然后再进入其他运行方式，以确保各轴坐标的正确性；

（2）同时按下XZ轴向选择按键，可使X、Z轴同时返回参考点；

教学过程

教学内容

备注

活动探究

（3）在回参考点前，应确保回零轴位于参考点的“回参考点方向”相反侧（如X轴的回参考点方向为负则回参考点前应保证X轴当前位置在参考点的正向侧），否则应手动移动该轴直到满足此条件；

（4）在回参考点过程中，若出现超程，请按住控制面板上的“超程解除”按键，向相反方向手动移动该轴使其退出超程状态。

分作操练，回参考点功能。

对操作中出现的问题及时讲解和更正

（四）、急停

机床运行过程中，在危险或紧急情况下，按下“急停”按钮，CNC即进入急停状态，伺服进给及主轴运转立即停止工作（控制柜内的进给驱动电源被切断）；松开“急停”按钮左旋此按钮（右旋此按钮，自动跳起），CNC进入复位状态。

解除紧急停止前，先确认故障原因是否排除，且紧急停止解除后应重新执行回参考点操作，以确保坐标位置的正确性。

注意：

在上电和关机之前应按下“急停”按钮以减少设备电冲击。

（五）、超程解除

在伺服轴行程的两端各有一个极限开关，作用是防止伺服机构碰撞而损坏。

每当伺服机构碰到行程极限开关时，就会出现超程。

当某轴出现超程（“超程解除”按键内指示灯亮）时，系统视其状况为紧急停止，要退出超程状态时，必须：

（1）松开“急停”按钮，置工作方式为“手动”或“增量”方式；

（2）一直按压着“超程解除”按键（控制器会暂时忽略超程的紧急情况）；

（3）在手动（增量）方式下，使该轴向相反方向退出超程状态；

（4）松开“超程解除”按键。

若显示屏上运行状态栏“运行正常”取代了“出错”，表示恢复正常，可以继续操作。

注意：

在操作机床退出超程状态时请务必注意移动方向及移动速率，以免发生撞机。

（六）、关机

（1）按下控制面板上的“急停”按钮，断开伺服电源；

（2）断开数控电源；

（3）断开机床电源。

10’

3’

教学过程

教学内容

备注

二、操作面板各功能键的作用

华中世纪星HNC-21T数控系统操作面板如图2-1所示。

图2-1华中世纪星HNC-21T数控系统操作面板

（一）、显示器

操作台的左上部为7.7寸彩色液晶显示器（分辨率为640×480），用于汉字菜单、系统状态、故障报警的显示和加工轨迹的图形仿真。

（二）、NC键盘

NC键盘包括精简型MDI键盘和F1～F10十个功能键。

标准化的字母数字式MDI键盘介于显示器和“急停”按钮之间，其中的大部分键具有上档键功能，当“Upper”键有效时（指示灯亮），输入的是上档键。

NC键盘用于零件程序的编制、参数输入、MDI及系统管理操作等。

F1～F10十个功能键位于显示器的正下方。

（三）、机床控制面板MCP

标准机床控制面板的大部分按键（除急停按钮外）位于操作台的下部。

“急停”按钮位于操作台的右上角。

机床控制面板用于直接控制机床的动作或加工过程。

（四）、软件操作界面

HNC-21T的软件操作界面如图2-2所示。

其界面由如下几个部分组成

10’

3’

教学过程

教学内容

备注

图2-2HNC-21T的软件操作界面

1、图形显示窗口

可以根据需要，用功能键F9设置窗口的显示内容。

2、菜单命令条

通过菜单命令条中的功能键F1～F10来完成系统功能的操作。

3、运行程序索引

自动加工中的程序名和当前程序段行号。

4、选定坐标系下的坐标值

􀁺坐标系可在机床坐标系/工件坐标系/相对坐标系之间切换；

􀁺显示值可在指令位置/实际位置/剩余进给/跟踪误差/负载电流/补偿值之间切换（负载电流只对11型伺服有效）。

5、工件坐标零点

工件坐标系零点在机床坐标系下的坐标。

6、倍率修调

􀁺主轴修调当前主轴修调倍率。

􀁺进给修调当前进给修调倍率。

􀁺快速修调当前快进修调倍率。

7、辅助机能

自动加工中的M、S、T代码。

8、当前加工程序行

当前正在或将要加工的程序段。

9、当前加工方式、系统运行状态及当前时间。

􀁺工作方式：

系统工作方式根据机床控制面板上相应按键的状态可在自动运行、单段运行、手动运行、增量运行、回零、急停、复位等之间切换；

􀁺运行状态：

系统工作状态在“运行正常”和“出错”间切换；

􀁺系统时钟：

当前系统时间。

10’

3’

教学过程

教学内容

备注

图2-3菜单层次

图2-4HNC-21T的功能菜单结构

（五）软件菜单功能

操作界面中最重要的一块是菜单命令条。

系统功能的操作主要通过菜单命令条中的功能键F1～F10来完成。

由于每个功能包括不同的操作，菜单采用层次结构，即在主菜单下选择一个菜单项后，数控装置会显示该功能下的子菜单，用户可根据该子菜单的内容选择所需的操作，如图2-3所示。

当要返回主菜单时，按子菜单下的F10键即可。

注意：

本说明书约定用F1→F4格式表示在主菜单下按F1，然后在子菜单下按F4键。

HNC-21T的菜单结构如图图2-4所示。

三、面板手动操作键的使用

在主功能菜单中选择5，即可进入“手动”操作主菜单，如图3-1所示。

若配上手轮也可操作手轮。

机床手动操作主要由手持单元和机床控制面板共同完成，机床控制面板如图2-1所示。

10’

3’

教学过程

教学内容

备注

图2-5机床控制面板

（一）、坐标轴移动

手动移动机床坐标轴的操作由手持单元和机床控制面板上的方式选择、轴手动、增量倍率、进给修调、快速修调等按键共同完成。

1、点动进给

按一下“手动”按键（指示灯亮），系统处于点动运行方式，可点动移动机床坐标轴（下面以点动移动X轴为例说明）：

（1）按压“+X”或“-X”按键（指示灯亮），X轴将产生正向或负向

连续移动；

（2）松开“+X”或“-X”按键（指示灯灭），X轴即减速停止。

用同样的操作方法使用“+Z”、“-Z”按键可使Z轴产生正向或负向连续移动。

在手动运行方式下，同时按压X、Z方向的轴手动按键，能同时手动控制X、Z坐标轴连续移动。

2、手动快速移动

在手动进给时，若同时按压“快进”按键，则产生相应轴的正向或负向快速运动。

3、手动进给速度选择

在手动进给时，系统参数“最高快移速度”的三分之一，再乘上进给修调选择的进给倍率，就是进给速率。

而系统参数“最高快移速度”乘以快速修调选择的快移倍率，就是手动快速移动的速率。

按压进给修调或快速修调右侧的“100%”按键（指示灯亮），进给或快速修调倍率被置为“100%”。

按一下“+”按键，修调倍率递增2%，按一下“-”按键，修调倍率递减2%。

4、增量进给

当手持单元的坐标轴选择波段开关置于“Off”档时，按一下控制面板上的“增量”按键（指示灯亮），系统处于增量进给方式，可增量移动机床坐标轴（下面以增量进给X轴为例说明）：

（1）按一下“+X”或“-X”按键（指示灯亮），X轴将向正向或负向移动一个增量值；

（2）再按一下“+X”或“-X”按键，X轴将向正向或负向继续移动一个增量值。

10’

3’

教学过程

教学内容

备注

用同样的操作方法，使用“+Z”、“-Z”按键可使Z轴向正向或负向：

移动一个增量值。

同时按一下X、Z方向的轴手动按键，能同时增量进给X、Z坐标轴。

5、增量值选择

增量进给的增量值由机床控制面板的“×1”、“×10”、“×100”、“×1000”四个增量倍率按键控制。

增量倍率按键和增量值的对应关系如下表所示：

注意：

这几个按键互锁，即按一下其中一个（指示灯亮），其余几个会失效（指示灯灭）。

（二）、主轴控制

主轴手动控制由机床控制面板上的主轴手动控制按键完成。

1、主轴正转

在手动方式下，按一下“主轴正转”按键（指示灯亮），主电机以机床参数设定的转速正转，直到按压“主轴停止”或“主轴反转”按键。

2、主轴反转

在手动方式下，按一下“主轴反转”按键（指示灯亮），主电机以机床参数设定的转速反转，直到按压“主轴停止”或“主轴主转”按键。

3、主轴停止

在手动方式下，按一下“主轴停止”按键（指示灯亮），主电机停止运转。

注意：

“主轴正转”、“主轴反转”、“主轴停止”这几个按键互锁，即按一下其中一个（指示灯亮）,其余两个会失效（指示灯灭）。

4、主轴点动

在手动方式下，可用“主轴正点动”、“主轴负点动”按键，点动转动主轴：

（1）按压“主轴正点动”或“主轴负点动”按键（指示灯亮），主轴将产生正向或负向连续转动；

（2）松开“主轴正点动”或“主轴负点动”按键（指示灯灭），主轴即减速停止。

5、主轴速度修调

主轴正转及反转的速度可通过主轴修调调节：

按压主轴修调右侧的“100%”按键（指示灯亮），主轴修调倍率被置为100%，按一下“+”按键主轴修调倍率递增2%，按一下“-”按键主轴修调倍率递减2%。

10’

3’

教学过程

教学内容

备注

活动探究

难点突破

（三）、机床锁住

机床锁住禁止机床所有运动。

在手动运行方式下，按一下“机床锁住”按键（指示灯亮）,此时再进行手动操作，显示屏上的坐标轴位置信息变化，但不输出伺服轴的移动指令，所以机床停止不动。

注意：

“机床锁住”按键只在手动运行方式下有效，在自动方式下无效。

（四）、其他手动操作

1、刀位转换

在手动方式下，按一下“手动选刀”按键，系统会预先计数转塔刀架将转动一个刀位，依次类推，按几次“手动选刀”按键，系统就预先计数转塔刀架将转动几个刀位，接着按一下“刀位转换”按键，转塔刀架才真正转动至指定的刀位。

此为“预选刀”功能，可避免因换刀不当导致的撞刀。

操作示例如下：

当前刀位为1号刀，要转换至4号刀，可连续按“手动选刀”键3此，然后按“刀位转换”键，4号刀就会转至正确的位置。

2、冷却启动与停止

在手动方式下，按一下“冷却开停”按键，冷却液开（默认值为冷却液关），再按一下又为冷却液关，如此循环。

3、卡盘松紧

在手动方式下，按一下“卡盘松紧”按键，松开工件（默认值为夹紧），可以进行更换工件操作，再按一下又为夹紧工件，可以进行加